МДК 02.01 Основы технического обслуживания устройств систем СЦБ и ЖАТ
Тема 1.3. Обслуживание, монтаж и наладка устройств и систем СЦБ и ЖАТ
1.3.2. Порядок технического обслуживания устройств систем СЦБ и ЖАТ
Технология обслуживания светофоров, маршрутных и световых указателей
Содержание:
- Классификация светофоров
- Маршрутные и световые указатели
- Неисправности светофоров
- Технология обслуживания светофоров
- Рекомендуемая литература
- Видео
Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6
Дефекты железобетонных конструкций устройств СЦБ
Рассматривая вопрос о светофорах с позиций надежности и необходимой профилактики, следует остановиться на таких узлах, как железобетонные мачты, фундаменты и светофорные лампы. Именно от таких узлов, как показывает практика, зависит надежность работы светофоров.
В последние годы в целях экономии металлов светофоры с металлическими мачтами на железобетонных фундаментах устанавливаются ограниченно. Наибольшее же распространение имеют железобетонные мачты в виде конических полых труб. Мачты изготавливают методом центрифугирования из бетона марки 300 или 400 с использованием стержневой ненапряженной арматуры гладкой или периодического профиля. Основная рабочая арматура расположена вдоль мачты и представляет собой восемь стержней, размещаемых равномерно по окружности.
Ввод и вывод кабелей, питающих светофор, осуществляются через отверстия в стенках мачт, с приваркой к продольной аппаратуре отрезков металлических труб диаметром 50 мм. Такое конструктивное решение, при котором может возникать электрическая связь между заземляемыми элементами оснастки и рабочей арматурой мачты, создает благоприятные условия для электрокоррозии.
Железобетонные или бетонные конструкции, имеющие те или иные повреждения, делятся на негодные, требующие замены, и дефектные, подлежащие ремонту или защите от коррозии. Подлежат замене: железобетонные мачты и бетонные фундаменты светофоров, имеющие продольные или поперечные трещины в подземной части (в порядке исключения на время, необходимое для проведения работ по замене конструкции, может быть проведено усиление поврежденных мачт светофоров благодаря установке железобетонных или металлических приставок); железобетонные опорные конструкции, у которых наблюдается разрушение бетона свыше 30 % поперечного сечения.
Классификация дефектов всех железобетонных конструкций устройств СЦБ (не только относящихся к светофорам), причины, их вызывающие, и меры, которые необходимо применять для обеспечения надежной работы, с присвоенными индексами приведены в таблице 1. При этом, принимая во внимание условия работы, а также особенности проектов и технологии изготовления, все железобетонные конструкции подразделены на железобетонные мачты светофоров, бетонные фундаменты металлических мачт светофоров, основания релейных шкафов, прочие конструкции.
Состояние конструкций следует оценивать 1 раз в 3 года по результатам осмотров надземной и подземных частей, а на участках с электротягой постоянного тока, кроме того, по значениям токов стекания с арматурного каркаса фундаментной части. При необходимости используют данные об агрессивности атмосферы и почвы.
Таблица 1 - Классификация дефектов всех железобетонных конструкций устройств СЦБ
|
Дефект |
Причина |
Меры по обеспечению надежности |
|
Продольные и поперечные трещины в подземной части фундамента или железобетонной мачты с появлением на поверхности бетона продуктов коррозии железа |
На электрифицированных участках постоянного тока — электрокоррозия, на остальных - почвенная коррозия |
Конструкции подлежат замене |
|
Трещины и повреждения бетона и основания релейных шкафов с появлением на поверхности бетона продуктов коррозии железа |
То же |
В случае разрушения бетона более 30 % площади поперечного сечения основание подлежит замене. При меньшей степени повреждения проводится ремонт с принятием мер по защите от электрической или почвенной коррозии |
|
Продольные трещины в железобетонных мачтах в надземной части |
Воздействие температуры и влаги окружающей среды |
При раскрытии трещин более 0,3 мм их заделывают полимерцементным раствором или краской |
|
Поперечные трещины в железобетонных мачтах в надземной части |
Меньшая мощность мачты, чем это требуется исходя из действующих на нее нагрузок, или перегрузка мачты в процессе транспортировки и установки |
При недостаточной мощности мачта подлежит замене. При раскрытии трещин более 0,3 мм их заделывают полимерцементным раствором или краской |
|
Различного рода трещины в прочих конструкциях |
Недостатки проектирования, воздействие окружающей среды |
При раскрытии трещин более 0,5 мм их заделывают полимерцементным раствором |
|
Повреждение бетона во всех конструкциях в виде сколов, выбоин, раковин, пористости и т. д. |
Заводские дефекты и механические повреждения при транспортировке, установке и эксплуатации |
Конструкции подлежат ремонту с применением полимерцементных красок, теста или растворов в зависимости от размеров дефектов |
|
Шершавая поверхность с отслоением защитного слоя вследствие коррозии бетона у всех конструкций в надземной части |
Наличие агрессивных компонентов в атмосфере |
Конструкции подлежат ремонту с принятием мер по защите от атмосферной коррозии |
|
Разрушение конструкций с растрескиванием и выкрашиванием бетона |
Недостаточная морозостойкость бетона |
При разрушении бетона свыше 30 % поперечного сечения конструкции подлежат замене |
Осмотр надземной части конструкции проводят по всей высоте с целью обнаружения трещин, определения их размеров и оценки опасности трещин для несущей способности конструкции, а также обнаружения других видимых дефектов (отколов и повреждений защитного слоя бетона, отслоений, раковин, ржавых пятен и т. д.).
