ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

VANDENS ŪKIO IR ŢEMĖTVARKOS FAKULTETAS

STATYBINIŲ KONSTRUKCIJŲ KATEDRA

KAROLIS BUNEVIČIUS

VERKNĖS UPĖS TILTŲ IR HIDROTECHNIKOS STATINIŲ BŪKLĖS

TYRIMAI

MAGISTRO TIRIAMASIS DARBAS

Studijų sritis: Technologijos mokslai

Studijų kryptis: Aplinkos inţinerija

Studijų programa: Hidrotechnikos inţinerija

Kaunas, 2012

2

Magistrantūros studijų baigiamųjų darbų ir egzaminų vertinimo komisija:

(Patvirtinta 2012 balandţio 24 d. rektoriaus įsakymu Nr. 105 Kb)

Pirmininkas: doc. dr. Kazys SIVICKIS, Lietuvos melioracijos įmonių asociacijos pirmininkas

Nariai:

1. prof. dr. Antanas MAZILIAUSKAS, Aleksandro Stulginskio universitetas

2. doc. dr. Algirdas RADZEVIČIUS, Aleksandro Stulginskio universitetas

3. Jonas VARKALYS, UAB “Plungės Jonis”

4. Arūnas ADOMAITIS, UAB “Šiaulių hidroprojektas”

Mokslinis vadovas:

doc. dr. Vincas GURSKIS, ASU, Statybinių konstrukcijų katedra

Recenzentas:

lekt. dr. Rytis SKOMINAS, ASU, Statybinių konstrukcijų katedra

Katedros vedėjas:

doc. dr. Feliksas MIKUCKIS, ASU, Statybinių konstrukcijų katedra

Oponentas:

doc.dr. Graţina ŢIBIENĖ, ASU, Hidrotechnikos katedra

3

SANTRAUKA

Lietuvoje dauguma tiltų statomi iš betono arba gelţbetonio. Ši statybinė medţiaga

laikoma viena ilgaamţiškiausių, tačiau, nepakankamai įvertinus agresyvią poveikio aplinką,

betono mišinio sudėties svyravimus, kitus paţeidimus statybos metu, aptinkama įvairių

paţaidų, kurios maţina tiltų konstrukcijų ir hidrotechnikos statinių patikimumą. Tam, kad

išvengti didelių nelaimių būtina šiuos statinius stebėti ir laikas nuo laiko tirti jų būklę. Darbe

atlikta tiltų ant Verknės upės Birštono ir Prienų r. sav. teritorijose betoninių gelţbetoninių

konstrukcijų projektinė analizė ir įvertinta techninė būklė. Nustatyta, kad 62 % tirtų tiltų

elementų šis rodiklis yra 0-110 % didesnis uţ projektinį ir 38 % tiltų elementų – 0 – 22 %

maţesnis nei projektinis. Nustatytą betono stiprį gniuţdant lyginant su pastaruoju metu

reglamentuojamu (nurodytu standarte LST EN 206-1) gauta, kad 30 % tirtų tiltų elementų šis

rodiklis yra 0-22 % didesnis uţ projektinį ir 70 % tiltų elementų – 0 – 54 % maţesnis nei

šiuo metu reglamentuojama.

Darbą sudaro 61 puslapis, 29 paveikslai, 6 lentelės ir literatūros sąrašas iš

27 literatūros šaltinių.

Pagrindiniai ţodţiai: Betonas, gelţbetonis, tiltas, stipris gniuţdant,

armatūros apsauginis sluoksnis.

4

SUMMARY

Most bridges in Lithuania are built from concrete and reinforced concrete. These

building materials are considered to be most durable, however, having underestimated an

aggressive environmental impact, variations in the composition of concrete, other violations

during construction work, various disturbances that reduce the reliability of bridge structures

and hydro-technical structures are revealed. In order to avoid serious disasters, it is necessary

to observe and permanently test the condition of these structures. This research paper is aimed

at analysing the concrete and reinforced concrete structures and evaluating technical

parameters of bridges over the Verknė river in the district of Prienai and Birštonas. It was

found that 62 % analyzed elements of the bridges this rate is 0 - 110 % higher than projected

and 38 % elements of the bridges are 0 – 22 % lower than projected. Set of concrete

compressive strength compared with the currently regulated (specified in the standard LST

EN 206-1) estimated that 30 % of analyzed elements of the bridges this rate is 0-22 % higher

than projected and 70 % elements of the bridges are 0 – 54 % lower than currently regulated.

The work consists of 61 pages, including 29 pictures, 6 tables and 27 literature

sources.

K e y w o r d s: concrete, reinforced concrete, bridge, destructive testing, protective

reinforcement layer.

5

Turinys

ĮVADAS ..................................................................................................................................... 7

1. LITERATŪROS APŢVALGA .............................................................................................. 9

1.1 Bendros ţinios apie tiltus ................................................................................................ 10

1.1.1 Tiltų apţvalga pasaulyje ........................................................................................... 10

1.1.2 Tiltų apţvalga Lietuvoje........................................................................................... 12

1.1.3 Pagrindinės tilto sudedamosios dalys ....................................................................... 12

1.1.4 Tiltų klasifikacija pagal paskirtį ............................................................................... 13

1.1.5 Tiltų klasifikacija pagal naudojamas statybines medţiagas ..................................... 14

1.1.6 Tiltų klasifikacija pagal reikšmingumą .................................................................... 14

1.2 Bendros ţinios apie hidrotechnikos statinius .................................................................. 16

1.2.1 Hidrotechninių statinių apţvalga .............................................................................. 16

1.2.2 Hidrotechnikos statinių klasifikacija ........................................................................ 17

1.2.3 Betono ir gelţbetonio naudojimas šlaitams tvirtinti hidrotechnikos statiniuose ir

tiltuose ............................................................................................................................... 17

1.2.4 Betonas ir gelţbetonis hidrotechnikos statiniuose taurams įrengti ......................... 18

1.2.5 Hidroelektrinės pastato konstrukcijoms ................................................................... 19

1.3 Betono ir gelţbetonio konstrukcijų koroziją sukeliantys veiksniai ................................ 20

1.3.1 Pirmos rūšies korozija .............................................................................................. 20

1.3.2 Antros rūšies korozija............................................................................................... 22

1.3.3 Trečios rūšies korozija ............................................................................................. 22

1.3.4 Biokorozija ............................................................................................................... 23

1.4 Betono ir gelţbetoninių tiltų konstrukcijų tyrimai Lietuvoje ir pasaulyje ...................... 24

2. TYRIMO TIKSLAI IR UŢDAVINIAI ................................................................................ 28

3. ATLIKTŲ TYRIMŲ METODIKA ...................................................................................... 29

3.1 Armatūrą saugančio betono sluoksnio storio nustatymas ............................................... 29

3.2 Armatūros skersmens nustatymas ................................................................................... 30

3.3 Betono stiprio nustatymas neardančiais metodais .......................................................... 30

4. DARBO REZULTATAI ...................................................................................................... 34

6

4.1 Kameraliniai darbai ......................................................................................................... 34

4.2 Būklės tyrimas fotofiksacijos metodu ............................................................................. 36

4.2.1 Hidromazgo būklės tyrimai ...................................................................................... 36

4.2.2 Tiltų per Verknės upę tyrimai .................................................................................. 40

4.3 Betono stipris gniuţdant neįvertinus paviršiaus karbonizacijos įtakos ......................... 46

4.4 Betono stipris gniuţdant įvertinus paviršiaus karbonizacijos įtaką ................................ 50

4.5 Armatūros apsauginio sluoksnio storio tyrimas .............................................................. 53

4.6 Tiltų amţiaus įtaka betono stiprumui .............................................................................. 54

IŠVADOS ................................................................................................................................. 59

Literatūra .................................................................................................................................. 60

7

ĮVADAS

Betonas – viena seniausių ir plačiausiai naudojama statybinė medţiaga pasaulyje. Tai

rodo vieni seniausių ir ţinomiausių pastatų pasaulyje. Gerai ţinomų Egipto piramidţių

labirintų perdangos yra pagamintos iš betono (t.y. 3600 m. pr. mūsų erą), dalis Didţiosios

Kinų sienos taip pat yra pastatyta iš betono (300 metų pr. mūsų erą). Ir kitose pasaulio šalyse

yra daug gerai ţinomų statinių pagamintų iš betono ar gelţbetonio.

Betonas, kaip patikima statybinė medţiaga, dėl savo ypatingų savybių ir

ilgaamţiškumo nuo seno naudojamas visame pasaulyje įvairių civilizacijų. Betoniniai ir

gelţbetoniniai statiniai naudojami tiek civilinių pastatų statybai, tiek pramoninių bei ūkinių

pastatų konstrukcijoms. Betonas ir gelţbetonis – plačiai naudojami tiltų, hidrotechnikos

statinių, kelių statybai.

Lietuvoje įvairiais laikotarpiais įrengta nemaţai hidrotechnikos statinių, skirtų

uţtvenkti upės tėkmę ir gaminti elektros energiją. Tiltų, jungiančių du skirtingus upės krantus

ar per įvairias griovas pastatyta taip pat nemaţai ir vis dar statoma iki šiol. Prienų rajone ant

Verknės upės yra pastatyta viena hidroelektrinė ir šeši naudojami ir vienas jau beveik

nenaudojamas tiltas. Hidroelektrinė pastatyta 1956 m., o dauguma tiltų pastatyta 1966 – 1979

m. Apie maţai naudojamo tilto statybos metus duomenų nėra, tačiau vizualiai apţiūrėjus

galima spėti, jog tai apie 70 m tiltas.

Visi hidrotechnikos statiniai ir tiltai eksploatuojami itin sudėtingomis sąlygomis.

Visus šiuos statinius daţnai veikia lietus, vėjas, sniegas, ledas, vandens aplinka, ţema

temperatūra ir atmosfera. Dar papildomai tiltus veikia eksploatacinės apkrovos t.y. lengvųjų

automobilių transportas, sunkveţimiai ir t.t. Daugelyje šių statinių jau prasidėjus betono ir

armatūros korozija, vietomis atsiradę plyšiai, bei betono paviršiaus paţeidimai. Neatlikus

detalesnių tyrimų vizualiai įvertinti tiltų ir hidrotechnikos statinių būklę įvertinti labai su

sunku, todėl reikia atlikti daugybę įvairių tyrimų ir juos susisteminti. Iki šiol atliktų tyrimų

apie Prienų rajone esančius Verknės upės tiltus ir Jundeliškių hidroelektrinę atlikta labai

maţai, o gal net ir išviso nėra atlikta tokių tyrimų, todėl šios temos aktualumas ir naujumas

yra labai svarbūs siekiant tinkamai išsiaiškinti šių statinių ant Verknės upės būklę. Šie

tyrimai yra svarbūs įvertint tiltų defektus ir remonto reikalingumą, remiantis jų rezultatais

galima bus tinkamai pasirinkti remonto būdą.

