Основные виды деформаций и разрушений. 5.1.1. Эксплуатируемые искусственные сооружения постоянно подвержены воздействию транспортных нагрузок

5.1.1. Эксплуатируемые искусственные сооружения постоянно подвержены воздействию транспортных нагрузок, различных природных явлений, постепенно снижающих прочность и надёжность и, как следствие, ограничивающих срок службы сооружений. К природным явлениям, прежде всего, относятся, переменная во времени температура и влажность воздуха, атмосферные осадки, воздействие воды и льда в сооружениях через водотоки и т.д.

В особо тяжёлых условиях находятся сооружения, эксплуатируемые в районах с суровым климатом, частого перехода от низких температур к оттепелям, сейсмически опасных районах Определенное влияние на состояние сооружений оказывают грунтовые условия, наличие разломов в местах расположения опор, возможные в горных районах оползни, камнепады и др.

5.1.2. Негативное влияние на состояние искусственных сооружений на автомобильных дорогах оказывают динамические нагрузки от транспортных средств, вызывающие усталостные явления в материале сооружений.

5.1.3.В большей степени внешним климатическим и силовым воздействиям подвергается мостовое полотно - покрытие проезжей части, деформационные швы и сопряжение моста с насыпью, тротуары, перила и ограждения безопасности.

Под влиянием нагрузок в сочетании с температурой на покрытии мостового полотна появляются колейность, неровности, выбоины и трещины, которые способствуют застою дождевой воды и интенсивному разрушению покрытия, а в дальнейшем дорожной одежды и зоны деформационных швов. Может иметь место износ покрытия с обнажением нижних слоев и арматурных сеток, а также нарушением гидроизоляции проезжей части.

5.1.4. В зоне сопряжения с насыпью возможны просадки перед сооружением, вымывание грунта из-под переходных плит. В самой конструкции сопряжения может происходить смещение переходных плит, их частичное или полное разрушение.

5.1.5. Деформационные швы подвержены интенсивному воздействию ударных нагрузок от проходящих транспортных средств. В результате со временем происходит разрушение заполнения и металлического окаймления швов, нарушение закрепления перекрывающих швов деталей, их смещение и, как итог, нарушение герметизации швов с прониканием дождевой воды на расположенные ниже элементы сооружения.

5.1.6. Очень важное значение имеет состояние водоотвода на проезжей части, предусматривающее отвод дождевых вод с конструкции мостового сооружения за его пределы. Нарушение водоотвода может быть вызвано отсутствием соответствующих уклонов (продольных и поперечных) на покрытии проезжей части или из-за дефектов покрытия, а также повреждения водоотводных трубок, соответствующих продольных и поперечных водоотводных лотков на мостовом полотне и подходах к сооружению.

К дефектам водоотводных устройств могут быть отнесены их засорение, коррозия металлических деталей, сколы и трещины в бетоне, разрушение системы водоотвода и её конструктивные недостатки (недостаточное количество трубок, отсутствие необходимых лотков).

5.1.7. Для защиты плиты проезжей части от влаги, а также ниже расположенных элементов мостового сооружения (пролётных строений и опор) предназначена гидроизоляция по плите. Дефекты гидроизоляции могут быть в результате её износа в течение продолжительного времени работы, а также разрыва в зоне стыков (швов) сборной плиты или нарушения в процессе эксплуатации от переменных деформаций конструкций под нагрузками. Проявляются повреждения гидроизоляции в виде протечек, выщелачивания, образования сталактитов на нижней грани плит.

5.1.8. Дефекты в ограждениях и тротуарах выражаются в выветривании бетона, коррозии металлических деталей. Возможны деформации в результате силовых воздействий.

5.1.9. В ограждениях безопасности (перилах) дефектами являются в основном разрушения узлов их крепления к конструкции мостового полотна, коррозия и повреждения металлических деталей, трещины и сколы бетона, а также обрушение их части или по всей длине сооружения.

5.1.10. Дефекты на несущих конструкциях сооружения определяются свойствами материалов, из которых они изготовлены, конструктивным решением и качеством исполнения при строительстве. На состояние бетона пролётных строений оказывает влияние переменная влажность и температура, а также внешняя нагрузка от транспортных средств.

Применение монолитной железобетонной конструкции пролётного строения при равных условиях уменьшает вероятность возникновения многих дефектов по сравнению со сборными железобетонными конструкциями, а состояние последних зависит от качества изоляционного материала и качества стыков объединения несущих элементов. Отсутствие стыков или их качественное устройство снижает вероятность появления таких дефектов как протечки через стыки плиты и выщелачивание бетона.

5.1.11. На железобетонных пролётных строениях наиболее часто образуются дефекты на фасадных поверхностях или крайних элементах, что вызвано их открытостью для выветривания и увлажнения поверхности бетона.

На промежуточных элементах пролётных строений путепроводов эти факторы проявляются в меньшей степени, чем на мостах из-за возникновения испарения речной воды. На путепроводах от проходящих транспортных средств или тепловозов выхлопные газы на конструкциях формируют осадки продуктов газов, которые разрушают бетон и вызывают коррозию арматуры.

Сочетание внешних воздействий и нагрузки вызывает сначала образование на бетоне поверхностных дефектов в виде его шелушения, затем появления скола слабо сцепленных частиц бетона и образование глубоких выколов, отслоение защитного слоя с оголением и коррозией арматурных стержней.

5.1.12. Под влиянием внешних воздействий в бетоне могут образоваться различного рода трещины: силовые, температурно-усадочные, технологические и др. В ряде случаев трещины даже небольшого раскрытия становятся очагами дальнейшего развития, что способствует проникновению вглубь бетона воды и вредных газов, вызывая коррозию арматуры и в дальнейшем её разрушение.