Подземную часть мачт и фундаментов осматривают в процессе откапывания их до глубины 0,6—0,8 м поочередно с двух боковых сторон с уплотнением грунта при засыпке. При этом необходимо временно закреплять мачты светофоров оттяжками или другими приспособлениями на случай излома и падения разрушенного электрокоррозией светофора. На участках с электротягой постоянного тока откапывать нужно все мачты и фундаменты мачтовых светофоров, находящиеся в анодных и знакопеременных зонах и имеющие токи утечки выше допускаемых значений. В первую очередь откапывают конструкции, имеющие сопротивление цепи рельс — светофор менее 100 Ом и расположенные в анодных зонах с наибольшим потенциалом.
Конструкции, находящиеся в катодных зонах и на участках с электротягой переменного тока, а также на неэлектрифицированных линиях, откапывают выборочно для выяснения почвенной коррозии и арматуры в местах с агрессивными грунтами после 10 лет эксплуатации.
Железобетонные конструкции устройств СЦБ в процессе эксплуатации испытывают постоянные и переменные нагрузки, а также подвергаются воздействиям окружающей среды, что вызывает повреждения, снижающие долговечность конструкций.
Повреждения в железобетонных конструкциях в период эксплуатации возникают: вследствие недоучета отдельных факторов на стадии проектирования; в процессе изготовления (нарушение технологии изготовления и монтажа, заводской брак, несвоевременное принятие мер по защите от коррозии), под действием температуры и влаги окружающей среды (появление продольных и поперечных трещин), под действием агрессивной среды (изменение структуры и свойств бетона, приводящее к снижению его прочности и преждевременному разрушению).
Арматура железобетонных конструкций в агрессивных почвах и атмосфере может подвергаться почвенной и атмосферной коррозии. В агрессивной и влажной среде (при относительной влажности воздуха более 60 %) процесс коррозии арматуры конструкции ускоряется. Наиболее опасными являются повреждения арматуры или анкерных болтов в подземной части мачт и фундаментов светофоров вследствие электрической коррозии. Явление электрической коррозии, как правило, возникает на участках электрифицированных железных дорог постоянного тока в пределах анодных и знакопеременных зон потенциалов рельсовой сети и является следствием утечки тока с поверхности металла в бетон при плотности тока свыше 0,6 м А/мм2.
Все металлические мачты светофоров, а также металлическая оснастка железобетонных мачт должны иметь непосредственную связь с рельсом. При этом токи, стекающие с рельсов, попадают в арматуру железобетонной конструкции и далее с арматуры фундаментной части в грунт, поэтому арматура или анкерные болты становятся анодом и разрушаются в результате электролиза.
Токи утечки зависят от разности потенциалов рельс — земля в точке установки конструкции и сопротивления цепи заземления рельс — оснастка светофора — железобетонная конструкция — земля — рельс. Допустимый ток утечки в среднем не должен превышать 2,5 мА для бетонных фундаментов светофоров и 10 мА для железобетонных мачт светофоров и стоек релейных шкафов. Электрическая связь между заземляющими деталями и арматурой может образоваться в местах: касания различного рода хомутов с металлическими втулками, образующими отверстия в железобетонных мачтах; ввода и вывода кабелей светофора.
Сопротивления цепи заземления редко превышают 100 Ом и определяются главным образом сопротивлением фундаментной части конструкции. Сопротивление цепи рельс — светофор формируется главным образом за счет подземной части. Аналогичные явления наблюдаются и на светофорах с металлическими мачтами, у которых заземляющий проводник присоединен непосредственно к анкерным болтам.
Арматура железобетонных мачт и анкерные болты железобетонных фундаментов светофоров при глухом заземлении на рельсы постоянно имеют потенциал цепи рельс — земля и могут подвергаться коррозионному разрушению токами утечки, которые в ряде случаев превышают допустимое значение. Следствием этого явились повреждения значительного числа светофоров, а в отдельных случаях полное разрушение конструкций в подземной части.
Обследования железобетонных мачт и фундаментов светофоров, находящихся в эксплуатации, показали, что характерным признаком, определяющим электрокоррозию арматуры или анкерных болтов, являются продольные трещины в подземной части конструкции. По мере развития процессов электрокоррозии трещины вдоль арматурных стержней или вдоль анкерных болтов, как правило, выходят на поверхность конструкции. При этом в подземной части к этому времени коррозионные повреждения арматуры достигают размеров, при которых общая несущая способность конструкции становится меньше нормативной.