Darbo tikslas:

• Atlikti Verknės upės tiltų ir hidrotechnikos statinių techninės būklės

tyrimus.

8

Darbo uţdaviniai:

• Nustatyti atskirų tilto ir hidromazgo elementų betono stiprį neardančiuoju

metodu (Šmito plaktu);

• Nustatyti armatūros išdėstymą atskiruose elementuose ir palyginti su

projekte nurodomu armatūros išdėstymu.

Tyrimų metodika. Betoninių ir gelţbetoninių konstrukcijų būklė tirta vizualiai, be to

neardančiu būdu nustatytas betono stipris ir nustatytas armatūros apsauginis sluoksnis.

9

1. LITERATŪROS APŢVALGA

Tiriamojo darbo metu atlikta statybos reglamentų, taisės aktų, standartų ir kitų teisės

aktų, mokslinių straipsnių, metodinių nurodymų susijusių su tiriamojo darbo tema analizė.

Hidrotechnikos statinių ir tiltų prieţiūra reglamentuoja statybos įstatymai ir kiti teisės

aktai. Šiuo metu hidrotechnikos statinių prieţiūrą reglamentuoja (STR 1.12.03:2006

“Hidrotechninių statinių techninės prieţiūros taisyklės”) tiltų statybos reikalavimus

reglamentuoja (STR 2.06.02:2001 “Tiltai ir tuneliai. Bendrieji statybos reikalavimai“).

Hidrotechninių statinių prieţiūros reglamentas nustato privalomas apţiūras ir uţ jas

atsakingus asmenis. Tiltų statybos reikalavimų reglamentas nustato susisiekimo statinių

(toliau - statiniai) – geleţinkelio ir automobilių kelių, gatvių bei pėsčiųjų tiltų, viadukų ir

estakadų, pėsčiųjų ir transporto tunelių, vandens pralaidų - projektavimo bendruosius

reikalavimus. Šie reikalavimai taikomi visų rūšių gelţbetoniniams, plieniniams,

kompozitiniams plieno ir betono, mūriniams bei mediniams statiniams.

Pagrindinis statyboje naudojamas normatyvinis dokumentas, nustatantis betono

kokybę yra (LST EN 206-1:2002). Šis standartas yra plačiai naudojami Lietuvoje ir Europoje

ir taikomas betonui, kuris naudojamas statybos vietoje ir gamykloje gaminamoms

konstrukcijoms, surenkamiems statinių elementams ir statybinėms konstrukcijoms. . Rengiant

projektus vyresnio amţiaus inţinieriai – konstruktoriai remiasi dar ir senais rusiškais

standartais, statybos normomis ir taisyklėmis (GOST, SNIP), tačiau į projektuose nurodomų

normatyvinių dokumentų sąrašą jie neįtraukiami.

Tiltai yra specifiniai statiniai. Iš kitų pastatų ir inţinerinių statinių juos išskiria šie

poţymiai:

° strateginė reikšmė šalies, miesto ar rajono gyvenimui, krašto apsaugai,

tarptautiniams ryšiams; 2004 metais NATO operacija Serbijoje parodė, kad sugriovus tiltus

paralyţiuojamas šalies pasipriešinimas;

° įvairios sistemos, didelių tarpatramių konstrukcijos ir elementai, šiuolaikinės

medţiagos, speciali statybos (montavimo) technologija ir organizacija;

° specifinės eksploatacijos sąlygos (nuolatinės, slankiosios ir dinaminės apkrovos,

atmosferos ir agresyvios aplinkos veiksniai) ir prieţiūra;

° sunkios materialinės ir socialinės pasekmės staiga nutraukus statinio eksploataciją

(dėl gedimų, avarijų, remontų ir pan.). (Kamaitis 1995)

Atliekant tyrimus naudota standartinė metodika, t.y. ir visi tyrimai atlikti

vadovaujantis šiuo metu galiojančiais standartais ir normomis. Vizualiniai tyrimai buvo atlikti

10

naudojantis HTS gelţbetoninių konstrukcijų vertinimo sistemą. Norint kuo tiksliau išsiaiškinti

betoninių ir gelţbetoninių konstrukcijų defektų prigimtį ir dydį, buvo atlikta betono savybių

analizė.

1.1 Bendros ţinios apie tiltus

Iš gelţbetonio šiuo metu statoma labai daug įvairių statinių, tame tarpe tiltai, hidrotechnikos

statiniai, kurie naudojami itin sudėtingomis sąlygomis. Visus šiuos statinius daţnai veikia

lietus, vėjas, sniegas, ledas, vandens aplinka, neigiamų ir teigiamų temperatūrų kaita ir

atmosfera. Tiltus papildomai veikia eksploatacinės apkrovos t.y. lengvųjų ir krovininių

automobilių transportas ir t.t. Daugelyje sovietiniais metais pastatytų statinių nustatoma

įvairių defektų, paţaidų: betono ir armatūros korozija, vietomis atsiradę plyšiai, betono

paviršiaus paţeidimai. Neatlikus detalesnių tyrimų vizualiai įvertinti tiltų ir hidrotechnikos

statinių būklę sunku, todėl reikia atlikti išsamesnius tyrimus ir juos susisteminti, kaip tai

atlikta tiriant Kauno r. esančius tiltus (Gurskis, ..., 2004).

1.1.1 Tiltų apţvalga pasaulyje

Greitas ekonomikos augimas reikalauja greito, saugaus ir betarpiško ţmonių

bendravimo ir bendradarbiavimo. Besiplečiant tarptautiniams santykiams ir ţmonių

bendradarbiavimui, atsiranda poreikis trumpesnių ir saugesnių kelių tarp šalių ir ţemynų.

Šiomis dienomis keliais ir geleţinkeliais keliauja didţiausi ţmonių ir krovinių srautai. Tam,

kad sutaupyti kuro sąnaudų ir laiko, tiesiami tiltai per upes, eţerus ir sąsiaurius.

Spėjama, kad seniausias Europoje 1100 m ilgio medinis tiltas, kurio liekanas 1990 m.

surado archeologai Anglijoje, datuojamas 3807-06 m. pr. Kristų. Tiltai buvo statomi per

nedideles upes Kinijoje jau apie 2900 m. pr. m. r. . Panašiai datuoti (apie 2650 m. pr. m. R..)

senovės Egipto statiniai. Pirmieji ţinomi Romos imperijoje tiltai pastatyti apie 2000 m. pr. m.

e. Deja, to laikotarpio statinių neišliko. Vienus sugriovė karai, kitus negailestingai sunaikino

laikas. Apie jų egzistavimą galima spėti tik iš netiesioginių šaltinių (metraščių, senovės

miestų ir gyvenviečių liekanų). Tarp išlikusių ir šiuo metu dar naudojamų seniausių tiltų

galima paminėti 12 m arkinį akmeninį tiltą per Meleso upę Turkijoje (850 m. pr. m. e.) ir 315

m ilgio kabamąjį An-Lan tiltą Kinijoje (960 m.). Pirmieji tiltai daţniausiai buvo mediniai arba

arkiniai akmeniniai. Virš sraunių upių ir tarpeklių kabantieji ant virvių (kanapių, palmių

11

plaušų) ar lianų mediniai takai ir keliai pėstiesiems, galvijų bandoms ar veţimams ţinomi

senovės Kinijoje ir Majų karalystėje.

Vienas seniausių išlikusių iš šešių tarpatramių (6 x 30 m) tiltų pastatytas Romos

imperatoriaus Trajano 105 m. pr. m. e. Ispanijoje. Tilto arkoje išlikęs uţrašas: “Pontem

perpetui mansurum in saecula” (Pastačiau tiltą, kuris išliks amţiams). Pasaulio galingieji

įamţindavo savo valdymą statydami ne tik rūmus, pilis ar šventyklas. Taigi jau tuo metu į

tiltus buvo ţiūrima kaip į kapitalinius ilgalaikius statinius, turinčius ne tik funkcinę (prekybai,

gynybai, vandens tiekimui), bet ir monumentalią reikšmę. Ypač monumentalumas būdingas

viduramţių statiniams. Tiltai puošiami statulomis, bareljefais, architektūrinės ar gynybinės

paskirties bokšteliais, ant jų statomi vartai, parduotuvėlės. Čia miesto širdis, čia verda

gyvenimas. Iki mūsų dienų išlikę daug puošnių tiltų Italijoje, Prancūzijoje, Čekijoje,

Japonijoje, Kinijoje. Tikriausiai ne vienas mūsų groţėjomės Šarlio su 12 statulų tiltu (1358)

Prahoje, Rialto (1591) - Venecijoje, Senuoju per Arno upę (1345) - Florencijoje, Naujuoju

(1607) - Paryţiuje, Sečenio (Szechenyi) per Dunojų (1849) - Budapešte, Tauerio (1894) -

Londone. Stiliai keitėsi. Tačiau ir šiuo metu architektūrinei tiltų išvaizdai skiriama daug

dėmesio. (Kamaitis 1995)

Šiandien didţiausio tarpatramio (960+1990+960 m) tiltas pastatytas tarp Honsiu ir

Sukoku salų (Akasis, Japonija). Jo perdanga plieninė, santvarinio tipo, jos plotis 35,5 m ir

aukštis 15 metrų. Įspūdingas plieninių pilonų aukštis - 297 metrai. Tilto perdangą laiko du

apie 1,12 m skersmens lynai, sumontuoti naudojantis malūnsparniais. Tai išties šiuolaikinis

statinys, nebijantis ir daţnai Japonijoje kylančių ţemės drebėjimų. Tačiau tuo neapsiribojama.