Характерными для пролётных строений являются вертикальные и наклонные силовые трещины на боковых гранях в растянутой зоне изгибаемых элементов. Наиболее опасны эти трещины с раскрытием более 0,3 мм, а в предварительно-напряжённых элементах - с любой величиной раскрытия. В зонах сосредоточенных усилий (опорные участки, зоны расположения анкеров и др.) возможны трещины со сколом бетона, технологические трещины (вдоль арматуры, от расслаивания бетона плиты и ребра балки и др.).

При эксплуатации в пролётных строениях возникают нарушения объединения стыков от перегрузки конструкции или некачественного их исполнения.

В результате происходит разрыв изоляции вдоль швов и на нижние элементы проникает вода, вызывая выщелачивание бетона и в дальнейшем повреждения в конструкции несущих элементов.

5.1.13. В металлических пролётных строениях от воздействия внешней среды наблюдается коррозия металла. При разрушении защитных покрытий на металле образуется сразу налёт ржавчины, который постепенно увеличивается в размерах достигая уровня, понижающего несущую способность главных элементов пролётных строений.

Процесс коррозии развивается быстрее в тех зонах конструкции, которые не проветриваются или плохо проветриваются. Это, как правило, приопорные зоны, участки непосредственно под плитой проезжей части, в узлах ферм и т.д.

В металле конструкций могут образоваться трещины, вызванные силовым фактором и технологическими причинами (последнее характерно для сварных швов).

Дефекты образуются в заклёпочных, болтовых и сварных соединениях, как правило, в результате применения некачественного материала (заклёпок, болтов) или выполнения строительных работ с нарушением технологии (например, сварки).

5.1.14. В деревянных мостах основным дефектом конструкций является загнивание древесины в плохо проветриваемых участках и в местах переменного увлажнения. Это опорная зона пролётных строений и опор (стойки опор и ряжи), стыки и места сопряжения элементов между собой и др.

Другие зоны подвергаются в меньшей степени загниванию благодаря хорошему проветриванию, защите от дождевой воды (увлажнения) и антисептированию.

От силовых воздействий в стыковых соединениях могут быть сколы древесины как вдоль, так и поперек волокон, смятие древесины а в изгибаемых и сжатых элементах - их разрушение.

5.1.15. Для опор, выполненных в виде массивных конструкций и линейных элементов из бетона и железобетона, характерны дефекты материала аналогично пролётным строениям (шелушение поверхности бетона, силовые трещины от воздействия вертикальных и горизонтальных нагрузок, температурно-усадочные трещины в теле бетона, а также трещины и разрушение бетона в швах блочных и каменных опор).

Наиболее опасными являются дефекты, связанные с потерей устойчивости опор, их наклоном или не стабилизирующимися осадками.

Это, как правило, связано с состоянием их фундаментов: дефектами самой конструкции или грунтовыми условиями. В конструкции фундамента основными дефектами могут быть частичное или полное разрушение массива, свайного основания или его ростверка, вызванные агрессивностью окружающей среды или силовыми факторами.

5.1.16. На состояние водопропускных труб оказывают влияние внешняя нагрузка, зависящая от проходящего транспорта, толщина, вид и состояние окружающего грунта, водно-тепловой режим земляного полотна. Совокупность их воздействия может вызвать дефекты в металлических гофрированных секциях и железобетонных звеньях труб в виде деформации формы (с продольными и поперечными трещинами и сколами бетона в железобетонных и бетонных конструкциях), разрушения швов стыков между звеньями. Повреждение швов может быть вызвано также нарушением гидроизоляции или деформацией трубы по её длине (смещение или раздвижка звеньев) из-за переувлажнения грунта.

Воздействие потоков воды в зависимости от степени ее агрессивности может вызывать постепенное разрушение поверхности бетона или коррозию металла, а при нарушении швов в лотке трубы - вымывание и переувлажнение грунта вокруг трубы и её деформацию. В результате грунтовых подвижек происходят просадки звеньев, смещение оголовков труб, подмыв насыпи и её деформации.

При неправильном проектировании на входе и выходе трубы происходит размыв лотков и откосов насыпи, образуются ямы размыва, свидетельствующие о несоответствии конструкции трубы водным условиям. Характерным дефектом является также заиливание труб и выходного русла.

5.1.17. На состояние автодорожных тоннелей оказывают влияние природно-климатические условия и нагрузки (как наружные в виде давления горного массива, так и внутренние от проходящего транспорта).

От давления грунта со стороны горного массива в обделке тоннеля, в зависимости от конструкции, могут быть трещины в кладке, сколы бетона или отслоение лещадок породы с поверхности тоннеля, иные повреждения (трещины или разрушения швов между тюбингами или трещины и сколы в самих железобетонных элементах). При значительном давлении горных пород возможны деформации обделки тоннеля, её выпучивание или разрушение отдельных участков.

От динамических нагрузок автотранспорта повреждения возникают и в покрытии проезжей части.

Если отсутствует система вентиляции, дефекты могут возникать в виде поверхностных повреждений обделки тоннеля от его загазованности.

На входе и выходе из тоннеля в порталах возможно сползание грунта, отделение порталов от тоннеля под давлением переувлажнённого грунта. В системе водоотвода в тоннеле со временем заиливаются или повреждаются лотки, а в системе вентиляции при наличии штолен и шахт возможны во времени неисправности в части их крепления.

5.1.18. При доведении параметров сооружения до значений соответствующих требованиям категории дороги, на которой оно расположено, восстановлении грузоподъёмности и других транспортно-эксплуатационных характеристик, при выполнении работ по надзору и уходу за сооружениями, дорожная служба выполняет комплекс работ в соответствии с “Классификацией работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования”.