Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Дефекты опор, состоящих из железобетона, по характеру их влияния на несущую способность конструкций можно разделить на три группы:

1. повреждения, не приводят снижению прочности и долговечности конструкций (возникновение поверхностных пустот, раковин, трещин ширина раскрытия, которых достигает 0,2 мм);

2. повреждения, приводящие к снижающею долговечности конструкций (возникновение трещин ширина раскрытия, которых 0,3 – 0,6 мм, пустоты, раковины и сколы бетона с оголением арматуры; поверхностная коррозия бетона и т.п.);

3. повреждения, приводящие снижению несущей способности конструкций (возникновение отдельных трещин, ширина раскрытия, которых не превышает 0,6 мм; возникновение трещин ширина раскрытия, которых не превышает 0,3 мм, если количество возникающих трещин в одном сечении более двух; раковин и сквозных отверстий площадью более 25 см²; отклонение одностоечных стоек опор превышающую допустимую величину наклона по вертикали).

Не требующие принятия срочных мер возникающие повреждения 1-й группы, устраняются путем нанесения ремонтных материалов (покрытий) в профилактических целях при текущем ремонте.

Ремонт повреждений 2-й группы повышает долговечность конструкций применяемые. Так как, материалы для ремонта данной группы, обеспечивают повышение долговечности. Сколы, продольные трещины и раковины, возникающие на высоте до 2,5 м от земли, подлежат обязательной заделке.

Восстановление несущей способности опор от повреждений 3-й группы происходит путем усиления опор контактной сети или их выправки. Материалы, применяемые для усиления, обеспечивают повышение прочностных характеристик и долговечности конструкций.

4.2 Классификация дефектов опор контактной сети

Фундаменты опор и сами опоры подвергаются в процессе эксплуатации воздействиям и естественному старению, приводящих к образованию в них дефектов и повреждений, вызывающих снижение несущей способности и долговечности конструкций [31].

Перечень наиболее часто встречающихся дефектов и повреждений опорных конструкций, их вид и причина образования приведены в классификации дефектов железобетонных опор и фундаментов контактной сети представлен в таблице 4.1 в Приложении В.

4.4 Понятие о дефектных и остродефектных опорах контактной сети

В зависимости от вида дефектов опоры и фундаменты по состоянию и размерам повреждений подразделяют на дефектные и остродефектные.

Дефектными опорами и фундаментами называют такие конструкции, у которых произошло снижение несущей способности. Однако остаточное значение ее достаточно для восприятия действующих на них нагрузок.

К дефектным опорам относят опоры, имеющие предварительно-напряженную арматуру и опоры с обычным (без предварительного напряжения) армированием, размеры повреждений и количество дефектов, имеющиеся в опоре, не превышают значений, указанных в таблице 4.2 Приложение Г.

Остодефектные опорами и фундаментами называют такие конструкции, состояние которых представляет угрозу безопасности движения поездов из-за возможного их разрушения, происходящего вследствие потери этими конструкциями несущей способности.

К остродефектным опорам относятся конструкции, имеющие дефекты и повреждения, размер которых превышает значения, указанные в таблице 4.2 представленная в Приложении Г. При этом особое внимание должно уделяться опорам, имеющим:

– коррозионные и электрокоррозионные повреждения арматуры (дефекты 3Ц, 4Ц);

– сетку трещин в сжатой зоне сечения на поверхности опор (дефект 7Ц);

– продольные и поперечные трещины в подземной части (дефект 6Ц) – отслаивание бетона от арматуры и короткие вертикальные трещины в зоне заделки опоры в фундаменте или в грунте (дефект 8Ц).

Наличие нескольких видов дефектов и повреждений, расположенных на расстоянии 0,5 м между собой, степень дефектности определяется по наиболее опасному повреждению или дефекту. При наличии нескольких видов дефектов или повреждений в опорах или фундаментах, на расстоянии расположения между собой менее 0,5 м, считаются остродефектными конструкциями.

Анализируя проблему дефектов, самым распространенным дефектом опор контактной сети являются продольные и поперечные трещины, а также сетка трещин. При этом тонкие трещины не вызывают особых опасений, но их раскрытие и углубление до арматуры приводит к тому, что нагрузка начинает восприниматься лишь арматурой и несущая способность опоры резко снижается.

Делая вывод по выше изложенному, следует помнить, что дефекты значительно уменьшают основной ресурс эксплуатации опор, а также уменьшается их несущая способность опор при нарушении ее целостности, что в свою очередь влияет на ресурс эксплуатации.

5 Методика определения величины выправочного усилия

Выправка опор, утративших устойчивость за время эксплуатации, осуществляется нетехнологично, зачастую выправка происходит без оценки остаточного ресурса. Эта ошибка приводит к развитию и появлению дефектов, а следствием становится разрушение железобетонной стойки. Поэтому необходимо знать предельную величину выправочного усилия, связав его определение с наличием дефектов в бетонной части, глубиной откопки и сроком эксплуатации опоры в определенных климатических условиях.

5.2 Морозостойкость центрифугированных опор контактной сети

В условиях Забайкалья и Дальнего востока с резкоменяющимся температурным полем, как в течение года, сезона и т.д., должно уделяться внимание именно состоянию бетонной части, подверженной попеременному замораживанию и оттаиванию [35 – 37].

На механизм и скорость морозного разрушения влияет степень водонасыщения пор бетона. Например, в процессе эксплуатации опор контактной сети, часть пор не будет заполнена водой, то отжимаемая льдом вода заполнит свободное пространство, и больших механических напряжений в бетоне не возникнет.

