Степшина В.Д., Морозова Л. М., Скрипник Т.В.

Автомобільно-дорожній інститут

ДВНЗ Донецького національного технічного університету

Аналіз стану існуючих мостів під дією сучасних нормативних навантажень

Мости входять до числа основних споруд, що визначають національне надбання України. Це важливіший елемент інфраструктури країни. Саме тому їх утримуванню потрібно приділяти належну увагу. Але на даному етапі у нашій країні цієї уваги приділяється не достатньо і стан мостів з роками тільки погіршується.

Проектування, будівництво і експлуатація штучних споруд – важкий взаємопов’язаний процес. Значне зростання рухомих навантажень та їх інтенсивності, низька якість будівництва мостів, незадовільне утримання і ремонт привели в останній час до скорочення терміну служби автомобільних мостів. Особливою проблемою є те, що більшість зараз існуючих мостів були розраховані та запроектовані за старими нормами, а постійно зростаюча кількість транспорту робить цю проблему ще більш актуальною. Тому на сьогодні приблизно 90 % залізобетонних мостів мають дефекти та пошкодження бетону та арматури. Згідно оцінкам експертів, на дорогах загального користування в даний час близько 51% мостів повністю або частково не відповідають пропонованим до них вимогам чинних нормативних документів за вантажопідйомністю і габаритами (рис.1).

Довговічність мостів у діючих нормативних документах визначається як здатність елемента або споруди в цілому зберігати протягом певного часу працездатний стан при встановленій системі технічного обслуговування. Довговічність визначається в роках і виражається часом до настання граничного стану. У той час, коли нормативна довговічність складає 80 – 100 років, у реальному житті це 35 – 40 років. В останні роки з'явилися дослідження, в яких стверджується, що ще на етапі проектування мостів закладається їх невизначена і, як наслідок, недостатня довговічність. Сучасні нормативні документи пропонують розрахункові залежності, які не містять змінної часу, а значить і не дозволяють проектувальнику керувати довговічністю конструкції.

Рисунок 1 – Відповідність вимогам чинних нормативних документів за вантажопідйомністю і габаритами

Саме тому, питання щодо експлуатації існуючих мостів є дуже актуальними. Важливими задачами експлуатації мостів є: визначення можливості пропуску по ним транспортних засобів з урахуванням фактичного стану мостів та своєчасне прийняття рішення щодо ремонту та реконструкції.

Реконструкція штучних споруд має на увазі зміну їх основних характеристик, що впливають на інтенсивність і безпеку руху, а також на можливість вільного пропуску по мостах більш важких навантажень. Реконструкція зазвичай включає в себе зміну вантажопідйомності, конструкції мостового полотна, габаритів, кількості смуг руху, отвору моста. Підвищення транспортно-експлуатаційних якостей споруд можливе за рахунок ліквідації наслідків їх фізичного та морального зносу.

Фізичний знос - зниження з часом вантажопідйомності, міцності, довговічності та надійності моста або його елементів в результаті впливу зовнішніх факторів. Фізичний знос елементів моста відбувається нерівномірно. Найдовше працюють опори та фундаменти (100-150 років); прольотні будови-40-70 років; елементи проїжджої частини 3-10 років. Фізичний знос усувають під час ремонтів шляхом відновлення дефектних елементів або заміною їх на нові.

Моральний знос - невідповідність несучої і пропускної спроможності споруди постійно зростаючим вимогам руху автотранспорту. Причиною реконструкції найчастіше стає саме моральний знос - це стан, коли вона перестає відповідати вимогам несучої і пропускної здатності. Моральний знос споруди настає найчастіше раніш фізичного - через 15-20 років. Це обумовлено зростаючою вагою, інтенсивністю і габаритними розмірами рухомого навантаження, а також внесенням відповідних змін до нормативних документів.

В Україні широко поширені в конструкціях мостів плитні прольотні будови, які були запроектовані та побудовані за технічним нормам 60-70-х років минулого століття або більш ранніми. В даний час ці конструкції, за даними дослідників, не задовольняють вимогам як за вантажопідйомністю, так і за габаритами проїжджої частини. Тому представляє інтерес розробка, саме для таких споруд, оптимальних схем реконструкції.

Реконструкція моста може бути зведена до наступних основних видів робіт: зміни конструкції мостового полотна, можливо з заміною несучих конструкцій проїжджої частини; поширенню мостового полотна, зазвичай з одночасним посиленням прольотних будов; заміні окремих частин мостів більш досконалими; збільшенню висоти підмостового габариту, найчастіше пов'язаного з підйомом прольотних будов і зміною рівня проїзду по мосту; додаванню нових прольотів для збільшення отвору моста або створення проїздів по берегах; повної перебудови моста.

Таким чином, утримування існуючих мостів – актуальна проблема сьогодення. Невідповідність несучої здатності мостів, запроектованих за старими нормами, постійно зростаючій кількості автомобілів та інтенсивності руху, ускладнюють експлуатацію мостів або роблять її неможливою зовсім. Саме тому доцільно розглядати питання реконструкції існуючих мостів та удосконалення їх схем реконструкції.