По состоянию на 2021 год, в Украине эксплуатируется более 15 000 мостов. Около 14% этих мостов имеют дефекты. Это означает, что они имеют один или несколько серьёзных дефектов и требуют определенных ограничений для обеспечения безопасности. Такие мосты не являются неизбежно опасными, но они могут ими стать, если не будут приняты необходимые действия.
Для того чтобы гарантировать надежность, долговечность и безопасность искусственных сооружений (мостов), они должны подлежать регулярному неразрушающему контролю и тщательному обследованию. В основном, дефекты относятся к одной из следующих групп: трещины, сколы и другие дефекты бетона; коррозия арматуры; дефекты деформационных швов: дефекты опорных частей; плохой водоотвод; общие деформации пролетных строений; осадки и смещения фундаментов.
В случае, если один из этих дефектов обнаружен, требуется скорейшее его устранение. Кроме регулярных осмотров необходимы специальные осмотры в тех случаях, когда мост подвергался особым нагрузкам, например, сверхнормативная нагрузка, паводок, землетрясение или авария.
Кроме этого, среди причин выхода мостов из рабочего состояния можно отнести интенсивное применение химикатов против обледенения и недостаточность мероприятий по техническому обслуживанию.
Для повышения и обеспечения безопасности мостов, используются различные методы контроля. Но, когда визуально нельзя оценить состояние тех или иных дефектов, используют неразрушающий метод контроля. С его помощью можно определить: прочность бетона, глубину карбонизации бетона, его структуру, толщину защитного слоя, наличие скрытых раковин или пустот и прочее.
Миллионы ежедневных поездок совершаются через мост с дефектами конструкции. На протяжении всего срока службы сооружений повышенный износ и старение мостов приводит к более высокому риску для безопасности пассажиров. Исходя из чего, это приводит к образованию трещин и сдвигов в сварных швах и болтовых соединениях моста. Если такие дефекты будут продолжать расти, это может привести к аварийным последствиям. При эксплуатации мостов требуется помнить, что ремонтные работы должны делаться вовремя, до того времени, как структурные дефекты не привели к тяжело устранимым последствиям. Все это позволит существенно продлить срок службы мостов, обеспечить отсутствие аварий и сэкономить значительные средства.
Болтовые и сварные соединения стальных опор особенно склонны к нарушению целостности и коррозионному растрескиванию. К примеру, внутри сварного шва могут образоваться поры. Причиной, по которой появляются поры: высокая скорость сварки, наличие посторонних примесей в материалах, подлежащих сварке, излишняя влага и пр.
Болтовое соединение может быть ослаблено касательным напряжением, которое возникает при воздействии двух противоположных сил на скрепленные конструкции. Эти слабые участки создают концентрированные точки высокого напряжения и образуются трещины.
Возможные дефекты и несплошности в сварном швеКапиллярный контроль
Это один из традиционных методов неразрушающего контроля для исследования сварных швов. Данный метод является сравнительно доступным, не требует больших материальных средств и прост в использовании. Но не считая всех этих преимуществ, капиллярный контроль способен обнаруживать поверхностные трещины и сквозные полости с глубиной распространения, превышающей ширину раскрытия и не позволяет обнаруживать подповерхностные трещины. Также контроль возможен только при прямом доступе к исследуемой поверхности, а шероховатость поверхности может повлиять на качество контроля.
Также существует еще один из методов неразрушающего контроля используемый для мостовых конструкций – радиографический контроль (РК). С помощью него обнаруживаются такие недостатки, как посторонние включения, нарушения геометрии. Трещины, непровары, присутствие посторонних материалов, поры, ослабляют рентгеновское излучение. Фиксация интенсивности волн дает возможность обнаружить дефекты, определить их расположение и характеристики. Но увы, радиографический контроль использоваться может не всегда. Его использование предоставляет определенные трудности, с помощью него нельзя выявить изъяны сварных соединений, величина которых менее стандартного значения. Также радиографический контроль опасен для здоровья людей, т.к. приходится работать с опасным излучением.
Несмотря на функциональность, традиционные методы НК не являются наиболее эффективными, безопасными и надежными. В настоящее время современные методы ультразвукового контроля позволят получить более точные результаты.
Ультразвуковой контроль с фазированными решетками (ФР)
Является самым распространенным, т.к. позволяет с большой точностью обнаружить скрытые дефекты. Это безопасная, надежная альтернатива капиллярному и радиографическому методам неразрушающего контроля.
Метод ультразвуковой фазированной решетки основывается на преобразовании и генерировании ультразвуковых волн. При наличии дефекта преобразователь детектирует пучок звуковых волн, а далее данные отправляются обратно в дефектоскоп, где преобразуются в визуальное представление, которое специалист использует для обнаружения дефектов.
Кроме вышеперечисленных методов, существует усовершенствованный вихретоковый контроль. Используется для обнаружения трещин и несплошностей в материале на глубине до 4 мм. Разумеется, что ультразвуковой и вихретоковый методы контроля дополняют друг друга, обеспечивая верные и достоверные результаты контроля.
На сегодняшний день количество мостов старше прогнозируемого срока службы и должны быть реконструированы или капитально отремонтированы. Для обеспечения безопасности мостов, специалисты должны иметь возможность выявить любые дефекты. Ультразвуковой дефектоскоп на фазированных решетках (УЗК ФР) и вихретоковый дефектоскоп (ВТК) являются отличной альтернативой РК и капиллярному методу.
В заключении отметим, что для повышения эффективности эксплуатационного содержания мостов большое значение имеет своевременная, правильная и качественная оценка их состояния, которую можно получить во время периодических осмотров.