Проучване на състоянието на мостови съоръжения в София

Доц. д-р инж. Евелина Иванова, инж. Десислава Митева, инж. Христо Кълвачев, инж. Илиян Стайков, УАСГ Понятието „експлоатационен срок“ на транспортните съоръжения е пряко свързано с принципите на системно прилагане на процедурите по поддръжка, реконструкция и рехабилитация. До настоящия момент* при голяма част от мостовите конструкции в България (РПМ и общинските такива) тези изисквания не са спазвани в достатъчна степен и съоръженията са със занижени експлоатационни показатели и компрометирани функции в различна степен. В началото на XXI в. регистрираните проблеми с функционалността на много от транспортните мостове в град София вследствие на утежнени експлоатационни условия наложиха поредица от обследвания, чрез които да се заснеме техническото състояние на конструкциите им. В резултат от изготвените експертизи бяха извършени ремонтни и рехабилитационни дейности по възстановяване на носещи и неносещи елементи от съоръженията. Целта беше запазване на експлоатационната им годност и гарантиране на трайността им в дългосрочен план. В статията е представена актуална към издаването й визуална оценка на видимите стоманобетонни елементи на някои от мостовите съоръжения в град София, които са били обект на диагностика и последваща рехабилитация. Фотодокументирано е състоянието на пътната настилка, тротоарни блокове, отводнителни елементи, дилатационни фуги, бетонни повърхности на мостовите плочи, греди, ригели, стълбове, устои. Съоръжения по надлез „Надежда“ - фиг. 1 Пътен възел „Надежда“ е проектиран и построен през втората половина на 60-те години на ХХ в. Възелът е комуникационна пътна връзка между централните градски части на София и северните жилищни комплекси: „Надежда”, „Толстой”, „Връбница”, „Свобода”, „Илиянци”, „Орландовци”, „Бенковски”, и северната промишлена зона. Съоръженията му премостват жп линии в западната гърловина на гара София по трите основни направления - Мездра, Драгоман и Кулата; трамвайните линии за северните квартали, руслото на река Суходолска и локални пътни връзки. Състои се от 15 транспортни съоръжения ([7] и [8]). Според [9] до края на 2012 г. са ремонтирани общо 12, като според [7] обявената тръжна процедура обхваща ремонтни дейности, които бяха предвидени в 6 етапа. Според докладите от направените предварителни проучвания и обследвания на техническото състояние [8] при почти всички съоръжения са регистрирани еднотипни експлоатационни дефекти: оголена армировка; компрометирано състояние на бетонните повърхности (корозия на материала и нарушено бетонно покритие); неефективно повърхностно отводняване (неизправност на отводнителната система) и влошена хидроизолация, особено на трамвайните платна, където релсовият транспорт нанася поражения по пътните плочи и главните носещи мостови елементи; нарушаване на пътните настилки върху мостовете в значителни участъци и/или локално в резултат от интензивен трафик и тежки превозни средства, липсващи мостови парапети и предпазни огради; повреди в областта на устоите, крилата и други части от долното строене (фиг. 2 - 6). Всички изредени повреди са последица от липса на наблюдение и своевременни текущи ремонти. В становище на експертен състав от УАСГ, обследвал нееднократно конструкциите, се заключава, че значителното увеличаване на интензивността на натоварването (на много места в София тя е достигнала или прехвърлила приетата за критична в европейските стандарти) на всички мостови съоръжения, които са вписани в кръга на Околовръстен път, дава основание тези съоръжения да попаднат в графата „тежко натоварени” и следователно се нуждаят от задължително системно наблюдение, поддържане и ремонти. За ремонтните дейности през 2012 г. е било предвидено саниране на бетона и полагане на нови бетонни покрития за предпазване на армировката от корозия, поставяне на нови отводнители, хидроизолация, тротоари, трамваен път и контактно-кабелна мрежа. Надлез по бул. „Ломско шосе” над ул. „Виолетка” (бивша „Ген. Жостов“) - фиг. 2. Осъществява връзката между централния кръг на транспортен възел „Надежда” с бул. „Ломско шосе”. Габаритът му е две платна с по две ленти плюс разделителна ивица и два тротоара. Конструкцията на надлеза представлява коса двуконзолна монолитна стоманобетонна рамка с противотежестни гардбаластрови стени и завърнати крила. Състои се от 14 главни и 3 напречни греди - над двата реда по 4 колони и в средата на отвора (вж. фиг. 2а). Според [8] към 2012 г. преди започване на ремонтните дейности по съоръжението е констатирано следното състояние - фугите между подпорните стени са били в лошо състояние, имало е оголена армировка, липсвала е облицовка по откосите и парапети. Предвидени ремонтни дейности - почистване на бетонните повърхности и на корозиралата оголена армировка, нанасяне на предпазен слой, да се положи ново бетонно покритие и да се санират 28 броя лагери. Планирано е било да се положи нов изравнителен бетон, хидроизолация, плътен асфалтобетон и нова тръбна мрежа. Състояние към момента: при огледа на надлеза към момента беше констатирано