Исследование и диагностика технического состояния мостов арочных конструкций

• Автор: Золтан Орбан
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОВ РЕМЕ НИ ОЕ СОСТОЯНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ АРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ИХ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

1.1 Основные особенности проектирования и строительства железнодорожных арочных мостов

1.2 Оценка эксплуатационной надежности каменных мостов арочной конструкции

1.3 Особенности эксплуатации конструкции арочных мостов

1.4 Методы исследования состояния железнодорожных мостов арочной конструкции

1.5 Цели и задачи работы

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА СОСТОЯНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ АРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Исследование влияния конструктивных и эксплуатационных параметров

на несущую способность железнодорожных мостов арочной конструкции
2.1.1 Исследование влияния геометрических параметров конструкции и характеристик материала на несущую способность
2.1.2 Исследование влияния характеристик насыпи и подстилающих
грунтов на несущую способность
2.2 Исследование влияния механических характеристик грунта подстилающего слоя на распределение напряжений, формопреобразование и несущую способность мостов арочной конструкции
2.3 Исследование стохастической чувствительности параметров, влияющих
на несущую способность мостов
2.3.1 Описание метода
2.4 Выводы
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МНОГОУРОВНЕГО АЛГОРИТМА,
ОБЕСЕЧИВАЮЩЕГО ОЦЕНКУ ПРИГОДНОСТИ К ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ АРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ
3.1 Понятие надежности железнодорожных арочных мостов
3.2 Наджность мостов арочной конструкции в предельном состоянии
несущей способности
3.2.1 Проверка на основе индекса наджности
3.2.2 Проверка на основе проектировочных данных
3.3 Приближенный метод проверки несущей способности арочных мостов
3.4 Проверка пригодности к эксплуатации мостов арочной конструкции
3.5 Многоуровневый алгоритм оценки наджности железнодорожных мостов
арочной конструкции
3.6 Выводы
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ АРОЧНЫХ МОСТОВ
4.1 Диагностические исследования арочных мостов
4.1.1 Описание программы испытаний
4.1.2 Описание программы испытаний
4.2 Разработка методики исследования кладочных материалов арочных
мостов
4.3 Диагностика состояния мостов арочной конструкции с применением
приборов и устройств, фиксирующих инфракрасное излучение
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Опора обеспечивалась путём применения нижних подмостков, которые размещались либо на дне русла реки на утолщённой берме фундамента, либо строились натяжные механизмы на кронштейнах пятовых камней выступов подпорок. В последнем случае подпорки уже в период возведения конструкции арки получали всё возрастающую нагрузку. Основные конструктивные элементы арочных мостов представлены ниже (Рисунок 1. Самым важным несущим элементом является сама арка, которая несёт на себе нагрузку движения посредством забутовки и насыпи. Рисунок 1. Арка могла быть выполнена из камня, бутового камня, из перевязанных кирпичных конструкций или из отдельных кирпичных колец. В случае уклона от ключевого камня к пятам, часто применялась забутовка или опорная стена с задней стороны. Целью таких решений является, с одной стороны, способствовать улучшению условий прочности арки путём повышения устойчивости пят, а с другой стороны - на поверхности наклонного и достаточно толстого глиняного или асфальтового водоотводного слоя - инфильтрационную воду следует отводить к деривационным каналам. Роль насыпи над аркой заключается, с одной стороны, в распределении нагрузки, а с другой - обеспечение поперечной стабилизации арки. Арки передают нагрузку на устои моста или на опоры, которые, в свою очередь, передают их на фундамент. Строительство устоев опор тоже разнообразно. Существуют компактные и плотные конструкции стен, но - в случае преимущественно каменных устоев - также может встречаться и конструкция, по которой за рядами плотных внешних (наружных) каменных стен применяют сухо положенные камни или смесь песка с камнями. Используемые на момент строительства проектировочные нормы чаще всего применяли для расчётов «эмпирические правила», основанные на многовековом эмпирическом опыте. Общая характеристика особенностей конструкции железнодорожных арочных мостов приведена в Приложении А. Как известно каменный мост - это мост, основные несущие конструкции которого выполнены из природного камня, кирпича, бетонных блоков. Каменные мосты всегда арочные с массивными опорами (Рисунок 1. Главным несущим элементом каменного моста служит свод (или арка), над которым устраивают надсводное строение, поддерживающее проезжую часть моста. Надсводное строение делают из гравийной или щебёночной засыпки, ограниченной боковыми (щековыми) стенками из каменной или бетонной кладки, или же в виде сквозной конструкции из мелких сводов, опирающихся на поперечные стенки. Основные достоинства каменных мостов заключаются в их архитектурной выразительности и долговечности. Известны каменные мосты, просуществовавшие более тысячи лет. Основные недостатки, ограничивающие применение каменных мостов - сложность и трудоёмкость их возведения. К основным причинам расстройства кладки каменных мостов относятся: неудовлетворительное состояние водоотводов и изоляции; несвоевременная и некачественная расшивка швов; неравномерная осадка опор, неправильное раскружаливание (опускание подмостей и кружал на заключительном этапе изготовления каменных бетонных и железобетонных пролетных строений. Указанные причины в большинстве случаев вызывают появление трещин в кладке сводов и опор. Наиболее характерными для каменных мостов, являются трещины в пятах и замках свода, направленные перпендикулярно его оси, а также продольные. Довольно часто трещины образуются в кладке щековых стенок надсводного строения, в том числе из-за пучения грунта между ними. В опорах каменных мостов расстройства кладки происходят вследствие повышенного динамического воздействия циклических нагрузок и от выветривания. В каменных мостах ремонтные работы в основном сводятся к восстановлению гидроизоляции сводов и надсводного строения, устранению дефектов швов кладки, заделке трещин, защите кладки от выветривания [1,5]. Способы усиления пролетных строений каменных мостов весьма ограничены. В большинстве случаев усиления достигают разгрузкой сводов, а иногда устройством дополнительных сводов. Для разгрузки сводов удаляют надсводные заполнения и укладывают железобетонную плиту, снимающую нагрузку со всего свода или его части.