автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Методы обследования и восстановления внутренней кладки массивных опор эксплуатируемых мостов

На правах рукописи

О 3 СЕН 2009

Казенное Евгений Александрович

МЕТОДЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ КЛАДКИ МАССИВНЫХ ОПОР ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МОСТОВ

Специальность 05.23.11 "Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003475872

На правах рукописи

Казенное Евгений Александрович

МЕТОДЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ КЛАДКИ МАССИВНЫХ ОПОР ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МОСТОВ

Специальность 05.23.11 "Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС).

Научный руководитель:

Кандидат технических наук Балючик Эдуард Александрович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Саламахин Павел Михайлович

Кандидат технических наук Величко Владимир Павлович

Ведущая организация: Институт «Гипротранспуть» - филиал ОАО «Росжелдорпроект»

Защита состоится «25» сентября 2009 года, в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 303.018.01 при «Научно-исследовательском институте транспортного строительства» по адресу: 129329, г. Москва, ул. Кольская, д.1, ОАО ЦНИИС.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ЦНИИС. Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан «25» августа 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат технических наук

Петрова Ж. А.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На территории России начиная с конца XIX века на сетях железных, а позднее автомобильных дорог были построены тысячи мостов. Многие из них возведены были через крупнейшие реки мира: Волгу, Обь, Иртыш, Енисей, Лену, Ангару, Амур, Северную Двину, Печору, Колыму, Индигирку и др., отличающиеся глубоководностыо, огромным расходом воды, мощностью ледостава и ледохода, губительными заторами. Мостостроители в то время не располагали необходимым арсеналом строительных материалов, конструкций, технологий и механизмов, которые имются в их распоряжении в настоящее время. Поэтому на крупных реках при возведении больших мостов в качестве фундаментов применяли кессоны и опускные колодцы, погружаемые в грунт на большую глубину. Значительная часть таких мостов эксплуатируется и в настоящее время. Кессоны, запрещенные в настоящее время, сооружали из бетона низкой прочности (100-170 кг/см2), металла и дерева. Тело опор возводили из бута, бутобетона и бетона, а по периметру облицовывали каменной кладкой для защиты массивной средней части из относительно слабой кладки от разрушающего воздействия водного потока, ледохода, карчехода и навала судов.

В последние годы на сети железных дорог началась в больших масштабах реконструкция мостов старых лет постройки, ведется массовая замена, в связи с возросшими нагрузками и скоростями движения, старых металлических ферм, исчерпавших свой ресурс несущей способности, на новые. Необходимость этого была доказана в результате многочисленных обследований технического состояния мостовых сооружений.

При этом естественно возникает вопрос, что делать с опорами: строить новые или реконструировать старые. Для ответа необходимо знать остаточный ресурс опор по грузоподъемности и долговечности, что проблематично из-за недоступности подводной и подземной частей опор для обследования. За многие десятилетия эксплуатации накопившиеся дефекты, привели к исчерпанию ресурса несущей способности именно в этих частях опор. Это подтверждается на практике в случаях разборки опор при реконструкции. Наука и мостостроители были не готовы к решению этой проблемы. Не было методов обследования внутренней кладки с определением мест и объемов повреждений. Не были разработаны технологии восстановления и усиления поврежденных при эксплуатации участков опор под водой, приемы контроля качества производимых работ.

Диссертация посвящена восполнению выявленных противоречий между потребностями практики и возможностью принятия научно обоснованных решений по восстановлению несущей способности опор находящихся в сложных условиях эксплуатации: при больших глубинах в реках, мощном ледоходе и ледоставе, сильных и продолжительных морозах, а также методы контроля результатов выполненных работ.

Основным способом оценки состояния опор до последнего времени было бурение вертикальных скважин, через которые пытались определить места

повреждений, а объемы повреждений - методом водопоглащения. Потребность в более точной оценке состояния внутренней кладки по всему сечению диктуется необходимостью обнаружения скрытых трещин, локальных пустот, слабых слоев кладки, и т.д. и определении объемов повреждений.

Решить эту проблему пытались ученые ЦНИИС Минтрансстроя. Так на мосту через реку Амур в г. Хабаровске была осуществлена попытка оценить состояние кладки по всей высоте опоры и кессона (Ю.В. Горшенин Э.А. Балючик и др.) с помощью фотокаротажиого зонда. Однако из-за трудностей погружения зонда пришлось ограничиться частичными исследованиями только одной опоры.

Поэтому необходимость разработки эффективных методов определения технического состояния внутренней кладки массивных мостовых опор по всей высоте и всем сечениям, длительно (80 и более лет) эксплуатируемых в сложных и суровых условиях остается актуальной задачей.

Актуальность темы диссертации обусловлена также масштабами предстоящей реконструкции большого количества мостов.

В связи с этим целью работы является разработка методов обследования и восстановления несущей способности массивных опор мостов, поврежденных за период длительной эксплуатации, особенно в их в трудно доступной части (в том числе под водой).

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи: со анализ современного состояния методов обследования и технологий восстановления (способам ремонта) внутренней кладки массивных бетонных опор мостов, или близких им по конструкции сооружений в смежных областях строительства, эксплуатируемых в разных условиях и с различной продолжительностью;

со исследование применимости современных методов неразрушающего контроля сплошности бетонных конструкций и их возможной адаптации для обследования массивных мостовых опор; со разработка новых технологических приемов восстановления несущей способности реконструируемых массивных опор мостов старых лет постройки в разных уровнях по высоте (в грунте, под водой и над водой); со разработка методов контроля состояния внутренней кладки опор мостов после реконструкции. Технико-экономическое обоснование предполагаемых решений. Научная новизна заключается в следующем:

- впервые получены зависимости скорости прохождения ультразвука от количества повреждений, позволившие оценить объемы разрушений внутренней кладки массивных бетонных опор для обоснования их реконструкции;

- впервые установлены численные значения диапазонов скоростей ультразвука в бутобетоне опор, дающие возможность оценивать качественное состояние кладки из этого материала;

- на основе анализа информации, получаемой при обследовании, обоснованы и экспериментально подтверждены способы инъектирования подводной части опор через вертикальные и наклонные скважины большой протяженности.

Практическая значимость.

Разработанные автором методы обследования дают возможность получения достоверной информации о состоянии внутренней кладки опор из различных материалов в реконструируемых мостах, достаточной для разработки проекта реконструкции и технологии производства работ.

Разработанные способы восстановления несущей способности опор и контроля качества выполненных работ позволяют сохранить для эксплуатации опоры, ранее предназначавшиеся для сноса.

Востребованность работы подтверждается большими объемами намечаемых к реконструкции мостов на сети железных и автомобильных дорог России.

Достоверность основных положений подтверждена практическими результатами реконструкции опор на натурных объектах, выполненных с участием автора.

Реализация результатов работы:

Результаты исследований использованы при обследовании и реконструкции:

- опор моста 1-го пути через р. Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж.д.;

- опор моста через р. Волгу на 896 км линии Ульяновск-Амировка Куйбышевской ж.д.;

- опор эстакады на участке внутригородской кольцевой магистрали от ш. Энтузиастов до Волгоградского проспекта;

- опор Чернавского моста через Воронежское водохранилище;

- фундамента турбоагрегата ГТЭ-160 + ТЗФГ-160-2МУЗ». «Северная ТЭЦ» ОАО «Мосэнерго», первая очередь строительства. Блок №3 ПГУ 450 мвт. главный корпус.

Апробация. Результаты исследования и основные научные положения диссертационной работы апробированы:

-1 на научно-технической конференции Минтранса РФ в 2006 г. «Повышение уровня содержания искусственных сооружений на федеральных автомобильных дорогах. Применение новых конструкций, материалов, технологий, современных машин и оборудования», а также на семинаре Государственной академии повышения квалификации и переподготовки кадров для строительства и жилищно-коммунального комплекса России «Современные технологии строительства, реконструкции и ремонта мостовых сооружений» (сообщение автора);

—I на заседаниях Секции «Строительство и реконструкция искусственных сооружений (мосты, виадуки и т.п.)» Ученого совета ОАО ЦНИИС, в 2005-2008гг. (сообщения автора).

