Общие сведения о дефектах железобетонных пролетных строений

При обследовании железобетонных пролетных строений необходимо проверять состояние несущих конструкций, правильность сопряжения сборных элементов и опирания пролетных строений на опорные части, выявлять места увлажнения и загрязнения несущих элементов, повреждения бетона и арматуры, а также видимые общие деформации – провисание главных балок, смещения и выгибы из вертикальной плоскости несущих элементов.

При обследовании должны быть выявлены все дефекты, и в первую очередь те, которые снижают грузоподъемность и долговечность пролетных строений: коррозия рабочей арматуры; потеря сцепления с бетоном рабочей арматуры, выключение ее из работы; трещины в бетоне несущих элементов; повреждение гидроизоляции пролетного строения; нарушение нормальных условий работы системы водоотвода из балластных корыт; неправильность в расположении и недостаточная подвижность опорных частей; отклонения от нормативов в состоянии мостового полотна и др.

Трещины – наиболее распространенные повреждения железобетонных пролетных строений. Во всех случаях необходимо обращать внимание на участки бетонной поверхности с пятнами ржавчины, что указывает на нарушение водонепроницаемости бетона или на недостаточный защитный слой арматуры. Такие участки – очаги разрушения бетона вследствие коррозии арматуры.

Внешними признаками, характеризующими опасное развитие трещин, служат потеки ржавчины на поверхности бетона или белые потеки –признак выщелачивания цементного раствора в зонах фильтрации воды через бетон по трещинам, а также сколы бетона около трещин и чрезмерные деформации конструкций.

Перечень дефектов и повреждений элементов железобетонных пролетных строений приведен в приложении Д.

Технологические дефекты

Дефекты и повреждения элементов конструкций железобетонных пролетных строений, возникающие на стадиях изготовления, транспортирования и монтажа приведены в пункте Д.2 приложенияД.

6.6.2.1. Технологические трещины (усадочные трещины –возникают во время твердения бетона при плохом уходе за его поверхностью и, стабилизируясь, носят беспорядочный характер и осадочныетрещины – возникают из-за неравномерной осадки бетонной смеси при ее уплотнении или при деформации опалубки). Технологические трещины образуются на плите проезжей части разрезных балок, в стыках проезжей части и ребрах, серединах предварительно напряженных балок и в местах конструкции, где могут образоваться температурно-усадочные трещины.

6.6.2.2. Температурно-усадочные трещинывозникают в затвердевшем бетоне в результате неравномерных по сечению деформаций от действия температуры окружающего воздуха и усадки бетона из-за плохой тепловлажностной его обработки, в результате чего происходит образование сетки поверхностных трещин с раскрытием до 0,2 мм. Температурно-усадочные трещины возникают на границе соприкосновения материалов (бетонов) с различными коэффициентами линейного расширения; они изменяют свое раскрытие в зависимости от колебаний температуры и развиваются во времени очень медленно.

Подавляющее большинство технологических и температурно-усадочных трещин имеют небольшую глубину (1 – 3 см).

6.6.2.3. Низкая прочность бетона (менее 10 МПа) для пролетного строения в целом, связанная: с низким качеством бетона, применявшегося ранее; с деструктивными процессами в бетоне при низких отрицательных температурах (для районов с суровыми климатическими условиями).

6.6.2.4. Дефекты бетонирования (раковины и каверны; места с вытекшим цементным раствором; обнажение арматуры или недостаточная толщина защитного слоя) возникают в результате нарушения технологических процессовпри изготовлении конструкций;

6.6.2.5. Другие повреждения(сколы бетона, силовые трещины, трещины, образовавшиеся в процессе складирования, транспортирования и монтажа сборных элементов или распалубки монолитных пролетных строений). Силовые трещины возникают обычно в слабо армированных местах из-за непредвиденных воздействий. Появление трещин в сжатой зоне балок (в плите проезжей части) связано с повреждениями балок при перевозке или монтаже, при нарушении гидроизоляции вода проникает в плиту по трещинам и разрушает бетон.

6.6.2.6. Размораживание бетона. Повреждения в железобетонных конструкциях, возникшие из-за попеременного замерзания и оттаивания бетона во влажной среде (размораживание), применения бетона недостаточной морозостойкости, использования солевых растворов; проявляются в виде растрескивания поверхности бетона и последующего разрушения поверхностных слоев. В случае попадания воды во внутренние полости и каверны наблюдаются сколы бетона, вызванные расширением замерзающей воды.

6.6.2.7. Разрушение швов омоноличивания диафрагм. Расстройство объединения балок пролетного строения в поперечном направлении из-за некачественной сварки верхних и нижних планок (накладок).

6.6.2.8. Горизонтальные продольные трещиныв местах примыкания плиты проезжей части к стенкам балок, относятся к категории опасных, так как вносят серьезные изменения в работу конструкции под нагрузкой; при наличии этих трещин значительно снижается момент сопротивления поперечного сечения балки и происходит резкое усиление работы хомутов в зоне трещин на срез. Одной из главных причин образования трещин этого типа являются нарушения в технологии изготовления пролетных строений.

6.6.2.9. Поперечные трещиныв плите балластного корыта вследствие перетяжки нижней продольной рабочей арматуры или изгибающих моментов, создаваемых при монтаже балок кранами.

