В процессе эксплуатации в стальных пролетных строениях мостов возникают и развиваются дефекты. По характеру эти дефекты можно разделить на следующие группы: расстройство заклепочных и болтовых соединений; усталостные повреждения; коррозия металла; хрупкие разрушения; механические повреждения.
Дефекты металлических пролетных строений.
Расстройство заклепочных соединений. Одним из наиболее распространенных дефектов клепаных пролетных строений является расстройство заклепочных соединений; оно связано с их износом, который главным образом зависит от величины суммарных перемещений (сдвигов) по плоскостям контакта соединения. Эти сдвиги в свою очередь находятся в прямой зависимости от интенсивности движения поездов, напряженного состояния соединения, характера динамического воздействия. Большое влияние на скорость износа оказывают конструктивные особенности соединения и среда, в которой они работают. В связи с повышением интенсивности движения поездов, увеличением их веса и скоростей развитие этих дефектов может возрастать. Расстройство заклепочных соединений является серьезным дефектом, который наряду с увеличением динамического воздействия на соединение и снижением его сопротивляемости редко действующим максимальным нагрузкам приводит к значительному повышению концентрации напряжений у заклепочных отверстий. Исследования, выполненные в МИИТе, показывают, что коэффициент концентрации напряжений для заклепочных отверстий в зависимости от степени износа соединения может изменяться в несколько раз. Соответственно возрастает накопление усталостных повреждений и вероятность их усталостного разрушения, особенно в элементах, работающих на многократно повторяющиеся знакопеременные или растягивающие усилия.
Расстройство заклепочных соединений — процесс длительный. По мере износа соединения оно может работать в трех стадиях. В стадии I работы заклепочного соединения все усилие передается трением по поверхностям контактов соединяемых элементов. При этом у кромок заклепочных отверстий возникает минимальная концентрация напряжений. В стадии II работа соединения характеризуется передачей усилий как трением, так и непосредственно через стержни заклепок на стенки отверстий. Концентрация напряжений при этом у кромок отверстий возрастает. В стадии III (наиболее неблагоприятной) усилия передаются только через стержни заклепок на стенки отверстий и концентрация напряжений у кромок заклепочных отверстий достигает максимальной величины. Внешним признаком работы соединения в этой стадии служит расстройство заклепок. Переход в стадию III наступает раньше появления внешних признаков расстройства заклепок. В результате расстройства заклепок облегчается доступ к кромкам отверстий влаги и агрессивных газов, способствующих появлению коррозии и ускорению процесса развития усталостных и коррозионно-усталост-ных трещин.
