Что такое реконструкция моста
Общие сведения о реконструкции мостов(причины, основные схемы)
Реконструкция моста — изменение в процессе эксплуатации некоторых основных его характеристик, как-то: отверстия, статической схемы, грузоподъемности, габаритов, количества путей, рода езды и др.
В общем случае необходимость реконструкции мостов определяют две группы обстоятельств: 1) физическое состояние основных элементов моста и их грузоподъемность; 2) изменения условий эксплуатации дороги или водного пути под мостом.
При планировании и проектировании реконструкции моста следует предусматривать минимальные нарушения графика движения поездов.
Грузоподъемность старых металлических мостов, как правило, определяется грузоподъемностью пролетных строений и реже опор, несущая способность которых в большинстве случаев оказывается достаточной. Увеличения грузоподъемности моста за счет повышения класса пролетных строений, как уже указывалось, достигают усилением пролетных строений или заменой новыми. Директивные сроки окончания реконструкции моста с доведением его класса до необходимого уровня устанавливают в увязке со временем ввода в обращение новых железнодорожных нагрузок.
На выбор решения между усилением и заменой пролетных строений влияет целый ряд факторов, которые надлежит тщательно анализировать в каждом конкретном случае. Так, при большом различии между классом, до которого необходимо усилить пролетное строение, и его фактическим классом по грузоподъемности могут возникнуть конструктивные трудности, исключающие вариант усиления.
Уровень физического состояния элементов усиляемого пролетного строения, степень серьезности и сочетания конструктивных недостатков и дефектов следует особо учитывать как при определении характера и объемов работ по усилению, так и при оценке влияния их на надежность моста.
При реконструкции мостов неизбежны ограничения движения поездов. Так, при усилении пролетных строений на все время производства работ ограничивают скорость движения и, кроме того, планируют «окна» для усиления и ремонта проезжей части. Продолжительность указанных ограничений движения поездов, зависящая от объемов и способов производства работ по усилению пролетных строений, может быть различной.
Замену пролетных строений производят под прикрытием «окна» в движении поездов с закрытием перегона для выполнения всего комплекса работ. Продолжительность «окна» для смены пролетного строения зависит от способа производства работ, схемы моста, местных условий и т. д. Так, для замены металлического пролетного строения длиной 45 м при помощи консольного крана требуется «окно» продолжительностью 6 — 8 ч, тогда как при замене поперечной передвижкой смонтированного на подмостях пролетного строения величина «окна» будет намного больше.
Ограничения движения поездов вызывают дополнительные затраты, уровень которых зависит от их продолжительности, а также от конкретных условий работы, технической вооруженности, провозной и пропускной способности участка дороги, где осуществляют реконструкцию моста. Таким образом, при сопоставлении вариантов усиления и замены пролетных строений должен быть выполнен технико-экономический анализ.
В первом приближении экономическую целесообразность усиления пролетного строения или замены его новым оценивают по типовой методике определения экономической эффективности капитальных вложений1, используя понятие о приведенных затратах, учитывающих эффективность отдаления капитальных вложений.
Реконструкция искусственных сооружений
Реконструкция искусственных сооружений – коренное изменение в период эксплуатации сооружений их основных характеристик: габаритов, числа путей, рода езды, грузоподъемности, статической схемы и др. Необходимость реконструкции мостов обычно связана с повышением их грузоподъемности из-за увеличения нагрузок, вызывающих большой физический износ, либо изменение условий эксплуатации железнодорожного, водного или другого пути под мостом. Водопропускные трубы реконструируют главным образом для повышения их пропускной способности, уширения земляного полотна, а также в случае резкого ухудшения их физического состояния.
Основные причины реконструкции тоннелей:
— Необходимость переустройства обделки в связи с ее разрушением или чрезмерным деформированием
— Увеличение габарита приближения строений
— Увеличение числа путей
Основные виды реконструкции мостов:
— Замена существующих пролетных строений новыми с улучшенными характеристиками
— Переустройство мостовых опор
— Укладка дополнительных путей на мосту
— Увеличение подмостового габарита
— Устройство автомобильного проезда или пешеходных дорожек на мосту
— При повышении интенсивности движения поездов на мосту увеличивают число путей. Для этого рядом с существующими пролетными строениями устанавливают новые на опоры, сооружаемые на самостоятельных фундаментах
Основные виды реконструкции тоннелей:
— Замена существующей обделки более мощной
— Устранение негабаритности
— Переустройство однопутных тоннелей в двухпутные
— Удлинение тоннеля
Основные виды реконструкции водопропускных труб:
— Переустройство оголовков
— Удлинение труб
— Увеличение пропускной способности
Реконструкция мостов
Реконструкция моста-это комплекс мероприятий, направленных на восстановление здоровья или устойчивость целого моста и его отдельных элементов. реконструкция и усиление мостов требуется, когда необходимо продлить срок службы конструкции в условиях исчерпания начальной емкостью, и адаптировать мост для новых операционных стандартов и требований.
Срок службы моста определяется физическим и моральным износом конструкций. физический износ является накопление дефектов и нарушений элементов мостов, для которых структура перестает воспринимать необходимую нагрузку. моральный износ-это несоответствие мощности моста повышенные требования несущей способности, интенсивности, скорости и безопасности.
Реконструкция мостов вызвана:
Повышение скоростей и осевых нагрузок.
Грузоперевозки роста. (Freight growth)
Жизнь и возрастной структуры.
Износа конструкций. (Wear designs)
Первый этап реконструкции-это съемка объектов производится перед проверкой моста, его ввод в эксплуатацию, а в процессе работы. Основная цель исследования заключалась в оценке физического состояния конструкций и проверки ее соответствия установленным требованиям.
1. Комплекс мер по реконструкции и усилении мостов. (The complex of measures on reconstruction and reinforcement of bridges)
Чтобы восстановить и укрепить конструкции моста, следующие меры:
Преобразование диапазона стальных конструкций в бетон и сталь.
Установка дополнительных временных или постоянных опор.
Усиление металлических пролетных строений.
Укрепление и изменением системы ферм или балок.
Увеличение сечения элементов при одновременном укреплении, при необходимости их вложения.
В ходе реконструкции мостов, используемых в новых экономически эффективных методов повышения использования установки во взрывоопасных зонах дополнительного армирования, в сочетании с существующим деталям конструкции и бетона для элементов крепления используют эпоксидные и полиэфирные смолы. В качестве дополнительного усиления используется листовая сталь, которая имеет более развитую поверхность, чем основной клапан. это преимущество обеспечивает равномерное включение арматуры клеится в зоне бетонного сечения.
2. Типы мостов реконструкция. (The types of bridges reconstruction)
Реконструкция мостов производится несколькими способами в зависимости от повреждения.
Расширение диапазонов: если существующие конструкции имеют достаточную несущую способность и увеличить их количество в поперечном направлении не приведет к снижению их несущей способности.
Уширение пролетных строений со стрессом: применяется, когда несущие элементы моста имеют недостаточную мощность или потерял его.
Усиление элементов моста без уширения проезжей части-это целесообразно, когда существующие элементы конструкции потеряли свою несущую способность.
Полная замена существующего пролетного строения или капитального ремонта моста требуется, когда необходимо увеличить отверстия моста или увеличить габарит высота подросткового.
3. Реконструкция мостов с использованием композиционных материалов. (Reconstruction of bridges using composite materials)
Композиционных материалов является перспективным строительным технологиям, которые до сих пор считаются новыми.
К методам реконструкции моста с применением композитных материалов включает в себя:
Композитные Шпренгель Шпренгель. это основная конструкция, в которой благодаря совместной деформации железобетонных конструкций возникает растягивающее усилие. укрепление балки по Шпренгеля дает эффективное использование стали, на растяжение. чем сильнее затяжка, тем больше выигрыш. Шпренгеля из углеродного волокна в семь раз выше потенциальный выигрыш во времени, чем в стальных слитках. если составная стропильная затяжка имеет в 5 раз меньший вес. соотношение мощности к весу Шпренгеля превосходит арматуру из углепластика А400 для 37 раз. Это подтверждает высокую эффективность реабилитации мост углеродных материалов.
Использование конструкций из композитных материалов, армированных углеродным волокном. несущие элементы представляют собой составные конструкции с оболочкой из углеродного волокна. эта технология позволяет максимально использовать прочность бетона основным из-за ограничения поперечной деформации. Несущая способность составного сечения выше, чем у бетона и раковина отдельно.
Композитная арматура. способ подразумевает, что вместо стальной арматуры используются стержни из углеродного волокна. композитная арматура не создает «мостиков холода», химически инертный к воде, кислотам и солям, не подвержен коррозии и появлению сколов и трещин характерно для бетона. высокая прочность углеродного волокна армирования позволяет уменьшить суммарную площадь арматуры.
Система внешнего армирования СВА. технология предполагает использование углеродных лент, которые приклеиваются к подготовленной поверхности укрепления структуры эпоксидных компаундов. тем самым увеличивая несущую способность моста и компенсирует дефициты прочность бетона. системы внешнего армирования значительно проще в установке, чем стандартные методы усиления стальных зажимов, каждый с sprengeliana и т. д. Также углеродистой ленты не подвержен коррозии за счет химической инертности, а также низкий удельный вес.
Углеродное волокно является рациональной и эффективной замены или дополнения к существующим материал и методы реконструкции и усиления мостов. основные преимущества использования композитных материалов является простая технология монтажа, малый вес элементов, устойчивость к коррозии, возможность применения для архитектурных проектов любой сложности.
Содержание мостов
Общие сведения и обоснования реконструкции мостов
Начало реконструкции железнодорожных мостов в России относят к концу 60-х годов прошлого столетия. Уже начиная с 1870 г. на б. Пе-тербурго-Московской железной дороге под руководством Н. А. Белелюбского были разработаны, а затем й осуществлены проекты замены деревянных мостов металлическими.
Обоснования реконструкции мостов.
Реконструкция моста — изменение в процессе эксплуатации некоторых основных его характеристик, как-то: отверстия, статической схемы, грузоподъемности, габаритов, количества путей, рода езды и др.
В общем случае необходимость реконструкции мостов определяют две группы обстоятельств: 1) физическое состояние основных элементов моста и их грузоподъемность; 2) изменения условий эксплуатации дороги или водного пути под мостом.
При планировании и проектировании реконструкции моста следует предусматривать минимальные нарушения графика движения поездов.
Грузоподъемность старых металлических мостов, как правило, определяется грузоподъемностью пролетных строений и реже опор, несущая способность которых в большинстве случаев оказывается достаточной. Увеличения грузоподъемности моста за счет повышения класса пролетных строений, как уже указывалось, достигают усилением пролетных строений или заменой новыми. Директивные сроки окончания реконструкции моста с доведением его класса до необходимого уровня устанавливают в увязке со временем ввода в обращение новых железнодорожных нагрузок.
На выбор решения между усилением и заменой пролетных строений влияет целый ряд факторов, которые надлежит тщательно анализировать в каждом конкретном случае. Так, при большом различии между классом, до которого необходимо усилить пролетное строение, и его фактическим классом по грузоподъемности могут возникнуть конструктивные трудности, исключающие вариант усиления.
Уровень физического состояния элементов усиляемого пролетного строения, степень серьезности и сочетания конструктивных недостатков и дефектов следует особо учитывать как при определении характера и объемов работ по усилению, так и при оценке влияния их на надежность моста.
При реконструкции мостов неизбежны ограничения движения поездов. Так, при усилении пролетных строений на все время производства работ ограничивают скорость движения и, кроме того, планируют «окна» для усиления и ремонта проезжей части. Продолжительность указанных ограничений движения поездов, зависящая от объемов и способов производства работ по усилению пролетных строений, может быть различной.
Замену пролетных строений производят под прикрытием «окна» в движении поездов с закрытием перегона для выполнения всего комплекса работ. Продолжительность «окна» для смены пролетного строения зависит от способа производства работ, схемы моста, местных условий и т. д. Так, для замены металлического пролетного строения длиной 45 м при помощи консольного крана требуется «окно» продолжительностью 6 — 8 ч, тогда как при замене поперечной передвижкой смонтированного на подмостях пролетного строения величина «окна» будет намного больше.
Ограничения движения поездов вызывают дополнительные затраты, уровень которых зависит от их продолжительности, а также от конкретных условий работы, технической вооруженности, провозной и пропускной способности участка дороги, где осуществляют реконструкцию моста. Таким образом, при сопоставлении вариантов усиления и замены пролетных строений должен быть выполнен технико-экономический анализ.
В первом приближении экономическую целесообразность усиления пролетного строения или замены его новым оценивают по типовой методике определения экономической эффективности капитальных вложений1, используя понятие о приведенных затратах, учитывающих эффективность отдаления капитальных вложений.
Основные причины, вызывающие необходимость реконструкции искусственных сооружений. Виды реконструкции мостов
Реконструкция дб своевременной. Ведется по нормам проектирования тоже.
