Строительство реконструкция ремонт содержание мостов

Реконструкция мостов: причины, виды, технология

В этой статье мы расскажем:

• Причины реконструкции мостов
• Обследования мостов для проведения реконструкции
• Варианты реконструкции мостов
• Нюансы реконструкции мостов из различных материалов
• Современные материалы для реконструкции мостов
• Испытания мостов после строительных работ
• Порядок сдачи мостов в эксплуатацию
• Правовая проблематика реконструкции мостов

Реконструкция мостов нужна для сохранения эксплуатационных норм на высоком уровне в условиях растущей нагрузки на сооружение, которая выражается в увеличении количества проходящего транспорта. Не секрет, что поток 20-40 лет назад был в разы меньше, чем в настоящее время, а тенденции к его спаду отсутствуют.

Не менее важным фактором является естественный износ конструкции моста. В нашей статье мы расскажем, когда необходима реконструкция, каким образом она осуществляется, а также затронем вопрос о правовых сложностях проведения данных работ.

Причины реконструкции мостов

Реконструкция мостов – перечень мероприятий, направленных на изменение определенных характеристик конструкций (размеров, количества полос и схемы движения, грузоподъемности и т.д.).

Такие работы чаще всего направлены на решение задач двух видов:

• изменение основных конструкций и грузоподъемности мостов;
• изменения эксплуатационных условий для магистрали или водной артерии.

Ремонт и реконструкция мостов на железной дороге планируются так, чтобы изменения в графике движения составов были минимальными.

Если брать во внимание устаревшие модели металлических мостов, то вычислить максимальную нагрузку можно исходя из эксплуатационных параметров пролетных строений, в некоторых случаях смотрят на грузоподъемную способность опор. Чтобы повысить данные возможности объекта, проводят работы по переводу ПС в более высокий класс. Это, в свою очередь, может быть достигнуто за счет установки дополнительных усилений или полной замены конструкции.

При разработке проекта на каждом этапе требуется в индивидуальном порядке проводить детальный анализ множества параметров. В таком случае будет принято оптимальное решение по полной смене пролетов или их дополнительном укреплении. Например, если работы проводятся в отношении объекта с низким уровнем грузоподъемности, то его перевод на несколько классов выше может быть нецелесообразен.

Важно обращать внимание на общее состояние всех несущих частей моста, а также на соотношение достоинств и недостатков, возможных дефектов элементов конструкции в процессе определения объемов работ, разработки проекта по усилению пролетных строений и анализ надежности объекта.

Обследования мостов для проведения реконструкции

Основную роль при анализе неполадок ж/б мостов для последующей реконструкции или ремонта играют факторы, понижающие износоустойчивость и пропускную способность объекта. Необходимо определить следующие неисправности:

• массивные бетонные сколы или элементы моста, где прочность и плотность материала понижены;
• уменьшение величины поперечного сечения рабочих элементов моста;
• несоответствие запланированных поперечных сечений несущих конструкций (балок) текущему состоянию;
• коррозийное влияние на арматуру;
• неверное расположение опор и их недостаточная подвижность;
• степень сцепки железной арматуры с бетонным покрытием, включая полную утрату свойств;
• опорные или балочные трещины всех типов раскола;
• трещины любой глубины, которые попадают на сжатый бетонный участок;
• трещины, размер которых превышает 0,3мм;
• трещины продольного типа на участке, где плита и балка соприкасаются между собой;
• прочие изъяны, способствующие ухудшению эксплуатационных свойств и грузоподъемности конструкции.

Любые обнаруженные дефекты (пробоины, трещины) и прочие нюансы, которые помогают определить текущее состояние несущих деталей моста, должны быть точно зафиксированы и прописаны в предназначенных для этого схемах и чертежах.

Каковы самые распространенные поломки и дефекты на мостах:

• износ болтов и заклепок, предназначенных для скрепления элементов;
• разрушения под воздействием постоянного давления;
• коррозионные повреждения.

Первая из перечисленных неисправностей мостов приобрела наиболее широкое распространение.

Опоры и прочие детали моста, выполненные из металла, в течение продолжительного использования начинают подвергаться влиянию коррозии. В связи с этим значительно снижается показатель нагрузки моста и площадь сечения деталей.

