14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
Ispravno projektovana i održavana oprema jedan je od bitnih uslova za funkcionalnost
i trajnost mostova.
14.4 DIJAGNOSTIKA OŠTEĆENJA BETONSKIH MOSTOVA
Osnovna podlaga za izradu projekta rehabilitacije i obnove mostova je katastar
oštećenja na kome se evidentiraju:
▪▪ propuštanje vode i izlučivanje soli,
▪▪ ljuštenje i delaminacija betona,
▪▪ pukotine betona (mrežaste, pojedinačne, površinske, dubinske),
▪▪ žarišta korozije armature,
▪▪ žarišta korozije kablova,
▪▪ mehanička oštećenja elemenata nosive konstrukcije,
▪▪ oštećenja opreme (ležišta, dilatacija, izolacije, asfalta, odvodnje, ograda,
ivičnjaka, vijenaca),
▪▪ fotodokumentacija oštećenja.
Ispitivanje ugrađenih materijala daje odgovore:
▪▪ o stanju materijala,
▪▪ o uzrocima nastanka oštećenja,
▪▪ o stepenu ugroženosti konstruktivnih elemenata i mosta,
▪▪ o potrebnom obimu rehabilitacije ili obnove,
▪▪ o karakteristikama materijala za rehabilitaciju.
Ispitivanje betona nosive konstrukcije mosta čine:
▪▪ vizuelna ocjena stanja površina betona,
▪▪ utvrđivanje valovitosti betona koje nastoje radi korozije armature,
▪▪ određivanje vrijednosti hlorida u betonu.
Namjena ispitivanja je određivanje stepena kontaminiranosti betona hloridovim
ionima i pH vrijednosti. Dozvoljena vrijednost hlorida u betonu je 0,4. % na težinu
cementa, a u masi za injektiranje kablova manje od 0,01 %. Usljed prisustva hlorida
dolazi do depasivizacije betona i prestanak zaštite čelika.
Određivanje dubine karbonizacije betona
Ispitivanjem se određuje dubina smanjene pH vrijednosti betona odnosno mjesto
ugroženosti armature na uticaj korozije. Ispitivanja se izvode na područjima na
kojima su prisutna oštećenja, te na vizuelno neoštećenim betonskim površinama:
▪▪ mjerenje napona zatezanja površinskog sloja betona „pull of“ metodom
omogućuju ocjenu dubine degradacije betona,
▪▪ mjerenje debljine zaštitnog sloja betona,
▪▪ snimanje i ispitivanje pukotina na površinama betona,
636
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
▪▪ snimanje, ispitivanje i ocjena degradacije betona u zoni žarišta korozije
kablova iz visokovrijednog čelika,
▪▪ ispitivanje propusnosti zraka u betonu omogućuje ocjenu poroznosti za prodor
agresivnih medija,
▪▪ ispitivanje elektropotencijala armature omogućuje prognoziranje procesa
korozije,
▪▪ ispitivanja na površini betona na kojima nema vidnih oštećenja pomaže za
ocjenu brzine napredovanja destrukcije materijala.
Za ispitivanja se koriste nedestruktivne metode ultrazvuka, termografije, radiografije
i hemijskih reagenata.
14.5 ANALIZA OŠTEĆENJA BETONSKIH MOSTOVA
Analizom oštećenja i rušenja betonskih mostova u 100 godina građenja i eksploatacije
moguće je utvrditi stvarne uzroke tih oštećenja i uticati na njihovo neutralisanje i
smanjivanje. Prema uzrocima nastajanja i uticaja na trajnost, stabilnost i nosivost
konstrukcija betonskih mostova, oštećenja su svrstana u tri osnovne grupe:
▪▪ strukturni nedostaci nastali pri koncipiranju, projektovanju i građenju mostova,
▪▪ korozija armature i visokovrijednog čelika kablova usljed djelovanja hemijskih
procesa, agresivne sredine i destrukcije betona,
▪▪ oštećenja konstrukcije mostova usljed neodgovarajuće opreme.
Moguća su i druga oštećenja usljed spriječenog pomjeranja, mehaničkih oštećenja,
niskih temperatura.
14.5.1 Strukturni nedostaci
Najveći uticaj na oštećenja i rušenja betonskih mostova imaju nedovoljno
promišljena i slaba +konceptualno, dispoziciono, konstruktivna rješenja mostova.
U primjeni prednaprezanja AB mostova uočena su karakteristična negativna obilježja.