добро общо състояние на съоръжението. На места се наблюдава карбонизация на бетона, липса на бетонно покритие основно по гредите, оголване на носещата армировка около местата на отводнителите, главно при устоите. Наблюдавахме не добре работеща отводнителна система, главно затлачване на отводнителите, което води до обливане на основните носещи конструктивни елементи. Пътната настилка е без деструкции, парапетът и еластичната ограда са в много добро състояние. Поставената облицовка от наредени плочи е в много добро състояние (вж. фиг. 2 б-д). Западен, централен и източен трамваен подлез - фиг. 3. Според [8] западният трамваен подлез осъществява изходната пътна връзка от централния кръг на възел „Надежда“ към центъра на София. Той има три връхни конструкции с общи подпорни стени. Представлява коса монолитна едноотворна гредова връхна конструкция с 10 главни и 4 напречни греди и монолитна плоча (фиг. 3а и 3б). Цялата гредова конструкция се носи от високи и плътни устои. Централният трамваен подлез осъществява входа и изхода откъм София по основното направление север - юг на транспортен възел „Надежда“. Представлява коса монолитна едноотворна гредова връхна конструкция с 11 главни и 4 напречни греди. Гредоскарата се носи от високи плътни устои. Източният трамваен подлез осъществява входната връзка от центъра на София към кръговото движение на възел „Надежда“. Представлява също коса монолитна едноотворна гредова връхна конструкция, но с 12 главни и 4 напречни греди. Към 2012 г. експертизата е установила следните проблеми - към връхната конструкция и на трите съоръжения многократно и по различни начини е закачана контактната трамвайна мрежа, вследствие на което се наблюдава интензивна електрокорозия. В много лошо състояние са били корнизите и тротоарните конзоли, липсвали са предпазни огради, а парапетите са били корозирали и повредени. Предвидени ремонтни дейности: предвидено е било извършване на ремонт на фугите, саниране на връхната конструкция, както и нова хидроизолация и асфалтобетонна пътна настилка. Предвидено е било поставянето на нови корнизи и тротоарни елементи. Към момента и трите надлеза са със запазени повърхности без видими проблемни зони по санираните бетонни повърхности. Основните проблеми, които бяха наблюдавани, бяха по устоите, изразяващи се в отворени вертикални пукнатини в зоните между устоите и крилата към тях. Много добро общо състояние на главните и напречни греди и пътната плоча. Парапетите и еластичните огради също са без съществени зони с ръжда и запазена функционалност (вж. фиг. 3 в-е). Пътен надлез над западната гърловина на гара София - фиг. 4. Това е най-голямото съоръжение на транспортен възел „Надежда“. Намира се в южната му част, източно от трамвайния тунел и премоства всички жп коловози в западната гърловина на гара София за направленията Драгоман и Кулата. Представлява триотворна гредова връхна конструкция с 13 главни греди, с габарит за две пътни платна с по две ленти, разделителна ивица и два тротоара. Устоите са монолитни със завърнати крила, а стълбовете са с по 5 кръгли колони (фиг. 4а и 4б). Преди ремонтите дейности от 2012 г. е установено, че надлезът е в най-тежко експлоатационно състояние от поредицата съоръжения. Към момента беше констатирано, че основните ремонтни дейности, извършени по съоръжението, са по колоните и ригелите на стълбовете, включително при стъпването на главните греди. Връхната конструкция е в сравнително добро общо състояние. Може да се каже следното: констатира се лоша система за отводняване, тръбите на отводнителите са разположени непосредствено върху ригелите, като по този начин се облива елементът и колоните под него. Този проблем при отводняването е наложил санирането по ригелите през 2012 година. Отделно отново се наблюдават вертикални пукнатини в зоните между тялото на устоите и крилата му. Парапетът и предпазната ограда са корозирали и неподдържани (фиг. 4в - 4д). Надлез по ул. „202” над трамвайните и жп линии - фиг. 5. Този надлез осъществява връзката между централния кръг на транспортен възел „Надежда“ с ул. „202” в посока Централни софийски гробища. Габаритът му е две платна с по две ленти за движение плюс разделителна ивица и два тротоара. Представлява двуотворна монолитна гредова връхна конструкция с 13 бр. главни греди и 7 бр. напречни - над средната опора от 6 бр. колони, в третините на двата отвора и при устоите (вж. фиг. 5а и б). Извършените ремонтни дейности са по частта от съоръжението над трамвайния път. Частта от него, минаваща върху жп линия, не е ремонтирана изобщо. Основните проблеми, които се наблюдават по конструктивните елементи, са свързани с карбонизация на бетона, липсващо бетонно покритие, основно по гредите и главно в зоните на опиране върху устоите и местата, където са разположени отводнителите. Отново се наблюдават вертикални пукнатини в зоните между устоите и крилата. Налице е корозия на бетона на пътната стоманобетонна плоча в зоните под тротоарната конзола (вж. фиг. 5 в - ж). Общи изводи за текущото състояние на мостовите съоръжения от надлез „Надежда” към настоящия