Что касается поломок механического характера, они в основном проявляются при постоянных столкновениях друг с другом небольших грузов и частей опор или пролетов. Появление деформаций способствует созданию отрицательного давления на пролетные строения. Если замечены детали с изъянами, важно также определить наличие трещин.

Проводя работы по реконструкции на опорных частях моста, важно уделить внимание верхним и нижним элементам строения (даже тем, которые находятся под водой), фундаменту. Также анализируют качество эксплуатации, расположение отметок высоты и вертикальных плоскостей.

Большой объем работы предстоит выполнить при проверке и исследовании фундамента моста и опорных конструкций. Здесь ключевыми показателями являются надежность бетонного массива, общее число трещин. Осматривается внешний вид опорной конструкции для того, чтобы вовремя определить наличие сколов и стираний, развитие коррозии. Проводится анализ воды, поскольку она влияет на состояние строительного материала. При застаивании жидкости в трещинах начинается разрушение бетона.

Варианты реконструкции мостов

Во многих случаях по техзаданию на реконструкцию моста проект предполагает замену пролетных строений. Это может проводиться как с установкой дополнительных опор, так и с небольшой реконструкцией. Исходя из грузовой способности пролетов можно вычислить соответствующую грузоподъемность моста. Что касается опорных конструкций, они обладают достаточно высокой способностью к нагрузке, поэтому нет необходимости проводить масштабные изменения.

Существует два основных направления работ с пролетными строениями мостов, если они не обладают достаточными показателями: полностью меняют объект или устанавливают усилители. Перед тем как сделать выбор в пользу одного из способов, важно учесть объем ремонтных работ, тип осуществления операций по улучшению грузоподъемности, параметры объекта, текущее состояние (раскрытие трещин, уровень влияния коррозии, прочие неисправности), прогнозируемые перспективы использования объекта.

Заключительным этапом перед принятием решения становится расчет и анализ экономических показателей процедуры по усилению или полной замене старого ПС на новое. Не стоит забывать о подсчете расходов, которые должны покрыть проблему смещения расписания транспортных средств (поездов), регулировка времени на проведение реконструкции или полной замене строения. Исходя из общей длины и прочих параметров пролетных строений организовывают оптимальную замену объекта: если необходимо проводить работы на участке менее 45 метров, то выбирают консольно-стреловые краны; если участок превышает отметку в 45 метров, пригодятся подъемник ферм или передвижки.

При планировании и проведении реконструкции или частичной замены объекта опираются на аналогичный принцип организации работ, как и при строительстве. Важно помнить об одном нюансе: движение транспортных средств должно быть ограничено лишь в минимальном объеме. Ремонтные работы на мостах судоходного значения должны проводиться в соответствии со спецификой области. Старые конструкции пролетных строений заменяют более современными.

Безусловно, в индивидуальном порядке предусмотрено внесение некоторых изменений, если они необходимы при реконструкции моста. Редко приходится разрабатывать новый проект пролетных строений, беря за основу шаблонные конструкции и чертежи. К сожалению, практика показывает, что возникают дополнительные и иногда непредвиденные затраты по переустройству мостовых. Это происходит в связи с введенными техническими и эксплуатационными изменениями на той территории моста, где проходит железнодорожная линия, или расположенного участка под мостовой. Часто реконструкция объекта необходима для расширения одного ж/д пути до двух.

Среди разновидностей переустройств и реконструкций мостов отдельное место занимают проекты в области судоходства. Реконструкция моста через реку нужна для соответствия условий передвижения реалиям. Например, пролетные строения вынуждены повышать, чтобы изменить объем пространства под мостом. Редко проводится расширение, поскольку оно гораздо сложнее в реализации (затруднение движения ТС) и требует больше финансовых затрат.

Стоит также упомянуть, как устроена реконструкция автомобильного моста. Здесь решают проблемы небольших габаритов пролетных сооружений. Например, когда проводят переустройство при внедрении электричества внутри объекта.

