Подробные сведеия

Практическое занятие № 5

Выполнение ремонта железобетонной опоры

Оборудование и материалы: учебно-тренировочный полигон, карандаш, ведомость дефектов, железобетонные опоры и фундаменты ВЛ, полигон технического обслуживания и ремонта устройств электроснабжения.

Краткие теоретические сведения

Характерными дефектами железобетонных опор и фундаментов являются продольные и поперечные трещины стоек опор; выбоины, отверстия в бетоне стоек; смещение каркаса арматуры стоек опоры, выход арматуры на поверхность бетона; коррозия арматуры; некачественная заделка опор в грунте, отсутствие ригелей; трещины, сколы и осыпание бетона фундаментов, коррозия арматуры фундаментов; неплотное прилегание пяты опоры к поверхности фундамента; отклонение опоры от вертикального положения.

Дефекты в железобетонных опорах и фундаментах образуются вследствие нарушения технологии изготовления, в процессе эксплуатации под действием нагрузок, периодического увлажнения, размораживания дефекты развиваются, что приводит к разрушению бетона, коррозии арматуры и, в конечном итоге, к снижению несущей способности опор и фундаментов и сокращению их срока службы.

В зависимости от характера дефектов железобетонных опор применяются следующие виды ремонта устранение поверхностных дефектов, восстановление и защита арматуры и бетона опор и фундаментов в случае отсутствия кривизны стоек или отклонения от вертикального положения; усиление опор.

Эффективность ремонта железобетонных конструкций в большей мере зависит от качества подготовки ремонтируемых поверхностей. Поверхность конструкции (участка) перед нанесением покрытия очищают до плотного бетона, особенно тщательно обрабатывают участки с отслоением бетона, шелушением и в зонах коррозии арматуры.

Подробные сведеия

Выписка из «Рекомендации Рекомендации по ремонту железобетонных опор и фундаментов металлических опор ВЛ с применением современных цементосодержащих материалов»

ОАО «ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ЕЭС» ФИЛИАЛ ОАО «ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ЕЭС» - «ФИРМА ОРГРЭС» УТВЕРЖДАЮ: Заместитель главного инженера Филиала ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - Ф.Л. Коган 2006 г.

3. Основные виды дефектов железобетонных опор и фундаментов

3.1. Характерными дефектами железобетонных опор и фундаментов являются:

- продольные и поперечные трещины стоек опор;

- выбоины, отверстия в бетоне стоек;

- смещение каркаса арматуры стоек опоры, выход арматуры на поверхность бетона;

- коррозия арматуры;

- некачественная заделка опор в грунте, отсутствие ригелей;

- трещины, сколы и осыпание бетона фундаментов, коррозия арматуры фундаментов;

- неплотное прилегание пяты опоры к поверхности фундамента;

- отклонение опоры от вертикального положения.

3.2. Дефекты в железобетонных опорах и фундаментах образуются вследствие нарушения технологии изготовления, транспортировки опор к месту установки, несоблюдения строительных норм и правил при сооружении ВЛ. В процессе эксплуатации под действием знакопеременных нагрузок, периодического увлажнения, размораживания дефекты развиваются, что приводит к разрушению бетона, коррозии арматуры и, в конечном итоге, к снижению несущей способности опор и фундаментов и сокращению их срока службы.

3.3. Коррозия арматуры и разрушение бетона стоек и фундаментов возникает также под воздействием «блуждающих токов». Источниками «блуждающих токов» являются путепроводы электропоездов, заземления линий постоянного и переменного токов, установки для электросварки, системы катодной защиты подземных металлоконструкций, токи, индуцированные в трубопроводах электрических кабелей, проложенных вблизи воздушных линий электропередачи.

3.4. В агрессивной и влажной среде (при относительной влажности воздуха более 60%) процесс коррозии арматуры дефектных опор ускоряется. Под воздействием агрессивной среды происходит изменение структуры и свойств бетона, приводящее к снижению его прочности и преждевременному разрушению.

3.5. Все дефекты железобетонных опор и фундаментов ВЛ, находящихся в эксплуатации, по характеру их влияния на несущую способность конструкций можно разделить на три группы:

1-я группа - повреждения, практически, не снижающие прочность и долговечность конструкции (поверхностные раковины, пустоты, трещины шириной раскрытия до 0, 2 мм, сколы бетона без оголения арматуры и др.);

2-я группа - повреждения, снижающие долговечность конструкции (трещины шириной раскрытия 0, 3-0, 6 мм, пустоты, раковины и сколы бетона с оголением арматуры; поверхностная коррозия бетона и т.п.);

3-я группа - повреждения снижающие несущую способность конструкции (отдельные трещины шириной раскрытия более 0, 6 мм; трещины шириной раскрытия более 0, 3 мм при количестве трещин более двух в одном сечении; раковины и сквозные отверстия площадью более 25 см2; отклонения стоек одностоечных опор от вертикали на величину более допустимой и т.п.).