Parengtas įdomus 3300 m ilgio dviejų geleţinkelio ir šešių automobilių eismo juostų tilto per

Mesinos sąsiaurį tarp Italijos ir Sicilijos salos projektas. Panaudota kombinuota kabamoji

vantinė sistema. Pilonų aukštis sieks 360 metrų. Tarpkontinentinis tiltas (3000+5000+3000 m)

per Gibraltaro sąsiaurį turėtų sujungti Europos ir Afrikos ţemynus. Dar fantastiškesnis šio

tilto variantas - vantinis tiltas, kurio didţiausias tarpatramis – 8400 m, pilonų aukštis – iki

1250 m, pamatai įgilinti iki 300 metrų. Palyginimui: Lietuvoje didţiausio tarpatramio tiltai

pastatyti per Nerį Vilniuje. Tai vantinis plieninis pėsčiųjų tiltas Ţvėryne (1985), kurio

pagrindinis tarpatramis 117,3 metro. Ţirmūnų (1965) ir Lazdynų (1969) iš anksto įtemptojo

gelţbetonio tiltų angos 100 m pločio. Sukėlęs daug diskusijų tiltas Klaipėdoje per Kuršių

marias į Neriją turėtų apie 500 m tarpatramį. Taigi ne toks jau aukštas yra ir Vilniaus

televizijos bokštas…

Pastaruoju metu padaryta didelis ţingsnis, tobulinant tiltų medţiagas, konstrukcinius

sprendimus, statybos būdus. Naudojant specialius priedus (pavyzdţiui, silicio mikrodulkes),

12

pavyko padidinti cementinio betono gniuţdomąjį stiprį apie 3-4 kartus (iki 150-200 MPa).

Gelţbetoninės konstrukcijos taps lengvesnės. Tiltų, hidrotechnikos ir kitų gelţbetoninių

statinių statyboje techninę revoliuciją gali sukelti sintetinės medţiagos. Atlikti pirmieji

sėkmingi bandymai pakeisti gelţbetoninių konstrukcijų plieninę armatūrą, plieninius lynus ir

vantus armuoto polimero kompozitų (plastikų) pluoštais. Tai šiuolaikinės konstrukcinės

medţiagos, sudarytos maţdaug iš 70 proc. anglies ar stiklo pluošto ir apie 30 proc.

polimerinio rišiklio. Šios medţiagos tvirtesnės uţ plieną (kol kas jų techninis stipris sudaro

3000 MPa), lengvesnės (4,5 kg plastiko pakeičia 100 kg plieno), atsparios korozijai. Naujos

medţiagos ir konstrukcijos toliau tobulinamos.

1.1.2 Tiltų apţvalga Lietuvoje

Šiuo metu Lietuvoje yra daugiau kaip keturi tūkstančiai tiltų. Didţiąją dalį jų

eksploatuoja Lietuvos automobilių kelių direkcija, 500 valstybinė įmonė Lietuvos

geleţinkeliai, kitus miestų ir rajonų savivaldybės. Vilniuje yra apie 80 tiltų. Su

gelţbetoninėmis perdangomis yra apie 90 % tiltų, metalines perdangas turi apie 5 % visų

automobilių kelių tiltų ir 15 % geleţinkelio tiltų. Metalinės perdangos naudojamos esant

dideliems tarpatramiams automobilių tiltų ir esant vidutiniams arba dideliems tapatramiams

geleţinkelių tiltuose. 2007 m. iš 1522 Lietuvos automobilių kelių direkcijai priklausančių tiltų

1440 turėjo gelţbetonines perdangas, 79 tiltai plienines bei plienbetonines ir 3 medines

perdangas. Bendras visų tiltų ilgis 51,2 km. Iš 538 geleţinkelio tiltų 448 turėjo gelţbetonines

perdangas, bendras perdangų ilgis 9,2 km, 66 tiltai turėjo metalines, bendras ilgis 4,98 km 13

– plienbetonines, bendras ilgis 2,1 km ir 5 tiltai mūrines perdangas.

Šiuo metu tiltus projektuoja UAB „Kelprojektas“ Kaune, UAB „Tiltų ekspertų

centras“ (TEC) Vilniuje, o stato AB „Kauno tiltai“, UAB „Tilsta“, UAB „Viadukas“, AB

Panevėţio, Ukmergės, Ţemaitijos keliai, Šiaulių plentas, Lietuvos automobilių kelių direkcijai

pavaldţios įmonės ir kt. Tiltus tiria ir bando Transporto ir kelių tyrimo instituto tiltų skyrius

Kaune, VGTU Tiltų ir specialiųjų statinių katedra, TEC.

1.1.3 Pagrindinės tilto sudedamosios dalys

Pagrindinės tilto sudedamosios dalys:

1. perdanga;

2. kraštinė atrama;

13

3. pamatas;

4. šalitiltis;

5. atraminiai guoliai;

6. tarpatramis.

Pagrindinės tilto dalys pavaizduotos 1.1 pav.

1.1 pav. Pagrindinės tilto laikančios konstrukcijos ir sudedamosios dalys

Pagrindiniai tilto rodikliai:

• ilgis – atstumas tarp ramtų sparnų kraštinių taškų;

• tarpatramio ilgis – atstumas tarp tilto atraminių guolių centrų;

• plotis – atstumas tarp tilto konstrukcijų raštinių taškų;

• aukštis – atstumas nuo VVVL (vidutinio vasaros vandens lygio) iki KL (kelio

dangos lygio).

Tiltai klasifikuojami įvairiais poţiūriais: pagal paskirtį, medţiagas, reikšmingumą,

elgsenos statistinę schemą ir kt. (Notkus, 2010).

1.1.4 Tiltų klasifikacija pagal paskirtį

Pagal paskirtį tiltai gali būti klasifikuojami:

• tiltas;

14

• automobilio kelio tiltas;

• geleţinkelio tiltas;

• mišraus eismo tiltas;

• sankryţos tiltas;

• pėsčiųjų tiltas;

• viadukas;

• akvedukas.

Tiltas – statinys naudojamas pratiesti keliui ar specifinės paskirties statiniui virš

natūralios ar dirbtinės kliūties.

Viadukas – aukštas tiltas per gilią ir sausą įdubą.

1.1.5 Tiltų klasifikacija pagal naudojamas statybines medţiagas

Pastaruoju metu daţniausiai statomi gelţbetoniniai, plieniniai ir kompoziciniai tiltai.

Visiškai metalinių tiltų nebūna, nes visų tiltų pamatai daţniausiai būna gelţbetoniniai.

Metalinė būna tik tilto perdanga. Šiuo metu statomi tiltai daţniausiai būna gelţbetoniniai arba

kompoziciniai. Lietuvoje gelţbetoniniai tiltai sudaro 90 % bendro tiltų skaičiaus. Metalinės

perdangos sudaro tik 10 % visų tiltų skaičiaus. Iš 1530 Lietuvos automobilių kelių direkcijai

priskirtų tiltų 1447 turi gelţbetonines perdangas, kurių ilgis siekia 45,8 km, 80 tiltų tyrėjo

plienines perdangas ir 3 tiltai medines perdangas.

1.1.6 Tiltų klasifikacija pagal reikšmingumą

Tiltai pagal dydį gali būti: maţi, vidutiniai, dideli ir unikalūs. Tiltų skirstymas pagal

dydį įvairiose pasaulio šalyse skiriasi. Lyginant su pasaulyje esančiais tiltais, dauguma

Lietuvoje esančių tiltų yra palyginus maţi. Tam, kad būtų suvienodinta tiltų klasifikacija

siūloma kompromisinį klasifikavimą:

• maţi tiltai – kai bendras ilgis iki 25 m;

• vidutiniai – kai bendras ilgis 25 – 100 m, didţiausio transporto ilgis – iki 50 m;

• dideli – kai bendras ilgis 100 – 1000 m, didţiausio transporto ilgis 50 – 200 m;

• unikalūs - unikalius tiltus galima išskirti bent vienu iš šių rodiklių: bendras ilgis

daugiau, kaip 1 km arba tarpatramio ilgis – 200 – 500 priklausomai nuo

schemos arba tiltas unikalus kitais aspektais (Notkus, 2010).

15

1.1.7 Tiltų atramos ir kolonos

Daţniausiai po kolonomis yra įrengiami taip vadinami atskiri pamatai. Jie gali būti

surenkami ir monolitiniai – arba daromi statybvietėje vientisi, arba surenkami iš gamyklos

atveţtų elementų. Toks pamatas turi lizdą, ar taurę ir vadinamas tauriniu. Vėliau į šį lizdą

įstatoma kolona. Lizdo gabaritus apsprendţia skaičiavimai ir kolonos skerspjūvio matmenys.

Įgilinamos į lizdą kolonos skirtingai, t. y. nėra vieno lizdo matmens, tai priklauso nuo kolonos

skerspjūvio matmenų ir yra skaičiuojama. Tokiam pamatui yra pavojinga, kad kolona

nepradurtų pamato lizdo apačios.

Tiltų atramos gali būti betonuojamos vietoje mediniuose arba metaliniuose

daugkartinio naudojimo klojiniuose arba surenkamos iš atskirų blokų. Seklieji plokštieji

pamatai daţniausiai montuojami vietoje. Tiltų pamatai Lietuvoje dėl silpnų paviršinių

sluoksnių įrengiami gilieji poliai, kaltiniai arba gręţtiniai (Notkus, 2010).

Ramtai – galinės tilto atramos sujungiančios tiltą su pylimu. Atlaiko tilto perdangos ir

pylimo poveikius ir per pamatą perduoda juos pagrindui. Ramtas turi uţtikrinti pastovumą ir

ramto konstrukcijų laikomąją galią.

Ramto liemuo gali būti masyvus, storos sienos formos arba lengvas sudarytas iš

atskirų stulpų – kolonų.

Ramtai skirstomi į atviruosius ir uţpiltinius. Atvirųjų tik dalis pylime. Pylimo kūgio

linija nuo ramto priekinės sienutės apačios kildama toli nusidriekia ir ramto liemuo bei

sparnai tampa ilgi ir masyvūs. Uţpiltiniai ramtai priešingai, nei atviri nėra toki masyvūs.

Uţpiltiniuose ramtuose konstrukcija yra uţpilama, kūgio linija yra arti ramto. Dėl šios

prieţasties atvirieji ramtai išlikę tik senuose tiltuose arba projektuojami tik esant specialiomis

sąlygomis. Neuţpiltiniai ramtai įrengiami tais atvejais, kai įrengiamas vieno tarpatramio tiltas

virš gatvės ir uţpiltinio ramto kūgis nepagrįstai uţpildytų tarpatramį ir nebūtų uţtikrintas

reikiamas gatvės plotis (Notkus. 2010).

