Защита поверхности опор

Кладка опор в атмосферных условиях постепенно разрушается. Вода, протекая через кладку, выщелачивает раствор и тем нарушает ее монолитность. В порах намокшей кладки при замерзании образуется лед. Увеличиваясь в объеме (на 0,9%), он отламывает наружные частицы камня. Так, в результате многократного замерзания и размораживания происходит выветривание кладки. Поэтому наружную часть капитальных опор защищают облицовкой (см. рис. 33) из камней плотных и крепких пород, устойчивых против физического разрушения. Облицовкакрепким камнем полезна и для защиты от механического воздействия плывущих льдин. В районах с умеренным и теплым кли-

матом при отсутствии ледохода или слабом льде опоры возводят из прочного морозостойкого бетона без облицовки, иногда с железобетонной оболочкой монтажных блоков.

Облицовку нередко используют и как архитектурный элемент конструкции.

Чтобы предотвратить попадание воды в кладку,на открытых сверху горизонтальных плоскостях опор устраивают каменные или бетонные сливы с уклоном (см. рис. 33). Боковые поверхности опор, соприкасающиеся с грунтом, покрывают битумной мастикой. Балластное корыто устоев защищают оклеечной гидроизоляцией с обеспечением стока воды за устой. Во избежание скопления воды у опор насыпь отсыпают дренирующим грунтом с устройством водоотводящих дренажей (см. рис. 31).

Эксплуатация опор

Опоры из бетона, каменной кладки и железобетона разрушаются главным образом от выветривания — увлажнения и многократного замораживания. Быстрее выветривается недостаточно плотный раствор швов каменной кладки и облицовки. Выветрившиеся пустые швы нарушают связь между камнями и способствуют более глубокому разрушению. Поэтому при эксплуатации больше всего приходится выполнять работы по защите поверхностей опор.Сюда входят: периодическое возобновление расшивки швов, т. е. расчистка разрушенного раствора в швах и заполнение их цементным раствором; ремонт сливов, т. е. заделка раствором трещин, восстановление поврежденных и устройство заново нормальных сливов; ремонт неисправной и укладка новой изоляции, устройство дренажей за устоями.

В опорах нередки трещины.Они возникают и вследствие разницы (зимой) температур внутри и у поверхности кладки. Распространены также усадочные трещины из-за сокращения в объеме при твердении свежеуложенного бетона и раствора. В бетонной конструкции длина и ширина этих трещин больше, чем в железобетонной, где арматура сдерживает раскрытие усадочных трещин.

Трещины еще больше, чем поры, способствуют намоканию кладки, а при замерзании воды разрастаются и разрушают кладку. Поэтому трещины, как и пустые швы, надо заделывать раствором. Наряду с обычными цементными растворами для заделки швов и трещин теперь применяют полимерцементные растворы, герметики, а при раскрытии трещин до 1 мм — краски, приготовленные на основе поливинилацетатной эмульсии и латексов, герметики, лаки, краски и шпаклевки с синтетическими смолами.

Заделку трещин, как и расшивку швов, выполняют с подвесных люлек (рис. 132). При малой высоте используют переносные лестницы.

К ремонту и устройству дренажейприбегают в случаях пучения грунта, нарушающего профиль пути или вызывающего деформацию устоя. Одновременно с заменой загрязненного грунта дренирующим ремонтируют и дренажи. Попутно проверяют состояние изоляции устоя, обнажаемой от грунта, и при необходимости возобновляют ее.

Замену грунта, ремонт дренажей и изоляции выполняют под прикрытием пакетов, поддерживающих путь над устраиваемой в насыпи прорезью за устоем (рис. 133). Прорези закрепляют от обрушения грунта стенами из досок или пластин со стойками и распорками, упертыми в противоположные стены или кладку устоя.

Из рассмотренных работ периодическая расшивка швов и ремонт сливов составляют основную работу по уходу за массивными опорами для поддержания их в нормальном состоянии и продления срока службы.

Более сложных мер требуют дефектные опоры.К дефектным относят опоры, у которых значительно разрушена и ослаблена кладка, наблюдаются смещения отдельных частей или всей опоры. Кладка ослабляется в результате длительного выщелачивания раствора, цементирующего кладку, что нарушает ее монолитность, снижает прочность. Такая кладка иногда становится настолько слабой, что местами разбирается. Выщелачивание обнаруживается по светлым потекам на поверхности кладки.