3.6. Повреждения 1-й группы не требуют принятия срочных мер, их можно устранить нанесением ремонтных материалов (покрытий) при текущем ремонте в профилактических целях. Основное назначение покрытий при этих повреждениях - остановить развитие мелких трещин, предотвратить образование новых, улучшить защитные свойства бетона, предохранить конструкции от атмосферной или химической коррозии.

3.7. При повреждениях 2-й группы ремонт обеспечивает повышение долговечности конструкции, поэтому материалы, применяемые при ремонте, должны иметь достаточную долговечность. Обязательной заделке подлежат продольные трещины сколы и раковины, расположенные на высоте до 2, 5 м от земли.

3.8. При повреждениях 3-й группы восстанавливается несущая способность опор путем их усиления или выправки. Применяемые при усилении материалы должны обеспечивать прочностные характеристики и долговечность конструкции.

4. Ремонт и защита железобетонных опор и фундаментов

4.1. В зависимости от характера дефектов железобетонных опор применяются следующие виды ремонта:

а) Устранение поверхностных дефектов.

б) Восстановление и защита арматуры и бетона опор и фундаментов в случае отсутствия кривизны стоек или отклонения от вертикального положения:

- защита арматуры от коррозии,

- восстановление бетона опор и фундаментов,

- защита бетона восстановленной конструкции.

в) Усиление опор.

г) Выправка опор, имеющих кривизну стоек или отклонение от вертикального положения.

д) Восстановление гидроизоляции опор.

4.2. Подготовка ремонтируемой поверхности перед нанесением ремонтных материалов

А.2.1. Ремонтные работы рекомендуется выполнять в сухую погоду при минимальном уровне грунтовых вод, или поверхностных вод на участках с заболоченной местностью, на поймах рек, или отсутствии нагонной волны при расположении ВЛ на затапливаемых территориях. Температура воздуха при производстве ремонтных работ должна быть с применением сухих ремонтных смесей ЕМАСО® по СТО 70386662-001-2005, как правило, не ниже +5°С. В случае выполнения ремонтных работ при температуре воздуха до -5°С следует использовать ремонтную смесь ЕМАСО® FAST COLABILE, а при температуре до -20º C специальную сухую смесь EMACO ® T 545 (на фосфатно-магнезиальном вяжущем).

4.2.2. Защите от коррозии подлежат опоры, в бетоне которых образовались трещины: шириной раскрытия более 0, 3 мм - у опор с напряженной стержневой арматурой и более 0, 05 мм - у опор с проволочной арматурой, а также раковины, сколы, щели и шершавая поверхность.

4.2.3. Поверхность бетона опоры в зоне трещин или других повреждений перед нанесением ремонтных материалов должна быть очищена от грязи, пыли, масла, отслаивающегося бетона и не иметь острых выступов (т.е. должна быть оконтурена). Очистка производится стальными щетками и скребками, отбойными молотками с малой энергией удара, «болгарками» с алмазными дисками. Масляные пятна удаляются с помощью ветоши, смоченной в бензине, ацетоне или в других растворителях. Раковины и сколы должны быть расчищены с помощью зубила и щеток до плотного бетона. Обнаженная арматура должна быть очищена от ржавчины стальными щетками. При ремонте подземной (фундаментной) части опоры после откопки ее на необходимую глубину поверхность бетона должна быть очищена от битума и промыта керосином.

4.2.4. Необходимым условием качественного ремонта железобетонных конструкций с помощью цементосодержащих материалов является насыщение ремонтируемой поверхности водой (смачивание). Насыщение ремонтируемого участка должно быть произведено не менее чем в течение 4-х часов перед нанесением ремонтного состава с целью исключения отбора влаги существующей конструкцией из ремонтного материала.

4.3. Требования к ремонтным материалам и подходы к их выбору:

4.3.1. При выборе ремонтного материала следует учитывать:

- объем подлежащих ремонту работ;

- глубину разрушений;

- степень коррозии арматурного каркаса;

- положение ремонтируемого элемента конструкции;

- эстетические требования.

4.3.2. Нанесение на бетонную поверхность защитных материалов предполагает создание композитной системы, элементами которой являются: существующий субстрат (тело опоры, стойки, фундамента), контактная поверхность и ремонтный материал.

4.3.3. Для проведения качественного ремонта к ремонтным материалам предъявляются следующие требования:

- совместимость ремонтного материала и материала субстрата (по физическим, химическим и электрохимическим свойствам);

- отсутствие усадки ремонтного материала при твердении и наборе прочности;

- водонепроницаемость ремонтного материала не менее W 8;

- паропроницаемость; адгезия не менее 1, 5 МПа;

- морозостойкость не менее F 300;

- удобство применения.

4.3.4. В настоящее время существуют несколько вариантов ремонта железобетонных конструкций ВЛ.

Вариант первый - ремонт и восстановление конструкции с применением цементно-песчаных растворов с пониженным водоцементным отношением (штукатурная смесь, безопалубочный способ ремонта).

Применяя такой вариант ремонта, мы не добиваемся полного заполнения ремонтируемого участка ремонтным составом (схема 1 а). В существующие полости попадает вода, и через сезон происходит отслоение ремонтного состава от конструкции.

Вариант второй - использование цементно-песчаного раствора с повышенным водоцементным отношением (опалубочный способ ремонта). Чем больше водоцементное отношение ремонтного раствора, тем больше усадка бетона и раствора (схема 1 б). Через сезон также происходит отслоение ремонтного состава от конструкции, как и в первом варианте.

Вариант третий - применение материалов на основе искусственных смол. К положительным свойствам относится то, что эпоксидные составы можно применять и при отрицательных температурах и нельзя не отметить высокую кинетику набора прочности. Но эти материалы абсолютно различны по физико-механическим характеристикам с бетоном - это и разница в коэффициентах температурного расширения, и различия в модулях упругости, к тому же отсутствует паропроницаемость. После ремонта на контактном слое «ремонтный состав - ремонтируемая конструкция» возникают напряжения, и со временем происходит отслоение ремонтного материала.

Вариант четвертый - применение безусадочных быстротвердеющих составов на цементной основе. К ним относятся материалы серии ЕМАСО® (схема 1в).

4.4. Материалы для ремонта железобетонных опор и фундаментов

4.4.1. Для устранения дефектов и заделки (залечивания) трещин могут применяться; сухие бетонные смеси, бетоны и растворы, полимерцементные составы, составы на основе синтетических смол, синтетических или модифицированных эпоксидных смол.

4.4.2. В настоящее время широкое применение для ремонта железобетонных конструкций получили сухие бетонные смеси EMACO ®, изготавливаемые в России (СТО 70386662-001-2005). Сухие бетонные смеси приготавливают на основе цемента, что обеспечивает их совместимость с материалом ремонтируемой опоры - бетоном. Сухие бетонные смеси удобны в работе, т.к. исключают необходимость дозировки составных компонентов; требуется только добавление воды.

Растворы из этих смесей отвечают также таким важным свойствам как безусадочность и быстрое отвердение.

4.4.3. Для устранения поверхностных дефектов (сколов без оголения арматуры, каверн, пустот и трещин) рекомендуется применять безусадочную бетонную смесь ЕМАСО®90 и защитные составы MASTERSEAL ® 540 или MASTERSEAL ® 588.

Нанесение ЕМАСО® 90 производится вручную при помощи мастерков или шпателей с последующей затиркой поверхности.

В течение 24 часов после укладки ремонтного состава необходимо произвести влажностный уход за свежеуложенным ЕМАСО® 90.

С целью защиты бетона от атмосферных осадков, и других агрессивных воздействий рекомендуется произвести нанесения материала MASTERSEAL ® 540 или MASTERSEAL ® 588. Это гидроизоляционные составы на цементной основе, обладающие уникальным свойством для цементных композиций - эластичностью. Нанесение производится вручную с помощью кистей или валиков в 2 или более слоев.

4.4.4. Для восстановления и защиты арматуры и бетона стоек опор и фундаментов (в случае отсутствия кривизны стоек или их отклонения от вертикального положения) рекомендуются специальные составы MASTERSEAL ® и ремонтные материалы серии ЕМАСО®.

При защите арматуры от коррозии необходимо:

- очистить арматуру от продуктов коррозии с помощью металлических щеток до степени Sa 2, 5 (удалена окалина и ржавчина, на поверхности стали остаются участки, видимые как затенения);

- провести защиту арматуры специальным составом MASTERSEAL ® 300 (двухкомпонентный) или MASTERSEAL ® 300В (однокомпонентный) или ЕМАСО® NANOCRETE АР. Применение этих составов обеспечивает антикоррозионную защиты, в т.ч. от хлоридов и высокое сцепление со сталью и бетоном. Материалы на цементной основе;

- восстановить бетонное защитное покрытие с помощью материалов серии ЕМАСО®.

4.5. Усиление опор и фундаментов

4.5.1. Усиление опор, имеющих трещины шириной раскрытия более 0, 6 мм, производится устройством железобетонных или установкой металлических бандажей.

На одностоечных и портальных свободностоящих опорах при расположении трещин в зоне не выше 2, 5 м от уровня грунта устраивают железобетонные бандажи, а при расположении в зоне выше 2, 5 м от уровня грунта и на опорах с оттяжками (независимо от зоны расположения трещин) устанавливают металлические бандажи (рис. 1 и 2).

4.5.2. Размеры бандажа по высоте должны быть такими, чтобы зона повреждения опоры была перекрыта бандажом на 20 см как сверху, так и снизу.

4.5.3. Железобетонный бандаж выполняется из бетона на основе специального пластифицированного цемента MACFLOW ® марки не ниже 400.

4.6. Выправка опор

4.6.1. 4.6.1. Выправка свободностоящих одностоечных опор, имеющих отклонение от вертикальной оси вдоль или поперек линии больше допустимого, производится в соответствии с «Рекомендациями по выправке железобетонных одностоечных свободностоящих опор ВЛ напряжением 35 кВ и выше» (М. СПО ОРГРЭС, 2001).

4.6.2. 4.6.2. После выправки опоры не исключена вероятность с течением времени повторного отклонения стойки от вертикали из-за недостаточной плотности засыпки пазухи грунтом. Поэтому рекомендуется производить засыпку пазухи со стороны наклона стойки цементосодержащей смесью ЕМАСО ® За счет поглощения влаги из грунта в пазухе образуется плотная монолитная бетонная масса, что позволяет улучшить заделку опоры в грунте.

4.6.3. Выправка одностоечных свободностоящих опор, имеющих искривление стойки более допустимого (например, в одноцепных опорах с несимметричным расположением проводов), достигается установкой на опоре оттяжки в сторону, обратную прогибу.

4.6.4. Выправка опор с оттяжками, имеющих отклонение от вертикальной оси, а также искривление стоек, производится регулированием тяжения в оттяжках, либо на опору подвешивается трос и выправка производится с помощью тягового механизма. В процессе выправки величина тяжения в оттяжках может превышать проектное значение до 20 %. При выправке опор ОПО-330 и ПГ-330 регулированием тяжения в расщепленных оттяжках необходимо выдерживать постоянное тяжение в биссектрисной оттяжке в пределах: для ОПО-330 - 4-6 т., для ПГ-330 - 6-8 т. При этих условиях опасные усилия в элементах опор не возникают.

При выправке кривизны стоек обратный прогиб не допускается.

4.7. Восстановление гидроизоляции опор и фундаментов

АЛЛ. Стойки железобетонных опор с арматурой из высокопрочной проволоки или прядей проволок должны быть защищены гидроизоляцией в подземной части и на 0, 6 м выше поверхности земли во всех случаях независимо от агрессивности среды.

Стойки железобетонных опор со стержневой арматурой должны быть защищены гидроизоляцией только при установке их в агрессивных грунтах.

Гидроизоляция опор должна выполняться заводом-изготовителем. В случае нарушения гидроизоляции защитное покрытие должно быть восстановлено.

4.7.2. Защита от коррозии подземной (фундаментной) части опор производится битумной мастикой. При восстановлении гидроизоляции опору откапывают на требуемую глубину. Если требует необходимость, предварительно опору раскрепляют оттяжками. Поверхность бетона очищают от грунта и битума и высушивают. Мастику наносят в горячем состоянии в два слоя на предварительно огрунтованную поверхность. Вместо битумной мастики для гидроизоляции бетона опор и фундаментов можно использовать защитное покрытие MASTERSEAL ® 540 или MASTERSEAL ® 588, наносимое на поверхность бетона кистями в два слоя.

По окончании работ котлован должен быть тщательно засыпан грунтом с послойным уплотнением.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретические сведения. Подготовить дефектную ведомость (приложение 2). Выйти на полигон и разбиться по бригадам. По указанию преподавателя осмотреть железобетонные опоры на закрепленных за бригадами участках ВЛ.

2. Определить характер повреждений опор ВЛ. Результаты осмотров занести в ведомость дефектов. В зависимости от характера дефектов железобетонных опор подобрать соответствующий вид ремонта.

3. Оформить отчет о проделанной работе и сделать вывод о состоянии опор ВЛ на основании ведомости дефектов.

контрольные вопросы

1. Назовите характерные дефекты железобетонных опор ВЛ.

2. Назовите причины, которые вызывают повреждения железобетонных опор и фундаментов ВЛ.

3. Охарактеризуйте I группу дефектов железобетонных опор и фун-даментов ВЛ.

4. Охарактеризуйте II группу дефектов железобетонных опор и фун-даментов ВЛ.

5. Охарактеризуйте III группу дефектов железобетонных опор и фундаментов ВЛ

6. Назовите виды ремонтов железобетонных опор и фундаментов ВЛ.