19.11.2018
В последние годы всё большее количество люде используют для обшивки фасадной части своего жилого здания металлический сайдинг (из...


19.11.2018
Горячекатаный швеллер в последние годы считается весьма популярным типом металлического проката. Он нашёл широчайшее во многих...


19.11.2018
Участие профессионального адвоката в уголовном производстве в настоящий момент считается важнейшим условием для того, чтобы моно...


19.11.2018
Наличие надежных дверных замков в рабочем состоянии — залог того, что квартира и все ее имущество останутся целыми. Это защита от...


17.11.2018
Сантехнические ревизионные люки являются технологичными углублениями или же, иными словами, колодцами, где располагаются счётчики...


17.11.2018
Рекуператор является одним из видов теплообменного оборудования, основным предназначением которого называют возвращение тёплых...


Деформации деревянных опор

08.06.2018
Неудовлетворительное состояние временно восстановленных помостов чаще всего характеризуется нарушением устойчивости и pacстройством опор, выполненных преимущественно из дерева.

Опоры из дерева при хорошем проекте и антисептированном лесе, тщательном выполнении работ и уходе за сооружением гарантируют сравнительно длительную службу (8—10 лет) с минимальными эксплуатационными расходами. Указанный срок службы может быть продлён путём периодической смены элементов, приходящих в негодность.

Несоблюдение при постройке сооружения необходимых требований по отбору лесоматериалов, неудовлетворительное качество работ и заложение опор без учёта местных условий приводят уже в первое время эксплуатации к массовому образованию и быстрому развитию дефектов в виде трещин в элементах, расшатывания сопряжений, а также к деформациям и расстройству сооружения. Расстройство дефектных элементов и в целом конструкции под воздействием поездов происходит особенно быстро при отсутствии своевременной борьбы с дефектами.

Основными факторами, связанными с нарушением устойчивости и расстройством (снижением жёсткости) деревянных опор, являются: слабое основание и вымывание грунта, неудовлетворительное

раскрепление конструкции связями и недоброкачественные сопряжения, усушка, а для некоторых типов опор — и упругость древесины.

Прочность самой конструкции опоры, определяемая сечением элементов и надёжностью их сопряжений, в процессе службы снижается преимущественно в результате гниения, а также механических повреждений.

При наличии указанных факторов происходят осадки, крен и перекосы опор, а также колебания конструкции под проходящими поездами.

Под осадкой здесь разумеется вертикальное перемещение всей опоры в её основании или верха конструкции относительно низа основания опоры (фиг. 178).

Крен характеризуется поворотом опоры в пространстве без изменения конструкции (фиг. 179).

При перекосах происходит изменение геометрической схемы самой конструкции (фиг. 180).

Колебания верхней части опоры под нагрузкой из стороны в сторону наиболее существенны в направлении поперёк оси моста (фиг. 181).
Деформации деревянных опор

Осадка, крен, перекос и колебания опор складываются из ряда частных деформаций материала, сопряжений, элементов, грунта. Деформации бывают упругими и остаточными.

Деформации в основании опор упругие и остаточные определяются свойствами грунтов, но в большей мере качеством заложения опоры и надёжностью укрепления её основания против размыва.

Деформации материала (древесины) под нагрузкой практически являются упругими, если напряжение в нём не превышает допускаемых при нормальной эксплуатации. В этих пределах (упругой стадии) деформации изменяются пропорционально нагрузке. Для данной нагрузки упругая деформация тем больше, чем меньше сечение элементов и рабочие площади сопряжений и чем больше длина элементов. Перенапряжение древесины вызывает остаточные деформации, например смятие, а иногда излом элементов. Упругая осадка для одного и того же элемента и веса поезда остаётся почти неизменной на весь период службы конструкции. Предельная величина упругих изменений древесины составляет в среднем 0,06% длины элемента при сжатии вдоль волокон (например в стойках) и 1,5 % толщины элемента при сжатии поперёк волокон (например в насадках). Упругих деформаций при скалывании и растяжении древесины почти не происходит. Поэтому необходимы особо тщательная пригонка и плотное взаимопримыкание рабочих плоскостей во врубках, работающих на скалывание.

Усушка древесины вызывает только остаточные деформации. Последние в результате полного высыхания свежесрубленной древесины до её воздушно-сухого состояния составляют около 0,08% длины элемента вдоль волокон и около 3,0 % от толщины элемента при усыхании поперёк волокон.