1.1.8 Tiltų pamatų gamyba ir įrengimas

Statant tiltus seklieji pamatai taikomi, kai paviršiuje slūgso tvirti gruntai. Kadangi

Lietuvoje paviršiuje tvirtu gruntai aptinkami retai, todėl daţniausiai įrengiami gilieji pamatai.

Giliesiems pamatams daţniausiai naudojami kaltiniai poliai. Tokio tipo poliai

Lietuvoje gaminami nuo 5 – - atvejų

kuomet sukalami ir metaliniai vamzdţiai ir ertmė uţpildoma betonu. Pastaruoju metu vis

16

– 0,6 m. Dar viena pamatų rūšių

naudojama – kesoniniai pamatai. Tokio tipo pamatai įrengiami išskirtiniais atvejais, kai

sąlygos ypač sudėtingos. Kesono viduje gruntas iškasamas ir sunkus kesonas pats nugrimzta.

Kad nesiverţtų vanduo, kesono viduje sukuriamas padidintas oro slėgis.

1.2 Bendros ţinios apie hidrotechnikos statinius

1.2.1 Hidrotechninių statinių apţvalga

Hidrotechninių statinių poreikis ir statyba atsirado kartu su civilizacijų vystymosi.

Hidrotechnikos pradţia buvo drėkinimo sistemų įrengimas. Seniausia ţinoma uţtvanka buvo

supilta iš ţemių Egipte prie Memfio maţdaug 3000 m. pr. m.e.: uţtvankos aukštis siekė 17

m, ilgis apie 500 m; apie 2300 m. pr. m. e. reikšmingą poslinkį hidrotechninėje veikloje

padarė Kinijoje pagarsėjęs Jupis Didysis; apie 1500 m. pr. m. e.: Egipte buvo iškastas

laivybos kanalas tarp Nilo ir Raudonosios jūros; apie 1700 m. pr. m. e.

Europoje seniausi hidrotechniniai statiniai t.y. apsauginės dambos apsaugančios

Olandiją nuo jūros ir potvynių pradėtos statyti 2000 m. pr. m. e. Pirmoji hidroelektrinė buvo

pastatyta 1876 – 1881 m. Vokietijoje ir Anglijoje. Šios pirmosios elektrinė buvo labai maţos,

lyginant su šiuo metu statomoms ar jau pastatytomis hidroelektrinėmis, jų galia siekė tik kelis

šimtus vatų. Pirmą kartą Lietuvoje Sukončiuose vanduo elektros energijai pagaminti buvo

panaudotas 1900 m. Ši elektrinė suremontuota ir veikia iki šių dienų. 1910 m. buvo pastatyta

pirmoji hidroelektrinė Anykščiuose.

1935 m. elektrą gamino ir veikė 309 hidroelektrinės. Pokario laikotarpiu buvo

rekonstruojami vandens malūnai ir vietoj jų statomos hidroelektrinės.

Šiuo metu Lietuvoje yra virš 1100 uţtvankų, kurių baseino plotas didesnis kaip 0,5 ha.

Iš jų 414 tvenkinių, kurių plotai didesni kaip 5 ha ir 165 patvenkti eţerai su įvairaus tipo HTS

(perteklinio vandens pralaidomis, ţemių uţtvankomis (toliau – ŢU)). HTS įrengti reikalingos

didelės lėšos. Visi HTS eksploatuojami sudėtingomis sąlygomis. Juos veikia atmosferiniai

krituliai, vandens aplinka, ledas, temperatūra, vėjas ir kiti veiksniai, kurie spartina HTS irimą.

Atliekant laiku ir tinkamą prieţiūra, savalaikį remontą galima prailginti hidromazgų tarnybos

laiką. Daugelio jų amţius yra virš 30 metų ir vien dėl medţiagų senėjimo padidėja gedimų ir

avarijų tikimybė. Dėl sukaupto tvenkiniuose vandens energijos keliamo pavojaus pagal

vandens slėgio aukštį arba sukaupto vandens tūrį 617 tvenkinių Lietuvoje yra priskirti

17

potencialiai pavojingų HTS kategorijai (Dėl potencialiai pavojingų hidrotechnikos statinių

prieţiūros ir kontrolės 2007).

1.2.2 Hidrotechnikos statinių klasifikacija

Hidrotechnikos statiniai klasifikuojami pagal įvairius aspektus. Pagal sąveiką su

vandeniu skirstomi:

1. vandens patvenkimo (uţtvankos, vandens pralaidos);

2. vandens praleidimo (vandens pralaidos);

3. vandens ėmimo (vandens ėmyklas);

4. vandens transportavimo (kanalai, vamzdynai, latakai, tuneliai ir kt.)

5. vandens gerinimo (sėsdintuvai, aeratoriai);

6. vagotvarkos (būnos, dambos, krantinės ir kt.)

Pagal ūkinę paskirtį hidrotechnikos statiniai būna: bendrieji ir specialūs. Pagal

naudojimo laiką hidrotechnikos statiniai būna: nuolatiniai, antraeiliai ir laikini.

Pagal statybos vietą skiriami jūrų, eţerų, vandens saugyklų, upių ir kanalų. (Ruplys.

1988.) .

Darbo metu nagrinėjamas hidromazgas, kurį sudaro: ţemių uţtvanka, slenkstinė

betono gravitacinė uţtvanka su pakeliamais uţdoriais ir hidrojėgainės pastatas.

1.2.3 Betono ir gelţbetonio naudojimas šlaitams tvirtinti hidrotechnikos statiniuose ir

tiltuose

Ţemių uţtvankų šlaitai tvirtinami todėl, kad šlaitus apsaugoti nuo aplinkos poveikio

t.y. vandens, ledo, atmosferinių kritulių ir kitų šlaitų koroziją sukeliančių veiksnių. Šlaitai

daţniausiai tvirtinami gelţbetoninėmis plokštėmis: surenkamomis arba monolitinėmis,

betonine danga, asfaltbetoniu, skalda, smėlio – ţvyro mišiniu ar kitomis medţiagomis.

Ţemių uţtvankose didelis dėmesys skiriamas šlaito tvirtinimu vandens svyravimo ir

ledų veikimo zonoje.

Ţemių uţtvankų šlaitų tvirtinimui gelţbetoninių plokščių dydis svyruoja nuo 5,0 5,0

m iki 10 10 m. Plokščių storis būna nuo 0,15 – 0,3 m. plokštės tarp savęs jungiamos

armatūros tinklais – atliekamos specialios konstrukcinės siūlės (Damulevičius…. 2008.).

Tiltų šlaitų tvirtinimui naudojamos gelţbetoninės plokštės, kurių tarpai uţsandarinami

monolitiniu gelţbetoniu. Tiltų šlaitai tvirtinami dėl tokios pačios prieţasties, kaip ir ţemių

18

uţtvankų. Šlaito tvirtinimas apsaugo nuo atmosferos kritulių, vėjo, nuo pakilusio vandens

lygio pavasario – vasaros potvynių metu ir ledo lyčių paţeidimo. Šlaitai tose vietose, kur

neveikia tekantis vanduo ir ledai, tvirtinami aţūrinėmis plokštėmis. Šlaitus tvirtinant

aţūrinėmis plokštėmis sutaupoma betono, nes plokštės gaminamos su skylėmis, kurios

sumontavus plokštes uţpildomos augaliniu gruntu ir uţsėjama ţolių – sėklų mišiniu.

1.2.4 Betonas ir gelţbetonis hidrotechnikos statiniuose taurams įrengti

Taurai įrengiami hidromazgų slenkstinės betoninės uţtvankos dalyje. Jie reikalingi

uţdoriams, jų uţdarymo ir atidarymo įrangai, tarnybos bei transporto tiltams atremti.

Naudojant plokščius uţdorius reikia trumpų, bet aukštų taurų, o naudojant segmentinius

uţdorius reikia ilgesnių taurų. Šachtinių uţtvankų tarnybinio tiltelio atramos, esančios tarp

uţtvankos keteros ir šachtos, bei tarnybinio tiltelio atramos ant šachtos keteros vadinamos

taureliais. Taurai ir taureliai daromi iš betono, gelţbetonio. Taurų forma iš viršutinio bjefo

pusės turi uţtikrinti sklandų vandens įtekėjimą į vandens praleidimo angas ir minimalų

tėkmės suspaudimą. Tauruose įrengiamos išėmos darbiniams ir remontiniams uţdoriams.

Taurai, kaip nurodoma literatūroje (Ruplys, 1988), slenkstinėse betoninėse uţtvankose

reikalingi uţdoriams, jų uţdarymo ir atidarymo įrangai, tarnybos tilteliams atremti. Jie

padidina slenksčio plotį, bet supaprastėja uţdoriai, jų valdymo įranga, tiltų konstrukcijos, per

slenkstį galima racionaliau praleisti vandenį ir plūdmenis. Be to, taurai padidina slenksčio

pamato plokštės stiprumą.

1.1 pav. Taurai: a – tauro profilis, kai nereikia praleisti ledų; b – tauro profilis, kai reikia praleisti ledus; c – tauro

planas (Ruplys, 1988).

19

1.2.5 Hidroelektrinės pastato konstrukcijoms

Hidroelektrinės pastatą sudaro dvi dalys: antţemine ir poţeminė. Antţeminė dalis gali

būti statoma iš surenkamų arba monolitinių betono elementų. Hidroelektrinės antţeminėje

dalyje įrengiama turbinų salė, gali būti įrengiami aptarnaujančio personalo kambariai ar kitos

patalpos. Poţeminė hidroelektrinės dalis tai pati svarbiausia ir reikalaujanti daug dėmesio

įrengiant hidroelektrinės dalis. Poţeminėje hidroelektrinės dalyje įrengiama turbinos,

vandens privedimas prie turbinų ir čiulpvamzdţių kameros. Todėl ši hidroelektrinės dalis yra

labai svarbi ir reikalauja aukštos kokybės betono. Hidroelektrines poţeminės dalies matmenys

priklauso nuo įmontuojamų turbinų tipo ir dydţio. Hidroelektrinės pastato planas ir pjūvis

pavaizduotas 1.2 paveiksle.

1.2 pav. Hidroelektrinės planas – pjūvis (Vyčius,.. 2007).