Кроме физического разрушения, не исключено и механическое в виде трещин, раскалывающих кладку на части. Эти трещины возникают от перенапряжения кладки под поездной нагрузкой и распираний грунтом изнутри опоры при неудовлетворительном ее выполнении (рис. 134, а), а также из-за неравномерной осадки опор

(рис. 134, в). Такие силовые трещины более опасны, чем усадочные, и борьба с ними труднее, особенно когда при проходе поезда трещина изменяется по ширине, как говорят, «дышит». Тут заделка раствором не исключает возобновления трещины. Для выбора эффективных мер надо выяснить причины возникновения трещины,изменение ее под поездами и во времени, а также определить степень опасности.

Для этого наблюдают за трещинами. Увеличение трещины по длине легко установить, отмечая ее концы масляной краской с указанием даты отметки (рис.134, б). За увеличением ширины раскрытия следят по маякам из цементного раствора, устанавливаемым поперек трещины. Последующий разрыв затвердевшего маяка, как и удлинение трещины за отметки, указывает на ее развитие.

При длительном наблюдении ставят маяки из двух пластинок (рис. 134,г). Расхождение пластинок со временем от их начального "положения дает представление о раскрытии трещины. Для этого пластинки снабжают делениями (в миллиметрах и сантиметрах).

Изменение трещины под поездами можно обнаружить, держа палец на ней, но точно устанавливают мостоиспытательные станции с помощью измерительных приборов.

Наиболее опасны те трещины, которые, отделяя от опоры часть кладки, снижают ее устойчивость под нагрузкой (см. рис. 134, а). При такой опасности дефектную опору укрепляют,например, стягивая ее стальными хомутами (рис. 135, а). При невозможности этого надо разгрузить поврежденную опору, подвести под конец пролетного строения временную опору (рис. 135, б) до окончания ремонта.

Капитальный ремонтмассивных опор разнообразен, но может быть подразделен на три группы работ: омоноличивание всего массива расстроенной кладки, в том числе поврежденной трещинами; внешнее укрепление (торкретное покрытие, железобетонные пояса и рубашка); перекладка частичная и полная.

Монолитность кладки восстанавливают,нагнетая внутрь ее цементный раствор под давлением 4— 10 кгс/см². Перед нагнетанием в кладке бурят перфораторами скважины глубиной -до 1,5—2 м. Через скважины сначала промывают кладку водой, а за-

тем подают раствор насосом с помощью инъектора, вставленного в скважину. Вытекание раствора из кладки предотвращают конопаткой пустых швов, трещин, а также скважин, расположенных в уровне нагнетания (его выполняют последовательно снизу вверх).

Омоноличивание кладки нагнетанием раствора — наиболее эффективное средство оздоровления массивных опор; оно устраняет не только стабильные, но обычно и «дышащие» трещины, несмотря на выполнение этой работы без прекращения движения поездов. Поэтому нагнетание раствора внутрь кладки (инъектирование) должно, как правило, предшествовать другим способам ремонта трещиноватой кладки.

Опоры, ослабленные опасными трещинами,нередко укрепляют железобетонными поясами. Однако и в этом случае уместно сначала произвести нагнетание раствора. Оно полезно для дефектной каменной опоры и, возможно, окажется достаточным ремонтом без устройства поясов, ухудшающих вид капитального сооружения (рис. 136, а).

При выветривании кладки,когда оно глубоко, опору заключают в железобетонную «рубашку» (оболочку) толщиной 20—40 ом (рис. 136, б). Арматуру оболочки, как и поясов, прикрепляют к анкерам, заделываемым в кладку на растворе.

При неглубоком, но обширном наружном выветривании опор практично торкретирование. Оно состоит в нанесении на кладку мокрой смеси песка и цемента, выбрасываемых под давлением через металлическую трубку (сопло) на шланге от цемент-пушки.

Торкретное покрытие выполняют в 2—3 слоя толщиной по 2— 2,5 см. Благодаря нанесению торкрета на кладку под давлением до 5—6 кгс/см², его прочность в несколько раз превосходит прочность обычной штукатурки и еще более увеличивается, когда тор-

крет наносят по легкой металлической сетке, прикрепленной к кладке с помощью анкеров.

В настоящее время и железобетонную оболочку можно выполнить, применяя пневмо - или шприцбетон, при котором составные части бетона (с ограничением размеров щебня до 2,5 см) наносят на кладку также набрызгом под давлением, что повышает его прочность и исключает надобность в опалубке.

Расстроенную каменную кладку и облицовкус прочными камнями, но потерявшими связь между собой, иногда целесообразнее переложить (частично или полностью) в зависимости от объема повреждений.

Распространена замена дефектных подферменников,чаще всего расколотых. Новые подферменники изготовляют из железобетона заранее и устанавливают раздельно (под каждую балку) на слое цемента для обеспечения плотного опирания на подферменную плиту или бетонируют на месте в виде одной подферменной плиты. Устройство общей плиты на всю опору особенно полезно при расстроенной кладке. Плита лучше распределяет давление на опору.

Разборка дефектного оголовка, т. е. верхней части опоры, и устройство подферменной плиты, как и перекладка, обычно требуют полной разгрузки опоры и передачи давления пролетного строения на временную опору (см. рис. 135, б).

Подферменники можно заменить в «окно» продолжительностью 2—3 ч. При этом пролетное строение приподнимают домкратами под опорную поперечную балку и в поднятом состоянии подклинивают на клетках из брусьев. Проще, однако, отремонтировать лопнувшие подферменники, если они могут быть использованы после стягивания их хомутами или заключения в железобетонную обойму.

Рассмотренные повреждения и способы ремонта касались надводной части. Но опоры разрушаются и под водойв пределах ледяного покрова в реке и несколько ниже его. Здесь к разрушению кладки под действием многократного замерзания и размораживания прибавляется еще механическое повреждение при отрывании ледяного поля от опоры. Для предупреждения этого следует всякий раз перед подъемом льда на реке обрубать его вокруг опоры.

В подводной, как и в надводной части, происходит выщелачивание раствора из швов и самой кладки. Поскольку ремонт ограничивается лишь надводной частью, то накапливающееся разрушение кладки под водой нередко достигает значительных размеров вплоть до вывалов камней и образования ниш в опоре. Повреждения под водой обнаруживают телевидением или непосредственно водолазы. С помощью водолазов производят и ремонт: заливают раствором пустые швы, заделывают ниши бетоном, восстанавливают кладку до прежних размеров.

В более сложных случаях ремонт подводной кладки целесообразно выполнять с устройством временного, предпочтительно инвентарного ограждения вокруг опоры и подводным бетонированием днища для откачки воды из ограждения. Ремонт осушенной опоры лучше подводного ремонта.

Глава VII КАМЕННЫЕ И БЕТОННЫЕ МОСТЫ

Область применения

Каменные мосты, как и деревянные, наиболее древние. Объясняется это тем, что возводят те и другие из природных местных материалов. Но в отличие от деревянных мостов, каменные долговечны. Некоторые из них сохраняются веками.

Для каменных мостов характерна сводчатая конструкция с минимально возможным растяжением (стр. 50). В своде основное усилие— сжатие.

В этом легко убедиться на модели свода, сложенной из клинообразных элементов даже без раствора, насухо (рис. 137, а). Под действием собственного веса или даже дополнительной нагрузки, равномерно распределенной по пролету, такой свод не расходится в швах и не разваливается. Это указывает на отсутствие растягивающих усилий между камнями.

Но в своде может возникнуть и растяжение, если, например, излишне загрузить одну половину его пролета по сравнению с другой. Односторонне перегруженная модель свода искривится (рис. 137, б), и раскрытие швов укажет на растяжение между элементами свода.

Понятно, что при значительной массе свода относительно небольшая односторонняя нагрузка может и не вызвать растяжения. Растяжение меньше ,в крутых (подъемистых) сводах, чем в более пологих. По-этому для определенного соотношения поездной нагрузки и массы свода назначают такое очертание его оси, которое исключало бы появление недопустимого для кладки растяжения.

Нельзя забывать и того, что при более пологом своде возрастает распор, а это ведет к удлинению опор. Наконец, в сводах больших пролетов даже при соблюдении указанных условий возникает значительное сжатие, превышающее допускаемое. Поэтому пролеты каменных мостов под железную дорогу обычно не превосходят 60 м ограничение величины пролетов, а главное, большая трудоемкость изготовления по сравнению с другими капительными мостами привели к сокращению строительства каменных мостов.

Бетонные мосты, во многом сходные с каменными, проще в изготовлении, но имеют свои особенности и недостатки, ограничивающие их применение (стр. 148).

Тем не менее на дорогах немало каменных и бетонных мостов прежних лет постройки. Из-за большой массивности они наименее чувствительны к происходящему утяжелению поездов и далеко не исчерпали своей грузоподъемности.