По теме диссертации опубликовано 7 статей в том числе 1 в изданиях, рекомендованных ВАКом, 3 «Технологических регламента» ОАО ЦНИИС.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Общий объем работы 134 страниц, включая 46 иллюстраций и 7 таблиц. Ссылки даны на 112 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации в результате информационных исследований обоснована актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследования, составлена блок-схема исследований.

Строительство мостов с массивными опорами в России особенно активно велось после 1890 года. Большое количество мостов было построено на Транссибирской железнодорожной магистрали и в Европейской части России через крупнейшие реки мира таких как Волга, Кама, Обь, Иртыш, Амур и др.

Все опоры, в начальный период строительства возводили из бутовой кладки, затем бутобетонной, а в дальнейшем и в настоящее время из бетона. Учитывая особые условия эксплуатации опор в нашей стране (суровые продолжительные зимы, большая толщина льда и мощные ледоходы, большие глубины и скорости течения), они по периметру усилялись каменной облицовкой.

С годами конструкции и технология строительства опор непрерывно совершенствовалась, однако и в настоящее время, как и раньше, при возведении опор в руслах больших рек с мощным ледоходом применяются только массивные опоры.

Массивные опоры мостов под воздействием окружающей среды разрушаются как снаружи так и изнутри - за гранитной облицовкой.

Подводные части опор подвергаются агрессивному воздействию воды, в особенности, в тех местах, где вода фильтрует через неплотности, пустоты и трещины. Мощные удары льдин, носящие циклический характер, дополнительно расстраивают целосность кладки опор. При этом вынос извести из раствора бутобетонной кладки происходит из-за ее диффузии из поверхностных слоев, контактирующих с протекающей речной водой или грунтовыми водами и из-за фильтрационного потока воды, проходящему как непосредственно через бутобетонную кладку, так и через основание, кессоны, шахтные колодцы. Кроме того, большой урон кладке наносится протечками дождевой воды, проникающей в кладку опоры. В результате выщелачивания раствора из бутовой кладки в отдельных очагах, где фильтрация наиболее активна, появляются при продолжительном сроке эксплуатации сооружения промоины в виде каналов, пустот и разрушения целостности кладки, снижается несущая способность, появляется угроза обрушения. За почти столетний период эксплуатации мостов значительно возросли эксплуатационные нагрузки. Увеличение массы, скорости и интенсивности движения транспортных средств привело к увеличению динамических воздействий на

опоры, на которые они не были рассчитаны. Это увеличивает риск возникновения аварийных ситуаций. Для оценки значимости повреждений опоры необходимо научиться определять места расположения и объемы дефектов.

Существенный вклад в развитие науки о реконструкции и ремонте мостов и в частности их опор внесли: Андреев В.Г., Анциперовский B.C., Балючик Э.А., Беда В.И., Блохин В.К., Бондаренко Ю.В., Васильев А.И., Глотов Н.М., Гончаров В.Б., Гончаренко Д.Ф., Глыбина Г.К., Евграфов Г.К., Ефимов П.П., Иосилевский Л.И., Карапетов Э.С., Кирста А.А, Кисин Б.С., Козьмин Ю.Г., Кононович В.И., Косин Б.С., Крутиков О.В., Матвеев В.К., Овчинников И.Г., Осипов В.О., Распоров О.Н., Рузин Ю.Г., Рыбчинский В.П., Силин К.С., Филлипов И.И., Чупраков Н.М., Шагин A.JL, Шульман С.А.

Обследования мостов выявили, что все опоры в той или иной степени нуждаются в реконструкции, особенно массивные. Это следует из результатов осмотра не только видимой надводной части, находящейся в сравнительно благоприятных условиях, но и результатов обследований водолазами подводной части опор.

Состояние внутренней кладки по всей высоте опоры, особенно подводной части, удавалось оценивать лишь в случаях частичной или полной разборки опор и весьма приближенно по итогам разбуривания. При разработке проекта реконструкции очередного моста пролетные строения чаще всего заменяются на новые по убедительно представленным документам, составленным в итоге обследования. При принятии решения по опорам всегда возникают проблемы из-за отсутствия достоверных данных о состоянии подводной внутренней кладки и кладки опор в русле под землей. Нередки случаи, когда разбираются опоры, находящиеся в довольно неплохом состоянии. Но даже для тех опор, где методом бурения обнаружены внутренние пустоты и трещины - не существует каких-либо методических рекомендаций по их реконструкции, не говоря уже про отсутствие нормативных указаний по ремонту опор мостов методом инъектирования через сверхглубокие скважины. Существующие «Технологические правила цементации кладки искусственных сооружений», 1989г. значительно устарели и кроме того регламентируют инъекцию только горизонтальных шпуров протяженностью до 3-4 м.

Новая редакция «Технологических правил» в 1997 г не решила поставленные выше вопросы.

Целесообразность такого подхода к решению проблемы подтверждает реконструкция крупнейшего в Сибири ж.д. моста (более 4км длиной) через реку Амур в г. Хабаровске. При этом был апробирован метод исследования внутренней кладки с помощью фотокаротажа. Несмотря на сложности обследования массивных опор, удалось не только сохранить их, но и значительно увеличить нагрузки на них.

Для определения сплошности (целостности) бетона, существует несколько методов и приборов неразрушающего контроля. Однако при всем многообразии существующих методов неразрушающего контроля бетонных конструкций необходимо выбрать наиболее целесообразный и эффективный метод или

комплекс методов для получения полных и достоверных результатов обследования состояния кладки мостовых опор, учитывая их особенности.

Так как все рассмотренные приборы и методики разрабатывались для современных условий строительства и материалов, то существуют некоторые ограничения по применимости приборов при оценке их работы в процессе исследования опор мостов старых лет постройки, в которых использовалась бутовая кладка на известковом растворе с маркой по прочности всего от 110 до 170 кг/см2.

Для старых конструкций опор необходимо было, в первую очередь, сформулировать требования, которым должны отвечать методы обследования состояния и способы ремонта внутренней кладки опор мостов старых лет постройки.

Основным показателем, по которому производилась оценка применимости методов и приборов неразрушающего контроля, для определения состояния массивных опор мостов - это максимально измеряемая толщина бетонной конструкции в которой можно получить достоверные результаты,, а также рабочая среда табл.2.

В работе автором рассмотрены различные способы неразрушающего контроля и определены границы применимости каждого метода.

В нормативной литературе отсутствует какой-либо экспресс-метод определения максимального давления при инъекции цементного раствора, приводящего к разрушению кладки. Существует зависимость максимального давления инъектирования от трещиноватости кладки, однако отсутствуют критерии оценки трещиноватости.

Блок-схема исследований для достижения поставленной цели представлена на рис. 1.

Рисунок 1 - Блок схема исследования

Во второй главе представлены результаты экспериментальных исследований.

В экспериментальных исследованиях ставились цели:

- сопоставить на практике различные методы обследования состояния внутренней кладки опор;

- оценить приемлемость методов УЗД к оценке состояния старой кладки опор из бута и бутобетона;

- опробовать современные приборы, позволяющие получить достоверные результаты о состоянии кладки опор при больших глубинах воды;

- экспериментально удостовериться в применимости выбранного метода УЗД диагностики, в том числе и для старой бутовой кладки;

- разработать метод диагностики состояния опор, отвечающий поставленным в данной работе требованиям.

При сборе информации и анализе полученных материалов оказалось, что есть только два метода, заслуживающих внимание.

Метод фотокоротажа, недостаточно достоверный, сложный и при исследованиях позволяющий получить сведения о состоянии кладки (трещины, пустоты) лишь по поверхности пробуренной скважины.

Метод исследования разбуриваемыми контрольными скважинами -трудоемок и дает весьма приближенные результаты и только в объеме скважины и в ее ближайшем объеме.

Список приборов, представляющих интерес для исследования бутовой кладки на больших глубинах, приведен а табл. 1.