20

1.3 Betono ir gelţbetonio konstrukcijų koroziją sukeliantys veiksniai

Betoną ir gelţbetonį ore veikia daugybė įvairios rūšies veiksnių. Ore yra apie 0,03

tūrio procentų CO2. Esant palankiomis sąlygomis vyksta betono karbonizacijos procesas,

kurio metu ore esantis CO2 reaguoja su betone esančiu laisvu Ca(OH)2. Esant įprastinei

teigiamai temperatūrai palankiausias karbonizacijai oro drėgnis yra 50 – 60 %. Kai oro

temperatūra nukrenta ţemiau 0o C karbonizacija nevyksta. Karbonizacija yra labai lėtas

procesas ir priklauso nuo tai, kokiu greičiu vyksta CO2 difuzija į betoną. Betono

karbonizacijos sparta tiesiogiai priklauso nuo betono tankio, poringumo, priedų panaudoto

cemento tipo ir kt. Esant palankiomis sąlygomis karbonizacijos greitis gali siekti iki 1 mm per

metus. Karbonizacijos metu susidarę CaCO3 kristalai padengia betone esančių kalkių bei

kalcio hidroksilikatų paviršius. Ši susidariusi plėvelė trukdo toliau vykti karbonizacijai ir ją

lėtina.

Mechaniniu poţiūriu karbonizacija nėra kenksminga betonui, nes vykstant šiam

procesui , betono stiprumas didėja. Tačiau karbonizacija įtakoja betono tūrio pakitimus.

Karbonizcijos metu betonas traukiasi ir maţina karbonizuoto sluoksnio šarmingumą t.y.

sumaţina betono porų tirpalo pH. Abu paminėti faktoriai yra nepageidautini, nes dėl betono

traukimosi gali pleišėti paviršius, o dėl pH sumaţėjimo gali pasireikšti plieno armatūros

korozija (Vektaris, 2006).

1.3.1 Pirmos rūšies korozija

Pirmosios rūšies korozija – tirpiųjų betono komponentų, daţniausiai Ca(OH)2,

išplovimas iš betono. Visose betoninėse ir gelţbetoninėse konstrukcijose yra porų. Per poras

filtruojasi vanduo. Porėtas betonas pasiţymi geru dujų, drėgmės ir garų sugėrimu, o sąlyčio su

aplinka paviršius intensyviai sąveikauja su aplinkoje esančiais reagentais. Cementinio akmens

korozijai lemiamą įtaką turi kalcio hidroksidas Ca(OH)2, kuris susidaro kietėjant cementui, ir

klinkerio mineralas – kalcio aliuminatas C3A (3CaO Al2O3). Vanduo, filtruodamasis ar

drėkindamas betoną, išplauna tirpų kalcio hidroksidą, todėl betonas tampa porėtas ir silpnas.

Kalcio hidroksido išplovimo įtaka betono stiprumui pavaizduota (1.3. pav.).

21

1.3. pav. Priklausomybė tarp santykinio cemento akmens stiprio (Rg) ir išplaunamo kalcio hidroksido kiekio

(Q) (Kamaitis. 1995).

Kalcio hidroksido išplovimas priklauso nuo jo tirpumo vandenyje. Kalcio hidroksido

tirpumas vandenyje vidutiniškai 1,2 g/l , jis gali padidėti ar sumaţėti priklausomai nuo

vandens savybių: kiek vandenyje yra ištirpusių kalcio druskų, temperatūros, vandenyje

ištirpusių druskų koncentracijos. Konstrukcijų paviršiuje išplautas kalcio hidroksidas reaguoja

su anglies dioksidu ir susidaro netirpus kalcio karbonatas (atsiranda baltos dėmės). Ši

korozijos rūšis labiausiai pasireiškia, kai per betoną filtruojasi gėlas, ar maţai ištirpusių

druskų turintis upių ar eţerų vanduo. Tai būdinga ir mūsų šalies HTS ir tiltų betoninėmis ir

gelţbetoninėmis konstrukcijomis.

Tyrimų metu aptikti Ca(OH)2, išplovimo ir karbonizacijos proceso poţymiai

pavaizduoti 1.4 pav .

1.4 pav. Ca(OH)2 išplovimo ir karbonizacijos poţymiai Jundeliškių hidroelektrinės atraminėje sienutėje.

(Autoriaus nuotrauka).

22

1.3.2 Antros rūšies korozija

Antros rūšies korozijos metu vyksta cementinio akmens komponentų tirpimas (kaip

pirmojo tipo korozijoje) ir šios medţiagos sąveikauja tarpusavyje su agresyviomis

medţiagomis ištirpusiomis vandenyje. Dėl to susidaro tirpūs korozijos produktai arba maţai

tirpūs, birūs nepatvarūs junginiai. Pagal tai kaip ši korozija yra išplitusi galima nusakyti

antros rūšies korozijos apimtį ir pakenkimo laipsnį. Priklausomai nuo korozijos produktų

savybių, korozijos procesas gali vykti palaipsniui vis stipriau suardydamas cementinį akmenį

arba visai nuslopti, jei korozijos produktai netirpūs ir iš jų susidaro nepralaidi plėvelė betono

išoriniame paviršiuje ar porėtojo ploto vidiniame paviršiuje.

Cementinis akmuo yra šarminis. Dėl to jam didţiausią ţalą daro rūgštys, rūgščios

druskos ir kiti junginiai, reaguojantys su cementinio akmens komponentais.

Cementinio akmens ir rūgšties sąveikos produktams įsiskverbus kiek giliau į betoną,

korozijos proceso plitimas būna pristabdomas. Taip atsitinka dėl augančio reakcijos produktų

sluoksnio, kuris trukdo rūgščiai pasiekti cementinio akmens komponentus. Susidaro skirtingi

reakcijos produktai. Tai priklauso nuo to, kokia rūgštis dalyvauja procese, būtent - koks šios

rūgšties kalcio druskos tirpumas, nes pagrindinis procesas - tai rūgšties neutralizavimas jai

reaguojant su kalcio hidroksidu.

Būdinga karbonatinė korozija, vykstanti, kai sukietėjusį cemento akmenį veikia

vanduo, kuriame yra ištirpusių angliarūgštės (CO2) dujų. Reakcija tarp Ca(OH)2 ir CO2 vyksta

dviem etapais:

Ca(OH)2 + CO2 + H2O ------------ ► Ca CO3 + 2 H2O ;

Ca CO3 + CO2 + H2O ~ Ca (HCO3)2.

Susidaręs Ca (HCO3)2 yra labai tirpus, dėl to vanduo jį išplauna. Kadangi antroji

reakcija yra grįţtamoji, tai korozijos intensyvumas priklauso nuo CO2 kiekio.

1.3.3 Trečios rūšies korozija

Betonui pagamintam iš portlandcemenčio ar kitokių rišamųjų medţiagų didelę ţalą

daro sulfatai, kurių yra gamtinėse ir pramoninėse aplinkose. Todėl labai svarbu įvertinti

betono patvarumą vandeniniuose sulfato tirpaluose ir atrasti būdus, kaip išgauti betoną, kuris

būtų patvarus tokiose aplinkose ir nereikėto papildomai naudoti betono apsaugos priemonių.

Betono korozijos intensyvumas ir galimi pakenkimai cementiniam akmeniui sąveikaujant su

23

sulfatais priklauso nuo kenksmingosios aplinkos pobūdţio ir betono savybių. (Petkevičius

2009).

Betono patvarumas sulfatinėse aplinkose priklauso nuo daugybės faktorių. Todėl nėra

tai paprasta apibūdinti sulfatinę koroziją ir beveik neįmanoma nurodyti universalų būda, kaip

padaryti betoną, atsparų sulfatams. Pirmiausia aptariame aplinkos sąlygas, daţniausiai

sukeliančias betono koroziją, ir betonus, naudojamus šiomis sąlygomis, daugiausia dėmesio

skirdami pirminei betono apsaugai.

Korozijos procesai vyksta vandeniniams sulfato tirpalams sąveikaujant su betono

cementiniu akmeniu. Betono atsparumą šiems procesams sąlygoja cementinio klinkerio

mineraloginė sudėtis ir cemento medţiagų sudėtis. Korozijos procesų sulfatinėje aplinkoje

pagrindas - sulfato jonų tarpusavio sąveika su kalcio hidroksidu ir cementinio akmens

hidroaliuminatais. Pagrindiniai procesai cementinio akmens ir sulfatų tarpusavio sąveikoje,

jau nustatyti, nors apie tai, kaip būtent paţeidţiamas patvarumas ir procesų detalės, dar vyksta

diskusijos (Petkevičius 2009). Didţiausią reikšmę cementinio akmens koroziniams

paţeidimams turi kalcio hidrosulfoaliuminio ir gipso susidarymas. Tai įvyksta dėl bendro

reakcijos produktų tūrio skirtumo. Šie reakcijos produktai susidaro iš reaguojančiojo

cementinio akmens atskirų komponentų. Kai Ca(OH)2 yra natrio sulfato tirpale, iš jo susidaro

CaSO4 2H2O ir tūris padidėja 2,34 karto, kai reaguoja 3CaO • AI2O3 • 6H2O natrio tirpale,

susidaro 3CaO AI2O3 3CaSO4• 32H2O ir tūris padidėja 4,8 karto. Dėl šių prieţasčių pradinis

laikotarpis, kol betono poros, kapiliarai uţsipildo reakcijos produktais, betonas stiprėja, o

vėliau supleišėja.

Ši betono korozijos rūšis būdinga jūrų HTS, nes jūros vandenyje yra sulfatinių druskų

CaSO4, MgSO4. Mūsų šalies upių HTS ir tiltų konstrukcijų tokia korozija maţai tikėtina.

1.3.4 Biokorozija

Labai sunku nusakyti, kokius procesus reikėtų priskirti biokorozijai. Iki šiol betonas

buvo laikomas, be abejo, biopatvaria medţiaga, ir tokie poveikiai nebuvo svarstomi. Tačiau

laikui bėgant pastebėta, kad ir betoną veikai gyvi organizmai.

Nors betonas nėra maistinė terpė gyviems organizmams, tačiau jie pamaţu įsitvirtina.

Kadangi bioorganizmams gyventi nereikia labai ypatingų sąlygų todėl jie gali

įsitvirtinti ir betono paviršiuje. Bioorganizmai gali gyventi betono paviršiuje, jei ant šio

paviršiaus yra organinių medţiagų, arba, jei liečiantis su paviršiumi, supa aplinka (oras,

vanduo, skystis), kurioje yra medţiagų, tinkančių mikroorganizmų maistui (organinės

24

medţiagos, siera ir jos junginiai, angliavandeniliai ir pan.). Mikroorganizmai, gyvendami

betono paviršiuje arba jo porose nedideliame gylyje, gyvybinės veiklos (metabolizmo)

procese išskiria metabolizmo produktus. Kadangi gyvybinės veiklos procesai - rūgštiniai

procesai, tai pagrindinis metabolizmo produktas yra rūgštys.

Vertinant biokorozijos atsiradimo procesų, susijusių su mikroorganizmų gyvybine

veikla, sąlygas, galima išskirti du atvejus, turinčius reikšmės kuriant apsaugos priemones nuo

šios korozijos formos.

Bakterijų egzistavimui optimalūs pH rodikliai yra maţesni uţ 10. Ir vis tik buvo

įrodyta (Жилюкас, 1988.), kad apsigyvendamos mikroplotuose su karbonizuotu cementiniu

akmeniu laikui bėgant bakterijos pačios susikuria palankias gyvenimo sąlygas, joms

išsiskirdama padeda sieros rūgštis, kuri neutralizuoja kalcio hidroksidą, taip perdirbdama

betono cementinį akmenį.

Labiausiai biokorozija paplitusi įrenginiuose, kur su statybinių konstrukcijų betoniniu

paviršiumi liečiasi organinės medţiagos. Tai būdinga maisto ir mikrobiologijos pramonėje,

gamybiniuose ţemės ūkio statiniuose. Čia medţiagų, susidarančių technologinio ciklo metu,

ir gamybinių atliekų sudėtyje gali būti medţiagų, sukeliančių organogeninę koroziją. Jos taip

pat gali sudaryti palankias sąlygas daugintis mikroorganizmams, kurių gyvybinės veiklos

produktai stiprins aplinkos agresyvų poveikį. Betono karbonizacija gali pasireikšti valymo

įrenginiuose, nuotekų kolektoriuose. HTS betoninių paviršių apaugimas samanomis,

kerpėmis, rodo, kad betoną veikia humusinės rūgštys. Tai biokorozijos apraiška, labiau

pavojinga tik prastos kokybės betonui.

1.4 Betono ir gelţbetoninių tiltų konstrukcijų tyrimai Lietuvoje ir pasaulyje

Nemaţą indėlį į Lietuvos gelţbetoninių tiltų būklės tyrimus įdėjo Vilniaus Technikos

Universiteto, šiuo metu tai yra Vilniaus Gedimino Technikos universitetas (VGTU)

profesorius Z. Kamaitis (Kamaitis 1995). Jis tiltų būklės vertinimą atliko įvairiais aspektais

apţvelgdamas :

1. techninės eksploatacijos valdymo sistemas;

2. eksploatacijos sąlygas;

3. defektų ir jų atsiradimo prieţastis;

4. techninės būklės tyrimus;

5. techninės būklės vertinimą.

25

Atliekant techninės būklės vertinimą Z. Kamaitis išskyrė šiuos pagrindinius tiltų

ypatumus:

• tiltai yra įvairių sistemų ir medţiagų, susideda iš daugelio konstrukcinių ir

nekonstrukcinių elementų, apkrovimo ir poveikio kombinacijų;

• tiltus projektuojant, statant ir eksploatuojant veikia labai daug įvairių faktorių

(techniniai, ekonominiai, socialiniai ir ekonominiai);

• daugelis veikiančių faktorių tarpusavyje susiję, nors šie ryšiai ne visada

pakankamai aiškūs;

• tiltų elementai, laikui bėgant , dėvisi, staiga ir palaipsniui atsiranda įvairūs

defektai, kurių vystymosi dinamika, prognozė ir vertinimas atskirų

konstrukcijų ar viso statinio būklei yra sudėtingi;

• tiltai eksploatuojami dašimtmečiais ir net šimtmečiais, todėl reikia labai daug

laiko, kad surinktum statistinius duomenis apie gedimus, avarijas bei įvairius

faktorius, jų kitimo ribas, ne visada šie duomenys išsamūs ir patikimi

Maţų tiltų tyrinėjimus atliko Vincas Gurskis, Jonas Juodis, Algimantas Patašius ir

Rytis Skominas (Gurskis, 2004). Atliktų tyrių metu buvo nagrinėjama vietinės reikšmės

keliuose esančių maţų surenkamųjų gelţbetoninių tiltų projektinių sprendimų analizė,

apibūdinama anksčiau ir dabar taikyti rekalavimai tiltų statybai naudotam betonui ir

armatūrai. Išanalizuoti galimi daţniausiai pasitaikantys surenkamų gelţbetoninių konstrukcijų

defekatai statybos ir eksploatacijos metu.

Objektyviai įvertinti ir tyrimamas atlikti naudojami įvairūs metodai:

• kameraliniai tyrimai pagal įvairius literatūrinius šaltinius;

• vizualinis ir instrumentinis metodas, apţiūrint tirtus statinius vietoje ir atliekant

defektų bei paţaidų matavimus;

• tiltų bei jų paţeistų elementų fotografavimas;

• neardantis metodas betono stipriui nustatyti.

Betono tyrimo rezultatams tvarkyti naudoti statistiniai rodikliai: vidutinis kvadratinis

nuokrypis ir variacijos koeficientas, parodantys gautų reikšmių išsibarstymą.

Vertinant bet kokio statinio būklę svarbu susipaţinti ir išstudijuoti projektinę ir

statybos dokumentaciją, statybos metu galiojusias projektavimo normas, konstrukcijų

katalogus. Tuometinius projektinius sprendimus, medţiagų ir konstrukcijų projektinius

rodiklius būtina palyginti su naujaisiais analogiškos paskirties statiniams keliamiems

reikalavimus.

26

Pagal vėliau priimtas ir su kai kuriais papildymais galiojančias projektavimo normas

SNiP 2.05.03-84, kuriomis remiantis suprojektuota dauguma tiltų ir pralaidų yra nustatyti

tokie reikalavimai medţiagoms:

betonui – stiprio gniuţdant klasė nuo B20 iki B60 (C15/20 ÷ C55/60), atsparumo

šalčiui markė ne maţesnė kaip „Mrz“200 (dabar atitiktų markę F150); nelaiduo vandeniui

markė tiltų povandeninėms ir poţeminėms konstrukcijoms ne maţesnė kaip W4, vagos

tvirtinimo elementams, vaţiuojamosios dalies dangos – ne maţesnė kaip W6; armatūrai

nustatyti tokie reikalavimai: A-II 20 – tiltų atramoms ir perdangų konstrukcijoms,

neskaičiuojamiems nuovargiui A-II 16.

Minėti autoriai Atlikę tyrimus padarė išvadas:

1. Atlikus surenkamų gelţbetoninių tiltų konstrukcijų projektinių sprendimų

analizę, nustatyta, kad šioms konstrukcijoms buvo numatyti pakankami betono stiprumo ir

ilgaamţiškumo rodikliai, tačiau neįvertinus betono karbonizacijos procesas ir armatūros

korozijos pavojus. Šiuo poţiūriu projektiniai sprendimai neatitinka dabartinių normų ir

standartų reikalavimų.

2. Atlikus iš melioracijos lėšų Kauno rajone pastatų tiltų būklės analizę nustatyta,

kad gera būkle pasiţymi tik 2 tiltai (6 %), vidutine ir patenkinama po 47 % tiltų. Atkreiptas

dėmesys į tai, kad defektų yra visų tiltų pagrindinėse konstrukcijose: polinėse atramose,

antpoliuose, perdangų plokštėse ir sijose.“

3. Neardančiu metodu ištyrus tiltų pagrindinių konstrukcijų betono stiprį

gniuţdant, nustatyta, kad jis analogiškoms tiltų konstrukcijoms labai nevienodas – variacijos

koeficientas 22,7 – 38,2 %. Tiltų, kuriuose projektinio stiprio gniuţdant neatitinka polių

atramų betonas yra 27 %, antpolių betonas – 25 % ir perdangos plokščių, sijų betonas – 37 %

(Gurskis, 2004, p. 88).

Kinijoje atliekant tiltų stiprumo tyrimus naudojamos įvairios optimizavimo

programos, kurios leidţia tinkamai nustatyti tiltų būklę ir įvertinti remonto reikalingumą.

Grupės autorių (Ming‐Te Liang et al…, 2011) pasiūlytas daugkartinis optimizavimo

priemonių įvertinimo metodas (D.E.R.) daţniausiai buvo taikomas ieškant optimalių remonto

reitingavimo (daţnumo) atvejų. Penki RC (sustiprintų konstrukcijų tiltai) sistemos tiltai: Chi

– jou, Lang – yang, Dah – jea, Dah – duh ir Dah – an, esantys Taivane, yra pasirinkti kaip

praktiniai šio metodo taikymo pavyzdţiai. Rezultatai rodo, kad kai kiekvienas tiltas yra

vertinamas kaip ne esminis sistemoje, tuomet remonto reitingavimo (daţnumo) skaičiavimas

pagal D.E.R. yra teisingas. Nepaisant to, jeigu tiltų sistemose vienas ar daugiau tiltų laikomi

27

esminiu, remonto reitingavimo (daţnumo) skaičiavimas pagal D.E.R. nėra tikslus. Pasiūlytas

metodas, kuris dar turi trūkumų, gali būti naudojamas skaičiuoti remonto reitingavimą

(daţnumą) esančiuose RC tiltų sistemose.

28

2. TYRIMO TIKSLAI IR UŢDAVINIAI

Darbo tikslas:

• Atlikti Verknės upės tiltų ir hidrotechnikos statinių techninės būklės

tyrimus.

Uţdaviniai:

• Išanalizuoti literatūrą apie tiltų ir hidrotechnikos statinių būklės tyrimus;

• Išnagrinėti Verknės tiltų ir hidrotechnikos statinių projektinę dokumentaciją;

• Įvertinti Verknės upės tiltų ir hidrotechnikos statinių bei jų konstrukcijų defektus ir

paţaidas;

• Neardančiuoju metodu nustatyti Verknės upės ir hidrotechnikos statinių betono

gniuţdomąjį stiprį, armavimo tikslumą.

29

3. ATLIKTŲ TYRIMŲ METODIKA

3.1 Armatūrą saugančio betono sluoksnio storio nustatymas

Darbo metu buvo nustatinėjamas armatūros apsauginio sluoksnio storis. Apsauginio

sluoksnio nustatymui buvo naudojama armatūros aptikimo sistema „Profometer 5+, Model

S„„. Armatūros ieškiklis lengvas ir kompaktiškas skirtas betono dangos ir armatūros

skersmens matavimams. Prietaiso matavimo metodas yra paremtas struktūrinės srovės

principu su impulso indukcija. Prietaisas susideda iš trijų pagrindinių elementų:

rodmenų įtaiso;

universalaus zondo;

skenavimo veţimėlio.

Armatūros aptikimo prietaisas pavaizduotas 3.1 paveiksle.

3.1 pav. Armatūros aptikimo prietaisas „Profometer 5+, Model S„„.

Zondas slenkamas iš pradinės padėties ta kryptimi, kad armatūros ašis sutaptų su

matavimo zondo ašimi t.y. veţimėlis su įtvirtintu matavimo zondu stumiamas statmenai

armatūros ašiai. Stumiant veţimėlį stebima tekėjimo juosta ir pypsėjimo signalas. Juostai

judant iš kairės į dešinę rodo, kad zondas artėja prie armatūros. Tekėjimo juostai pilnai

uţsipildţius reiškia, jog nuo matavimo zondo ir armatūros paviršiaus yra maţiausias atstumas

ir jis parodomas rodmenų įtaiso ekrane. Pamatuotus duomenis galima išsaugoti prietaiso

atmintyje arba uţrašyti į matavimo duomenų lentelę, kuri sudaroma laisva forma pagal tai,

kokių duomenų reikia tyrimams atlikti. Po keleto matavimų prietaisą reikia perkrauti. Tai

padaroma maţdaug po dešimties matavimų.

30

3.2 Armatūros skersmens nustatymas

Norint išmatuoti armatūros skersmenį, reikia tam paruošti prietaisą „Profometer 5+,

Model S„„ . Rodmenų įtaise pasirenkame „Meniu“ klavišą ir išsiskleidusioje įrankių juostoje

paţymime, kad matuosime su statistika „scan with statistic“ ir paspaudţiame „OK“ mygtuką.

Nustačius prietaiso parametrus tolimesnis matavimas atliekamas kaip aprašyta 3.2 punkte. Kai

tekėjimo juosta uţsipildo ir tarp matavimo zondo ir armatūros yra maţiausias atstumas

paspaudţiame mygtuką su rodykle ţemyn ir ekrane atsiranda skaičius ţymintis armatūros

diametrą, pvz., „d = 16“. Su šiuo prietaisu armatūros diametrą galima nustatyti tokiose ribose,

kai armatūra yra ne sekliau kaip 20 mm ir ne giliau kaip 60 mm.

3.3 Betono stiprio nustatymas neardančiais metodais

Neardantieji stiprio gniuţdant nustatymo metodai pagal fizikinius poţymius skirstomi

į mechaninius, pagrįstus betono paviršiaus savybių tyrimu ar vietiniu paviršiaus suardymu,

ultragarsinius, magnetinius ir kt. Visi šie metodai paremti nustatytais koreliaciniais ryšiais

tarp tiesioginių ir netiesioginių rodiklių, prietaisai su plunţerio atšokimo dydţio, ultragarso

sklidimo greičio ir kt. Visi šie ryšiai turi tam tikrą paklaidą, apibūdinamą koreliacijos

koeficientu R arba determinacijos koeficientu R2 . Modernių šiuolaikinių prietaisų ši paklaida

nėra didelė, todėl neardančiųjų prietaisų naudojimas įteisintas standartais (LST EN 12504-

2:2003).

Tampraus atšokimo principu veikiančių stiprio bandymo prietaisų yra daug. Vienas iš

seniausių ir plačiai pasaulyje naudojamų prietaisų yra Šveicarijos firmos Šmito plaktukas

(Schmidt Hammer) (3.1 pav.).

Pastaruoju metu gaminama keletas šio prietaiso modifikacijų, kurios pritaikytos

normaliojo ir lengvojo betono stipriui bandyti. Spyruoklės pagalba gaunama smūgio energija,

pagal kurią nustatomas atšokimo dydis. Normaliojo tankio betonui bandyti naudojamas

prietaisas, kurio smūgio energijos dydis – 0,7 – 2,9 J. Atšokimo dydis nustatomas pagal

slankiklio rodyklės padėtį ant graduotos skalės. Gaminami prietaisai su bandymų rezultatų

uţrašymo priedu, su mikroprocesorine atmintine bei duomenų perkėlimo į kompiuterį

įrenginiu. Šmito plaktukas periodiškai turi būti tiriamas ir kalibruojamas naudojant etaloninį

plieninį priekalą (3.2 pav.)

31

3.2 pav. Šmito plaktuko kalibravimo priekalas.

Kalibravimas vykdomas prietaisą laikant vertikaliai. Teisingai rodančio prietaiso

atšokimo dydis – 78 – 82 padalos. Atšokimo dydį atitinkantis betono stipris parenkamas

pagal ant prietaiso pateiktą ryšio grafiką. Prietaisas pritaikytas bandyti betoną sausu

paviršiumi. Jei bandinio betonas dėl kapiliarumo yra sutrūkinėjęs, tai jo paviršiaus kietuma

sumaţėjęs, todėl plunţerio atšokimas bus maţesnis. Tokiu atveju nustatytą stiprio vertę reikia

koreguoti, dauginant iš koeficiento k = 1,2.

Tyrimams atlikti naudojamas Šmito plaktukas (Schmidt Hammer), veikiantis tampraus

atšokimo principu, matavimo juosta, pieštukas.

Tyrimas atliekamas vadovaujantis (LST EN 12504-2:2003) pateiktą metodiką ir

gamintojo instrukcijas. Atliekant bandymus Šmito plaktukas laikomas statmenai betono

paviršiui, o stūmoklio spaudimas tolygiai didinamas iki tol, kol smūgiuoja plaktukas (3.3

pav.).

3.3 pav. Betono stiprio gniuţdant bandymas. (Autoriaus nuotrauka)

32

Po smūgio uţrašoma atšokimų dydis. Dėl tyrimų patikimumo smūgiuojama na

maţiau, kaip 10 kartų, atstumas tarp dviejų gretimų bandymo vietų turi būti ne maţesnis kaip

25 mm ir ne arčiau kaip 20 mm nuo bandomos konstrukcijos krašto. Smūgio parodymai

atmetami, jei smūgio metu buvo pramušta paviršinė tuštuma. Nelygumai betono paviršiuje

turi būti pašalinami abrazyviniu akmeniu. Atlikus bandymus skaičiuojamas atšokimo dydţių

vidurkis ir pagal Šmito plaktuko taravimo kreivę (3.4 pav.) nustatomas betono stiprio

gniuţdant klasė (Gurskis. 2008).

Plaktuko plunţerio atšokimo dydis

3.4 pav. Kreivė betono stiprumui nustatyti

Tarp dviejų gretimų bandymo taškų atstumas negali būti didesnis kaip 25 mm.

Pasirinktame bandymo plote bandymas atliekamas ne maţiau kaip 9 kartus. Po smūgio

pėdsakai buvo apţiūrimi ir parodymas nepriimtinas, jei smūgis pramušė paviršinę tuštumą.

Bandymo paviršiaus paruošimui buvo naudojamas abrazyvinis akmuo ir vielinis šepetys.

Vieliniu šepečiu nuvalomas dumblu ar molio dalelėmis apneštas paviršius, o betono

nelygumai nuvalomi abrazyviniu akmeniu. Pagal Šmito plaktuko taravimo kreivę ir atšokimų

dydį nustatytas betono stipris gniuţdant. Nustatytos stiprio gniuţdant vidutinės faktinės

reikšmės fcm, jų vidutiniai kvadratiniai nuokrypiai σ (ţr.1 formulę) bei variacijos koeficientai ν

(ţr. 2 formulę).

1

)(1

2

n

ffi

n

cmci

,(Gurskis. 2008) (1)

čia fci – stiprio gniuţdant faktinė vertė N/mm2;

fcm – stiprio gniuţdant vidutinė faktinė vertė N/mm2;

σ – vidutinis kvadratinis nuokrypis N/mm2;

Pak

laid

a [N

/mm

2]

Sti

pri

s gniu

ţdan

t f

c [N

/mm

2]

33

cmf

100; (Gurskis. 2008) (2)

čia ν – variacijos koeficientas;

fcm – stiprio gniuţdant vidutinė faktinė vertė N/mm2;

σ – vidutinis kvadratinis nuokrypis.

Apskaičiavus faktinį betono stiprį perskaičiuojame į charakteristinį (su 95 % tikimybe

garantuotą) stiprį fck (ţr. (3) formulę) ir jį atitinkantį dabar naudojamą betono stiprio

gniuţdant rodiklį – stiprio gniuţdant klasę.

cmck ff ;(Gurskis. 2008) (3)

čia fck – stiprio gniuţdant charakteristinė vertė (95% tikimybės betono stipris) N/mm2;

fcm – stiprio gniuţdant vidutinė faktinė vertė N/mm2;

λ – patikimumo koeficientas (remiantis standartu LST EN 206-1 reikšmė priimama

1,48);

σ – vidutinis kvadratinis nuokrypis.

34

4. DARBO REZULTATAI

4.1 Kameraliniai darbai

Prieš pradedant tyrimus pirmiausiai buvo atlikti kameraliniai darbai, kurių metu buvo

atliekama projektinės dokumentacijos analizė, teisinės ir norminės literatūros apţvalga.

Kameralinių darbų metu buvo analizuojama mokslinė literatūra ir kitų autorių darbai bei

tyrimai atlikti panašia tema.

