Budowa i utrzymanie mostów. Wymagania techniczne, badania, naprawy

Nagroda Ministra Infrastruktury 2002
Wyróżnienie IX KTKA ATENA 2002
Podręcznik akademicki omawiający zagadnienia techniczne związane z budową i utrzymaniem mostów. Przedstawiono w nim badania dotyczące realizacji konstrukcji oraz odbioru obiektów mostowych, organizacji przeglądów użytkowych mostów. Omówiono problemy związane z utrzymaniem poszczególnych elementów obiektów mostowych (nawierzchni i elementów wyposażenia, przestrzeni podmostowej oraz podpór przęseł mostów stalowych i betonowych). Wprowadzone zmiany dotyczą najnowszych technologii budowy, nowoczesnych badań oraz materiałów stosowanych do budowy i naprawy mostów, a także aktualizacji obowiązujących przepisów
Przedmowa 10
1. Wstęp 11

2. Wymagania ogólne wykonania i odbioru obiektów mostowych 19
2.1. Przebieg procesu inwestycyjnego 19
2.2. Zasady organizacji i przeprowadzania przetargów 23
2.3. Uczestnicy procesu budowlanego 26
2.4. Elementy organizacyjno-prawne procesu budowlanego 28
2.5. Kontrola jakości 30

3. Wymagania techniczne i kontrola jakości robót w procesie budowy mostów 32
3.1. Prace przygotowawcze na terenie budowy 32
3.2. Roboty ziemne, budowa fundamentów i podpór 33
3.3. Badania wyrobów budowlanych 41
3.3.1. Uwagi ogólne 41
3.3.2. Beton zwykły 42
3.3.2.1. Wprowadzenie 42
3.3.2.2. Wymagania dla betonu zwykłego według PN-S-10040;1999 [N65] oraz [N237] i [N238] 44
3.3.2.2.1. Wymagane właściwości betonu 44
3.3.2.2.2. Wymagania dotyczące składników mieszanek betonowych 45
3.3.2.2.3. Wymagania dotyczące mieszanki betonowej, transportu, układania i pielęgnacji betonu 48
3.3.2.2.4. Kontrola procesu produkcji i właściwości mieszanki betonowej oraz betonu 55
3.3.2.3. Wymagania dla betonu zwykłego według PN-EN206-1 [N99] 55
3.3.2.3.1. Wymagania dotyczące jakości betonu 55
3.3.2.3.2. Wymagania dotyczące składników mieszanek betonowych 58
3.3.2.3.3. Wymagania dotyczące procesów technologicznych 61
3.3.2.3.4. Badania kontrolne i ocena jakości betonu 65
3.3.3. Betony samozagęszczalne 66
3.3.4. Betony wysokiej wytrzymałości (BWW) 67
3.3.5. Betony na cementach hutniczych 67
3.3.6. Zaprawy 68
3.3.7. Stale 70
3.3.8. Drewno 78
3.3.9. Materiały kompozytowe 79
3.3.10. Inne materiały i wyroby 80
3.4. Wymagania i badania związane z budową przęseł stalowych 84
3.4.1. Wykonanie konstrukcji stalowej w wytwórni 85
3.4.2. Badanie konstrukcji stalowej w czasie transportu i montażu 104
3.5. Wymagania i badania związane z budową przęseł z betonu (na podstawie PN-S-10040: 1999) [N65] 108
3.6. Wymagania i badania związane z budową mostów zespolonych 124
3.7. Wymagania i badania związane z budową mostów drewnianych 126
3.8 Kontrola robót dotycząca wyposażenia mostów 127

4. Badania odbiorcze obiektów mostowych po zakończeniu budowy 129
4.1. Badania po zakończeniu budowy 129
4.1.1. Cel badań 129
4.1.2. Badania pod próbnym obciążeniem statycznym 130
4.1.3. Badania pod próbnym obciążeniem dynamicznym 144
4.1.4. Typowe błędy badań doświadczalnych 153
4.2. Zasady odbioru końcowego 153

5. Utrzymanie i przeglądy użytkowanych mostów 156
5.1. Organizacja służb utrzymaniowych i organizacja przeglądów 156
5.2. Dokumentacja obiektów mostowych. 159
5.3. Zasady wykonywania badań i przeglądów 172
5.4. Podstawowy sprzęt do badań mostów 181
5.5. Nośność użytkowa obiektów 183
5.6. Trwałość obiektów mostowych 184