Как видно из приведенной сводной таблицы, основным критерием оценки и выбора приборов была их способность «прозвучивать» толстостенные конструкции, т.к. размеры массивных опор вдоль моста варьируются от 1-2м до 7-10м. Кроме того важным показателем приборов в данном случаи является используемая рабочая среда, другими словами поверхность контакта. Если на поверхности надводной части опоры, возможно, использовать все приборы (с учетом ограничения их способности в отношении толщины «прозвучивания»), то для оценки сплошности подводной части опоры возможно использование только прибора «Бетон-Х1».

Стабильность и достоверность результатов получаемых этим прибором была многократно подтверждена автором при исследованиях сплошности железобетонных свай диаметром до 3,0м и длиной до 30м. В течении 5 лет выполнены тысячи измерений.

Из всего выше перечисленного следует, что для оценки сплошности бутобетонной кладки массивных опор моста оптимально подходит ультразвуковой прибор «Бетон-Х1».

Для определения наиболее эффективного расположения приемника и излучателя ультразвука были проанализированы расположение, конфигурация и размеры дефектов, накапливающихся в процессе эксплуатации.

В процессе анализа установлено, что в опоре есть определенная закономерность в расположении дефектов по высоте опоры:

- верхняя часть массивных опор (под оголовком);

- зона переменного уровня воды;

- надкесонная зона;

- кессон.

В наиболее дефектных зонах опор (приведенных выше) конфигурация и размеры дефектов носят хаотический характер. Как правило, это значительных размеров пустоты, которые с течением времени возникли в результате объединения более мелких.

В связи с этим наиболее оптимальным является диагональное прозвучивание конструкции с использованием теневого метода (рис. 2).

При проведении экспериментов на эксплуатируемых опорах был разработан метод исследований, позволяющий без использования дополнительного оборудования построить трехмерное поле скоростей ультразвука в исследуемой конструкции, с помощью прибора «БЕТОН-Х1».

Метод включил выполнение трех этапов:

1 этап - приемник и излучатель располагаются с разных сторон конструкции друг напротив друга (горизонтальное прозвучивание);

2 этап - приемник и излучатель располагаются с разных сторон конструкции в соседних точках (диагональное прозвучивание);

3 этап — приемник и излучатель располагаются с одной стороны конструкции со смещением по горизонтали и вертикали (поверхностное прозвучивание).

Основные результаты получают уже после 1-го и 2-го этапа прозвучивания; 3-й этап необходим для более точной локализации участков с пониженной прочностью, нарушением сплошности, пустоты и т.д. и определения их объемов.

По результатам выполненных исследований были построены трехмерные поля скоростей ультразвука в исследуемой конструкции. На основании сопоставления нормативной скорости с фактической делался вывод о сплошности материала, слагающего конструкцию.

Р1 1

Р1.2

Рисунок 2 - Схема теневого способа прозвучивания конструкций

Нормативная скорость ультразвука в железобетоне приведена в различных справочных и энциклопедических материалах, в том числе и в исследованиях лаборатории геомассивов оснований и фундаментов Филиала ОАО ЦНИИС «НИЦ «Мосты». Кроме того существует критическая скорость ультразвука в бетоне и железобетоне равная 2700 м/с. При меньших скоростях в материале имеет место нарушение сплошности либо инородные включения.

Однако тело массивных опор старых лет постройки слагает, как правило, бутобетонная кладка, а в справочной литературе полностью отсутствует нормативная скорость ультразвука для бутобетона.

На основании выполненных ¡.еорешческих и экспериментальных исследований впервые были получены пределы нормативной скорости ультразвука в бутобетонной кладке (табл. 3). В табл. 3 эти значения выделены красным цветом.

Для исследования подводной части массивных опор мостов методика исследования сплошности аналогична методике исследования сплошности в сваях. Отличие заключается в необходимости использования дополнительных обустройств для опускания приемника и излучателя в воду с разных сторон конструкции.

Характерные результаты исследований различных частей опор представлены на следующих примерах:

Первоначально на объекте «Эстакада на участке внутригородской кольцевой магистрали от ш. Энтузиастов до Волгоградского проспекта» использовался метод надземного контроля сплошности.

По результатам выполненных исследований построены трехмерные поля скорости распространения ультразвукового сигнала в теле железобетонной опоры - на рис. 3 для правой части опоры 6Н-1, на рис. 4 - для левой части

Рисунок 3 - Распределение скорости ультразвука в бетоне опоры № 6-1 (правая стойка)

Рисунок 4 - Распределение скорости ультразвука в бетоне опоры №6-1

(левая стойка)

При прозвучивании ультразвуковым методом левой и правой частей опоры 6Н-1, установлено отсутствие каких-либо пустот и неплотностей в бетоне опоры.

На основании сопоставления замеренных скоростей с нормативными автор сделал вывод, что бетон опоры №6Н-1 соответствует проектным предпосылкам по несущей способности и долговечности. В проектную организацию было представлено соответствующее официальное заключение.

На объекте «Реконструкция моста 1-го пути через реку Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж.д.» были проведены опытные исследования сплошности надводной и подводной частей бутобетонной опоры №7.

По результатам исследования надводной части опоры было построено трехмерное поле распространения скорости ультразвука в бутобетонной кладке рис. 5.

05100-5200 Серость □ 5000-5100

п|Ю«о*и<жи» 94900-5000 ультразвука, «(с В4800-4900

Рисунок 5 - Трехмерное поле скоростей, построенное по результатам ультразвукового исследования сплошности участка опоры «Романовского

моста»

Как видно из рисунка по всему участку скорость распространения ультразвука имеет достаточно ровное распределение. Средняя скорость ультразвука в бутобетонной кладке составила 5390 м/с. Это подтверждает известную гипотезу о том, что одновременно с деструктивными процессами на участках бутобетона, не подверженным сильным деструктивным воздействиям продолжается длительный постепенный набор прочности. Участков с несплошностями не зафиксировано. Полученные автором данные впоследствии были подтверждены бурением инъекционных скважин. Кроме того автором впервые был получен материал по исследованию сплошности бутобетонной кладки, что позволило установить значения средней скорости ультразвука в кладках такого типа.

На этом же объекте проводились исследования сплошности кладки в подводной части опоры.

Исследования проводились как через пробуренные скважины в теле опоры, так и путем размещения приемника и излучателя в водной среде с разных сторон конструкции и в различных сечениях.

По результатам исследований были построены зависимости скорости ультразвука от глубины (рис. 6).

Скорость улмраэпукз V. м'с

2500 2700 2900

ту ! I

Рисунок 6 - График, построенный по результатам опытного ультразвукового исследования сплошности кладки опоры «Романовского моста» через пробуренные скважины

Из графика видно, что во всех сечениях кладки находящейся ниже уреза воды идет значительное понижение скорости, однако полной потери сигнала нет. Это связано с тем, что все пустоты, каверны, трещины и т.п. заполнены водой. В связи с этим был сделан вывод, что материал, слагающий тело опоры не сплошный. Этот вывод был подтвержден бурением скважин, при котором наблюдались значительные провалы, заклинка инструмента, полная потеря

промывочной жидкости, а также невозможности при гидроопробовании создать давление в скважинах.

Проведенные обследования сооружений позволили сделать вывод о том, что по данным, полученным при ультразвуковых исследованиях, можно также судить о качестве проведенных ремонтных работ на массивных опорах путем сопоставления значений скоростей ультразвука полученных до и после ремонта.

В результате многочисленных исследований и обработке результатов измерений сплошности бутобетонной кладки была построена сводная таблица (2) зависимости процента объемов пустот в кладки от скорости ультразвука. При использовании которой можно более достоверно назначать объемы ремонта внутренней кладки опор мостов.

