Повторяющаяся быстронатекающая ползучесть бутовой кладки мостовых опор при механоэлекрических воздействиях

Abstract

RU: Диссертация посвящена исследованию повторяющейся быстронатекающей ползучести от динамической нагрузки поездов, фильтрации воды через тело опоры и токов утечки на электрифицированных постоянным током участках железнодорожных линий, а также разработке новых материалов, изделий и технологий с целью обеспечения высокой несущей способности и продления долговечности бутобетонных или из бутовой кладки с каменной облицовкой мостовых опор. Показано, что вертикальная нагрузка (пролетного строения и подвижного состава) приводит к возникновению долговременной, а также повторяющейся натекающей ползучести бутобетона или бутовой кладки, которые оказывают горизонтальное давление на каменную облицовку, вызывая возникновение трещин в ней. Возникающие при прохождении по мосту электропоездов токи утечки приводят к возникновению электроосмостического потока ЭОП, что в свою очередь приводит к интенсивному растворению кристаллогидратных продуктов гидратации цемента в зонах, прилегающих к трещинам. Развиты представления о структуре бутовой кладки, являющейся пятиуровневой, в которой макроуровень представлен двумя подуровнями – обычный макро-уровень, определяемый размерами зерен щебня и характеризуемый коэффициентом раздвижки зерен щебня , и верхний макроуровень, определяемый размерами бутового камня. Впервые представлены структурные характеристики для бутовой кладки и бутобетона на макроуровне - коэффициент раздвижки бутового камня в бутовой кладке и бутобетоне. Разработаны способы расчета и определены оптимальные составы бутовой кладки и бутобетона, мелкозернистого бетона для преднапряженных железобетонных мини-поясов, раствора для чеканки швов в каменной облицовке опоры, а также эпоксицементного состава для вклеивания стальных арматурных стержней в каменные блоки. Наряду с известными структурными характеристиками (коэффициент раздвижки зерен песка ОПТ, оптимальное водоцементное отношение (В/Ц)ОПТ, оптимальное количество добавки-суперпластификатора (СП)ОПТ) обоснованы новые – оптимальные коэффициенты раздвижки бутобетона и бутового камня , и оптимальное соотношение эпоксидной смолы к наполнителю . Выполнены экспериментальные исследования величин остаточных деформаций повторяющейся быстронатекающей ползучести цементного камня, разности температур внутри и снаружи опоры, величин электрических потенциалов на опоре одного из железнодорожных мостов Южной железной дороги, максимальная величина которых достигла 18 В, безнапорной водопроницаемости образцов раствора из бутовой кладки, извлеченных с глубины опоры 1,5 м, и раствора швов каменной облицовки. Проведены физико-химические исследования (рентгенографические РГ, инфракрасно-спектроскопические ИКС, термографические ТГ и электронно-микроскопические ЭМС) цементного камня из раствора бутовой кладки на глубине до 1,5 м и из швов каменной облицовки, которые подтвердили, что раствор в бутовой кладке подвержен значительному выщелачиванию, карбонизации и разрушению лишь на участках, прилегающим к трещинам, в том числе глубоким. Выполнена экспериментальная проверка прочности мелкозернистого бетона для преднапряженного железобетонного мини-пояса, а также эпоксицементной композиции для заделки арматурных стержней. Разработаны армокаменный шов и пояс, преднапряженный железобетонный мини-пояс для усиления сильно поврежденных опор с трещинами, натяжное устройство для натяжения струнопакетов в предварительно напряженных мини-поясах, предложения по защите мостовой опоры от разрушающего действия токов утечки с помощью экрана типа ״бетон в стальной обойме״. Результаты исследований прошли производственные испытания и внедрены при капитальных ремонтах четырех опор железнодорожного моста через р. Северский Донец, фундамента под одну из указанных опор, преднапряженного железобе-тонного пролетного строения железнодорожного моста вблизи г. Сумы, а также железнодорожного моста вблизи г. Гребенка Южной ж.д., при разработке нормативной документации и проведении учебного процесса в УкрГАЖТ.

EN: Dissertation is devoted to research of repeating quickflow creep and currents of loss on the electrified by a direct current areas of railway lines, and also development of new materials, products and technologies with the purpose of extension of durability of rubble concrete or from the rubble laying with stonefasing of bridge bearing. It is shown, that arising up at passing on the bridge of electric trains repeating quick-flow creep of rubble concrete or from the rubble laying of bearing, and also the electro-osmotic flux EOF causes emergence of cracks in it and intensive leaching of cement in areas adjoining to the cracks. The methods of calculation are developed and determined optimal compositions of the rubble laying and rubble concrete, fine-grained concrete, mortar for the coinage of stonefasing of bearing, and also epoxycement composition, an reinforced stone stitch and belt is developed, prestressed reinforced concrete mini- belts for strengthening of the strongly damaged bearings with cracks, suggestions on defence of bridge bearing by the screen of type concrete in steel ring. The results of researches passed the production tests and are introduced at rebuilding of railway bridges of the South railway, at development of normative document and con-ducting of educational process.