6. Utrzymanie pomostów i elementów wyposażenia mostów 188
6.1. Nawierzchnia mostów i inne elementy wyposażenia a warunki utrzymania. Uwagi ogólne 188
6.2. Nawierzchnie mostów drogowych 190
6.2.1. Przyczyny niszczenia nawierzchni na mostach 190
6.2.2. Ocena stanu technicznego nawierzchni 194
6.2.3. Uszkodzenia nawierzchni na mostach drogowych i sposoby naprawy 196
6.2.3.1. Nawierzchnie z elementów drobnowymiarowych 196
6.2.3.2. Nawierzchnie bitumiczne 197
6.2.3.3. Nawierzchnie drewniane 205
6.3. Nawierzchnia mostów kolejowych 207
6.3.1. Typy nawierzchni kolejowej a warunki utrzymania 207
6.3.2. Tor na mostach. Wymagania ogólne 208
6.3.3. Przyrządy wyrównawcze 210
6.3.4. Urządzenia zabezpieczające pociągi w razie wykolejenia 211
6.3.5. Utrzymanie nawierzchni na moście w zależności od typu 213
6.3.5.1. Pomost typu zamkniętego 213
6.3.5.2. Pomost typu otwartego 221
6.4. Izolacja pomostów 224
6.4.1. Stan izolacji a trwałość mostu 224
6.4.2. Wymagane właściwości podłoża 225
6.4.3. Wymagane właściwości warstw izolacyjnych 229
6.4.4. Rodzaje materiałów hydroizolacyjnych 231
6.4.5. Zasady układania izolacji 239
6.4.6. Lokalne naprawy izolacji 244
6.5. Odwodnienie pomostów 245
6.5.1. Mosty drogowe 245
6.5.2. Mosty kolejowe 248
6.6. Dylatacje 249
6.6.1. Dylatacje mostów drogowych 249
6.6.2. Dylatacje mostów kolejowych 261
6.7. Bariery ochronne i poręcze 262
6.8. Urządzenia obce na mostach 263
6.9. Bezpieczeństwo pożarowe 265

7. Utrzymanie przestrzeni podmostowej oraz podpór 268
7.1. Utrzymanie przestrzeni podmostowej w obszarze rzeki i jej zalewów 268
7.1.1. Obserwacje stanu koryta rzeki i podwodnych części podpór 268
7.1.2. Obserwacje zjawisk hydrologicznych w rzece 270
7.1.3. Zabezpieczenie obiektów mostowych przed niszczącym działaniem wód powodziowych i kry lodowej 271
7.1.4. Zabezpieczenie filarów mostów 273
7.1.5. Zabezpieczenie stożków przy przyczółkach oraz nasypów na dojazdach 279
7.1.6. Budowle regulacyjne. Wały kierujące 289
7.2. Utrzymanie przestrzeni podmostowej pod wiaduktami 293
7.3. Utrzymanie podpór 298
7.3.1. Ogólne zasady utrzymania podpór 298
7.3.2. Ocena stanu technicznego podpory 299
7.4. Niektóre sposoby naprawy uszkodzonych podpór 308
7.4.1. Naprawa fugowania podpór ceglanych i kamiennych (lub licówki) 308
7.4.2. Naprawa uszkodzonej powierzchni podpory 309
7.4.3. Naprawa zarysowanych korpusów podpór 311
7.4.4. Uszczelnianie gruntu 312
7.4.5. Podniesienie nośności fundamentu 313