Широкое распространение также нашли работы по реконструкции покрытия моста для повышения его эксплуатационных качеств, периода использования и безопасности. Современным способом устройства покрытия моста является установка рельсов на железобетонные плиты. Ими заменяют деревянные элементы, которые менее безопасны при эксплуатации.

В исключительных случаях переустройство ж/д участков мостовых необходимо для добавления отдельного проезда для автомобилей. Это происходит очень редко, перед началом работ проводят полное техническое и экономическое исследование объекта.

Нюансы реконструкции мостов из различных материалов

1. Организация ремонтных и реконструктивных работ ж/б мостов

Объекты, выполненные из железных и бетонных материалов, прочно и давно вошли в сферу строительства. Именно такие конструкции используют при создании автомобильных дорог. Прогнозируется лишь рост использования железобетонных мостов в будущем.

Логично предположить, что возросшее количество автомагистралей и мостовых было вызвано увеличением числа пассажиров и грузов. Как следствие, мостовое покрытие и опорные элементы стали подвергаться более сильному и быстрому износу. Отрицательное влияние также оказывает окружающая среда, ведь суровую погоду невозможно контролировать. Образование трещин и расщелин в фундаменте влияет на проседание конструкции, а давление атмосферных осадков вымывает грунт.

На законодательном уровне контролируется вопрос эксплуатационного качества мостовых. Регулируются процесс капремонта и реконструкции, а также профилактики повреждений.

Нормы и правила содержат необходимую информацию по устройству мостовых и опор. Основными регулирующими документами являются СП 2.05.03-84 и СП 79.13330.2012. При разработке проекта мостов разного назначения необходимо воспользоваться СН 200-62.

Разница между ремонтом и реконструкцией состоит в том, что в первом случае не происходит существенного изменения количества деталей или параметров, части конструкции не заменяют на новые.

Компания, оказывающая услуги по ремонту или реконструкции ж/б мостов, проводит предварительное изучение объекта и выполняет следующее:

• Обновление дорожного покрытия, наладка стока.
• Восстановление или полная замена пролетных строений.
• Комплексное переустройство мостовой (проводится для расширения размеров территории под мостом).
• Восстановление поврежденных швов.
• Реконструкция поврежденных опорных элементов и балок.
• Увеличение пролетных сооружений и установка усилителей на опорные конструкции.
• Увеличение территории проезжей части, не добавляя усилители.
• Если мост не справляется с грузовым потоком, проводят дополнительное усиление конструкции, сохраняя размеры проезжей части.

2. Организация ремонтных и реконструктивных работ металлических объектов

Строительная отрасль не сразу перешла к использованию железобетона. Сначала активное развитие получили мосты, созданные из металлических конструкций. Например, знаменитый мост в Сызрани, перекинутый через Волгу, был одним из первых металлических сооружений. В прошлом веке активно изучались свойства металла, чтобы защитить его от воздействия коррозии и других разрушений. Характерные преимущества, которыми обладают металлические объекты по сравнению с ж/б:

• наблюдается высокая подвижность при соединении деталей, поэтому мост под воздействием температуры не разрушается даже при значительном искажении металла;
• создание чугунно-стальной смеси дало возможность строить самые длинные конструкции;
• если взять для сравнения степень упругости, ж/б будет весить больше и иметь широкое сечение.

Однако в металлоконструкциях обнаружен важный недостаток, который находится в местах балочных соединений (особенно во время сварки). При помощи дефектоскопа в профилактических целях необходимо исследовать места с нарушениями.

Как уже упоминалось выше, правила и нормы регулируют положения по проведению оценочных работ. Пользуются аналогичными СП и СП, как и в первом пункте.

Что касается процедур по переустройству или реконструкции, они также аналогичны работам с железобетоном. В большинстве случаев специалисты наносят новый шов сварки, обновляют крепеж и краску. Плюсом является простота проведения усилительных операций опорных и арочных элементов.

3. Организация ремонтных и реконструктивных работ деревянных конструкций

Россия богата природными ресурсами, поэтому мосты из дерева не являются исключением. Такие постройки можно часто встретить в богатых природных зонах, где развито лесное строительство. Несомненными достоинствами являются низкая стоимость материалов и его легкая обработка. При правильном и качественном уходе срок эксплуатации мостов может увеличиться. Некоторые объекты на территории страны были построены более 50 лет назад.

Дерево в течение срока использования моста подвергается сильному природному влиянию, от чего образуются скопления плесени и гнили. В результате лесоматериал начинает расслаиваться, происходит деформация строения. Таким образом опорные конструкции, на которых держится мост, могут разрушиться и обрушиться.

При реконструкции и полном восстановлении мостового сооружения расходы не будут большими. Однако не стоит забывать, что понадобятся знания многих специалистов: проектировщиков, инженеров, плотников и строителей. Регулирует положения по разработке деревянного проекта и последующим работам СП 2.05.03-84.

Современные материалы для реконструкции мостов

Проведение работ по усилению конструкций при использовании арматур и других стальных деталей сопровождается несколькими существенными недостатками. Рассмотрим их:

• усилительные конструкции не могут противостоять коррозионному разрушению, в связи с чем требуется покрытие элементов специальным слоем, защищающим от повреждений, и проведение периодического профилактического осмотра;
• трудности в процессе слияния имеющихся арматурных элементов с новыми, поскольку для продолжения качественной работы придется проводить полное раскрытие используемых арматур и приваривать к ним установленные стержни;
• масса объекта значительно увеличится.

Чтобы повысить способность ж/б ПС выдерживать высокую нагрузку, имеется эффективный и качественный способ — использование прочных композитов по новейшей технологии.

В свою очередь композиты могут различаться в зависимости от вида волокна, требуемого для его производства. Всего имеется три типа: стеклянное волокно, армиды и углеродные волокна. Рассмотрим каждый из них подробнее. Композиты первой разновидности имеют в составе плавленый кварц. Главное достоинство композитных материалов на основе стекловолокна — их небольшая цена. Что касается арамидных волокон, по свойствам они напоминают полиамид нейлон. Также более упругие при сжимании и прочные при сильном давлении или растягивании в сравнении со стеклянными.

Дополнительно к достоинствам волокна второго типа можно отнести значительную жесткость, высокую степень выносливости, небольшую проводимость тепла и электричества. Однако в строительной сфере именно углеродные волокна получили широкое распространение при ремонтных работах по усилению несущих частей. Они могут противостоять негативному влиянию среды, оставаться прочными и упругими как сталь даже при сильной деформации. Сравнивая углеродные волокна со стеклянными или арамидными, отмечают, что вторые не обладают таким уровнем прочности и упругости. Именно эти параметры играют ключевое значение при проведении усилительных операций.

Две главные разновидности композитов, которые используют при ремонтных и усилительных работах на ж/б ПС:

• Заводской ламинат. Процедура производства заключается в использовании тканей, которые тщательно пропитывают особыми составами из полимеров. Далее несколько готовых слоев проводят через валиковый пресс, а затем подвергают термической обработке, чтобы конструкция полностью затвердела. Таким путем создают композитные ленты.
• Рулонные холсты. Для качественного формирования композитов изначально слой за слоем холсты скрепляют с помощью эпоксидной смолы. Нужно дать веществу затвердеть, но исключительно естественным путем. Данную процедуру в обиходе также называют «мокрой».

Логично предположить, что классические материалы и композиты значительно отличаются друг от друга свойствами. Проанализировав информацию выше, можно понять, какими уникальными достоинствами обладают композитные материалы:

• обладают высокими антикоррозийными свойствами;
• гораздо более упругие и прочные;
• достойный уровень стойкости к негативному влиянию окружающей среды;
• не увеличивают массу пролетных строений;
• композиты способны усилить ПС различных форм и размеров;
• несущественно меняют форму конструкции;
• нет необходимости прекращать транспортное движение в течение работ;
• меньшее количество трудозатрат.

Испытания мостов после строительных работ

Для начала необходимо выяснить, что подразумевает под собой испытание объекта. Это комплекс операций, при которых рассчитывают и анализируют рабочее состояние, свойства, показатели как строительных систем, так и объекта полностью.

Благодаря проведенным испытаниям можно убедиться и оценить целесообразность выбранных расчетных методов, способов производства и стиля эксплуатации как отдельных элементов, так и всего строения. Рассмотрим четыре вида испытаний.

Данный метод эффективно используется на короткий период времени, чтобы быстро провести испытания сооружения. Здесь собирают данные и их последующий анализ результатов. Иногда натурных испытаний не достаточно для получения детальной информации, поэтому опыты переносят в лабораторию (следующий метод). В ходе проводимых экспериментов сравнивают и оценивают теоретические расчеты по сооружению практическим: грузоподъемность объекта или конкретных деталей, степень жесткости и упругости ПС или каждой его части. Последний параметр определяют с помощью увеличения нагрузки эксплуатации, вычисляя степень прогибов и т.п.

В рамках данных испытаний перед специалистами стоит задача определить степень долговечности материала ПС или деталей, которые не разрушатся при продолжительном агрессивном давлении и нагрузке. Объект в целом или отдельно взятые узлы ПС подвергают напряжению и деформации, анализируют в зависимости от вида и степени нагрузки способность элементов перераспределять усилия. Во время лабораторных исследований специалисты вычисляют скорость нагружения, силовые факторы, длительность выдерживания давления. Также внимание уделяется свойствам материала (упругость, плотность, теплопроводность, твердость, стойкость к коррозийным разрушениям и т.п.).

При испытаниях объект или отдельные детали сооружения подвергают статистическим напряжениям и деформациям, чтобы оценить состояние моста под давлением

Здесь оценивают динамические свойства моста и отдельных элементов строения. В их число входят: коэффициент затухания и соответственно его скорость, амплитуда, период и частота колебаний, свободные и вынужденные колебания, динамический коэффициент пролетных строений и прочие.

Чтобы провести точное испытание и вычислить силу между сооружением и направленной на него нагрузкой, используют специальный прибор — динамометр.

Для проверки динамических характеристик сооружения необходима внешняя нагрузка, которая действительно поможет провести испытания. В таком случае берут проходящие по расписанию поезда, машины, совершающие колебательные движения, особые взрывные устройства, создающие ударную нагрузку. Использование в испытаниях обращающихся поездов помогает инженерам найти и измерить действительную работу объекта или конкретных узлов под эксплуатационным давлением в действительных условиях. Преимуществом такого способа является возможность проводить исследования без остановки или изменения графика движения поездов. В итоге динамические испытания пройдут в реальном времени, помогая максимально определить уровень безопасности пролетных сооружений.

Порядок сдачи мостов в эксплуатацию

Для официального ввода моста в эксплуатацию владельцу необходимо провести его регистрацию в местном учреждении в соответствии с принятым исполнительными органами порядком.

Важно понимать, что подрядчик, сдав сооружение в пользование клиенту, не дает при этом официального права ввода данного объекта. Государственный архитектурно-строительный надзор и прочие контролирующие органы (могут меняться в зависимости от ситуации) выдают согласие. Официальное разрешение на ввод в эксплуатацию получают из учреждений, которые указаны в положении.

Категорически запрещено вводить в эксплуатацию такие строения, которые не соответствуют положениям безопасности, нарушают строительные или трудовые нормы и требования.

Все лица, связанные с проведением работ на объекте (клиент, подрядчик, проектировщики, инженеры, инвесторы и остальные представители), могут быть привлечены к ответственности в соответствии с законом, если установлен факт нарушения правил или нанесен ущерб государству, физическим или юридическим лицам.

Компания-подрядчик отчитывается перед клиентом на основании заполненного акта, чтобы затем перейти к этапу ввода строения в эксплуатацию. В документе должны содержаться сведения об опорных метках, маркировках высот, геодезическая разбивочная основа объекта, оси продольного и поперечного вида. Что необходимо предоставить:

• чертеж расстановки установленных на объекте меток, исходных точек, маркировок высоты с раскрытием схемы, конструкции и расчетов их установки в виде фотографий, планировок, отчетов;
• копию генплана стройплощадки, на котором помечены точки осевых линий, пункты ГРО строений, параметры размеров всех сооружений;
• копию отчета, где отмечена информация о проведенных наблюдениях и исследованиях в отношении элементов с начала строительных работ и до момента его финальной сдачи.