Деформации в сопряжениях большей частью происходят остаточные (например в результате уплотнений) и в меньшей степени — упругие (например «игра» за счёт жёсткости конструкции). Общая величина этих деформаций определяется тщательностью пригонки рабочих плоскостей в сопряжениях и количеством сопряжений по высоте опоры. В среднем можно принять, что деформация составляет 1—2 мм на одно сопряжение.

Уплотнение в новых сопряжениях элементов между собой и опоры с грунтом заканчивается в основном при обкатке конструкции или, в крайнем случае, в первый непродолжительный период эксплуатации. В дальнейшем наличие зазоров в сопряжениях объясняется усушкой древесины, несвоевременным подклиниванием их и подтягиванием ослабевающих болтов.

Деформации элементов и всей конструкции вследствие недостаточной жёсткости, в частности из-за отсутствия или неудовлетворительности связей, происходят упругие и остаточные в зависимости от надёжности и состояния связей и сопряжений.

Из рассмотрения деформаций, между прочим, следует, что в конструктивном и эксплуатационном отношениях менее удовлетворительны опоры с большим количеством сопряжений элементов, работающих на смятие поперёк волокон. Такими являются клеточные, в частности шпальные, опоры и надстройки, особенно при значительной их высоте.

Осадка опор и смещение верха опоры в сторону, наглядно обнаруживаемые, например, по искажению пути на мосту, являются, как показано выше, следствием различных деформаций, происходящих в конструкции опоры и в её основании. Поэтому при установлении причин ненормального поведения опор, в частности под поездами, необходимо прежде всего выяснить, в какой части опоры произошли деформации. Вообще говоря, более значительные величины преимущественно остаточных деформаций характерны для изменений в основании опор, особенно ряжевых, клеточных и лежневых, заложенных на грунте, а также для перекосов подводной части опор на свайном основании при неудовлетворительных подводных связях. В наземной части конструкции значительные деформации наблюдаются, как отмечалось, у клеточных опор, а иногда и у ряжевых.

Деформации сопровождаются растройством конструкции и нарушениями рельсового пути. В связи с этим деформации сокращают срок службы сооружения. Значительные деформации и серьёзные повреждения непосредственно угрожают безопасности движения поездов и сохранность самого сооружения.

Серьёзность деформаций оценивается в зависимости от их величины, а также и сложности устранения вызываемых ими расстройств конструкции и искажений рельсового пути. Деформации являются несущественными, когда они не отражается на нормальной эксплуатации, и значительными и недопустимыми, когда они нарушают эксплуатацию.

Как при остаточных, так и при упругих деформациях во всех случаях должны быть своевременно ограничены в возможных пределах и устранены вызываемые ими искажения мостового полотна и рельсового пути, а также расстройства в самих опорах.

В большей части деформации поддаются не только устранению, но и предупреждению полному или частичному. Лишь отдельные из деформаций, такие, как усушка, упругие и остаточные изменения древесины и грунта из-за слабости основания, в данной осуществлённой конструкции не могут быть устранены и предупреждены. Однако во всех случаях возможно и необходимо предупреждать, а в крайнем случае устранять недопустимые последствия деформаций и их влияние на рельсовый путь.

Осадки в основании опор из-за превышения допускаемых напряжений на грунт, в частности, при забивке свай не доотказа, наличия смёрзшегося и пучинистого грунтов под опорой и пр. предотвратить или даже устранить бывает наиболее трудно, а иногда и невозможно. Так, практически нельзя воспрепятствовать осадке ряжей, заложенных на слабом грунте, осадке свай, забитых не доотказа, если не забивать дополнительных свай. Ho осадки из-за слабого основания появляются уже в первый период эксплуатации и, как правило, заканчиваются в ближайшие 2—3 месяца. В этот период, на протяжении 1—2 мес., продолжается обкатка сооружения и его вновь отсыпанных подходов с ограниченными скоростями, уменьшающими воздействие нагрузки на мост. Этим представляется возможность при строгом надзоре за сооружением своевременно обнаружить начало осадки опор и принятием мер — выправкой мостового полотна, укреплением опоры — предотвратить аварийные последствия.

Указанное относится также к лежневым и клеточным опорам, заложенным на замёрзшем или пучинистом грунте, с той лишь разницей, что осадка их последует в ближайшие 1—2 мес. после начала оттаивания.

У опор со слабым основанием, хотя и приработавшихся под проходящими поездами, т. е. прекративших осадку, может наблюдаться дальнейшее её нарастание, при утяжелении подвижной нагрузки, в частности при пропуске специальных тяжёлых нагрузок. Во избежание этого единовременный пропуск таких нагрузок, а также введение в постоянное обращение более мощных паровозов должны производиться, с осмотрительностью и во всяком случае с ограниченной скоростью, пока не будет выяснено поведение опоры под утяжелённой нагрузкой.

Устойчивость в основании временных опор, как лежневых и ряжевых, так и свайных, после обкатки сооружения обращающейся нагрузкой нарушается главным образом из-за размыва грунта. Причиной этого является недостаточное укрепление опор, несоответствующее глубине заложения их, стеснению отверстия и характеру водотока. Размыв грунта должен быть предотвращён своевременным и надёжным укреплением оснований oпоp, расчисткой русла, устройством в необходимых случаях регуляционных сооружений.

При недосмотрах за состоянием конструкции опор в пределах заглубления их в грунт может произойти осадка вследствие разрушения древесины гнилью. Так, в результате гниения лежней, насадок рам в рамно-лежневых опорах и спрессовывания гнили под нагрузкой происходит вначале еле ощутимая осадка, а затем при дальнейшем ослаблении элемента гнилью может быть вызваны полный излом его под поездом и внезапная осадка опоры, угрожающая аварией.

Такое разрушение опоры, но без предварительной медленной осадки, произойдёт под воздействием поезда и особенно при торможении в случае значительного загнивания сжатых элементов, например свай.

Образование гнили при благоприятных условиях для её развития можно ожидать через 1—2 года (для неантисептированного леса). Для предупреждения гниения необходимо проантисептировать все элементы, подверженные загниванию при остающемся сроке службы сооружения не менее 2—3 лет. Гниль требуется своевременно выявлять и удалять вплоть до замены элементов, ставших неудовлетворительными по грузоподъёмности .

Опоры, не защищённые от механических повреждений, подвергаются опасности значительных деформаций или даже разрушениям. Опорам угрожают навалы обрушенных ферм, плывущих предметов — плотов, судов, снесённых водой низководных мостов и плотин, удары льда.

Обрушенные фермы, расположенные с верховой и низовой сторон моста в пределах досягаемости ими опор в случае перекантовки ферм при подмыве, во избежание навала на опоры должны быть заблаговременно убраны из русла. При удалении ферм, в частности путём разрезки их, необходимо также предотвратить возможный навал освободившейся части фермы на опору, прибегая в необходимых случаях к заанкериванию разрезаемых конструкций.

Навалы плывущих предметов, наиболее вероятные в паводки, должны предупреждаться обследованиями верхового русла, дежурством круглосуточных постов, подрыванием и удалением на берег плотов и пр. на подходах к мосту, а также устройством в необходимых случаях карчеотбойников, ледорезов, оградительных стенок, противонавальных приспособлений в судоходных пролётах.

Для наземной части временных опор основным дефектом является снижение жёсткости вследствие расстройства сопряжений и неудовлетворительных связей, включая и подводные связи. Даже еле заметные неплотности и «игра» в отдельных сопряжениях, если их не устранить, суммируясь по всем сопряжениям, приводят к значительной качке верха опор, особенно высоких.

Жёсткость опор должна быть постоянно обеспечена своевременной подтяжкой болтов, устранением зазоров в сопряжениях, а в необходимых случаях дополнительным укреплением связями. При отсутствии такого ухода расстройство конструкции под поездами происходит неизбежно и быстро. Расшатанная конструкция угрожает движению поездов не только нарушенной жёсткостью опоры и, следовательно, искажением плана рельсового пути, но и снижением прочности конструкции. Качка и наклоны опор, вызывая перенапряжения отдельных элементов [419], сечение которых было даже достаточным для нормального положения, могут повлечь за собой образование расстройств в виде смятий, изломов и сколов, например, насадок, прокладчиков и врубок.

Так, к дефектам, снижающим жёсткость опор, прибавляются вследствие невнимания к ним повреждения элементов по прочности, которые при надлежащем уходе не имели бы места и жёсткость опоры не была бы снижена.

В сопряжениях, а именно в стыках, примыканиях, пересечениях, основными дефектами являются следующие: неплотное прилегание рабочих поверхностей; трещины-сколы в результате перенапряжений, в частности при неравномерном опирании; отсутствие необходимых врубок; непрочные, неподтянутые скрепления и недостаточное их количество.

