Основные принципы восстановительных работ
|
Техника восстановительных работ зависит от характера разрушения сооружения и причин, его вызвавших. Разрушения и повреждения объемных сооружений подразделяются на 8 основных видов (рис. 1.14), которые в свою очередь составляют две группы: — повреждения сооружения в целом или изменение положения относительно его основания: смещения, просадки, наклоны, опрокидывания; — повреждения отдельных конструкций сооружения ИЛИ ИХ элементов: деформации, обрушения, повреждения, крушения. Причинами, вызывающими повреждения первой группы, являются: — недостаточная или неравномерная несущая способность основания; — чрезмерные неравномерные нагрузки, превышающие расчетные. Методы восстановления: подъем аварийных сооружений в целом или по частям, стабилизация их в том положении, в котором они оказались, чтобы не допустить дальнейшей просадки или полного крушения. Причинами, вызывающими повреждения второй группы, являются: — силовые воздействия (статические и динамические) — разрывы, потеря устойчивости, трещины, потеря прочности соединений -и т. п.; — механические воздействия — вмятины, прогибы, искривления, истирания и т. д.; — физические воздействия — коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах; — химические воздействия — коррозия.  Восстановление таких сооружений может осуществляться путем устройства полностью новой конструкции взамен разрушенной, изготовления отдельных элементов конструкции взамен поврежденных, ликвидации поврежденной конструкции в целом или отдельных ее элементов. В зависимости от эксплуатационных требований поврежденная конструкция может быть восстановлена в прежнем виде с некоторыми упрощениями, с усилением или реконструкцией (модернизацией). Определение технической возможности и целесообразности восстановления сооружений, а также выбор способов и схем их восстановления должны производиться в каждом отдельном случае в зависимости: — от эксплуатационных требований (величины полезных и повторных нагрузок, жесткости и т. п.); — от величины свободных габаритов внутренних помещений сооружений; — от экономической эффективности восстановления по сравнению с возведением нового сооружения, конструкции или ее отдельных элементов взамен поврежденных (с учетом расходов по разборке существующей конструкции). При проведении восстановительных работ следует иметь в виду, что в ряде поврежденных сооружений могут содержаться скрытые запасы прочности и устойчивости конструкции. Это объясняется следующими причинами: а) в довоенные годы возведение сооружений производилось в соответствии с действовавшими тогда техническими условиями, предусматривавшими завышенные запасы прочности конструкций и заниженные нормы допускаемых напряжений по сравнению с современными техническими условиями; б) при проектировании и статическом расчете определенного комплекса конструкций они условно расчленяются на отдельные плоские схемы. В действительности же этот комплекс представляет собой пространственную многократно статически неопределимую систему. Поэтому элементы перекрытий сооружений часто не разрушаются, несмотря на подрыв отдельных опор, несущих эти перекрытия; в) при исключении отдельных элементов из стержневой системы она может нести относительно большую нагрузку за счет жесткости узлов и собственной жесткости отдельных стержней, несмотря на то что теоретически схема этой системы стала геометрически изменяемой; г) положительное влияние также оказывают свойства пластичности металла и других материалов. Вместе с тем следует иметь в виду, что величину снижения допускаемых напряжений вследствие износа, повреждения и коррозии конструкций заранее установить невозможно. Например, для конструкций, подвергавшихся в течение многих лет действию высоких температур (доменные печи и т. п.), возможно снижение допускаемых напряжений против норм на 10—15%. В зависимости от степени повреждения конструкции разрушенных сооружений можно разбить на следующие группы: — конструкции, совершенно непригодные для восстановления (такие конструкции расчленяются на части и удаляются за пределы объекта); — конструкции, которые могут быть восстановлены после правки в демонтированном виде; — конструкции, которые могут быть восстановлены без демонтажа путем выправления, усиления или замены отдельных поврежденных элементов. Как показала практика восстановительных организаций во время второй мировой войны и в послевоенный период, при производстве работ по восстановлению разрушенных сооружений должны соблюдаться следующие основные принципы: 1) минимум демонтажных работ; 2) максимальное использование поврежденных конструкций; 3) подъем конструкций крупными блоками; 4) максимальная механизация работ; 5) широкое применение заранее заготовленных стандартных элементов заводского и полигонного изготовления. К демонтажу конструкций следует прибегать лишь в случаях сильного их повреждения. Демонтаж осевших или упавших блоков является обычно технически сложной задачей вследствие трудности определения усилий в элементах и точек закрепления нависших или упавших частей сооружения. Кроме того, он связан с большим объемом высотных работ по разрубке и резке поврежденных элементов и требует закрепления соседних элементов путем устройства специальных приспособлений. При восстановлении металлических конструкций без их демонтажа приходится привлекать верхолазов, рабочих высокой квалификации (сборщиков, клепальщиков, сварщиков), устраивать специальные леса и рештования. При этом ограничивается фронт работ и снижается производительность труда рабочих. Известно также, что при монтаже крупными блоками необходима более сложная подготовка работ, чем при обычном способе их производства. Однако практика показала, что все затраты полностью окупаются. Необходимо также максимально использовать поврежденные конструкции, так как изготовление новых связано с затратами металла и других дефицитных (особенно во время войны) материалов и является процессом индивидуальным (немассовым) и, следовательно, весьма трудоемким. С учетом конкретных местных условий восстановительные работы рекомендуется вести с максимальным укрупнением монтажных элементов в крупные блоки перед их подъемом и установкой. Выбор конструктивной схемы восстановления сооружения зависит от местных условий, степени повреждения сооружения, наличия строительных материалов и сроков восстановления. Вследствие этого восстановление сооружения не всегда ведется по ранее установленной схеме. Например, в практике восстановления часто встречается сочетание стальных конструкций с железобетонными. Вполне допустима замена железобетонных колонн металлическими и наоборот, а также изменение конструкции восстановленного пролета сооружения по сравнению с конструкцией сохранившихся пролетов. В большинстве случаев целесообразно применение готовых, обнаруженных вблизи объекта конструкций. Их часто можно найти на том же объекте в виде законченных конструкций (фермы, колонны, балки, железобетонные плиты), демонтированных или недостроенных сооружений или в виде полуфабрикатов в сборных цехах заводов, мастерских или складах металлолома. Упавшие, смещенные, провисшие или наклонившиеся конструкции могут быть возвращены в проектное положение путем поднятия их на временных опорах, прогонах или шпальных клетках с помощью домкратов или постепенным подклиниванием. При этом необходимо тщательно контролировать, чтобы при подъеме они не перешли свое проектное положение.  Классическими примерами восстановления сооружения в первоначальном проектном положении без демонтажа являются восстановление наклонившегося железобетонного элеватора в Канаде, производство работ по подъему которого изображено на рис. 1.15,I, подъем в России домны № 4 «Азовстали», подорванной фашистами в период Великой Отечественной войны, выравнивание наклонившихся заводских труб в Саратове и «падающего» минарета в Самарканде по методу «мгновенных центров вращения» инженера Шухова (рис. 1.15, III). Характерным примером восстановления поврежденных конструкций в первоначальное положение следует также считать подъем просевших аэродромных и автодорожных железобетонных плит покрытия способом нагнетания раствора или поддува песка, подъем на шпальных клетках обрушенного пролетного строения моста и т. п. Стоимость таких восстановительных работ во много раз меньше стоимости возведения аналогичных конструкций заново. Обычно возвращению конструкций в проектное положение препятствует жесткость искривленных и деформированных элементов, например стержней, которые в большинстве случаев при разрушении получают удлинение за пределами текучести стали. Для устранения сопротивления некоторых деформированных металлических элементов (стержней арматуры или стоек и связей ферм) их разрезают и сваривают вновь после возвращения конструкций в исходное положение. При сильных искривлениях и других деформациях разрушенные конструкции могут быть расчленены на отдельные части, которые вновь соединяют между собой (сваркой, бетонированием и т. и.) после подъема в проектное положение. Европейский опыт восстановления в послевоенный период разрушенных городов показал различный подход в отдельных странах к вопросу о целесообразности их восстановления. В то время как в России в максимально короткие сроки были восстановлены и реконструированы все разрушенные населенные пункты и крупные города, даже такие, как полностью разрушенный Сталинград, в Чехословакии, Польше, Югославии, а также в значительной мере во Франции, Италии, Дании и других странах Европы доминировал принцип сохранения исторически сложившейся старой застройки. В Западной Германии ряд сильно разрушенных населенных пунктов вообще не восстанавливали, а строили вблизи них с применением совр&менных индустриальных методов новые, пренебрегая ради экономической выгоды традиционными, патриотическими, историческими и архитектурно-художественными соображениями. Опыт послевоенного восстановительного периода показал принципиальную целесообразность восстановления капитальных каменных зданий, разрушения которых от воздействия ФАБ имели местный характер, при условии, что постройка до повреждения не была физически и морально устаревшей и соответствовала современным требованиям эксплуатации. Исключение составляли старые дома, которые не имели исторической или архитектурно-художественной ценности и реставрация которых не могла считаться достаточно мотивированной. Во многих случаях капитальное восстановление производилось с одновременной реконструкцией городов, их микрорайонов, отдельных поврежденных зданий, в процессе которого расширялись улицы, надстраивались, пристраивались и передвигались здания, а также улучшалась внутренняя планировка квартир. Сопровождалось реконструкцией также и капитальное восстановление промышленных сооружений, коммуникаций и различных военных и промышленных объектов (расширение и спрямление автомобильных дорог, удлинение и наращивание по толщине покрытий взлетно-посадочных полос аэропортов и т. д.). |