Для морозного разрушения бетона характерны разрывы между сростками цементного камня, количество которых постоянно увеличивается по мере увеличения количества циклов замораживания и оттаивания.

Воздействия сил морозного разрушения проявляется в различных многообразных формах разрушения бетона [38]. Среди них необходимо выделить:

– поверхностные разрушения, проявляющиеся, как шелушения поверхности бетона, в дальнейшем развивающееся в отслаивания;

– постепенные разрыхления бетона, сопровождаемые повышением водопоглощения, увеличением объема бетона, снижением модуля упругости и его прочности.

Основной характеристикой, определяющей долговечность опор, является морозостойкость бетона. Ее надо рассматривать в двух аспектах:

– морозостойкость изделия, как замкнутого кольцевого сечения, подвергнутого предварительному сжатию;

– непосредственно морозостойкость центрифугированного бетона опор.

Такие подходы обусловлены следующими причинами. Во-первых, в процессе центрифугирования весь воздух покидает бетон, поэтому он и отличается особой прочностью. Во-вторых, данный бетон имеет высокую неоднородность по всей толщине стенки центрифугированного элемента. Даже при оптимально подобранном составе в лабораторных условиях по толщине стенки указанного элемента образуется несколько слоев, отличающихся своей плотностью и составом. Обследования опор, проведенные заводом-изготовителем, показывают резкое расслоение бетона, в комле опоры на две части: растворную (внутреннюю) и бетонную (наружную). Толщина растворного слоя в нижней части опоры в процессе центрифугирования часто составляет 40 – 50 % от общей толщины стенки, происходит вследствие, перераспределения растворной составляющей.

Наружный и внутренний слои бетона оказываются в различном влажностном состоянии в процессе эксплуатации. В наружном слое содержится влаги в несколько раз меньше, чем во внутреннем. В таких условиях при замораживании бетона, его слои испытывают различные деформации [37, 38]. Результатом замораживания бетона является, в наружных слоях появляются растягивающие напряжения, а во внутренних – сжимающие. При определенной разности деформаций, возникающие во внешнем слое растягивающие напряжения, превышают прочность бетона на разрыв, что приводит к образованию продольных трещин.

Исследования по определению влияния многократного замораживания и оттаивания на изделия замкнутого сечения, проведенные ВНИИЖТом, показали:

– при своей неоднородности и высокой плотности центрифугированный бетон является неморозостойким;

– к расслоению бетонных смесей приводит нарушение технологии их изготовления, это приводит к появлению продольных трещин при попеременном замораживании и оттаивании и снижению морозостойкости.

5.4 Определение времени исчерпания ресурса опор по морозостойкости бетона

Нормирование показателя (марки бетона по морозостойкости обозначим – ) [35 – 38], обоснование необходимой морозостойкости бетона в опорах, осуществляется в следующей формуле:

, (5.1)

где – условия среды, характеризуемые числом стандартных циклов замораживания-оттаивания в год; – коэффициент однородности бетона по морозостойкости, назначаемый в зависимости от уровня надежности.

Обобщение рассмотренных выше методов [35 – 38] с позиций современных представлений об условиях протекания циклических процессов замораживания-оттаивания бетона позволяет прогнозирование минимального ресурса по морозостойкости бетона осуществить в следующей интерпретации [39, 40]:

, (5.2)

или, переходя к оценке времени исчерпания ресурса опор по морозостойкости бетона:

. (5.3)

где – нормируемая морозостойкость бетона для опор контактной сети; – нормируемый срок службы опор в годах; – срок исчерпания ресурса опор по морозостойкости бетона в годах; – коэффициент однородности бетона по морозостойкости, назначаемый в зависимости от уровня надежности; – среднее число стандартных циклов замораживания-оттаивания бетона, реализуемое в год в рассматриваемых природных условиях.

В соответствии с существующими подходами к отождествлению стандартных циклов замораживания-оттаивания бетона через природные циклы можно использовать соотношение вида:

, (5.4)

где – среднее число природных циклов замораживания-оттаивания бетона в год; – система коэффициентов, учитывающих эквивалентность перехода от природных циклов замораживания-оттаивания бетона к стандартным в зависимости от температурных условий реализации природных циклов и атмосферной влажности бетона.

Для конструкций циклы замораживания и оттаивания, которых обусловлены колебаниями температуры воздуха ( ), а также солнечной радиацией ( ), условия срока службы определяются на основании анализа графиков изменения температуры поверхности бетона [32], учитывающих замораживание бетона ночью и оттаивание его под влиянием солнечной радиации даже при отрицательных температурах воздуха. При  – в сутки реализуется один природный цикл замораживания оттаивания. Тогда число расчетных природных циклов попеременного замораживания-оттаивания определится как разность между количеством дней с переходом температуры через и количеством пасмурных дней, в течение которых солнечная радиация не проявляется [33].

Численное значение коэффициентов ( ), служащих для перехода к условиям годовой службы бетона в стандартных циклах ( ), могут устанавливаться на основании соответствующих графиков [32].

Схема исчерпания ресурса по морозостойкости для условий Забайкалья представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Изменение исчерпания ресурса железобетонных

опор контактной сети в зависимости от морозостойкости бетона

5.5 Определение величины выправочного усилия

Определяя величину выправочного усилия [41], выправлять опоры, имеющие поперечные трещины в подземной части не рекомендуется. Данные опоры необходимо заменять. Только при условии полной откопки, опоры имеющие поперечные трещины шириной раскрытия до 0,1 мм допускаются к выправке [34].

Характеристики

Список файлов ВКР