Таблица 2 - Зависимость процента объемов пустот от скорости ультразвука

Наименование Скорость ультразвука, Процент выхода Объемы

кладки среднее значение, м/с керна, % пустот, %

Монолитная 5390 100-80 0-15

Слаборазрушенная 4250 80-65 15-25

Разрушенная 3530 65-50 25-40

Сильноразрушенная 2770 50-35 40-60

От 2020 (при

Весьма разрушенная заполнении пустот водой) до полной потери сигнала (при отсутствии водной среды) 35 и менее 60 и более

Скорость звука в изотропных твердых телах определялась модулями упругости вещества. Чем больше модуль упругости, тем выше скорость. В неограниченной твердой среде распространяются продольные и сдвиговые (поперечные) упругие волны, причем фазовая скорость звука для продольной волны равна

С, =

E(l-o-)

K + XG

t

р(1 + с)(1-2сг) У Р а для сдвиговой

12/7(1 + 0")

где Е - модуль Юнга, в - модуль сдвига, <т- коэфф. Пауссона, К - модуль объемного сжатия. Скорость распространения продольных волн всегда больше, чем скорость сдвиговых волн, а именно выполняется соотношение с()с,^12. Значения продольной и поперечной скорости звука для некоторых твердых тел приведены в табл. 3.

Таблица 3 — Скорость ультразвука в некоторых твердых веществах

Материал с„ м/с С(, м/с Сст, м/с

Кварц плавленый.......................... 5970 3762 5760

Бетон........................................ 4200-5300 _

Бутобетон.................................. 5020-5480 - -

По результатам ультразвуковых исследований был построен график определения модуля деформации для опор мостов старых лет постройки из бутобетонной кладки (рис. 7). Полученный график достаточно устойчив. Это позволяет сделать вывод о пригодности этого способа для оперативного определения модуля деформации в полевых условиях. График построен для приближенной придельной сжимаемости бетона еь=0.002 (по данным исследований МАДИ).

Относительная погрешность определения модуля деформации по результатам ультразвуковых исследований материала внутренней кладки массивных опор мостов по сравнению с нормативным составила 11 %.

Относительно« уллннгнне г.я

Рисунок 7 - График определения модуля деформации в зависимости от скорости ультразвука

Третья глава посвящена разработке технологии восстановления несущей способности внутренней кладки массивных опор мостов методом цементации через пробуренные сверхглубокие скважины, в том числе в подводной части, а также созданию экспресс методики определения максимально допустимого давления при цементации поврежденной дефектной кладки.

Цементацию внутренней кладки массивных опор моста автор предлагает производить в дополнение к традиционному усилению кладки по периметру с целью восстановления их монолитности, увеличения прочности, повышения водонепроницаемости, устранения фильтрации воды и увеличения долговечности конструкции в целом.

Сущность способа цементации заключается в том, что в опору через пробуренные скважины нагнетают по специальной технологии цементный раствор, который после твердения превращается в плотный, водонепроницаемый и нерастворимый в воде материал, заполняющий трещины и пустоты, создавая монолитную конструкцию, в которой невозможна фильтрация воды.

Величину давления нагнетаемого раствора, как один из важнейших показателей технологии, необходимо тщательно устанавливать в зависимости от характера и состояния кладки каждой опоры. Это диктуется опасением применения чрезмерно высокого давления, которое может привести к раскрытию имеющихся трещин, появлению новых, и даже вывалу камней облицовки, что приведет к дальнейшему ускоренному разрушению опор, а недостаточное давление не обеспечит необходимого заполнения пустот.

Впервые с проблемой цементации сверх глубоких скважин столкнулись в 1995г. при работах по ремонту опор моста ч/р Амур в г. Хабаровске.

Анализируя исполнительную документацию, а также отчеты по НИОКРу на проведение цементационных работ ч/р Амур автор установил, что наиболее приемлемые результаты цементации тела опоры через сверх глубокие скважины дают три способа:

- цементация «зонами снизу» - способ заключается в том, что инъектирование скважины идет снизу и разбивается на несколько этапов. В скважину погружается тампон на отметку первого этапа и начинается нагнетание цементного раствора в кладку, после окончания инъектирования первого этапа тампон демонтируется и его перемещают на отметку второго этапа и т.д до верха скважины ;

- цементация «зонами сверху» - способ заключается в том, что устье скважины оборудуется иньектором и инъектирование идет сверху. После достижения предельно допустимого давления инъектирование заканчивается и через 2-3 суток производится разбуривание скважины и контрольное водонагнетание;

- «пошаговая» цементация - способ заключается в том, что будущая скважина разбивается на определенное количество участков и цементация ведется на этих участках по схеме пробурил-зацементировал-разбурил.

Однако применение каждого из способов ограничено определенными условиями (состояние стенок скважины, наличие сообжения пустот с внешней средой), которые автор выявил при натурных экспериментах.

Впоследствии автором был предложен еще один метод цементации сверх глубоких скважин - «безнапорная» цементация. Метод был опробован при ремонте опор моста через реку Волга на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж.д. Способ заключается в нагнетании раствора в низ скважины

через буровой снаряд с его вращением и постепенным перемещением от забоя к устью скважины. При появлении раствора из скважины в нее устанавливается инъектор и производится допресовка скважины с заданным давлением.

В технологическом цикле ремонта массивных опор мостов большое значение уделяется возможности последующей оценки качества выполненных работ по инъектированию внутренней кладки, в том числе и в подводной части. Поэтому после инъектирования делались дополнительные буровые скважины.

На рис. 8 представлены образцы кернов выбуренных из тела опоры после проведения первичной инъекции. Исследование кернов позволило констатировать что, требуемые сплошность и прочность обеспечены.

Большой объем кладки массивных бетонных опор мостов, длительность и трудоемкость процессов требует больших затрат на исследование их состояния. На основании накопленного опыта эксплуатации мостов, ремонта и реконструкции массивных опор с ледорезами и без послужили основанием для выработки рекомендаций по назначению минимально необходимого количества исследовательских скважин и мест их расположения.

Рисунок 8 - Керны, взятые из тела опоры после первичной инъекции

Немаловажную роль в контроле сплошности кладки играет гидроопробование (степень водопроницаемости кладки) скважин т.к. от этого контроля в прямой степени зависит выбор способа цементации.

Степень водопроницаемости кладки (объем пустот) устанавливают по результатам гидравлического опробования кладки в зонах цементационных скважин и определяют размером удельного водопоглащения (с[), равного

объему воды, поглощаемому на 1м длины проверяемой зоны в 1мин. при напоре воды в 9,81 кПа, т.е.

О

4 9,81№

где 0 - расход нагнетаемой воды, л/мин;

Н - напор воды, кПа;

£ - длина испытываемого участка (зоны) скважины, м.

На практике, как правило, удельное водопоглащение (а) бывает очень велико т.к. пустоты, имеющиеся в опоре, обычно сообщаются с внешней средой (с водным потоком), через трещины или промытые каналы.

В процессе выполнения работ немаловажную роль играет фиксация режимов бурения скважин и нештатные ситуации, возникшие при этом (заклинка инструмента, его провалы в пустоты, потеря промывочной жидкости).

В табл. 4 приведен выбор способа цементации в зависимости от основных факторов.

Таблица 4 - Выбор способа цементации

Способ цементации Состояние стенок скважины Наличие сообщения пустот с внешней средой

устойчивые неустойчивые есть нет

Зонами сверху - + + -

Зонами снизу + - + -

Пошаговая - + + -

Безнапорная + + + +

В ТУ «Ремонт кладки опор мостов нагнетанием растворов» указано максимальное давление цементации в зависимости от трещиноватости кладки:

- Крупнотрещиноватая - 5 атм;

- Среднетрещиноватая - 6 атм;

- Мелкотрещиноватая - 8 атм.

Степень трещиноватости характеризует структуру массива опоры, ее пространственную неоднородность и анизотропность свойств, влияет на прочность и устойчивость (деформируемость, водопроницаемость, влагоемкость, сейсмостойкость, твердость, буримость).

Приближенно трещиноватость можно оценивать по выходу керна, который, однако, не является показателем, характеризующим только трещиноватость породы. Поэтому за основной критерий, позволяющий оценивать степень трещиноватости пород при бурении, принята удельная кусковатость керна, в качестве косвенного - выход керна.

Назначение максимально допустимого давления выявлено в зависимости от степени трещиноватости применительно к вращательному колонковому бурению приведено в табл. 5.

