Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Недвижимость arrow Анализ причин разрушения опор мостового перехода в условиях Крайнего Севера

Анализ причин разрушения опор мостового перехода в условиях Крайнего Севера


Анализ причин разрушения опор мостового перехода в условиях Крайнего Севера

В настоящее время продолжается строительство второй нитки системы магистральных газопроводов «Бованенково- Ухта», предназначенной для обеспечения подачи газа богатейшего в России Бованенковского месторождения с полуострова Ямал на Северо-Запад России и далее европейским потребителям. Строительство ведется в условиях Крайнего Севера, характеризующихся чрезвычайно суровым климатом, отсутствием транспортной инфраструктуры, наличием вечномерзлых грунтов, развитой гидрологической сетью. Строительство технологических и подъездных автодорог в таких условиях сопряжено с возведением многочисленных мостов, проектирование и возведение которых требует специальных методов и технологий. Так, например, в процессе строительства мостового перехода по проекту ПАО «ЮЖНИИГИПРОГАЗ», применялась технология устройства свайного фундамента под опоры с использованием металлической оболочки, выполненной из прямошовных электросварных труб из стали марки 09Г2С по ГОСТ 10705-80, диаметром 530 мм и толщиной стенки 8 мм споследующим (через технологический перерыв в 12 суток) заполнением бетоном класса В20 F 500 W 12.

Однако, через 30 и более суток оболочки свай из труб диаметром 530 мм начали лопаться вдоль сварочного шва в зоне «вода-воздух». Разрушение происходило по заводскому шву труб («раскрывание трубы»), размер раскрытия трещин составлял от 100 до 200 мм, основная часть трещины находилась в незаглубленной в основание части трубы (рис 1).

строительство опора мостовой

Рис.1. -Характерный дефект свайной оболочки н границе «вода - воздух»

При расследовании аварии в качестве ее основных причин рассматривались:

- неудовлетворительное качество бетона (несоблюдение условий хранения, несоответствие класса);

- неудовлетворительное качество заводского сварного шва труб;

- просчеты при проектировании в части определения наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок и учета воздействий на конструкции, в т.ч. температурных.

Авторами был проведён детальный анализ причин разрушений металло-бетонных свай и сделаны следующие выводы:

1) выявлено, что качество и технология укладки бетона соответствовали требованиям нормативных документов СП 46.13330.2012 «СНиП 3.06.04-91. Мосты и трубы» и СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»;

2) на основании контроля заводского сварочного шва труб различными методами, включая визуально-измерительный контроль, ультразвуковой контроль, механические испытания, недопустимых дефектов не обнаружено и сварочный шов соответствовал требованиям ГОСТ 10706-76«Трубы стальные электросварные. Технические условия»;

3) работы по заполнению свай-оболочек бетоном производились в относительно тёплый весенне-осенний период, с последующей установкой и сваркой оголовков и ростверков по верху трубных свайных опор для монтажа пролётного строения. При этом внутри трубы вследствие перепадов температуры на границах «вечная мерзлота - вода» и «вода - воздух» возникали температурные напряжения, вызвавшие деформации и впоследствии - разрушениеи «раскрытие» трубы по сварочному шву. Проблемы деформаций и разрушения железобетонных опор мостов на границе «вода-воздух» авторами статьи рассматривались и на примере других мостов, строящихся и эксплуатируемых в различных дорожно-климатических зонах[1 - 3], а также зарубежными авторами [4, 5].

Таким образом, основной причиной разрушения металлических оболочек были температурные напряжения, возникшие в зоне «вода-воздух».

На основании проведённого анализа авторами предложено:

-конструктивно усиливать заводские сварочные швы, например, установить и выполнить сварку усиливающей накладки в зоне «вода-воздух» в соответствии с СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции»;

-разрушенные заводские сварочные швы дополнительно усиливать по следующей технологии: засверлить концы трещины, с помощью специальных приспособлений обтянуть трубу и заварить разрушенный заводской шов, установить и выполнить сварку усиливающей накладки в зоне «вода-воздух» ручной дуговой сваркой электродами с основным покрытием с последующим визуальным контролем;

- в зоне опоры «вода-воздух» для снижения температурных деформаций применять защитный стакан, выполненный из бетонаВ20 F 500 W 12 (рис. 2) с добавлением суперпластификатора РЕЛАМИКС СП-1, ГОСТ 24211-2008«Добавки для бетонов и строительных растворов».

Рис. 2. - Схема применения бетонного «стакана» для защиты металло-бетонных опор от температурныхдеформаций в зоне «вечная мерзлота-вода-воздух»

Представляет определенный интерес и возможность применения для защиты металлических труб опор в наиболее опасных и нагруженных зонах современных технологий и материалов, применяемых в подземных сооружениях [6, 7], а также композитных материалов, используемых, в том числе, и для усиления несущих конструкций мостов [8].

Выполненный анализ свидетельствуетоб актуальностипроблемы деформирования и разрушений опор мостов на границе «вода-воздух» в разных дорожно-климатических зонах России, в том числе и на Крайнем Севере, где в теплый период года на нижних участках опор возникают значительные температурные воздействия, характеризующиеся перепадом температур на границе «вечная мерзлота - вода - воздух».

Дальнейшее изучение процессов, происходящих в опорах на участках «вода-воздух» или «вечная мерзлота-вода-воздух» является актуальным, т.к. существующие методы защиты не всегда эффективны[9, 10]. Для этого необходимо выполнить теоретические и практические исследования с цельюразработкии внедрения способов защиты мостовых опор на участках с резкими перепадами сред и температур.

Литература

1. Прокопов А.Ю., Яцык А.Л. Анализ современных исследований в области защиты мостовых опор от образования температурных трещин// Научное обозрение. - 2014. - №12. - Ч.2. - С. 482 - 485.

2. Прокопов А.Ю., Яцык А.Л. Влияние температурного градиента на границе «вода-воздух» на напряженно-деформированное состояние ростверков и мостовых опор в руслах рек// «Строительство-2014»: Современные проблемы промышленного и гражданского строительства: м-лыМеждунар. науч.-прак. конф. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2014. - С. 112 - 113.

3. Прокопов А.Ю., Яцык А.Л. О результатах натурных исследований состояния мостовых опор в руслах малых рек на границе «вода-воздух»// Перспективи розвитку будівельних технологій: М-лы 9-й Міжнародн. науково-практичн. Конференціi молодих учених, аспірантів та студентів. - Днiпропетровск: НГУ, 2015. - С. 168 - 171.

4. Yang Z.J., Li Q., Xu G., Hulsey J.L. Seasonal freezing effects on the dynamic behavior of highway bridges// Geotechnical Special Publication 2010 GeoShanghai International Conference - Soil Dynamics and Earthquake Engineering. - Proceedings of the 2010 GeoShanghai International Conference" Shanghai, 2010. pp. 162-168.

5. AssaliI.F. Thermal analysis and bearing capacity of piles embedded in frozen uniform soils. UniversityofWindsor. 1996. 135 p.

6. Прокопов А.Ю., Масленников С.А., Шинкарь Д.И. О влиянии специфических условий строительства вертикальных стволов на формирование прочностных характеристик бетона// Научное обозрение, 2013, №11. - С. 102-107.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее