В ряде случаев при капитальном и среднем ремонтах пути возникает необходимость подъемки пути с увеличением толщины балластного слоя. В связи с этим в зависимости от типа мостового полотна (с ездой на поперечинах или на балласте) и местных условий приходится либо осуществлять подъемку пролетных строений, либо увеличивать толщину балласта под шпалой. Обычно такого вида работы в массовом порядке проводятся на мостах малых пролетов. В мостах с большими пролетными строениями смягчение продольного профиля в связи с утолщением балластной призмы почти всегда выполняется путем срезки насыпи подходов.
В пролетных строениях с ездой на балласте (это преимущественно железобетонные пролетные строения) возможность подъемки пути и увеличение толщины балластного слоя под шпалой (до 35 см в пролетных строениях с откидными консолями и до 60 см во всех остальных случаях) может быть обеспечена наращиванием бортиков (продольных бортов) плиты балластного корыта и боковых стенок устоев (рис. 6.59). Однако опыт эксплуатации переустроенных таким образом пролетных строений свидетельствует о ненадежности такого решения, так как из-за увеличения толщины балластного слоя снижается грузоподъемность плиты балластного корыта, а «наростки» бортиков по конструктивным и прочностным характеристикам не обеспечивают требуемой безопасности движения. «Наростки» часто деформируются, перекашиваются, сдвигаются, отделяются трещинами от основного бетона бортика балластного корыта, что, естественно, затрудняет эксплуатацию и снижает безопасность движения поездов.
Рис. 6.59.Схема наращивания продольных бортов пролетного строения
монолитным бетоном:
1 — продольная арматура диаметром 8 мм; 2— хомут; 3 — поперечные углубления в местах установки хомутов
До последнего времени на дистанциях пути конструкцию монолитных «наростков» бортиков обычно не рассчитывали, а принимали по Альбому конструкций по переустройству малых искусственных сооружений при реконструкции пути (Сибгипротранс, инв. № 9847). В 70-х годах прошлого века во ВНИИЖТе (ныне АО «ВНИИЖТ») при участии Гипротранспути была разработана соответствующая методика расчета, позволяющая достаточно точно оценивать реальную работу наращенного бортика и рассчитывать его прочность. На основании этой методики Гипротранспуть разработал и включил в Типовые решения переустройства малых мостов и труб практические рекомендации по определению несущей способности бортиков балластного корыта балок и назначению их конструкции. Предусмотрено усиление армирования «наростков» (новые хомуты размещают вдоль пролета балки с шагом 15 см против 50—70 см в прежних вариантах) и швов их сопряжения с основным бетоном.
На рис. 6.60представленасхема железобетонного моста с установленными бортиками наращивания плиты балластного корыта пролетного строения.
Рис. 6.60.Схема железобетонного моста с установленными сборными бортиками наращивания плиты балластного корыта пролетного строения
Наращивание существующих железобетонных бортиков пролетного строений производитсясборными железобетонными блоками БН(рис. 6.61)по проекту института«Ленгипротранспуть».
Рис. 6.61.Сборный железобетонный блок БН для наращивания продольных бортов пролетного строения
Перед установкой блоков БН выбирается щебеночный балласт вдоль бортиков, поверхности существующих бортиков очищаются от грязи, отслаивающегося бетона, старой гидроизоляции, делается насечка. Железобетонные блоки наращивания бортиков устанавливаются на быстротвердеющий ремонтный раствор, которые крепятся к существующей кладке анкерами диаметром не менее 20мм из арматуры класса А400. Для заделки анкеров в теле пролетных строений просверливают отверстия диаметром 30мм, которые инъектируют специальныманкеровочным составом (высокопрочный двухкомпонентный клей). Затем восстанавливается гидроизоляция корыта пролетногостроений оклеечной гидроизоляцией с защитнымслоем из пенополистирольных плит и восстанавливается щебеночный балластна участке ремонта.
В настоящее время сотрудниками кафедры «Мосты» ФГБОУ ВПО Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС) проводятся исследования, уточняющие, в частности, характер работы продольных бортов (с учетом «наростков» и без) железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов с ездой на балласте с различной конфигурацией и геометрическими размерами, рассчитанных под разные нагрузки и по различным расчетным нормам. Результаты исследования показали, что безопасный пропуск поездной нагрузки по железобетонным пролетным строениям железнодорожных мостов должен быть обоснован совместным расчетом грузоподъемности главной балки, плиты и продольного борта балластного корыта с учетом влияния повреждений на их несущую способность.
В тех случаях, когда увеличение толщины балластного слоя не допускается (железобетонные мосты постройки до 1925 г., все железобетонные пролетные строения с пониженной грузоподъемностью, металлические мосты и т. д.), применяется подъемка пролетного строения с наращиванием подферменников и переустройством кордонных камней(рис. 6.62).
Рис. 6.62.Схема подъемки пролетного строения с наращиванием опорных площадок и шкафных и боковых стенок устоев:
а – вид вдоль оси моста; б – вид поперек оси устоя; 1 – эксплуатируемое пролетное строение; 2 – новая опорная площадка промежуточной опоры; 3 – то же устоя; 4 – блоки наращивания шкафной и боковой стенок устоя; 5 – оси балок пролетного строения
Участок работ перекрывают подвесным пакетом. Подъемка пролетного строения, установка и уборка разгрузочных пакетов производятся в «окна» с соблюдением соответствующих требований безопасного ведения работ. В мостах, расположенных на суходолах, подъемку пролетных строений небольших пролетов (до 10 м) осуществляют с помощью домкратов, установленных на временных опорах из МИК-С, шпальных клеток и т. п., в других случаях используют стреловые краны.
При необходимости подъемки балок со сплошной стенкой металлических пролетных строений в связи с заменой опорных частей или ремонтом подферменников опор, а также в связи с подъемкой пути могут быть использованы гидравлические домкраты, подведенные под дополнительные устройства, закрепленные на опорных ребрах балок.
На рис. 6.63, а представлен пример устройства консоли для подъемки пролетного строения. Для пролетного строения необходимо изготовить 4 консоли. Консоль крепится к опорному ребру высокопрочными болтами взамен существующих заклепок. Перед установкой консолей поверхности трения обрабатывают металлическими щетками механизированным способом. Под поднятые пролетные строения устанавливают обычно новые железобетонные подферменные камни или металлические опорные пакеты. Запрещается устанавливать пролетные строения на деревянные подферменные брусья, так как срок эксплуатации таких брусьев невелик – они прогнивают под опорными частями, что приводит к просадке пролетных строений.
На рис.6.63, б показанрабочий момент подъемки пролетного строения через консоль при помощи гидравлического домкрата.
Рис. 6.63.Пример подъемки пролетного строения через консоль
при помощи гидравлического домкрата:
а – пример устройства консоли; б – рабочий момент
подъемки пролетного строения
В последние годы в практике подъемкипролетных строений малых и средних мостов находит применение «Технологический комплекс для подъемки пролетных строений железнодорожных мостов», разработанный лабораторией «Мосты» ФГБОУ ВПО Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС). Данный комплекс состоит из рамы для подъемки пролетных строений и необходимого гидравлического оборудования. Применение его значительно сокращает время предоставленного «окна» для производства работ по подъемке пролетных строений. На рис. 6.64показан стенд СГУПС, подготовленный для подъема пролетного строения.
Рис. 6.64.Общий вид стенда СГУПС для подъемки пролетных строений
После подъемки пути и увеличения высоты подходных насыпей может появиться необходимость в их поддержке и укреплении. Такая же необходимость часто возникает вследствие сползания (осыпания) конусов. В таких случаях практикуется укрепление подошвы конусов путем строительства низовых подпорных стен, которое производится при тщательном закреплении котлованов шпунтовой стенкой или иным надежным креплением, снимаемым по окончании работ с тщательной утрамбовкой грунта в пазухах(см. рис.6.52).
Нарушенные места сопряжения моста с насыпью восстанавливают путем повышения и удлинения обратных крыльев устоев, которые выполняются с дополнительным армированием (рис. 6.65, а).
В современных условиях вместо сложного наращивания крыльев стали широко использовать установку бездонных железобетонных коробов (ящиков). Необходимое удлинение устоев достигается постановкой от одного (рис. 6.65, б) до трех и более коробов.
Рис. 6.65.Схемы удлинения устоя пристройкой железобетонных крыльев (а) и установкой железобетонного бездонного короба (б):
1 — железобетонное крыло; 2 — разгрузочный пакет; 3 — шпальные клетки; 4 — закладной щит; 5 — проектное положение откоса конуса насыпи; 6 — существующее положение; 7 — железобетонный короб; 8 — дренаж; БЗП — уровень бывшего земляного полотна; ПР— уровень подошвы рельса