Наиболее распространенным видом реконструкции мостов является замена пролетных строений с частичным переустройством и усилением опор. Грузоподъемность эксплуатируемых мостов определяется, как правило, грузоподъемностью пролетных строений. Опоры мостов в большинстве случаев имеют достаточную грузоподъемность и при реконструкции не требуют значительного переустройства. ПС с неудовлетворительной грузоподъемностью либо усиливают, либо заменяют новыми. Решая вопрос о целесообразности усиления или замены ПС след учит :-конструктивные особенности и физическое состояние пролетных строений (значительная коррозия металла, опасное развитие трещин, наличие существенных конструктивных недостатков и др.);-существующие и перспективные условия эксплуатации моста;-возможные объемы и способы производства работ по повышению грузоподъемности пролетных строений. Окончательный выбор между усилением или заменой пролетных строений решается путем анализа экономической эффективности того или другого способа с учетом затрат, вызываемых стеснением движения поездов (снижение скорости движения поездов и предоставление «окон» для производства работ по усилению и замене ПС). Способ замены ПС зависит от многих факторов и в первую очередь от их длины:-ПС длиной до 45 м, заменяют с использованием стреловых и консольных кранов;-ПС длиной свыше 45 м заменяют продольно-поперечной передвижкой с использованием фермоподъемников или плавучих средств.
Организация и способы ведения работ по замене ПС при реконструкции мостов аналогичны тем, которые применяются при строительстве новых мостов. Однако необходимость сохранения движения поездов и требование минимального его ограничения вносят свою специфику. При реконструкции мостов с заменой ПС на судоходных реках необходимо учитывать требования судоходства. Для замены ПС старых мостов используют типовые ПС современной проектировки. При необходимости в них вносят соответствующие дополнения и изменения, увязанные с принятой схемой моста. В отдельных случаях возможно индивидуальное проектирование новых ПС с максимальным использованием типовых конструктивных решений. Часто, изменившиеся условия эксплуатации участка (линии) железной дороги, на которой расположен мост, либо водного или иного пути под мостом, приводят к необходимости осуществления сложных и дорогостоящих работ по переустройству сооружения. В связи со строительством вторых железнодорожных путей одним из таких видов работ является переустройство однопутных мостов в двухпутные. Особым видом реконструкции мостов являются работы, направленные на улучшение условий судоходства в соответствии с современными требованиями. При такой реконструкции ограничиваются увеличением высоты подмостовых судоходных габаритов путем подъемки ПС. Увеличение ширины судоходных габаритов производят в редких случаях из-за большой стоимости и значительной сложности таких работ при обеспечении движения поездов и судов.
Распространена реконструкция мостов с ликвидацией внутренней негабаритности ПС. Это делается, например, при электрификации линии, когда нужно подвесить контактный провод или несущий трос внутри ПС.
К распространенным видам реконструкции мостов относится также переустройство мостового полотна для увеличения его долговечности и повышения безопасности движения поездов. Более прогрессивным типом мостового полотна по сравнению с полотном на деревянных брусьях является мостовое полотно с ездой на жб плите как с балластом, так и без балласта с непосредственным прикреплением рельсов к плите.
Редким видом реконструкции железнодорожных мостов является строительство на них автомобильных проездов. Такое решение применяют в исключительных случаях на основании тщательного технико-экономического анализа и сравнения вариантов.
Способы усиления жб ПС.
Обычно потребность в усилении возникает из-за необходимости повышения их несущей способности по нормальным и гл растягивающим напр. На практике: увеличение их попер сечения добавлением нового материала (ар-ры, бетона) и реже – путем изменения стат схемы подведением шпренгелей (как и в мет). Констр из преднапр жб не усиляют, а сразу заменяют. (тк исчерпали свою несущ способность).
Усиление с добавлением ар-ры: 1) добавление растян ар-ры поясов гл балок. Предварит скалывают защитный слой бетона и примерно до половины диаметра обнажают стержни раб ар-ры нижнего ряда. Нов доп ар-ру приваривают к старой через коротыши длиной по 10-20 см. После этого удаленный защитный слой бетона восстанавливают торкретированием или набрызгом. (усиление до 15%).