Od statičkih sistema najviše se primjenjivala greda na dva oslonca raspona od 15
do 40 m a manje kontinualni i okvirni sistemi. Razlozi za to su što greda na dva
oslonca ima prednosti u tehnologiji izrade i montaže. Primjena prednaprezanja kod
kontinualnih i okvirnih sistema vezana je za složeniju tehnologiju izgradnje. Jedno
od prihvatljivih objašnjenja ovakvog stanja da prije pedeset godina, kada je počela
šira primjena prednaprezanja, građevinska operativa je koristila drvene skele.
Prednaprezanje i montaža eliminisali su skupe drvene skele. Zaostajanje u razvoju
i primjeni čeličnih unificiranih skela i oplata i ostale opreme za betoniranje „in
situ“ su razlozi što je armirani beton izgubio konkurentnost u odnosu na montažnu
gradnju i kod konstrukcija gdje objektivno ima prednost. Nekritična prihvatanja svih
637
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
prednosti i inovacija u primjeni prednaprezanja imalo je za posljedicu smanjenje
nosivosti i trajnosti izgrađenih mostova i znatna sredstva za rehabilitaciju i obnovu.
Većina izgrađenih mostova sa montažnim nosačima od prednapregnutog betona
imaju poprečni diskontinuitet iznad srednjih oslonaca, koji su nastali kao posljedica
ustupaka tehnologiji izrade i montaže.
Slika 14.7
Diskontinualna konstrukcija vijadukta od montažnih ABP
Najjednostavniji postupak u montaži bio je da se glavni nosači postave na definitivna
pokretna, odnosno nepokretna ležišta. Betoniranjem oslonačkih poprečnih nosača
postiže se poprečna krutost. Slobodni prostor, između krajeva glavnih nosača
širine od 80 do 150 cm, premoštava se dilatacionim spojnicama kod pokretnih
ležišta, odnosno konzolnim prepustima kolovozne ploče sa zglobom u sredini kod
nepokretnih ležišta.
Slika 14.8
Detalji oslanjanja i kinematika diskontinualnog spoja montažnih nosača
638
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
Ovakvim načinom oslanjanja ne sprečavaju se deformacije diskontinualnog sistema.
Pod uticajem korisnog opterećenja i vremenskih uticaja glavni nosači se ugibaju,
a krajevi nosača zaokreću. Kinematika nosača na spoju izaziva zamor u vezama,
što ima za posljedicu destrukciju zglobne veze kod nepokretnih ležišta, odnosno
oštećenja dilatacija kod pokretnih ležišta. Kroz oštećenja prodire voda u vezu i na
glave stubova. Vozna ploha je neravna, pojačava se dinamika udara i stvoreni su svi
uslovi za ubrzani tok destrukcije betona.
Slika 14.9
Oštećenja betona rasponske konstrukcije i
stubova diskontinualnog mosta
Slika 14.10
Oštećenja betona na poprečnom prekidu
rasponske konstrukcije mosta
Kako
izgleda
veliki
stepen
destrukcije
betona
krajeva
montažnih diskontinualnih nosača i
ležišta pokazuje slika 14.11.
Slika 14.11
Oštećenja krajeva nosača i ležišta
U nastojanjima da budu povećani rasponi mostova iznad granica transportnih dužina
i težina montažnih nosača nastale su konstrukcije sa zglobovima unutar raspona i
krutim vezama rasponske konstrukcije i srednjih stubova. Ovim rješenjima problem
diskontinuiteta nije riješen već je samo dislociran sa stuba u polje, a posljedice
destrukcije betona su ostale.
Slika 14.12
Zglobovi unutar rasponske konstrukcije mostova
639
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
Zglobovi nazvani „Gerberovi zglobovi“ po autoru, nastali su tridesetih godina
prošlog stoljeća na armirano betonskim mostovima. Prvenstvena namjena bila
je da se spriječe posljedice nejednakog slijeganja plitko temeljenih stubova. U to
vrijeme to je bilo prihvatljivo jer je tehnika dubokog temeljenje bila tek u razvoju.
Zglobovi su izrazito slaba mjesta jer kroz njih prodire slana voda sa kolovoza koja
oštećuje i razara beton i armaturu. Kako su teške i skupe rekonstrukcije mostova sa
zglobovima biće obrađeno u poglavlju 15 Obnova mostova.
Slika 14.13
Razaranje betona i korozija armature na zglobovima betonskih mostova
Zabrinjava i čudi da neki projektanti i investitori i dalje primjenjuju zglobove na
rasponskim konstrukcijama. Na velikim objektima petlje izgrađenim oko 2000.
godine primijenjeni su zglobovi i montažni nosači čvrsto vezani za stub na jednom
kraju. Cjelovita rekonstrukcija zglobova koja je neminovna je teško izvodljiva
(slika 14.14).