Наряду с повреждениями арматуры наблюдается разрушение и слоя бетона, примыкающего к арматуре или анкерным болтам. Такие повреждения бетона и арматуры приводят к внезапным разрушениям всей конструкции.
Имеют место случаи, когда железобетонная мачта светофора повреждается в подземной части продольными трещинами, образующимися в результате электрокоррозии продольной рабочей арматуры. Указанные трещины располагаются по всей окружности мачты вдоль стержней арматуры и выходят на поверхность на 15—20 см. Выход трещин на поверхность свидетельствует о значительных коррозионных повреждениях арматуры в подземной части. После откапывания мачты обнаруживается, что на глубине 0,5 м ширина трещин достигает 4—5 мм, а бетон легко откалывается. Светофор при этом эксплуатировался при глухом заземлении на рельс, и при проходе поездов токи утечки арматуры достигали 100 мА, т. е. превышали допустимые в 10 раз. Это явилось причиной преждевременного разрушения мачты светофора, так как несущая способность при таких повреждениях оказалась меньше нормативной.
Характерным видом повреждения железобетонных фундаментов под металлические мачты светофоров в процессе электрокоррозии анкерных болтов является случай распирающего действия продуктов коррозии и развитие продольной трещины вдоль анкерного болта. Часто распирающее действие продуктов коррозии приводит к образованию поперечных трещин в фундаменте на глубине 0,5—0,6 м, в месте загиба анкерных болтов. Этому способствует то обстоятельство, что часть фундамента может находиться над землей в сухом состоянии, и поэтому в нижней части анкерных болтов увеличивается плотность стекающего тока.
Под воздействием механических нагрузок от головок светофора и в части изгибающего момента при наличии поперечных трещин в плоскости загиба анкерных болтов, как правило, происходит излом фундамента, о чем свидетельствуют случаи падения светофоров на отдельных дорогах. Таким образом, повреждения конструкций электрокоррозией являются наиболее опасными, так как развитие их начинается и протекает в подземной части, что затрудняет их обнаружение.
Наряду с электрокоррозионными повреждениями в ряде районов страны можно наблюдать разрушение бетона фундаментов карликовых светофоров, а также других железобетонных конструкций. Основной причиной подобного рода разрушения является попеременное замораживание и оттаивание воды, проникающей в поры бетона, что является следствием некачественного изготовления и низких марок бетона. Эти разрушения наблюдаются, как правило, в надземной части и поэтому при их чрезмерном развитии могут быть устранены своевременной заменой конструкции.
В процессе эксплуатации в центрифугированных железобетонных мачтах могут появляться специфические дефекты, продольные трещины в надземной части, направленные вдоль образующих конуса мачты. Причиной образования продольных трещин могут являться воздействие на конструкцию мачты и бетон температурно-влажностных факторов окружающей среды, а также недостатки технологии изготовления. В общем случае продольные трещины, расположенные в средней части мачты и не выходящие на концевые участки, не оказывают существенного влияния на несущую способность конструкции и могут только способствовать коррозии арматуры. Наличие же значительного числа хомутов, стягивающих мачты на различных уровнях, в определенной степени обеспечивает прочность конструкций, имеющих продольные трещины.
Кроме указанных повреждений, появляющихся в процессе эксплуатации, в железобетонных мачтах и фундаментах наблюдаются дефекты, образовавшиеся во время транспортировки и монтажа (поперечные трещины, сколы бетона и т. д.), которые не получают дальнейшего развития и соответственно не могут оказать влияние на долговечность конструкции.
Все повреждения и дефекты, встречающиеся в эксплуатируемых железобетонных конструкциях, можно разбить на три основные группы: повреждения подземной части мачт светофоров и фундаментов, имеющих непосредственную электрическую связь с рельсами, вследствие электрокоррозии (продольные трещины, расположенные вдоль арматурных стержней или анкерных болтов, следы ржавчины на поверхности бетона и отколы фундаментов); продольные и поперечные трещины, а также повреждения защитного слоя бетона (выбоины, раковины, отколы и т. д.) в надземной части; разрушения бетона в надземной части вследствие недостаточной его морозостойкости.
Железобетонные конструкции, имеющие те или иные повреждения, делятся на негодные, требующие заменили дефектные, подлежащие ремонту или защите от коррозии.
Замене подлежат: железобетонные фундаменты и мачты светофоров, имеющие продольные или поперечные трещины в подземной части (в порядке исключения на время, необходимое для проведения работ по замене конструкции, поврежденных мачт светофоров, можно усилить, устанавливая железобетонные или металлические приставки); железобетонные конструкции, у которых наблюдается разрушение бетона свыше 30 % поперечного сечения.
Один раз в три года оценивают состояние конструкций по результатам осмотров надземной и подземной частей, а на участках с электротягой постоянного тока — и по данным о токах стекания с арматурного каркаса фундаментной части. При необходимости используют данные об агрессивности атмосферы и почвы.
