Приемочные испытания внеклассного моста через Кольский залив в Мурманске

Обследования и испытания автодорожного моста через Кольский залив в Мурманске были выполнены Научно-исследовательским и проектным институтом территориального развития и транспортной инфраструктуры (НИПИ ТРТИ) в июле — августе 2005 года. Основными целями данных работ были: оценка технического состояния и определение фактической грузоподъемности перед приемкой моста, а также разработка рекомендаций по эксплуатации и содержанию объекта.

Для реализации поставленных целей был произведен анализ проектной и исполнительной документации, тщательное обследование конструкций сооружения, выявление дефектов, снижающих грузоподъемность, долговечность и безопасность движения, приборное обследование несущих конструкций, статические и динамические испытания пролетных строений моста подвижной нагрузкой, оценка грузоподъемности пролетных строений с учетом фактического технического состояния, планово-высотные геодезические съемки объекта.

Проведенный комплекс работ позволил не только дать оценку фактического технического состояния сооружения, но и получить исходные данные для проведения всех видов надзора, который должна будет производить эксплуатирующая организация в составе комплекса работ по нормативному содержанию объекта. Особенностью данных обследований и испытаний было то обстоятельство, что они выполнялись одновременно с разработкой проекта эксплуатации и содержания моста, причем специалистами одного института.

Автодорожный мост через Кольский залив в г. Мурманске построен по заказу Государственного учреждения по управлению автомобильными дорогами Мурманской области («Мурманскавтодор») и расположен на автомобильной дороге Мурманск — Печен-га. Длина моста 1613,16 м, габарит проезжей части Г-(8+2+8), ширина тротуаров по 1,5 м.

В соответствии с проектной документацией мост включает по длине несколько участков: железобетонный путепровод правого берега через железную дорогу; металлическую эстакаду правого берега; металлическую русловую часть моста, перекрывающую непосредственно Кольский залив, так называемую «морскую» часть; железобетонную эстакаду левого берега.

Для пролетных строений правобережного путепровода через железную дорогу и левобережной эстакады, состоящих из типовых железобетонных унифицированных балок, были выполнены обследования и планово-высотные инструментальные съемки, без проведения испытаний.

Статические и динамические испытания производились для металлических пролетных строений моста, представленных тремя типами конструкций:

  • неразрезное металлическое пролетное строение правобережной эстакадной части с ортотропной плитой по схеме 7 х 63 м, имеющее в поперечном сечении четыре главные балки со сплошной стенкой;
  • неразрезное металлическое пролетное строение с ортотропной плитой, перекрывающее непосредственно Кольский залив («морское») по схеме 105 + 6х 126 + 105 м, с двумя главными балками коробчатого сечения в поперечном сечении;
  • концевое разрезное сталежелезобетонное пролетное строение «морской» части по схеме 1 х 63 м, имеющее в поперечном сечении четыре главные балки со сплошной стенкой. Несущие конструкции запроектированы под проектные нагрузки А11 и НК-80.

Генеральным подрядчиком по разработке проекта моста является ОАО «Дорпроект», металлические пролетные строения проектировались АООТ «Институт Гипростроймост» (Санкт-Петербург). Мост построен силами мостоотряда № 9 (Архангельск) ОАО «Мостострой-6».

Обследование доступных частей конструкций сооружения производилось с проезжей части, с земли, с плавсредств, смотровых ходов, а также с помощью автогидроподъемника АГПМ 8/9-11. В ходе обследования моста были также проведены инструментальные измерения прочностных характеристик бетона плиты сталежелезобетонного пролетного строения, толщины защитного слоя бетона, толщины окрасочного слоя металлических элементов пролетных строений; произведено нивелирование поверхности проезжей части, тротуаров и подходов, нижних поясов коробок «морской» части, поясов крайних балок металлической правобережной эстакады и сталежелезобетонного пролетного строения.