2) Приварка доп армокаркаса, сост из прод и наклонных стержней и коротких хомутов. Увел высота сечения, необх учит при пересчете грузоподъемности. Ход работы: удаление защитного слоя, приварка каркасов к сущ ар-ре (в «окно»), покрытие старого бетона полимерцементным или эпоксидным слоем толщ до 1 мм для увел сцепления с новым слоем, устан опалубки, бетонирование сбоку через загрузочные воронки под давлением столба бетона до 1 м (В30). (усиление до 35%).
1 – зона усиления; 2 – существующая арматура; 3 – арматура усиления; 4 – сварные швы; 5 – наклонный коротыш; 6 – хомут.
Балка из обычного жб: 1) Пробуривают на всю толщину отверстие 2) На низ балки приклеивается швеллер эпоксид клеем. 3) привариваются тяжи.
В а/д наклеивают карборубные ленты. В жд мостах большой длины исп мет листы и анкера Hilti. (мост А. Невского).
Изменение расчетной схемы:
Способ крайне ограничен, чем в мет. Для жб ПС при измен стат схемы необх обеспечить совпадение знаков эксплуат-х эпюр внутр усилий до и после усиления. Исп шпренгели. Выбор схемы шпренгеля опред конструкцией и грузопод-ю усиливаемого ПС. Очертание их мб прямолийненым или полигональным. При прямолин очертании уменьшаются изгиб моменты в балке, при полигональном – изгиб мом-ы и попер силы. Для изгот шпренгелей исп кабели, составленные из высокопроч проволоки, собранной в пучки, или из стержней высокопр ар-ры. С целью разрузки балок шпренгели преднапрягают.
Применение стального листа, приваренного к арматуре, требующей усиления плиты баластного корыта, а также усиление гл балки стальной обоймой в растянутой зоне и наклонными тягами в приопорных участках. Исп принцип внешнего армирования.
Содержание подмостового русла и регуляционных сооружений.
Текущее содержание включает в себя надзор за состоянием сооружений и проведение необходимых ремонтных работ по предупреждению появления и устранению на ранней стадии развития возникших в сооружении расстройств и повреждений
Железная дорога, пересекая водяной поток, нарушает его естественный бытовой режим. Из-за сжатия водяного потока возведением насыпей на пойменных участках больших и средних рек и сооружения в их русле мостовых опор, перевода малых водотоков в иные по сравнению с естественными условия протекания (по водопропускным трубам, лоткам, дюкерам) причинам скорости течения и уровни воды в зоне искусственных сооружений, особенно во время паводка и ледохода, могут существенно возрастать по сравнению с бытовыми.
Опасный подпор воды в зоне малых искусственных сооружений может возникнуть из-за недостаточного возвышения низа пролетных строений над расчетным уровнем воды.
Местные размывы русла, вызывающие подмыв промежуточных опор мостов, особенно опасны для сооружения, так как могут приводить к обрушению опор.
Вредное воздействие льда на мосты в значительной мере определяется местными условиями района их расположения и по своему характеру меняется за период времени от образования льда на водотоке до окончания весеннего ледохода. Примерзший к опорам лед может повреждать их кладку.
Характерные отметки уровня воды определяют по водомерным рейкам, закрепляемым на опорах с верховой их стороны, или по водомерной шкале, нанесенной масляной краской на опорах.
На реках с тяжелым ледоходом изучают и систематизируют данные о ледовом режиме водотока, о возможности и времени образования шуги, донного льда, зажоров, осеннего ледохода, ежегодно фиксируют время первой подвижки льда, начало, продолжительность, характер и горизонт весеннего ледохода, измеряют толщину льда специальными рейками. Данные ежегодных наблюдений за горизонтами воды, ледохода, паводка заносят в Книгу искусственного сооружения.
Подмываемые опоры, особенно в паводковый период, укрепляют каменной наброской, кулями или мешками с глиной и мелким камнем. Для надежного заполнения зоны размыва при выборе типа защиты, размера камней, объема наброски, мест сбрасывания укрепляющих материалов в воду должны учитываться глубина и скорость потока. В условиях слабых разжиженных грунтов опасные подмывы опор в процессе эксплуатации моста можно предотвратить укладкой вокруг опор фашинных тюфяков с каменной пригрузкой. Опоры на горных реках с высокими скоростями течения защищают габионами (ящиками прямоугольной формы из проволочной сетки, заполненными камнем).
Откосы насыпей и регуляционных сооружений укрепляют от размыва и подмыва текущей водой и разрушающего воздействия волн в зависимости от местных условий различными видами одерновки, каменной наброски, габионов и специальных железобетонных конструкций.