Исполнительная компания действует в соответствии с актом (приложение №73), по которому и формирует проектную документацию.

Официальные подтверждения, необходимые для принятия сооружения у подрядчика:

• паспорт на каждое устройство;
• согласованный проект строительства;
• подтверждение об отводе территории земли;
• результаты геологических и гидрологических инженерных изысканий, выполненных на участке строительства; итоги проведенных исследований грунта и подземных вод; результаты экологических и климатических исследований;
• итоги геодезических испытаний; подтверждения ГРО; перечень геодезических работ, которые были выполнены генеральным подрядчиком в течение всего процесса;
• если процедура устанавливает необходимость получения официального разрешения контрольных органов госнадзора РФ, потребуется данное эксплуатационное заключение о конструкции и строении в целом;
• подтверждение, выданное госнадзором, что строительство было проведено в рамках закона, а также соответствует установленным нормам и стандартам.

Правовая проблематика реконструкции мостов

Команда проектировщиков действует согласно законодательным актам, регулирующим процесс разработки и строительства. Однако нормативно-правовые акты все больше создают вопросы, которые должны решаться государственными органами. Для получения соглашений и разрешений приходится обращаться в разные органы. Например, Минрегион РФ регулирует и утверждает нормы и стандарты строительства, в то же время Росстандарт отвечает за их официальную регистрацию. Подобное разделение полномочий создает дополнительную путаницу, а соперничество за власть двух структур негативно влияет на весь процесс. В итоге граждане вынужденно сталкиваются с неточными формулировками или двойственными алгоритмами при подготовке проектной документации.

Главными документами, на которые опирается проектировщик мостов, являются СП 35.13330.2011 и СП 2.05.03-84*, имеющие одинаковое название и регулирующие один процесс. В результате два официальных акта в строительной области предоставляют разную информацию проектировщикам. В нормативах содержатся важные положения, по которым должны проводиться расчеты и конструирование. Однако СП не был официально выведен, а новые правила уже были введены. Аналогичная ситуация наблюдается и с другими строительными нормами.

Градостроительный кодекс также был незначительно изменен в пункте 14 (согласно ФЗ № 215). В итоге были утверждены такие термины, как «реконструкция» и «капитальный ремонт». Но здесь имеется упущение, поскольку в кодексе данные строительные процедуры относятся к объектам линейного и нелинейного вида, не объясняя при этом, что такое линейный объект.

Федеральный закон № 172 определяет процесс изменения категории земельного участка. Норматив относится к линейным объектам (трубопроводам, железным дорогам, электричеству, связи и т.п.). Согласно Градостроительному кодексу земельными участками, на которые распространяется закон, являются дороги, нефте- и другие трубопроводы, коммунальные сети, железные дороги и прочие.

Как мы видим, каждое понятие позволяет также добавлять в перечень и другие объекты. Например, к линейным сооружениям относятся мосты, метро, подземные тоннели. Что касается внутреннего наполнения, содержания и оформления документации по линейным объектам, то эти вопросы регулируются Постановлением Правительства № 87. В нем четко прописан порядок как для объектов линейного вида, так и капитального строительства. Управление госэкспертизы РФ считает, что мост, как конструкция, относится к линейным объектам наравне с дорогой. Следовательно, проектировщики, разрабатывая документацию на проведение строительных работ, должны следовать положениям Постановления о линейных объектах. Однако подрядчики с мнением представителей Госэкспертизы не согласны. Поэтому в индивидуальном порядке необходимо подтверждать, по какому алгоритму будет проектироваться линейный объект.

Стоит отметить, что из-за правовой неразберихи в области регулирования реконструкции мостов их собственники могут отказать в предоставлении технической документации на изменение таких конструкций. Получить проектные документы можно только по решению суда или за отдельную плату.

К наиболее важным этапам реконструкции мостов относят процедуры по оформлению прав на земельный участок. Сейчас в РФ нет единого понимания проведения мероприятий по отторжению земли, оформлению аренды и прав на владение участками. Законодатели работают над правовым регулированием данной сферы, но происходит это очень медленно.

Источник