Дефекты в сопряжениях, даже кажущиеся сами по себе несущественными, влекут перенапряжение в других, пока ещё не дефектных местах и элементах и служат началом быстрого расстройства всей конструкции. Между тем эти дефекты, за редким исключением, легко устранимы. Трещины — сколы из-за неравномерной передачи усилий в сопряжениях при нетщательном выполнении последних должны предотвращаться устранением неплотностей путём подклинки, а где возможно — пригонкой соприкасающихся рабочих плоскостей. Расклинка должна производиться металлическими листами. При зазоре более 3—4 см допустимы деревянные прочные прокладки из сухой лиственницы или дуба в виде целого клина. Тонкие дощечки, тем более из дерева слабой породы и большой влажности, недопустимы как не достигающие цели. Они сразу же обминаются, раскалываются и выпадают.

Неудовлетворительные скрепления, как: болты, имеющие вместо головки загнутые лапки, что не обеспечивает необходимого их натяжения, скобы, штыри и глухари, применённые взамен болтов, — подлежат замене нормальными болтами с металлическими шайбами.

Длина болта и нарезки должна быть достаточной и не излишней, позволяющей надёжно стягивать сопряжение, без применения дополнительных деревянных или даже металлических шайб. Нарезка болтов должна быть постоянно смазанной на всю длину.

Общим требованием к содержанию сопряжений является обеспечение плотности, не допускающей «игры» в них.

Неудовлетворительное раскрепление элементов и всей конструкции связями заключается в отсутствии или недостаточном количестве, а также и неэффективности поставленных связей. Неэффективными являются связи малой прочности и жёсткости, неудачно расположенные и слабо прикреплённые к основным элементам.

Неудовлетворительные связи служат основной причиной остаточных перекосов опоры и её качки сверх допустимых упругих колебаний. Допустив перекос опоры, связи получают дополнительную нагрузку от наклона и оказываются в ещё более невыгодных условиях работы. В то же время значение связей при наклонах опор возрастает. Поэтому опоры должны быть всегда надёжно раскреплены связями.

Наряду с обеспечением необходимой жёсткости опор все элементы конструкции, разумеется, должны удовлетворять требуемой прочности.

Недостаточность рабочих сечений элементов и сопряжений, а также нарушение их цельности трещинами, гнилью, механическими повреждениями, снижая грузоподъёмность сооружения ниже класса обращающейся нагрузки, отражаются на безопасности движения поездов и сокращают срок службы сооружения.

Недостаточность сечений элементов выясняется перерасчётом путём сравнения несущей способности элемента с усилием, приходящимся на данный элемент, от обращающейся нагрузки.

Случаями, при которых необходим перерасчёт, являются:

а) отсутствие достоверных данных о грузоподъёмности сооружения; изменение допускаемых напряжений и других расчётных данных;

б) ослабление сечений элементов гнилью, трещинами по рабочим плоскостям, механическими повреждениями;

в) изменение условий работы данных элементов в результате деформации опоры;

г) увеличение расчётной нагрузки.

Усилие в элементе от нагрузки подсчитывается с учётом изменившихся условий его работы. Сечение принимается по данным обмера в натуре (за вычетом всех ослаблений), а допускаемые напряжения берутся соответственно материалу.

Слабые элементы, ограничивающие грузоподъёмность сооружения и не обеспечивающие безопасное движение обращающейся нагрузки, должны быть своевременно выявлены и усилены или заменены.

Предупреждение и ликвидация деформаций и их последствий должны проводиться периодически или единовременно в зависимости от характера и темпа нарастания деформаций и влияния на безопасность движения.

Деревянные опоры нормальной конструкции при тщательном выполнении сопряжений элементов и заложении на удовлетворительном грунте, обеспеченном от размыва, дают остаточную осадку до 4—6 см, легко устранимую.

Как остаточную, так и упругую осадку опор и, следовательно, рельсового пути надо устранять по преимуществу подъёмкой пролётного строения. При устранении упругой осадки профилю пути придаётся над соответствующими опорами строительный подъём, обеспечивающий нормальный профиль пути под поездом.

Укрепление конструкций опор, в частности, постановкой связей, подтяжкой болтов и т. п., необходимо проводить широким фронтом с выполнением всего намеченного объёма работ в минимальный срок, за один приём. Растягивание работ во всех случаях снижает эффективность укрепления тем в большей мере, чем более длительно ведётся укрепление. Одиночно укреплённые элементы, являясь более, жёсткими, при расстроенной податливой конструкции в сопряжениях всех других элементов не в состоянии вынести приходящейся на них увеличенной нагрузки и быстро расстраиваются.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: