[yarus.khv]

Друзья, имеется пролетное строения 1915 года постройки. Коррозия рельса и полное отслоение защитного слоя бетона.
В расчете грузоподъемности учитываю снижение жесткости сечения за счет отслоения защитного слоя и коррозию подошвы рельса.
Вопрос: как повлияет потеря сцепления рельса с бетоном ? по подошве полностью и частично по нижней части стенки рельса за счет коррозии отсутствует сцепление.
может быть кому известно каким образом производилась анкеровка рельсовой арматуры 100 лет назад, в приопорных сечениях рельса вероятно имеются какие либо упоры?

[Komplanar]

А где тут "рельсовая арматура"? Тут больше похоже на балки из рельс, а бетон тут для заполнения.
P.S. К рельсам приварить сетку снизу и оштукатурить плотным ЦПР.

[Boris_1]

yarus.khv, эти рельсы наверное проектировали как балки. Выполните именно такую проверку. Если всё хорошо, то

Сообщение от Komplanar .S. К рельсам приварить сетку снизу и оштукатурить плотным ЦПР.

Если нет, то усильте, а потом:

Сообщение от Komplanar .S. К рельсам приварить сетку снизу и оштукатурить плотным ЦПР.

[yarus.khv]

Сообщение от Komplanar А где тут "рельсовая арматура"? Тут больше похоже на балки из рельс, а бетон тут для заполнения. P.S. К рельсам приварить сетку снизу и оштукатурить плотным ЦПР.

см вложение, представил сечение (1м по ширине плиты). Общая ширина 4,3м.
также во вложении рисунок из руководств по проектированию ж/б конструкций с жесткой арматурой. На мой взгляд, разницы нет, там двутавр, у меня рельс..
Считать это сечение, как металлическое из рельс мне кажется неверно. Почему вы думаете иначе?

[Komplanar]

1) А какая толщина плиты? И какой прогиб?

Сообщение от yarus.khv Считать это сечение, как металлическое из рельс мне кажется неверно. Почему вы думаете иначе?

Чтобы арматура работала, нужно сцепление с бетоном. Откуда возьмётся сцепление у гладкой конструкции? Даже если там было некое подобие сцепления изначально, то за сто лет не только цементная коррозия сожрала бетон, а точнее, его защитные щелочные свойства, но и многократный цикл температурных перепадов обеспечил зазор между бетоном и рельсой.

[olegrussia]

поддерживаю - только как балки. Как еще один "аргумент" - шаг более 200мм

[juri18]

Сообщение от yarus.khv Считать это сечение, как металлическое из рельс мне кажется неверно. Почему вы думаете иначе?

На нижней поверхности рельсов практически не осталось никаких остатков бетона. Отсюда можно сделать вывод о сцепляющей способности и по другим поверхностям. Возможно, рельсы изначально и закладывались в качестве арматуры. Однако в сегодняшнем состоянии считать их арматурой уже нельзя.

[Boris_1]

Сообщение от juri18 Возможно, рельсы изначально и закладывались в качестве арматуры.

А точнее:

Сообщение от yarus.khv как металлическое из рельс

[yarus.khv]

Сообщение от Komplanar 1) А какая толщина плиты? И какой прогиб?

Толщина плиты 350мм. Прогиба нет, даже под проходящей нагрузкой (локомотивы) практически нулевой прогиб. Длина пролета - 2,4м. Пролет 1915 года.

Сообщение от Komplanar Чтобы арматура работала, нужно сцепление с бетоном. Откуда возьмётся сцепление у гладкой конструкции? Даже если там было некое подобие сцепления изначально, то за сто лет не только цементная коррозия сожрала бетон, а точнее, его защитные щелочные свойства, но и многократный цикл температурных перепадов обеспечил зазор между бетоном и рельсой.

Механическое сцепление должно обеспечиваться упорами, делали ли их в 1915 года наши деды, вот в чем главный вопрос...
Помимо механического сцепления, если говорить о гладкой арматуре (не профиле) есть еще и силы трения на поверхности (от усадки бетона) + склеивание благодаря вязкости коллоидной массы цементного теста - это можно встретить в учебниках по ж/б. Вопрос, как оценить это сцепление...и насколько правильно применять это к профильной арматуре.. Вероятно из за очень маленьких растягивающих усилий в арматуре пролетного строения такого сцепления оказывается достаточно.

Сообщение от olegrussia поддерживаю - только как балки. Как еще один "аргумент" - шаг более 200мм

почему 200мм - это аргумент?

Сообщение от juri18 На нижней поверхности рельсов практически не осталось никаких остатков бетона. Отсюда можно сделать вывод о сцепляющей способности и по другим поверхностям. Возможно, рельсы изначально и закладывались в качестве арматуры. Однако в сегодняшнем состоянии считать их арматурой уже нельзя.

По низу отвалился защитный слой вследствие коррозии рельса, но совсем не значит, что вся поверхность рельса корродирует. Когда вы считаете грузоподъемность конструкции с дефектом - отслоение защитного слоя, вы стержень из работы выключаете?

На счет руководства по расчету ж/б с жесткой арматурой, там все упоры предусмотрены - см. вложение

[juri18]

Сообщение от yarus.khv По низу отвалился защитный слой вследствие коррозии рельса, но совсем не значит, что вся поверхность рельса корродирует.

Так какова же причина первичной коррозии рельсов? Почему Вы уверены, что выше коррозии нет? И не была ли первичная коррозия уже следствием отслоения бетона от стали с образованием зазоров?

----- добавлено через ~5 мин. -----

Сообщение от yarus.khv На счет руководства по расчету ж/б с жесткой арматурой, там все упоры предусмотрены

Все искренне желают Вам эти упоры найти. А не надеяться на добросовестность "дедов"

[Komplanar]

Сообщение от yarus.khv Толщина плиты 350мм. Прогиба нет, даже под проходящей нагрузкой (локомотивы) практически нулевой прогиб. Длина пролета - 2,4м. Пролет 1915 года.

Пролёт 2,4 метра. Примем высоту рельсы 152мм. При высоте 350мм бетон передаёт нагрузку под углом 45 градусов (хотя может и 44 градуса...), поэтому пролёт можно вычесть на удвоенную высоту от верха плиты до верха рельсы, 2,4-0,2*2=2 метра.
На два метра рельс 152мм высотой и 132мм шириной несёт порядка 15 тонн. При шаге рельс три штуки на метр один погонный метр плиты понесёт 45 тонн. Сколько там расстояние между осями вагонов и локомотивов и их нагрузки - до 25 тонн на ось? Та же плита распределит нагрузки не только на стены, но и между отдельными рельсами.
Упоры не сделают рельсу арматурой по одной простой причине. Чтобы они начали работать, нужно, чтобы рельса начала "скользить" в бетоне. При прогибе 1/200, 12мм, кончики рельса сместятся всего на 0,05мм, чего явно недостаточно для передачи усилий на бетон.
UPD. Хотя вроде бы дореволюционные рельсы 140х125мм...

[yarus.khv]

Сообщение от juri18 Так какова же причина первичной коррозии рельсов?

Условия эксплуатация, повышенная влажность.

Сообщение от juri18 Почему Вы уверены, что выше коррозии нет? И не была ли первичная коррозия уже следствием отслоения бетона от стали с образованием зазоров?

Не уверен, этих данных нет, но очевидно, что нижняя грань имеет сильную коррозию просто потому, что она была открыта для среды. Первичная коррозия, которая привела к отслоению, явно была меньше.
Вообще привык думать, отслоение защитного слоя -это следствие коррозии арматуры, вы думаете иначе?

Сообщение от Komplanar Пролёт 2,4 метра. Примем высоту рельсы 152мм. При высоте 350мм бетон передаёт нагрузку под углом 45 градусов (хотя может и 44 градуса...), поэтому пролёт можно вычесть на удвоенную высоту от верха плиты до верха рельсы, 2,4-0,2*2=2 метра. На два метра рельс 152мм высотой и 132мм шириной несёт порядка 15 тонн. При шаге рельс три штуки на метр один погонный метр плиты понесёт 45 тонн. Сколько там расстояние между осями вагонов и локомотивов и их нагрузки - до 25 тонн на ось? Та же плита распределит нагрузки не только на стены, но и между отдельными рельсами. Упоры не сделают рельсу арматурой по одной простой причине. Чтобы они начали работать, нужно, чтобы рельса начала "скользить" в бетоне. При прогибе 1/200, 12мм, кончики рельса сместятся всего на 0,05мм, чего явно недостаточно для передачи усилий на бетон.

Ну да ладно, возможно и правда деды проектировали сам рельс несущим с бетонной "нашлепкой" поверху. По крайней мере это худший вариант. Кстати говоря, на 25/ось чисто рельсы без бетона действительно проходят..

[juri18]

Сообщение от yarus.khv Вообще привык думать, отслоение защитного слоя -это следствие коррозии арматуры, вы думаете иначе?

В исправном железобетоне коррозии арматуры быть не должно. Поэтому коррозия уже сама есть следствие каких-либо проблем (с раскрытием трещин, отклонением тепловлажностного режима от проектного и т.п.)

[Menelay]

Тот бетон, что отвалился, как Вы сами и пишете, является защитным слоем. На несущую способность не влияет, т.к. бетон работает только в верхней сжатой зоне. (Кстати "постучите" бетон, посмотрите какая марка, да и карбонизацию можно определить, если она есть).
Гладкая арматура применяется и сегодня, в том числе высокопрочная с напряжением на бетон, и никаких проблем в совместной работе с бетоном не наблюдается. Вы об этом тоже пишете. Тем более Вы не наблюдаете провиса.
Если бы была коррозия внутри бетонной конструкции, образовавшиеся продукты коррозии вызвали бы трещины (с раскрытием более 0.2 мм) с рыжими потеками. На фото это не наблюдается.
Наши деды были гораздо умнее нас с Вами, и умели рационально проектировать. Я бы считал на совместную работу.

[yarus.khv]

Сообщение от Menelay Гладкая арматура применяется и сегодня, в том числе высокопрочная с напряжением на бетон, и никаких проблем в совместной работе с бетоном не наблюдается. Вы об этом тоже пишете. Тем более Вы не наблюдаете провиса.

Я как раз писал о том, что всегда должна быть анкеровка.Тем более в преднапряженных конструкциях. Провиса нет, так как очень жесткие плитные ПС, пролеты 2,5 м толщиной 35см, балласта более 1м.

Сообщение от Menelay Наши деды были гораздо умнее нас с Вами, и умели рационально проектировать. Я бы считал на совместную работу.

Не думаю, в то время теории расчета жб были слабые.

Кстати просчитал балки длиной 5-7м, приняв несущим только рельс, не проходят даже на постоянную нагрузку.

[Boris_1]

Сообщение от yarus.khv Длина пролета - 2,4м.

Сообщение от yarus.khv просчитал балки длиной 5-7м

Что-то не вяжется...

[yarus.khv]

Сообщение от Boris_1 Что-то не вяжется...

Разные сооружения,пролеты разной длины, армированы одинаково (одинаковое количество и шаг рельсов). Так что тут деды намекают на то, что бетон надо учитывать

[juri18]

Сообщение от yarus.khv деды намекают на то, что бетон надо учитывать

Они лишь намекают, а Вам - подписывать.

----- добавлено через ~7 мин. -----
Выше уже высказывали идею замерить прогибы.
Только Вы замерьте прогибы не от постоянной и длительной, а от изменяемой кратковременной нагрузки. Сравните с расчетными значениями с бетоном и без бетона.

[Boris_1]

Сообщение от yarus.khv бетон надо учитывать

Тогда ищите упоры и иные элементы обеспечивающие совместную работу рельсов и бетона. Либо учитывайте бетон как нагрузку.

[olegrussia]

Сообщение от Boris_1 Либо учитывайте бетон как нагрузку.