Таблица 5. - Классификация кладки опор по трещиноватости для колонкового вращательного бурения

| Удельная Критерий трещиноватости кусковатость керна 1 Куд, шт/м Слаботрещиноватые 1 1-10 Давление нагнетания, атм в Выход керна Вк, % ___

Трещиноватые I 11-30 ) 6 70-50 ........ 50-30 и менее

Сильнотрещиноватые 31 и более | 5

В четвертой главе изложены методы обследования и восстановления внутренней кладки опор при реконструкции мостов, в которой даны рекомендации по оптимальному выбору способов цементации кладки.

Рассмотрены варианты обследования внутренней кладки надводной (видимой) и подводной (невидимой) частей опор представленные на блок-схеме методики (Рис. 9).

В ней отражен наиболее эффективный порядок проведения обследований и даны предложения по применению современных технических средств, для получения достоверных и полных данных о состоянии внутренней кладки опор после длительной эксплуатации.

Обследование слагается из следующих видов работ:

- тщательного осмотра всей доступной внешней поверхности кладки;

- специального наблюдения состояния кладки после дождей и снеготаяния с целью выяснения работы дренажа и качества уложенной изоляции;

- установления количества течей, их расположения и характера (в том числе составляют картину течей на развертке опоры);

- наблюдения за состоянием трещин по гипсовым маякам, маркам, пластинкам и мессурам;

- взятие (в необходимых случаях) образцов кладки для лабораторных испытаний прочности материала;

- бурения исследовательских скважин;

- ультразвуковые исследования кладки;

- химический анализ воды, омывающей кладку.

В результате всестороннего анализа данных полученных при обследовании можно сделать общие выводы о состоянии кладки опоры и о возможности его дальнейшей эксплуатации или дать рекомендации о необходимости усиления или ремонта, а так же возможности перехода на новые нагрузки при реконструкции моста.

Результаты работы эффективно использованы при реконструкции на ряде объектов, в результате чего отмечено сокращение сроков реконструкции, уменьшение экономических и трудовых затрат.

Разработанные методы обследования и восстановления внутренней кладки массивных опор мостов, позволяют значительно (в зависимости от условий) уменьшить трудоемкость и стоимость при обследовании при существенном повышении достоверности получаемых результатов.

Рисунок 9 - Блок-схема обследования подводной и надводной частей опор

мостов

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе проведенных исследований разработаны методы обследования внутренней кладки массивных опор эксплуатируемых мостов, которые позволяют оценивать остаточный ресурс подводной и надводной частей опор, включая:

- предварительное определение наиболее вероятных по условиям эксплуатации расположения очагов разрушения кладки, исходя из конструкции опоры и воздействия водных потоков;

- назначение мест расположения минимального количества разведочных скважин:

- исследование состояния кладки неразрушающим методом УЗД через разведочные скважины и через внешне расположенные датчики по периметру опоры;

- использование традиционного способа - обследование наружных подводных поверхностей с помощью водолазов и видеотехники и бурения.

2. Разработана технология восстановления внутренней кладки массивных опор и повышения их несущей способности включающая:

- инъецирование через вертикальные и наклонные скважины;

- определение предпосылок по назначению мест расположения рабочих скважин;

- гибкую технологию инъецирования: в зависимости от состояния кладки «зонами сверху», «зонами снизу».

3. На основании экспериментальных данных установлена зависимость между скоростью ультразвуковой волны и качеством материала заполнения (бутобетона), что позволяет вывести на новый качественный уровень результаты обследований опор при снижении трудозатрат.

4. Впервые получены зависимости скорости прохождения ультразвука от количества повреждений, позволившие оценить объемы разрушений внутренней кладки массивных бетонных опор для обоснования их реконструкции.

5. Обоснован метод контроля качества восстановления внутренней кладки опор через контрольные скважины методом УЗД.

6. Предложенные методы обследования и технологии восстановления внутренней кладки опор реконструируемых мостов применялась при работах на сооружениях:

- тело опоры эстакады на участке внутригородской кольцевой магистрали от ш. Энтузиастов до Волгоградского проспекта;

- опоры Чернавского моста через Воронежское водохранилище;

- опоры моста 1-го пути через р. Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж.д.;

- опоры моста через реку Волгу на 896 км линии Ульяновск-Амировка Куйбышевской ж.д.;

- Фундамент турбоагрегата ГТЭ-160 + ТЗФГ-160-2МУЗ». «Северная ТЭЦ» ОАО «Мосэнерго» первая очередь строительства, блок №3 ПГУ 450 мвт. главный корпус;

- опора эстакадного въезда на Звенигородское шоссе с третьего транспортного кольца в г. Москве.

7. Совокупность новых результатов исследований позволяет повысить качество и надежность реконструкции крупных мостов, снизить стоимость и трудоемкость работ по реконструкции опор мостов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Балючик Э.А., Казеннов Е.А. Восстановление целостности опор мостов методом внутренней цементации. Научные труды ОАО ЦНИИС, Выпуск 226. М., 2005. с. 99-106.

2. Казеннов Е.А. Усиление фундамента опоры эстакадного въезда на Третьем транспортном кольце. Научные труды ОАО ЦНИИС, Выпуск 247. М., 2008. с. 143-157.

3. Казеннов Е.А. Ремонт опоры моста первого пути через р. Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской железной дороги. Научные труды ОАО ЦНИИС, Выпуск №243. М., 2008. с. 38-46.

4. Федулов И.В., Казеннов Е.А. Оценка качества ремонта поврежденного участка опоры. Научные труды ОАО ЦНИИС, Выпуск 230. М., 2006. с. 26-31.

5. Казеннов Е.А. Сила опоры. «Мир дорог» С-Пб., «Издательский дом МИР» ООО "МИР" № 33 2008. с.24-29.

6. Казеннов Е.А. Старый Романовский мост: усиление подводной части опоры. «Мир дорог» С-Пб., «Издательский дом МИР» ООО "МИР" № 35 2008. с.36-38.

7. Казеннов Е.А Методика обследования крупноразмерных железобетонных элементов. «Транспортное строительство» №9, М., 2008. с. 20-22.

Подписано в печать 21.08.2009. Формат 60 х 84 Ч,6. Объем 2 п.л. Тираж 80 экз. Заказ 12.

Отпечатано в типографии ОАО ЦНИИС.

129329, Москва, Кольская 1 Тел.: (499) 180-94-65

Введение.

Глава 1. Современные методы обследования состояния и технологических приемов восстановления внутренней кладки опор эксплуатируемых мостов.

1.1. Аналитический обзор массивных конструкций опор мостов с их классификацией.■.

1.1.2 Анализ дефектов внутренней кладки массивных опор мостов.

1.2. Обзор методов диагностики состояния опор эксплуатируемых мостов.

1.3. Существующие технологии восстановления внутренней кладки опор эксплуатируемых мостов.

1.4. Оценка существующих методов и средств определения сплошности железобетонных конструкций.

1.5. Выводы по главе 1. Цели, задачи и методы исследований.

Глава 2. Разработка методов диагностики повреждений и контроля объемов разрушений внутренней кладки опор мостов.

2.1. Исследование состояния внутренней части кладки опор мостов выше уреза воды.

2.2. Исследование состояния опор мостов в подводной части.

2.2.1 Ультразвуковой метод исследования.

2.2.2 Исследование механическим методом (бурение скважин).

2.3. Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка методов цементации внутренней кладки опор мостов.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Методы обследования восстановления внутренней кладки массивных опор эксплуатируемых мостов.

4.1 Метод ультразвукового обследования.

4.1.1 Методика ультразвукового исследования сплошности (целлосности) массивных опор из бетона, бутобетона и железобетона.

4.2 Методы цементации внутренней кладки массивных опор мостов.

4.3. Технико-экономическая эффективность разработанной методики при диагностике опор мостовых сооружений.

Актуальность темы.

