Повреждения и дефекты железобетонных опор
Многие дефекты железобетонных опор появляются в процессе изготовления и должны своевременно выявляться на заводах-изготовителях, в процессе строительства линии или приемки ее в эксплуатацию. В случае отклонения от нормальной технологии изготовления имеют место плохое сцепление арматуры с бетоном, неравномерная толщина стенки бетонной трубы по сечению, односторонний сдвиг арматурного каркаса относительно оси ствола опоры. В любом случае толщина защитной стенки бетона не должна быть менее 10 мм, так как иначе возможны коррозия арматуры и снижение механической прочности опоры. Особое внимание следует обращать на наличие трещин в стволах бетонных опор. Появление волосяных трещин не вызывает особых опасений, но их значительное раскрытие угрожает долговечности конструкции из-за возможной коррозии арматуры или разрушения бетона (особенно на уровне грунтовых вод). В том сечении, где глубокие трещины в бетоне доходят до арматуры, все внешние нагрузки воспринимаются лишь арматурой и механическая прочность опоры резко снижается.
Для железобетонных опор (с ненапряженной арматурой) допускается наличие на 1 пог. м. не более шести кольцевых трещин шириной до 0,2 мм. Для опор с частично напряженной арматурой ширина раскрытия трещин допускается не более 0,05 мм. Опоры с полностью напряженной арматурой не должны вообще иметь трещин.
Проверка наличия и ширины раскрытия трещин в бетоне железобетонных опор с выборочным вскрытием грунта производится после первых 3 лет эксплуатации, а далее 1 раз в 6 лет. Размеры трещин замеряются специальным прибором — оптическим трещиномером. Величина раскрытия трещин зависит от многих факторов: характера нагрузки, процента армирования сечения, диаметра армирующих стержней и качества сцепления бетона с арматурой. Испытания одностоечных железобетонных опор показали, что раскрытие трещин выше допустимых значений происходит в основном в верхней части опор, где процент армировки сечения мал. Предварительное напряжение арматуры и применение арматуры периодического профиля в значительной степени снижают трещинообразование и величину раскрытия трещин.
Поскольку железобетонные опоры имеют значительный собственный вес, особое внимание следует обращать на их аккуратную перевозку, погрузку, разгрузку и хранение. От сильных ударов или больших усилии в самой опоре может произойти скол бетона, раскрытие трещин выше допустимых норм или поломка опоры. Перевозка железобетонных опор по железной дороге осуществляется на сдвоенных платформах с обязательной установкой между рядами опор деревянных прокладок через 5—6 м. На одном сцепе следует укладывать не более трех рядов опор. Перевозка опор по трассе производится в специальных касетных устройствах, в которых через каждые 5 м имеются опорные площадки. Использование обычных прицепов для перевозки железобетонных опор не разрешается, так как ствол опоры ломается под действием собственного веса.
Для погрузки и разгрузки железобетонных опор применяются специальные металлические приспособления или специальная строповка, обеспечивающая захват ствола опоры в нескольких точках. При хранении железобетонных опор на складах следует через каждые 5 м устанавливать прокладки и укладывать в штабеле не более трех рядов их.
Крены железобетонных опор вдоль и поперек линии резко снижают механическую прочность опоры и способствуют усиленному трещинообразованию, так как вследствие большого собственного веса опоры увеличиваются механические напряжения в нижней части опоры.
Испытания одностоечной промежуточной опоры типа ДП-1 показали, что при наклоне опоры только на 2° ее несущая способность уменьшается на 8—10%. Поэтому для железобетонных опор допускаются наклоны опор вдоль и поперек линии не более 1/150.
В процессе строительства и приемки железобетонных опор в эксплуатацию большое внимание следует уделять правильной заделке опор в грунте. Опыт эксплуатации показывает, что плохие засыпка и трамбовка пробуренных котлованов вызывают значительные крены опор, особенно в период весеннего таяния снегов и осенних дождей. При изменении направления ветра на 100—180° опора «переваливается» в котловане и может сломаться. Поэтому первые 1—2 года эксплуатации следует тщательно осматривать линии на железо-бетонных опорах весной и осенью после сильных ветров и своевременно производить выправку опор, отклонившихся от вертикали больше нормы.
Выправка опор производится специально обученной бригадой электромонтеров в составе производителя работ и трех-четырех электромонтеров. Без снятия напряжения с линии можно выправлять опоры с кренами, не превышающими 20°, при скорости ветра не более 10 м/сек. Если на одной линии работает несколько бригад, то расстояние между ними должно быть не менее пяти промежуточных пролетов. Выправку опоры как вдоль, так и поперек линии производят путем создания тяжения по тяговому тросу в сторону, противоположную крену опоры. В качестве тягового механизма можно использовать моторные лебедки линейных автомашин и тракторов. Тяговый трос и две оттяжки закрепляются на опоре электромонтером, поднявшимся на когтях, или со специальной лестницы. Если угол отклонения опоры от вертикали составляет более 15°, то крепление такелажа на опоре производится с телескопической вышки. Между петлями тросов и телом опоры для защиты бетона от разрушения подкладываются деревянные чурбаки или доски длиной 0,6—0,8 м. Оттяжки крепятся или к тракторам, или через полиспасты к зарытым в землю якорям. После откопки основания опоры на нужную глубину, плавно увеличивая усилие в тяговом тросе и одновременно ослабляя оттяжки, производят выправку опоры и укрепление ее основания. В слабых водонасыщенных грунтах устанавливаются один-два железобетонных ригеля, плоскость которых должна располагаться перпендикулярно направлению выправки опоры. После окончания работ по выправке производится засыпка котлованов с послойным трамбованием. Если глубина закопки опоры была меньше проектной, опору обваловывают грунтом с радиусом обваловки 1,5—2 м. Механические повреждения железобетонных опор возможны во время неправильно организованных монтажных и ремонтных работ. В случае появления трещин они должны промазываться битумом или цементным раствором. Перед началом промазки трещин цементным раствором необходимо произвести тщательную очистку поверхности старого бетона и увлажнить его. Залив подготовленную поверхность тонким слоем чистого цементного раствора, производят затирку трещин или наращивание сколов.