Именно так и надо сделать. Тем более он наверняка так и "работает". Если рельса как балка проходит, то зачем себе и людям мозг компостировать

[yarus.khv]

Сообщение от olegrussia Именно так и надо сделать. Тем более он наверняка так и "работает". Если рельса как балка проходит, то зачем себе и людям мозг компостировать

В посте 15 уже писал, что для балок 2,5м и 5-7м одинаковое армирование. Шаг рельсов одинаковый - 25-30см. Так что нет, нельзя считать как металл.
Да никто не компостирует, отвечать то необязательно.
Правильней такие пролеты считать плитой. Если в МКЭ смоделировать плиту, то при высоте балласта около 1м (а она такая и есть), получаемые напряжения очень низкие.

[Komplanar]

Т.е. замер фактических прогибов проведён не был...

[yarus.khv]

Сообщение от Komplanar Т.е. замер фактических прогибов проведён не был...

я же писал ранее, под проходящим локомотивом максимальный прогиб пролета 0,1мм.

[Komplanar]

Сообщение от yarus.khv я же писал ранее, под проходящим локомотивом максимальный прогиб пролета 0,1мм.

Ну вообще-то конкретная цифра озвучена первый раз в теме. И эта самая цифра элементарно противоречит работе ж/б на упорах, потому что при таких перемещениях упоры просто не начнут работать - боковые перемещения концов плиты при таких прогибах будут на уровне тысячных долей миллиметра, а упоры работают за счёт сжатия бетона.
Тут либо надо исходить из предположения, что с годами всё провисло и рельсы с упорами начали работать по типу преднапряжённой арматуры, где часть напряжений не уходит даже после прохода состава, либо же провести замеры нормальным прогибомером (чем измеряли прогиб, кстати?), либо искать на боковой поверхности рельс зацепы, обеспечивающие совместную работу с бетоном. Сомневаюсь, что в то время применялась сварка, скорее какие-то элементы вставлены в отверстия в стенках рельс. Для чего нужно часть плиты вскрыть в районе опоры и в пролётной части. Без точного выяснения, как обеспечена жесткость и совместная работа конструкции, нельзя делать какие-либо выводы о сохранении работоспособности конструкции в ходе нарушения защитного слоя и коррозии рельс и (на самом деле, в этом случае это важнее) коррозии бетона. Причём обоснование несущей способности плиты вы должны дать по современным формулам и нормативам, а не "деды сделали, стоит же!". Таким образом:
1) Экспертиза состояния бетона, определение его остаточных свойств.
2) Определение механизма совместной работы рельс и бетона, в случае, если такового нет, то расчёт онли рельс с пассивной нагрузкой.
3) Определение свойств стали рельс, точных размеров рельс и определения момента инерции и момента сопротивления сечения.
4) Определение нагрузок.

Без этих цифр лезти в моделирование МКЭ просто нельзя.

[yarus.khv]

Сообщение от Komplanar Ну вообще-то конкретная цифра озвучена первый раз в теме

в посте №9 писал про нулевые прогибы. Прогибомер 6-ПАО.

Сообщение от Komplanar И эта самая цифра элементарно противоречит работе ж/б на упорах, потому что при таких перемещениях упоры просто не начнут работать - боковые перемещения концов плиты при таких прогибах будут на уровне тысячных долей миллиметра, а упоры работают за счёт сжатия бетона.

Я и не спорю. Упоров никаких нет, узнал у коллег, которые видели подобные балки со сколами вдоль рельса на всю его длину.

Сообщение от Komplanar "деды сделали, стоит же!".

всегда был против этой фразы. Ясное дело надо объективно оценивать.

1) Экспертиза состояния бетона, определение его остаточных свойств.

что конкретно имеете виду? карбонизацию? прочность?

Сообщение от Komplanar 3) Определение свойств стали рельс, точных размеров рельс и определения момента инерции и момента сопротивления сечения. 4) Определение нагрузок.

без этого я б не просчитал балку из рельс (без учета бетона). рельс Р33

Без этих цифр лезти в моделирование МКЭ просто нельзя.