Slika 14.14
Zglobovi na rasponskoj konstrukciji objekata na petlji izgrađenoj 2000.godine
Na velikom broju betonskih mostova vidna su oštećenja i destrukcija betona
oslonačkih zona kod obalnih i srednjih oslonaca. Na slici 14.15 vide se oštećenja
betona na krajevima glavnih nosača na dva različita mosta. Oštećenja nastaju usljed
nedovoljnog prepusta glavnih nosača preko teoretske ose oslanjanja, prodora slane
640
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
vode kroz dilataciju i nepravilnog armiranja. Projektovanjem integralnih mostova
sa krutom vezom RK i obalnih stubova izbjegavaju se sve greške i slaba rješenja
oslonačkih zona.
Slika 14.15
Destrukcija betona na slabo konstruisanim krajnjim osloncima
Destrukcija betona na srednjim
osloncima
betonskih
mostova
pokazana je na slici 14.16 nastala
je usljed neodgovarajuće statičke
analize i nepravilnog armiranja za
preuzimanje rascjepnih sila.
Slika 14.16
Razorenje betona rasponske konstrukcije
na srednjem osloncu
Nepotrebna uzdužna spojnica između dvije konstrukcije mosta nepristupačna
i nezaštićena od slane vode sa kolovoza, razlog je velikih oštećenja betona na
konzolama i glavnim sandučastim nosačima koja se teško sanira uz visoku cijenu i
obustavu saobraćaja, posebno kada su oštećeni i kablovi za prednaprezanje.
Slika 14.17
Uzdužna spojnica između dvije RK i između montažnih nosača uzrok su oštećenja betona, armature
i kablova
641
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
Poprečni prekidi na dugim grednim mostovima
nisu poželjni, a ako se iz opravdanih razloga
moraju primijeniti, tada ih treba tako konstruisati
da su pristupačni za održavanje i sanaciju.
Na slici 14.18 vidljiva su oštećenja betona na
poprečnom prekidu rasponske konstrukcije.
Slika 14.18
Nepotreban i nepravilno konstruisan poprečni prekid
monolitne betonske RK
Konzolni
dijelovi
poprečnih
presjeka BM vrlo često su
slabo konstruisani, neadekvatno
statički analizirani i armirani,
nepravilno odvodnjavani i slabo
izolirani.
Na slici 14.19 vide se oštećenja
donje površine betona konzola.
Logično je zaključiti da je i gornja
zona oštećena korozijom nosive
armature. Na kontaktu konzole
i nosača je radna spojnica koja
propušta slanu vodu.
Slika 14.19
Oštećenja konzola rasponske konstrukcije betonskih
mostova
Na slici 14.20 vidi se porušena
konzola na cijeloj dužini mosta
jer pored statičko konstruktivnih
grešaka nije odgovarajućim
rješenjem ograda spriječeno
opterećenje točkovima teških
vozila.
Tanke
kolovozne
armirano
betonske ploče nekad debljine
16–20 cm sa zaštitnim slojem
betona 2,5 cm na mostovima sa
malim nagibom nivelete bile su
izložene kontaminaciji od slane
vode sa kolovoza. Korodirana
armatura i teška vozila razrušila
su beton.
Slika 14.21
Destrukcija betona kolovozne ploče
642
Slika 14.20
Porušena konzola betonskog mosta
14. Gospodarenje (upravljanje) mostovima
Olakšanja rasponske konstrukcije betonskih mostova sa cijevima i kasetama
nepristupačnim za održavanja bila su uzrok prodora slane vode, kontaminacije
betona i značajnih oštećenja. Tako je efekat smanjenja vlastite težine proizveo
velike troškove na održavanju i znatno umanjio trajnost mostova.
Slika 14.22
Oštećenja rasponske konstrukcije betonskih mostova od cijevi za olakšanje
Na prelazu sa puta na most uočavaju se skupine konceptualno konstruktivnih
izvođačkih grešaka koje su razlog oštećenjima, povećanoj dinamici na nastupu
vozila na most, rušenjima i saobraćajnim incidentima. Na slici 14.23 vide se
posljedice slabog rješenja na prelazu sa mosta na put, a na slici 14.24 pokazan je
porušen slabo projektovan krilni zid.
Slika 14.23
Slabo rješenje prelaza sa mosta na put
Slika 14.24
Rušenje krilnog zida mosta
Nedovoljan i nezaštićen gabarit ispod podvožnjaka bio je uzrok velikih oštećenja
betona i armature glavnih nosača. Obim oštećenja nije omogućio rekonstrukciju pa
je potrebno porušiti i obnoviti objekat.
Slika 14.25
Mehanička oštećenja RK usljed nedovoljnog i nezaštićenog gabarita
643
Download

dio sadržaja