момент Основните проблеми, които бяха наблюдавани по съоръженията от надлеза, могат да се групират по следния начин: - липса на бетонно покритие по носещите елементи от връхната конструкция (основно гредите); - корозия на бетона по основните конструктивни елементи; - при устоите - вертикални пукнатини между тялото на устоя и крилата му (от действие на масива в комбинация с факта, че крилата при тези конструкции са изпълнявани отделно от стената на устоя); - при част от съоръженията приложената система за отводняване е неефективна (тръбите обливат носещи конструктивни елементи на съоръжението или водоотвеждащите ситеми се оттичат върху насипите при опорите, което води до просмукване на води до частите на връхната конструкция и долното строене; - ограничителните системи са в лошо общо състояние (корозирали на много места). Надлез „Бакърена фабрика“ - конструкция запад - фиг. 6 и 7. Габаритът на съоръжението е 14 м (пътно платно 10,50 м и два тротоара – 2 м и 1,5 м [10]) и е с дължина 485,30 м [10], реализирана в рамките на 18 отвора, премоствани от по 6 широкофланшови ГТ греди (СМУ „Мостстрой“), които стъпват на неопренови и стоманени подвижни лагери. Пътната плоча е монолитна и непрекъсната, изпълнена с оставащ кофраж от Lt-ламарина. Долното строене се състои от ригел с обърнато Т-сечение, стоманобетонни стълбове с постоянно напречно сечение и устои. В периода 2006 - 2008 г. са направени заснемания на състоянието, при което са установени повреди и дефекти по конструкцията (корозия на бетона и армировката, загуба на бетонно покритие) и функционалните части (компрометирана асфалтобетонна настилка, разрушени тротоарни блокове, скъсани и корозирали стоманени парапети, нефункционираща хидроизолация вследствие на разрушаване на предпазния бетон, деформации на плочата в опънна зона [3], запушени отводнители - корозирали или разрушени, дефектирали дилатационни фуги и др. Ремонтните работи са извършени през 2010 г. По данни от изпълнителя дейностите могат да се обобщят в следните направления: изпълнена нова изравняваща плоча, извършени са възстановителни дейности по ригелите и устоите (основно торкретиране на повредените повърхности), почистени са ролковите лагери, при дилатационните фуги са изградени противоземетръсни буфери и е почистена и санирана част от Lt-ламарината, реконструирани са тротоарните блокове и е консервиран прилежащият им корниз, където е било необходимо. От функционалните и предпазни части са подменени дилатационни фуги, поставени са нови отводнители и са подновени шахти на съществуващите, поставена е предпазна ограда, реновиран е парапетът, положена е нова хидроизолация и асфалтобетон, подобрено е уличното осветление. Към момента съоръжението е в добро състояние, не се регистрираха повреди и дефекти по реконструираните елементи. Слабостите се изразяват в следните моменти основно при функционалните елементи: корниз на тротоарен блок: налични участъци с несъвършенства в саниращото покритие - на места е обрушено (фиг. 7 а и б). По долната му повърхност се наблюдава химическа корозия на бетона, която е засегнала и стоманобетонната мостова плоча в контактната зона (фиг. 7 в и г). На места е съчетано с недостатъчно бетонно покритие и последващата я корозия в корниза (фиг. 7 в и г). Водоотвеждащи системи: недобро функциониращо отводняване на места при тротоарите, дължащо се на повредени отводнители (с недостатъчна дължина на тръбните части или изцяло липсващи, запушени частично шахти - фиг. 8 а и б). Ограничителни системи: корозия по частите на стоманения парапет и при някои от стълбчетата на предпазната стоманена ограда на различни места по дължина на надлеза (фиг. 8 в и г). Изводи Поддръжката на стоманобетонните мостове изисква оптимизиране на система „мониторинг - ремонт“, която да регистрира своевременно новопоявили се дефекти и повреди по носещите и неносещите части на съоръженията. Към момента същата може да бъде оценена като недостатъчна и нерегулярна от страна на органите, които отговарят за транспортната инфраструктура в рамките на общините. Основните повреди след извършени ремонти и рехабилитации по мостовите транспортни съоръжения са с експлоатационен характер и могат да се обобщят, както следва: • разрушаване на асфалтобетонните пътни настилки - участъково или локално, вследствие тежко натоварване и/или некачествено изпълнение; • разрушения и деструкции по функционалните части (тротоарни блокове, фуги и други); • недостатъци в изпълнените отводняващи системи (концептуални проектни недостатъци при разположението и вида отводнители, липсващи части, некачествено изпълнение) и поддръжката му, което води до неизправности при функционирането им и последващо увреждане на носещите конструктивни стоманобетонни елементи. Санирането на мостовите конструкции трябва да се развива в посока на въвеждане на нови технологии и материали, които предполагат по-голяма дълготрайност и защита от увреждащите въздействия на околната среда. Авторите изказват благодарност на проф. д-р инж. Димитър Димов за предоставените материали и експертните становища по темата на статията.