На территории России начиная с конца XIX века на сетях железных, а позднее автомобильных дорог были построены тысячи мостов. Многие из них возведены были через крупнейшие реки мира: Волгу, Обь, Иртыш, Енисей, Лену, Ангару, Амур, Северную Двину, Печору, Колыму, Индигирку и др., отличающиеся глубоководностью, огромным расходом воды, мощностью ледостава и ледохода, губительными заторами. Мостостроители в то время не располагали необходимым арсеналом строительных материалов, конструкций, технологий и механизмов, которые имеются в их распоряжении в настоящее время. Поэтому на крупных реках при возведении больших мостов в качестве фундаментов применяли кессоны и опускные колодцы, погружаемые в грунт на большую глубину. Значительная часть таких мостов эксплуатируется и в настоящее время. Кессоны, запрещенные в настоящее время, сооружали из бетона низкой прочности (100-170 кг/см2), металла и дерева. Тело опор возводили из бута, бутобетона и бетона, а по периметру облицовывали каменной кладкой для защиты массивной средней части из относительно слабой кладки от разрушающего воздействия водного потока, ледохода, карчехода и навала судов.

В последние годы на сети железных дорог началась в больших масштабах реконструкция мостов старых лет постройки, ведется массовая замена, в связи с возросшими нагрузками и скоростями движения, старых металлических ферм, исчерпавших свой ресурс несущей способности, на новые. Необходимость этого была доказана в результате многочисленных обследований технического состояния мостовых сооружений.

При этом естественно возникает вопрос, что делать с опорами: строить новые или реконструировать старые. Для ответа необходимо знать остаточный ресурс опор по грузоподъемности и долговечности, что проблематично из-за недоступности подводной и подземной частей опор для обследования. За многие десятилетия эксплуатации накопившиеся дефекты, привели к исчерпанию ресурса несущей способности именно в этих частях опор. Это подтверждается на практике в случаях разборки опор при реконструкции. Наука и мостостроители были не готовы к решению этой проблемы. Не было методов обследования внутренней кладки с определением мест и объемов повреждений. Не были разработаны технологии восстановления и усиления поврежденных при эксплуатации участков опор под водой, приемы контроля качества производимых работ.

Диссертация посвящена восполнению выявленных противоречий между потребностями практики и возможностью принятия научно обоснованных решений по восстановлению несущей способности опор находящихся в сложных условиях эксплуатации: при больших глубинах в реках, мощном ледоходе и ледоставе, сильных и продолжительных морозах, а также методы контроля результатов выполненных работ.

Основным способом оценки состояния опор до последнего времени было бурение вертикальных скважин, через которые пытались определить места повреждений, а объемы повреждений - методом водопоглащения. Потребность в более точной оценке состояния внутренней кладки по всему сечению диктуется необходимостью обнаружения скрытых трещин, локальных пустот, слабых слоев кладки, и т.д. и определении объемов повреждений.

Решить эту проблему пытались ученые ЦНИИС Минтрансстроя. Так на мосту через реку Амур в г. Хабаровске была осуществлена попытка оценить состояние кладки по всей высоте опоры и кессона (Ю.В. Горшенин Э.А. Балючик и др.) с помощью фотокаротажного зонда. Однако из-за трудностей погружения зонда пришлось ограничиться частичными исследованиями только одной опоры.

Поэтому необходимость разработки эффективных методов определения технического состояния внутренней кладки массивных мостовых опор по всей высоте и всем сечениям, длительно (80 и более лет) эксплуатируемых в сложных и суровых условиях остается актуальной задачей.

Актуальность темы диссертации обусловлена также масштабами предстоящей реконструкции большого количества мостов.

В связи с этим целью работы является разработка методов обследования и восстановления несущей способности массивных опор мостов, поврежденных за период длительной эксплуатации особенно в их в трудно доступной части (в том числе под водой).

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- анализ современного состояния методов обследования и технологий восстановления (способам ремонта) внутренней кладки массивных бетонных опор мостов, или близких им по конструкции сооружений в смежных областях строительства, эксплуатируемых в разных условиях и с различной продолжительностью;

- исследование применимости современных методов неразрушающего контроля сплошности бетонных конструкций и их возможной адаптации для обследования массивных мостовых опор;

- разработка новых технологических приемов восстановления несущей способности реконструируемых массивных опор мостов старых лет постройки в разных уровнях по высоте (в грунте, под водой и над водой);

- разработка методов контроля состояния внутренней кладки опор мостов после реконструкции. Технико-экономическое обоснование предполагаемых решений.

Научная новизна заключается в следующем:

- впервые получены зависимости скорости прохождения ультразвука от количества повреждений, позволившие оценить объемы разрушений внутренней кладки массивных бетонных опор для обоснования их реконструкции;

- впервые установлены численные значения диапазонов скоростей ультразвука в бутобетоне опор, дающие возможность оценивать качественное состояние кладки из этого материала;

- на основе анализа информации, получаемой при обследовании, обоснованы и экспериментально подтверждены способы инъектирования подводной части опор через вертикальные и наклонные скважины большой протяженности.

Практическая значимость.

Разработанные автором методы обследования дают возможность получения достоверной информации о состоянии внутренней кладки опор из различных материалов в реконструируемых мостах, достаточной для разработки проекта реконструкции и технологии производства работ.

Разработанные способы восстановления несущей способности опор и контроля качества выполненных работ позволяют сохранить для эксплуатации опоры, ранее предназначавшиеся для сноса.

Востребованность работы подтверждается большими объемами намечаемых к реконструкции мостов на сети железных и автомобильных дорог России.

Достоверность основных положений подтверждена практическими результатами реконструкции опор на натурных объектах, выполненных с участием автора.

Реализация результатов работы:

Результаты исследований использованы при обследовании и реконструкции :

- опор моста 1-го пути через р. Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж.д.;

- опор моста через р. Волгу на 896 км линии Ульяновск-Амировка Куйбышевской ж.д.;

- опор эстакады на участке внутригородской кольцевой магистрали от ш. Энтузиастов до Волгоградского проспекта;

- опор Чернавского моста через Воронежское водохранилище;

- фундамента турбоагрегата ГТЭ-160 + ТЗФГ-160-2МУЗ». «Северная ТЭЦ» ОАО «Мосэнерго», первая очередь строительства. Блок №3 ПТУ 450 мвт. главный корпус.

Апробация. Результаты исследования и основные научные положения диссертационной работы апробированы:

- на научно-технической конференции Минтранса РФ в 2006 г. «Повышение уровня содержания искусственных сооружений на федеральных автомобильных дорогах. Применение новых конструкций, материалов, технологий, современных машин и оборудования», а также на семинаре Государственной академии повышения квалификации и переподготовки кадров для строительства и жилищно-коммунального комплекса России «Современные технологии строительства, реконструкции и ремонта мостовых сооружений» (сообщение автора); на заседаниях Секции «Строительство и реконструкция искусственных сооружений (мосты, виадуки и т.п.)» Ученого совета ОАО ЦНИИС, в-2005-2008гг. (сообщения автора).

По теме диссертации опубликовано 7 статей в том числе 1 в изданиях, рекомендованных ВАКом, 3 «Технологических регламента» ОАО ЦНИИС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе проведенных исследований разработаны методы обследования внутренней кладки массивных опор эксплуатируемых мостов, которые позволяют оценивать остаточный ресурс подводной и надводной частей опор, включая:

- предварительное определение наиболее вероятных по условиям эксплуатации расположения очагов разрушения кладки, исходя из конструкции опоры и воздействия водных потоков; назначение мест расположения минимального количества разведочных скважин:

- исследование состояния кладки неразрушающим методом УЗД через разведочные скважины и через внешне расположенные датчики по периметру опоры;

- использование традиционного способа - обследование наружных подводных поверхностей с помощью водолазов и видеотехники и бурения.

2. Разработана технология восстановления внутренней кладки массивных опор и повышения их несущей способности включающая:

- инъецирование через вертикальные и наклонные скважины;

- определение предпосылок по назначению мест расположения рабочих скважин;

- гибкую технологию инъецирования: в зависимости от состояния кладки «зонами сверху», «зонами снизу».

3. На основании экспериментальных данных установлена зависимость между скоростью ультразвуковой волны и качеством материала заполнения (бутобетона), что позволяет вывести на новый качественный уровень результаты обследований опор при снижении трудозатрат.