Наиболее существенным дефектом моста, обнаруженным при обследовании, была значительная деформация листа нижнего пояса и прилегающей зоны стенки балки Б2 пролета № 7 правобережной эстакады в непосредственной близости от опорной части опоры № 7, допущенная при строительстве при поддомкрачивании пролетного строения. Выгиб вверх листа нижнего пояса достигал 40 мм на участке длиной до 1 м, а выпучивание из плоскости стенки на участке высотой 3 м составило до 70 мм. Деформированный участок нижнего поясного листа был расположен в зоне наибольшего сжатия при загружении двух смежных пролетов и не способен в полной мере воспринимать расчетные усилия. Как показали результаты статических испытаний, указанная деформация приводила к ослаблению несущей способности сечения балки.

Испытания пролетных строений моста производились при загружении статической и динамической нагрузкой. В качестве нагрузки использовались автомобили КамАЗ-5511 массой по 19 тонн. Как в эстакадной части моста, так и в «морской» производилось по шесть установок испытательной нагрузки в соответствии со схемами программы испытаний.

Для замеров относительных деформаций применялись цифровые измерители деформаций ИДЦ-1 и тензоре-зисторы проволочные на бумажной основе с базой 50 мм и сопротивлением 400 Ом. Замеры относительных деформаций в пролетных строениях производились в сечениях, расположенных в серединах пролетов и над промежуточными опорами в наиболее загруженных сечениях. Прогибы пролетных строений замерялись с помощью прогибомеров ПАО-6 и нивелиров.

Для записи изменений напряжений при динамических испытаниях использовались те же тензорезисторы, что и при статических испытаниях. Запись велась с помощью системы тензометри-ческого контроля СТКМ-ИС в тех же сечениях пролетных строений, в которых замерялись относительные деформации при статических загружениях. При динамических испытаниях по проезжей части осуществлялось движение автомобилей КамАЗ-5511 массой 19 тонн с различными скоростями, поодиночке и попарно. Для усиления динамического воздействия часть проходов нагрузки осуществлялась через доску толщиной 50 мм.

Результаты статических и динамических испытаний пролетных строений моста в целом показали соответствие работы несущих конструкций под воздействием реальной временной нагрузки теоретическим предпосылкам. Полученные напряжения и прогибы не превысили расчетных напряжений от испытательной нагрузки. Поперечное распределение усилий от испытательной нагрузки в балках и коробках пролетного строения в основном соответствует предварительным расчетам. Динамические характеристики пролетных строений не выходят за границы, указанные СНиП 2.05.03-84.

Вместе с тем, замеры относительных деформаций в элементах балки № 2 в сечении над опорой № 7 правобережной эстакадной части (т.е. в дефектном сечении) подтвердили предположение об ослаблении сечения балки и перераспределении усилий между ее поясами, а также между балками в сечении над опорой № 7. В сечениях, не имеющих дефектов, напряжения в верхнем поясе балок и в листе ортотропной плиты, как и следовало ожидать, оказались существенно меньше напряжений в нижнем поясе. В сечении балки № 2 над опорой №7 была выявлена обратная картина. Напряжения в верхнем поясе и листе ортотропной плиты оказались на 25% больше напряжений в нижнем поясе.

Полученные при проведении испытаний результаты указали на неправильную работу пролетного строения эстакадной части в сечении над опорой №7 и на необходимость исправления или усиления нижнего пояса балки, что и было осуществлено строительной организацией перед приемкой моста в эксплуатацию.

Практическая ценность комплекса работ по обследованию и инструментальным съемкам, выполненного при подготовке приемочных испытаний, состоит также и в том, что при этом были дополнены и взаимоувязаны пункты геодезической основы, а данные планово-высотных съемок конструкций мостового перехода и начальные координаты элементов конструкций были включены в проект эксплуатации сооружения как исходные данные для проведения постоянного надзора.

А.В. Сырков, заместитель генерального директора НИПИ ТРТИ, к.т.н.

Транспорт российской федерации. №1, 2005