8. Utrzymanie przęseł mostów stalowych 318
8.1. Utrzymanie konstrukcji stalowych 318
8.1.1. Charakterystyka uszkodzeń, przyczyny ich powstawania i zapobieganie 318
8.1.2. Zasady podnoszenia trwałości mostu na etapie projektowania 323
8.2. Korozja mostów stalowych 326
8.2.1. Uwagi ogólne 326
8.2.2. Rodzaje korozji, podział techniczny 331
8.2.3. Podatność na korozję w zależności od kształtu 337
8.3. Zabezpieczenia antykorozyjne 338
8.3.1. Uwagi ogólne 338
8.3.2. Metody zabezpieczenia konstrukcji przed korozją 340
8.3.3. Projekt zabezpieczenia antykorozyjnego konstrukcji 349
8.3.4. Oczyszczanie powierzchni 351
8.3.5. Powłoki antykorozyjne i metody ich nakładania 359
8.3.5.1. Powłoki metaliczne 359
8.3.5.2. Powłoki malarskie 366
8.3.5.3. Wymalowania referencyjne 370
8.3.5.4. Powłoki ochronne lin 371
8.3.6. Dozór oraz kontrola prac i pokryć antykorozyjnych 372
8.3.7. Renowacja zabezpieczenia antykorozyjnego 378
8.4. Uszkodzenia połączeń nitowanych 384
8.5. Odporność mostu na obciążenia zmienne 386
8.5.1. Podstawowe informacje dotyczące zmęczenia 386
8.5.2. Pękanie stali 389
8.5.3. Przyczyny powstawania rys i pęknięć 390
8.5.4. Wykrywanie rys i pęknięć 391
8.5.5. Lokalizacja najczęściej występujących pęknięć zmęczeniowych i ich klasyfikacja 392
8.6. Spawalność stali 398
8.7. Mosty ze stali zgrzewnej i wczesnych stali zlewnych 400
8.7.1. Charakterystyka stali zgrzewnych i zlewnych 401
8.7.2. Starzenie jako proces zmieniający właściwości stali 405
8.7.3. Naprężenia dopuszczalne (wytrzymałość obliczeniowa) dla stali zgrzewnych i starych stali zlewnych 406
8.8. Niektóre metody usuwania uszkodzeń mostów stalowych 408
8.8.1. Ogólne uwarunkowania wykonywania napraw konstrukcji stalowej 408
8.8.2. Prostowanie elementów 409
8.8.3. Sposoby doraźnego usuwania skutków pęknięć 416

9. Utrzymanie przęseł mostów betonowych 418
9.1. Charakterystyka uszkodzeń, przyczyny ich powstawania i zapobieganie 418
9.2. Korozja mostów betonowych 423
9.2.1. Uwagi ogólne 423
9.2.2. Korozja betonu 425
9.2.2.1. Ogólna charakterystyka korozji betonu 425
9.2.2.2. Typy korozji betonu w mostach 427
9.2.2.3. Klasyfikacja środowisk korozyjnych 431
9.2.2.4. Wpływ wybranych czynników na korozję betonu 434
9.2.2.5. Ocena stopnia skorodowania i przewidywane postępy korozji 442
9.2.3. Korozja żelbetu i konstrukcji sprężonych 444
9.2.3.1. Korozyjne niszczenie konstrukcji zbrojonych. Czas życia konstrukcji 444
9.2.3.2. Czynniki mające wpływ na tempo korozji stali w betonie 448
9.2.3.3. Zabezpieczenie stali zbrojeniowej przed korozją. Inhibitory korozji 465
9.2.3.4. Badanie zbrojenia w konstrukcjach betonowych 475
9.2.3.5. Wykrywanie korodującego zbrojenia w mostach betonowych 478
9.3. Ochrona przed korozją konstrukcji betonowych 482
9.3.1. Uwagi ogólne 482
9.3.2. Zabezpieczenie powierzchniowe konstrukcji 489
9.3.3. Wybrane sposoby zabezpieczeń powierzchniowych 496
9.3.3.1. Impregnacja betonu materiałami obojętnymi 496
9.3.3.2. Impregnacja materiałami reaktywnymi 499
9.4. Sposób wykonywania zabezpieczenia powierzchniowego 500
9.5. Ocena stanu zabezpieczeń powierzchniowych 501
9.6. Rysy w konstrukcjach betonowych. Klasyfikacja 502
9.7. Niektóre metody usuwania uszkodzeń mostów betonowych 512
9.7.1. Materiały do napraw uszkodzeń mostów betonowych i warunki ich stosowania 512
9.7.2. Przygotowanie podłoża 528
9.7.3. Iniekcje 540
9.7.4. Torkretowanie 548
9.7.4.1. Metody torkretowania 548
9.7.4.2. Materiały 550
9.7.4.3. Technologia 552
9.7.4.4. Właściwości betonu nałożonego metodą torkretowania 556
9.7.4.5. Badania jakości torkretu 557
9.7.4.6. Nowe materiały stosowane do torkretu 558