4. Впервые получены зависимости скорости прохождения ультразвука от количества повреждений, позволившие оценить объемы разрушений внутренней кладки массивных бетонных опор для обоснования их реконструкции.

5. Обоснован метод контроля качества восстановления внутренней кладки опор через контрольные скважины методом УЗД.

6. Предложенные методы обследования и технологии восстановления внутренней кладки опор реконструируемых мостов применялась при работах на сооружениях:

- тело опоры эстакады на участке внутригородской кольцевой магистрали от ш. Энтузиастов до Волгоградского проспекта;

- опоры Чернавского моста через Воронежское водохранилище;

- опоры моста 1-го пути через р. Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж. д.;

- опоры моста через реку Волгу на 896 км линии Ульяновск-Амировка Куйбышевской ж.д.;

- Фундамент турбоагрегата ГТЭ-160 + ТЗФГ-160-2МУЗ». «Северная ТЭЦ» ОАО «Мосэнерго» первая очередь строительства, блок №3 ПГУ 450 мвт. главный корпус;

- опора эстакадного въезда на Звенигородское шоссе с третьего транспортного кольца в г. Москве.

7. Совокупность новых результатов исследований позволяет повысить качество и надежность реконструкции крупных мостов, снизить стоимость и трудоемкость работ по реконструкции опор мостов.

1. Осипов В.О., Козьмин Ю.Г., Кирста A.A., Карапетов Э.С., Рузин Ю.Г.Содержаиие, реконструкция, усиление и ремонт мостов и труб. М.; «Транспорт» 1996 г.- 471с.

2. Технологические правила цементации кладки искусственных сооружений. М; «Транспорт» 1989 г. -38с.

3. Технологические правила. Ремонт каменных, бетонных и железобетонных конструкций эксплуатируемых ж/д мостов. М.¡«Транспорт», 1997-87 с.

4. СНиП 2.05.08-84. Строительные нормы и правила. Мосты и трубы. М.,1985, 199 с.

5. Осипов В.О., Козьмин Ю.Г., Анциперовский B.C., Кирста A.A. Содержание и реконструкция мостов. М.: «Транспорт», 1986 г.-327с.

6. Ремонт кладки опор мостов нагнетанием растворов с органическими добавками. М.; 1954 г., 40 с.

7. Овчинников И.Г., Кононович В.И., Распоров О.Н., Овчинников И.И. Диагностика мостовых сооружений. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003 г. 181 с.

8. ВСН 4-81. Инструкция по проведению осмотров мостов и труб на автомобильных дорогах. Минавтодор РСФСР.М.; 1990 г. — 36 с.

9. Косин Б.С., Овчинников И.Р. Опыт обследования, содержания, реконструкции автодорожных мостов США. Уч.пособие, Саратов, Гос.тех.инст.,2003г.- 102с.

10. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А., Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.; «Стройиздат», 1980 г. 536 с.

11. Руководство по ремонту бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом обеспечения совместимости материалов. М.; ЦНИИС, 2005 г. 136 с.

12. Платонов Е.В., Опоры мостов. М.; Трансжелдориздат, 1946 г. 684 с.

13. Иосилевский Л.И. Практические методы управления надежностью железобетонных мостов. М.; Науч.-изд. центр «Инженер», 1999 г. -295 с.

14. Колоколов Н.М., Бутков Л.В., Копац Л.Н., Файнштейн И.С., Искусственные сооружения. М.; «Транспорт», 1977 г. 455 с.

15. Коваленко С.Н., Опоры мостов. М.; «Транспорт», 1966 г. 252 с.

16. Технологический регламент на ремонт кладки подводной части опор мостов методом инъектирования.

17. Технологический регламент на ремонт кладки надводной части опор мостов методом инъектирования.

18. Технологический регламент на ремонт кладки подводной части опор методом инъектирования при реконструкции моста 1-го пути через р. Волгу на 754 км участка Канаш-Агрыз Горьковской ж.д.

19. Реконструкция существующего ж.д. моста через реку Амур у г. Хабаровска. Программа цементационных работ через пробуренные скважины.

20. Реконструкция существующего ж.д. моста через реку Амур у г. Хабаровска. Цементационные работы через пробуренные скважины на опоре №9.

21. Реконструкция существующего ж.д. моста через реку Амур у г. Хабаровска. Научное сопровождение работ по цементации опор через вертикальные скважины с составлением заключения.

22. Заключение по результатам цементационных работ через вертикальные скважины в опоре №9 моста через реку Амур на Транссибирской магистрали у г. Хабаровска.

23. Инструкция по диагностике мостовых сооружений на автомобильных дорогах. М., ГП «РосдорНИИ», 1996 г. — 150 с.

24. Шагин A.JL, Бондаренко Ю.В., Гончаренко Д.Ф., Гончаров В.Б. Реконструкция зданий и сооружений. М., 1991 г. — 352 с.

25. СНиП 3.06.07-86 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний.

26. Овчинников И.Г., Оценка работоспособности мостовых сооружений по результатам диагностики. Материалы Междунар. Науч.-практ. Конф. 4.1. СПб., 1997 г. 65 с.

27. Клюев В.В., Пархоменко П.П., Абрамчук В.Е., Технические средства диагностирования. М., «Наука», 1989 г. 672 с.

28. Матвеев В.К., Блохин В.К., Крутиков О.В., Современные методы обследований автодорожных мостов. М., «МИИТ», 1998 г. 163 с.

29. Заключение об исследовании ультрозвуковым методом сплошности тела опор эстакады на участке внутригородской кольцевой магистрали от шоссе Энтузиастов до Волгоградского проспекта.

30. Научное обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации мостов. Под редакцией Платонова A.C. М., ОАО ЦНИИС, 2005, с. 244.

31. Булгаков В.Я. Передовые методы и основные направления совершенствования организации ремонтно-строительного производства. Киев; «ИПК МЖКХ УССР» 1986 г. 17 с.

32. Саламахин П.М. Долговечность мостов и тоннелей. М., «МАДИ», 1988 г.-98 с.

33. Балючик Э.А. Конструкции опор мостов в экстремальных условиях. М., ЦНИИС, 1990 г. 115 с.

34. Механизмы, приспособления и материалы для производства ремонтно-строительных работ. Кишинев, «МолдНИИНТИ», 1990 г. -31 с.

35. Институт «Гипротранспуть». Руководство по определению грузоподъемности опор железнодорожных мостов. М., «Транспорт»,1995 г. 143 с.

36. Владимирский С.Р. Проектирование опор больших мостов. СПб., ПГУПС, 1996 г.-47 с.

37. Ефимов П.П. Усиление и реконструкция мостов. Омск, СибАДИ,1996 г. 153 с.

38. Ефимов П.П. Экспериментальные методы исследования мостов. Омск, ОмГТУ, 1994 г. 195 с.

39. Кулиш В.И. Усиление оснований и фундаментов опор мостов. Хабаровск, Изд-во Хабар, гос. техн. ун-та, 1996 г. 176 с.

40. Проектирование, строительство и ремонт в Москве. Справочник. М., АО «АСУ-импульс», 1997 г. 250 с.

41. Технологические правила ремонта каменных, бетонных и железобетонных конструкций эксплуатируемых железнодорожных мостов. М., «Транспорт», 1997 г. — 84 с.

42. Состояние и пути повышения эксплуатационной надежности мостов. Хабаровск, 1999 г. 84 с.

43. Repair rehabilitation of concrete structures: Seminar course manual. Detroit, American, concrete inst., 1987 r. -225 c.

44. Miltiadu A.E. Etude des coulis hydraliques pour la reparation et le renforcement des structures et des monuments historiques en maçonnerie. Paris, LCPC, 1992 r. 278 c.

45. Kannel J.J. Release methodology of prestressing strands. Diss, Minneapolis, 1996 г. 245 с.

46. Носарев A.B. Мосты: История, дискуссия, новые решения, опыт. М., 1997 г.-251 с.

47. Овчинников И.Г. Диагностика транспортных сооружений. Уч. пособие. Саратов, Гос. техн. ун-т 1999 г. 184 с.