6.6.2.10. Дефекты в клееных стыках. Трещины, сдвиги и дефекты клееных поперечных стыков сборных предварительно напряженных составных по длине конструкций (наличие щелей в стыке, пластичная консистенция клея или его неоднородность) из-за нарушения технологии изготовления и нанесения клея, дефектов проекта, недостаточного обжатия стыков. Наличие щелей в клееном стыке (из-за отсутствия клея на части площади стыка) может привести к появлению трещин в бетоне вблизи стыка из-за концентрации напряжений. Наличие неотвердевшего клея на больших участках клееных стыков составных изгибаемых конструкций приводит к снижению несущей способности. Наличие силовых поперечных трещин в стыках составных по длине предварительно напряженных железобетонных конструкций (без объединения арматурных каркасов в стыках) свидетельствует о недостаточном обжатии стыков.

Эксплуатационные дефекты

6.6.3.1. дефекты и повреждения элементов конструкций железобетонных пролетных строений, возникающие в процессе эксплуатации сооружений приведены в пункте Д.3приложенияД.Основные дефекты следующие:

трещины, возникающие при действии на железобетонные конструкции нагрузок и воздействий (силовые трещины в бетоне, трещины от местного действия нагрузки в зонах установки анкеров напрягаемой арматуры, в местах опираний и в других подобных местах);

продольные трещины вдоль арматуры;

коррозионные трещины;

разрушение защитного слоя бетона;

развитие коррозии арматуры;

выщелачивание бетона;

сколы торцов балок в местах опирания.

6.6.3.2. силовые трещины образуются от воздействия силовых факторов и могут развиваться во времени с различной интенсивностью. Как правило, они расположены нормально к действию силы в растянутой зоне и параллельно или под углом в сжатой. Силовые трещины образуются в приопорных участках балок, серединах пролетных строений разрезных балок и арок, а также балок неразрезных пролетных строений.

Поперечные силовые трещины образуются в растянутых элементах и растянутых зонах изгибаемых элементов, продольные – в сжатых элементах и в сжатых зонах изгибаемых элементов, наклонные – в стенках балок.

6.6.3.3. наклонные трещинысилового происхождения в стенках балок от действия главных растягивающих напряжений, особенно опасны в предварительно напряженных пролетных строениях, так как могут значительно снижать их грузоподъемность.

В железобетонных конструкциях, армированных ненапрягаемой стержневой арматурой, силовые трещины образуются в растянутой зоне. Трещины в ненапрягаемых конструкциях, расположенные поперек рабочей арматуры, имеющие величину раскрытия более 0,5 мм при арматуре периодического профиля и более 0,7 мм при гладкой арматуре, свидетельствуют о текучести в арматуре или о потере сцепления арматуры с бетоном.

6.6.3.4. вертикальные и наклонные трещиныобразуются в местах опирания, а также на торцевых участках конструкции, вызваны концентрацией местных напряжений, потерей подвижности, заклиниванием, перекосом опорных частей (следствие конструктивных недостатков опорных узлов пролетных строений и нарушения работы опорных частей). Для изгибаемых элементов (балок, плит) разрезных систем характерны вертикальные трещины в нижней зоне средней части пролета и наклонные трещины в приопорных участках. Наклонные трещины в приопорном сечении балок образуются при больших главных растягивающих напряжениях в бетоне и могут быть сквозные с раскрытием больше 0,2 мм. В предварительно напряженных железобетонных элементах в период эксплуатации появляются вертикальные трещины в средней части изгибаемого элемента из-за потерь предварительного напряжения в арматуре – следствие или большой ползучести и усадки бетона, или недостаточной величины предварительного напряжения арматуры.

6.6.3.5. горизонтальные трещинына торцевых участках предварительно напряженных пролетных строений вследствие действия местных напряжений под анкерами, вызванных силами предварительного напряжения арматуры.

6.6.3.6. продольные трещины вдоль арматуры. В предварительно напряженных конструкциях трещины появляются вдоль пучков арматуры. Возникают из-за стесненной арматурой усадки бетона (обжатия бетона), замерзания сырого инъекционного раствора в каналах или из-за коррозии арматуры в бетоне, что ускоряет появление продольных трещин от обжатия бетона. После попадания в них влаги и замораживания трещины будут развиваться по длине элемента и в глубину. В балках из обычного железобетона появление этого типа трещин связано с коррозией продольной арматуры.

6.6.3.7. поперечные трещиныв нижних поясах балок пролетных строений. В предварительно напряженных пролетных строениях – из-за недостаточного натяжения напрягаемой арматуры, значительных потерь предварительного напряжения в результате усадки и ползучести бетона и др. В балках из обычного железобетона наличие трещин этого типа с раскрытием более 0,8 мм свидетельствует о перенапряжении рабочей арматуры.

6.6.3.8. коррозионные трещиныобразуются по всей схеме армирования элементов конструкции в местах недостаточного защитного слоя. Коррозия арматуры возникает и развивается в местах отсутствия защитного слоя или недостаточной его толщины, на участках с нарушенной рыхлой структурой бетона, а также в результате карбонизации бетона или проникновения влаги через трещины.

В конструкциях балластного корыта из-за неисправностей водоотвода и гидроизоляции наблюдаются протечки воды, сопровождающиеся высолами (появлением продуктов выщелачивания бетона на поверхностях элементов). Наличие сухих, старых следов высолов на поверхности бетона (особенно на вновь построенных мостах) может быть следствием протекания воды еще до устройства гидроизоляции, омоноличивания стыков и заделки различных технологических отверстий.

6.6.3.9. сколы торцов балок в местах опираниявозникают от температурного воздействия при отсутствии или неправильной установке опорных частей. При глубоких сколах возможно обрушение балок.

6.6.3.10. разрушение консолей плиты балластного корытаможет бытьвызвано увеличением нагрузки от веса балласта при его толщине более 50 см, повышением интенсивности временной нагрузки, снижением прочности бетона, коррозией арматуры плиты.