я не имею в виду моделирование арматуры, физ. нелинейности и прочее.
Простое моделирование плиты, опертой по двум сторонам, с толщиной балласта 1м. Усилия, полученные таким образом на порядок ниже, чем если считать по "Руководствам по ж/б", как балку.

[kruz]

Сообщение от yarus.khv может быть кому известно каким образом производилась анкеровка рельсовой арматуры 100 лет назад, в приопорных сечениях рельса вероятно имеются какие либо упоры?

А для рельсов ни как. Двутавры повыше ещё скрепляли между собой стяжками, а рельсы нафига?

Сообщение от yarus.khv Так что нет, нельзя считать как металл.

Ну если вспоминать, как раньше это считали в мостостроении, то как металл от постоянной нагрузки и как железобетон от временной.
Как рассчитывается ж/б плита с жёской арматурой сами знаете. И ничего практически не изменилось за 100 лет. Offtop: На память такие расчёты есть у Передерия в его курсе ж/б мостов 1912 года

Сообщение от yarus.khv Вопрос: как повлияет потеря сцепления рельса с бетоном ? по подошве полностью и частично по нижней части стенки рельса за счет коррозии отсутствует сцепление.

Ну по нижней, то ни как. Если остальное - то расчёт.

Сообщение от yarus.khv под проходящим локомотивом максимальный прогиб пролета 0,1мм.

Если схема опирания плиты простая, как и схема нагружения, то зная прогиб, можно МКЭ подобрать приведённую Е плиты...

[Komplanar]

Сообщение от yarus.khv что конкретно имеете виду? карбонизацию? прочность?

Если бетону пошёл второй век, то... думаю... ВСЕ доступные свойства бетона (чисто в научных целях, хе хе). И разрушающими методами, неразрушающие методы могут просто быть некорректными при таком возрасте бетона.
Но для расчёта нужны прочность бетона на сжатие в первую очередь. Оценка состояния самого бетона - карбонизация. Измеряется ли как-то сохранение щелочных свойств бетона - не знаю, если методика есть, то именно щелочность отвечает за защиту стали в бетоне. А, ещё модуль упругости...
Вопрос по рельсу - Р33 это ж вроде современная рельса (нуу, в смысле, уже советская)? Откуда они в дореволюционной плите?
P.S. Можете отдать в лабораторию как раз отвалившиеся куски защитного слоя. Для оценки прочности на сжатие размеров не хватит, но для химии должно хватить.

[yarus.khv]

Сообщение от Komplanar Если бетону пошёл второй век, то... думаю... ВСЕ доступные свойства бетона (чисто в научных целях, хе хе). И разрушающими методами, неразрушающие методы могут просто быть некорректными при таком возрасте бетона. Но для расчёта нужны прочность бетона на сжатие в первую очередь. Оценка состояния самого бетона - карбонизация. Измеряется ли как-то сохранение щелочных свойств бетона - не знаю, если методика есть, то именно щелочность отвечает за защиту стали в бетоне. А, ещё модуль упругости... Вопрос по рельсу - Р33 это ж вроде современная рельса (нуу, в смысле, уже советская)? Откуда они в дореволюционной плите? P.S. Можете отдать в лабораторию как раз отвалившиеся куски защитного слоя. Для оценки прочности на сжатие размеров не хватит, но для химии должно хватить.

Для измерения прочности выполнялся отрыв со скалыванием, средняя прочность 20-30 МПа. ПО руководствам это Rb=10-12МПа.
Для данного моста карбонизация бесполезна, защитного слоя то нет.

Рельс полностью соответствует типу Р33 по размерам. Во вложении - справочник офицера-мостовика.

[Komplanar]

На самом деле, эти типоразмеры рельс были утверждены ещё в 1908 году (а может, и ещё раньше...), с почти теми же обозначениями (другое дело, что из ГОСТа можно взять готовые W и I):

Но возникает вопрос - вы вскрывали рельсу для получения размеров, или она просто сбоку где-то видна? Если бы вскрывали бетон, то думаю, нашли бы и методику сцепления бетона с рельсой...