48. Приходько В.М. Ультразвуковые технологии при производстве и ремонте техники. М., 2000 г. 252 с.

49. Смирнова И.В. Экономика реконструкции и капитального ремонта зданий и сооружений. Учеб. пособие. СПб, Петерб.гос.инж.акад., 1999 г. 94 с.

50. Филиппов И.И. Сооружение и эксплуатация мостов, тоннелей и труб. Краткий курс лекций. М., Рос. гос. открыт, ун-т путей сообщ. М., 2000 г.-119 с.

51. Строкинов В.Н. Организация и технология ремонта зданий и сооружений. Спецкурс. Учебник для студентов вузов по строит, спец. М., Ассоциация строит, вузов: ИПК Звезда, 2000 г. — 534 с.

52. Кисин Б.С. Опыт обследования, содержания и реконструкции автодорожных мостов в США. Учебное пособие. Саратов, Сарат. Гос. техн. ун-т, 2003 г. 101 с.

53. Овчинников И.Г. Диагностика мостовых сооружений. Саратов, Сарат. Гос. техн. ун-т, 2003 г. 181 с.

54. Иванов Ю.В. Реконструкция зданий и сооружений: усиление, восстановление, ремонт. Учебное пособие. Воронеж, Воронеж, гос. арх.-строит. ун-т, 2003 г. -238 с.

55. Проблемы строительства, реконструкции и капитального ремонта зданий и сооружений на ж.-д. транспорте. Науч.-методическая конф. СПб, Петерб. гос. ун-т путей сообщ., 2003 г. 35 с.

56. Васильев А.И., Бейвель A.C. Использование новых строительных материалов для ремонта мостовых конструкций. М., ЦНИИС, 2003 г. 130 с. (Научные труды ОАО ЦНИИС).

57. Чупраков Н.М. Ремонт, реконструкция и утепление старых и новых зданий и сооружений. Казань, ЗАО Новое издание, 2004 г. — 55 с.

58. Информационные материалы по капитальному строительству, капитальному и текущему ремонту. 2004 г. — 192 с.

59. У. Инмон, Л. Фриман. Методология экспертной оценки проектных решений для систем с базами данных. М., «Финансы и статистика», 1986-280 с.

60. СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

61. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. Москва «Машиностроение» 1981г.-184с., ил.

62. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика. М.: Высш.шк., 1992г.-304с.: ил.

63. СП 50-101-2004. «Свод правил по проектированию и строительству проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».

64. ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности».

65. Ефимов П.П. Экспериментальные методы исследования мостов. Омск, ОмГТУ, 1994 г. 195 с.

66. ГОСТ 26134-84 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкости».

67. ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые общие технические требования»

68. Смирнова И.В. Экономика реконструкции и капитального ремонта зданий и сооружений. Учеб. пособие. СПб, Петерб.гос.инж.акад., 1999 г.-94 с.

69. СНиП 2.03.01-84*. «бетонные и железобетонные конструкции».

70. Болтинцев В.Б., Ильяхин В.Н., Ефанов В.М. Метод сверхширокополосного подповерхностного зондирования// Научно-практическая конференция «Георадар-2002». —М.:МГУ, 2002.-С.9-11

71. Кулачкин Б.И., Радкевич А.И., Александровский Ю.В., Остюков Б.С., Фундаментальные и прикладные проблемы геотехники. М., 1999-151с.

72. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М., ' Статистика, 1969.

73. Баловнев В.И. моделирование процесса взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. М., Высшая школа, 1981,336 с.

74. Величко В.П. О трещинах, появляющихся в сваях-оболочках в процессе эксплуатации. Сборник научных трудов ЦНИИС, Выпуск20, М., 1967г. с.67-75

75. Горяинов Н. Н., Ляховицкий Ф.М.,«Сейсмические методы в инженерной геологии», Москва, «Недра», 1979 г.

76. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины'и определения.

77. Дидух Б.И., Каспэ И.Б. Практическое применение , методов размерностей и подобия в инженерно-строительных расчетах М.:Стройиздат, 1975.-47с.

78. Задириголова М.М. Радиоволновой метод в инженерной геологии. М., МГУ, 1998.- 92 с.

79. Васильев А.П. Проектирование, ремонт и эксплуатация мостов на автомобильных дорогах. М., Гипродорнии, 1982 г. 118 с.

80. Дингес Э.В. Опыт разработки нормативной базы планирования ремонта автодорожных мостов. М., Транспорт, 1991 г. 45 с.

81. Пиковский Ф.М., Чунаков К.Н. Ремонт железнодорожных мостов. М., Транспорт, 1995 г. 53 с.

82. Сбитнев A.B. Организационно-технологические методы восстановления объектов железнодорожных станций в чрезвычайных ситуациях. Москва, 2002 г. — 161 с.

83. Козлов И.Г. Пример разработки проекта ремонта железобетонного моста. Саратов, Сарат. гос. техн. ун-т, 2005 г. — 174 с.

84. Дементьев В.А., Волокитин В.П., Анисимова H.A. Усиление и реконструкция мостов на автомобильных дорогах. Воронеж, Воронежский гос. архитектурно-строит. ун-т, 2006 г. — 115 с.

85. Картопольцев В.М., Картопольцев A.B., Шеверев H.A. Технико-экономическая оценка эффективности реконструкции усиления мостов. Томск, ТГАСУ, 2008 г. 52 с.

86. Цернант A.A. Исследование транспортных сооружений. Москва, ЦНИИС, 2006 г. 128 с.

87. Цернант A.A. Технология и свойства железобетона в современном транспортном строительстве. Москва, ЦНИИС, 2008 г. 74 с.

88. Кулиш В.И., Федоров О.П. Усиление оснований и фундаментов опор мостов. Хабаровск, 1996г.- 176с.

89. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. «Наука», М., 1981-479 с.

90. Пилягин A.B., Шукенбаев А.Б. Рентгенографический метод исследования деформаций оснований модельных свайных фундаментов. Труды V международной конференции по проблемам свайного фундаментостроения. Т.1.М.:1996. с.137-141.

91. Ремонт мостовой опоры с помощью эпоксидного клея. Путь и строительство железных дорог. № 12, 1984, стр. 29-30.

92. Руководство по контролю сплошности бетона буровых столбов и конструкций типа «стена в грунте» с помощью прибора «БЕТОН-XI» ОАО ЦНИИС, М., 2002г.

93. Савич А.И., Коптев В.И., Никитин В.Н., Ященко З.Г. Сейсмоакустические методы изучения массивов скальных пород. Издательство «Недра» М., 1969г. 240с.

94. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. Москва «Машиностроение» 1981г.-184с., ил.

95. Технологический регламент по применению неразрушающего контроля сплошности свай методом «ИНАД-ЦНИИС». ОАО ЦНИИС, М., 2002г.

96. ВСН 34-83. «Цементация скальных оснований гидротехнических сооружений», Министерство энергетики и электрификации СССР, ЛЕНИНГРАД-1984.

97. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Москва, «Высшая школа», 2003 г. 479 с.

98. ГОСТ 23829-85. «Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения».

99. ГОСТ 24830-81 «Изделия огнеупорные бетонные ультразвуковой метод контроля качества».

100. ГОСТ 24983-81. «Трубы железобетонные напорные ультразвуковой метод контроля и оценки трещиностойкости».

101. ГОСТ 26266-90. «Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования».

102. Под редакцией Зандберга Г.Л. Справочная книга «HÜTTE» часть III. Москва, Т-во Скоропечатни A.A. Левенсонъ, 1917 г. — 1548 с.

103. Главный редактор Голямина И.П. Маленькая энциклопедия «Ультразвук». Москва, «Советская энциклопедия», 1979 г. 400 с.

104. MANUAL PET Piletest. www.piletest.com.

105. MANUAL- Sonic Integrity Testing (SIT 7.0). www.profound.n 1.108. http://www.td-luch.ru109. http://www.drillings.ru.110. http://acsvs.ru/111. http://ru.wikipedia.org/112. http://www.gpntb.ru/