Для приготовления цементного раствора следует применять только чистый речной песок и воду, не содержащие глины, земли, ила или солей, которые снижают прочность цементного раствора. Опоры со значительными механическими повреждениями (кольцевой излом, скол бетона до арматуры) должны заменяться новыми.
Расчеты и экспериментальные исследования, проведенные во ВНИИЭ, показали, что все элементы арматуры, участвующие в отводе в землю импульсного тока молнии или тока короткого замыкания, должны иметь надежное электрическое соединение. В противном случае при прохождении тока молнии или тока короткого замыкания внутри бетона может произойти снижение механической прочности и даже разрушение опоры.
Поэтому на всех опорах до их установки на линии и в первый год эксплуатации надо проверить наличие электрической цепи «грозозащитный трос — земля» при помощи мегомметра. В тех местах, где при отклонении гирлянды изоляторов возможен разряд на тело опоры, устанавливаются специальные металлические кольца, связанные с заземленной арматурой.
Для лучшей гидроизоляции подземной части опор их надо обмазывать битумом и перед установкой обязательно проверять сохранность битумного покрытия.
Если на железобетонной опоре установлены металлические траверсы, следует производить их периодические осмотр и ремонт. Особое внимание следует обращать на надежность крепления стальных круглых тяг, качество сварных швов и качество оцинковки. В практике неоднократно были случаи поломки металлических траверс из-за некачественной сварки элементов тяг, порчи резьбы тяг и др. На опорах портального типа с железобетонными траверсами следует тщательно проверять надежность элементов шпренгельной системы, так как ослабление натяжки шпренгелей приводит к появлению значительных изгибающих усилий и поломке траверсы. При появлении следов коррозии следует произвести окраску траверс и других деталей красителями, не содержащими в своем составе кислот и свинца, разрушающих оцинковку. Тщательный верховой осмотр металлических траверс производится 1 раз в 3 года.
Способы подъема на железобетонные опоры. Наиболее надежным и удобным способом подъема электромонтеров на железобетонные опоры является подъем при помощи телескопической выШки. В тех местах, где подъезд автовышки к опоре невозможен, в энергосистемах применяются специальные составные (выдвижные) лестницы из дюралюминиевых труб или другие приспособления.
Влезание на конические центрифугированные опоры удобнее всего осуществлять с помощью составных или выдвижных дюралюминиевых лестниц. Составные лест» ницы состоят из нескольких звеньев, которые последовательно наращиваются и закрепляются за опору. Процесс подъема электромонтера до нижней траверсы продолжается 15—20 мин.
Для влезания на опоры диаметром 30—35 см с небольшой конусностью применяются специальные «когти — петли». Влезание на опоры при помощи этих когтей производится следующим образом.
Электромонтер, подойдя к стволу опоры, вставляет ноги в стремена и закрепляет их ремнями. На уровне пояса он охватывает петлей короткого троса ствол опоры и, закрыв карабин, затягивает ее ногой, перенеся на последнюю вес всего тела. Выше первой петли на 25—30 см электромонтер охватывает ствол второй петлей более длинного троса и, закрыв карабин, затягивает ее, распределив вес тела на обе ноги. Для тросовых петель используется трос диаметром 6 мм. В этом исходном положении для подъема на опору он закрепляется монтерским поясом, оснащенным для подъема на опоры конической формы удлиненной цепью с двумя карабинами. Подъем на опору заключается в последовательной перестановке тросовых петель, предварительно освобождаемых от веса электромонтера переносом его на одну из ног. При необходимости переместиться по стволу опоры через траверсу обе петли перемещаются к точке крепления траверсы, после чего их последовательно переносят через траверсу. Подъем на опору продолжается 10—15 мин. Аналогично производится и спуск с опоры. Для подъема на железобетонные опоры прямоугольного сечения на линиях электропередачи напряжением до 10 кв применяются когти. Когти изготовляются из круглой стали марки Ст. 4 диаметром 15 мм и их форма соответствует прямоугольному сечению опоры. Для предотвращения скольжения когтей по опоре в местах обхвата или углов опоры предусматриваются прокладки из мелкопористой резины, которые крепятся винтами к телу когтя. В передней части когтей крепится по два металлических острых шипа для предотвращения скольжения когтей при работе на обледеневших опорах.