Tiriamojo darbo metu buvo tiriami šie objektai: Jundeliškių hidroelektrinė, pastatyta

1956 m.; Tiltas per Verknės upę kelyje Prienai – Birštonas –Vėţionys 47,7 km, pastatytas

1966 m.; tiltas per Verknės upę kelyje Kaunas – Gardinas 36,2 ÷ 38,2 km, pastatytas 1975 m.;

tiltas per Verknės upę Pakrovai – Gailiakiemis; tiltas per Verknės upę kelyje Stakliškės –

Butrimonys 3 km, pastatytas 1979 m.; tiltas per Verknės upę Stakliškės – Vyšniūnai,

pastatytas 1979 m.; tiltas per Verknės upę Aukštadvario – Kaliūkščių – Baudėjo kelyje,

pastatytas 1968 m. Tam, kad darbe nereikėtų kartoti tokių ilgų tiltų pavadinimų tiltai

sunumeruoti nuo 1 ÷ 6 einant nuo upės ţemupio tokia eilės tvarka:

• tiltas Nr. 1 - tiltas per Verknės upę kelyje Prienai – Birštonas –Vėţionys 47,7

km, 1966 m;

• tiltas Nr. 2 - tiltas per Verknės upę kelyje Kaunas – Gardinas 36,2 ÷ 38,2 km,

1975 m.;

• tiltas Nr. 3 - per Verknės upę Pakrovai – Gailiakiemis (šio tilto projektinės

dokumentacijos nepavyko gauti , todėl kai kurių duomenų apie jį nėra);

• tiltas Nr. 4 - tiltas per Verknės upę kelyje Stakliškės –Butrimonys 3 km, 1979

m.;

• tiltas Nr. 5 - tiltas per Verknės upę Stakliškės – Vyšniūnai, 1979 m.;

• tiltas Nr. 6 - tiltas per Verknės upę Aukštadvario – Kaliūkščių – Baudėjo kelyje,

1968 m.

Vykdant kameralinius darbus iš tiltų projektinės dokumentacijos buvo išrenkami tokie

duomenys: tiltų statybos metai, tarpatramio ilgis, naudoto betono markė, klasė. Tai pat buvo

nustatinėjamas ir armatūros apsauginis sluoksnis ir diametras. Vykdant darbą atlikti Prienų

rajone ant Verknės upės esančių penkių tiltų ir vieno hidrotechnikos statinio – hidroelektrinės

techninės būklės tyrimai. Kameraliniais tyrimais nustatyta, kad tiltai ant Verknės upės

pastatyti 1966 – 1979 metais, t.y. jų tarnavimo trukmė 33–46 metai. Jie yra gelţbetoniniai,

sijinės konstrukcijos, atstumai tarp atramų 12–18 m. Projektiniai betono rodikliai: stiprio

35

gniuţdant klasės (markės) – B15 (M200), B25 (M300), B30 (M350) (šiuo metu atitinka

klases C12/15, C20/25, C25/30). Pagrindinę armatūrą saugančio apsauginio betono sluoksnio

storis – 25-45 mm. Projektinė dokumentacijos analizės duomenys pateikti 4.1 lentelėje.

4.1 lentelė. Tiltų projektinės dokumentacijos analizės duomenys.

Eil.

Nr.

Tilto

pavadin

imas

Projektinė

dokumentacijos

duomenys

Šlaito

tvirtinim

o

plokštės

Tarpatramio

plokštės Kolona Pamatas Šalitilčiai Atitvaras

1

Til

tas

Nr.

2

Projekte nurodyta

betono markė M 200 M 400 M 300 M 300 M 300 M 300

Projektinis

apsauginio

sluoksnio storis,

mm

40 35 - 30 45 30

Projektinis

skersinės armatūros

skersplotis, mm

- 10 - 10 16 10

Projektinis išilginės

arrnatūros

skersplotis, mm

- 32 - 10 32 10

Projekte nurodyta

betono klasė B 15 B 30 B 25 B 25 B 25 B 25

2

Til

tas

Nr.

4

Projekte nurodyta

betono markė M 200 M 400 M 300 M 400 M 400 M 400

Projektinis

apsauginio

sluoksnio storis,

mm

40 25 - 32 30 30

Projektinis

skersinės armatūros

skersplotis, mm

8 6 - 6 18 10

Projektinis išilginės

armatūros

skersplotis, mm

8 36 - 10 - 12

Projekte nurodyta

betono klasė B 15 B 30 B 25 B 30 B 30 B 30

3

Til

tas

Nr.

5

Projekte nurodyta

betono markė M 200 M 400 M 300 M 400 M 400 M 400

Projektinis

apsauginio

sluoksnio storis,

mm

40 25 - 25 30 30

Projektinis

skersinės armatūros

skersplotis, mm

8 - - 16 10 12

Projektinis išilginės

armatūros

skersplotis, mm

8 - - 8 25 10

Projekte nurodyta

betono klasė B15 B 30 B 25 B 30 B 30 B 30

36

4.1 lentelės tęsinys

Eil.

Nr.

Tilto

pavadin

imas

Projektinė

dokumentacijos

duomenys

Šlaito

tvirtinimo

plokštės

Tarpatramio

plokštės Kolona Pamatas Šalitilčiai Atitvaras

4

Til

tas

Nr.

6

Projekte nurodyta

betono markė M 200 M 400 M 300 M 400 M 400 M 400

Projektinis

apsauginio sluoksnio

storis, mm 40 25 - 25 30 30

Projektinis skersinės

armatūros skersplotis,

mm 8 - - 16 10 12

Projektinis išilginės

armatūros skersplotis,

mm 8 - - 8 25 10

Projekte nurodyta

betono klasė B 15 B30 B 25 B 30 B 30 B 30

Lentelėje pateikiami duomenys tik 4 tiltų, nes atliekant tyrimus kitų tiltų projektinės

dokumentacijos nebuvo galima gauti, jos tiltus priţiūrinti įmonė neturėjo, ir tiltas Nr 1.buvo

rekonstruojamas 2011 m vasarą

Pateiktoje lentelėje nėra kai kurių elementų duomenų, nes surinktoje projektinėje

dokumentacijoje trūko dalies brėţinių. Iš turimų duomenų matyti, kad pagrindinių

konstrukcijų elementų stiprumas yra pakankamai geras, nes tuo matu naudota betono klasė B

30 atitinka dabartinę C25/30. Tokia betono klasė daţniausiai šiuo metu naudojama statant

tiltus ar hidrotechnikos statinius.

4.2 Būklės tyrimas fotofiksacijos metodu

4.2.1 Hidromazgo būklės tyrimai

Atliekant tyrimus fotofiksacijos metodu buvo foto aparato pagalba fiksuojami atskiri

tiltų ir hidromazgo elementai ir įvertinamos jų paţaidos. Atliekant fotofiksacijos tyrimus buvo

vizualiai įvertinamos tos deformacijos ir paţeidimai, kurias galima įvertinti ir nustatyti plika

akimi. Atlikus tyrimus buvo pastebėta įvairių paţeidimų. Atliekant hidroelektrinės tyrimus

buvo pastebėta, kad šlaito tvirtinimo plokščių tarpuose auga iki 15 cm aukščio ţolės, plokštės

paveiktos biokorozijos ir vietomis sutrupėjęs apsauginio sluoksnio betonas. Viršutinio šlaito

tvirtinimo plokščių paţeidimai pavaizduoti 4.1 paveiksle.

37

4.1 pav. Jundeliškių hidroelektrinės AB šlaito tvirtinimo plokštės. (Autoriaus nuotr.)

Ypatingai bloga būklė yra hidromazgo ţemutiniame šlaite. Dešiniajame upės kranto

dalis šlaito tvirtinimo plokščių nuplauta pavasario – vasaros potvynių metu, likusių plokščių

tarpuose betonas ištrupėjęs likusi gryna armatūra. Kairiame krante dalis šlaito tvirtinimo

plokščių tvirtinta akmenimis, kurių visiškai nebelikę arba yra tik pavieniai akmenys, kurie

neatlieka šlaito tvirtinimo funkcijos. Esančios šlaito tvirtinimo plokštės paveiktos

biokorozijos tarpuose auga ţolės. Ţemutinio šlaito tvirtinimo plokščių paţeidimai pavaizduoti

4.2 paveiksle.

a

b

4.2 pav. Ţemutinio bjefo šlaito tvirtinimo plokštės: a – šlaito tvirtinimo plokštės dešiniame upės

krante; b – šlaito tvirtinimo plokštės kairiame upės krante. (Autoriaus nuotr.)

38

Visame hidromazge pastebėta biokorozijos poţymių, betono karbonizacija pastebima

betono paviršiuje. Tai pat buvo aptikta betono paviršiaus įtrūkimų, šliuzo – reguliatorius yra

nesandarus ir iš aukštutinio į ţemutinį bjefą liejasi vanduo. Kiti paţeidimai pavaizduoti 4.3

paveiksle.

a

b.

4.3 pav. Jundeliškių hidroelektrinės paţeidimai: a – įtekėjimo dalyje; b – ištekėjimo dalyje. (Autoriaus

nuotr.)

Birštono savivaldybės Birštono seniūnijos Jundeliškių tvenkinio ant Verknės upės

gruntinių medţiagų uţtvankos (GMU) ir potvynių vandens pralaidos techninės būklės

įvertinimas, atliktas pagal STR 1.12.03:2006. Būklės vertinimas pateiktas 4.2 lentelėje.

39

4.2 lentelė. Jundelišlių hidroelektrinės techninės būklės vertinimas

Jundeliškių hidromazgas

Pagrindiniai

elementai

Defektų, paţaidų aprašymas Defektyvumo

balas

GMU ketera Ant uţtvankos keteros yra tik takelis praeiti i kitą uţtvankos

pusę Nėra įrengtų paviršinio vandens nuovadų, todėl nuo

keteros viršaus kritulių vanduo teka į aukštutinį ir ţemutinį

uţtvankos šlaitus, o tai sąlygoja šlaitų deformacijas.

Apţiūros metu keteros paviršius buvo truputį duobėtas, kai

kuriose vietose laikėsi paviršinis vanduo Keteros plotis ir

aukštis atitinka projektinius dydţius, skersinis nuolydis

nepaţeistas

3,0

GMU

aukštutinis

šlaitas

Aukštutinis šlaitas nušienautas, tvirtintas monolitinio

surenkamojo gelţbetonio plokštėmis 400×400×12 mm,

šlaito koeficientas m=2,5. Tvirtinimo plokščių paviršius yra

paveiktas gamtos veiksnių, apardytas, beveik visas apaugęs

samanomis, kerpėmis ir ţole. Plokščių sandarinimo siūlėse

auga iki 10 cm aukščio ţolė. Dešiniajame ir kairiajame

krante, ties tvirtinimo plokščių pabaiga, auga medţiai ir

švendrės.

7,0

GMU

ţemutinis

šlaitas

Ţemutinis uţtvankos šlaitas visas apaugęs ţole, grunto

nuošliauţų nesimato, vienoje vietoje, kur ţmonės nulipa

prie uţtvankos ţemutinio šlaito, yra neţymi išplova.

6,0

Hidroelektrinės

įtekėjimo dalis

Elektrinėje yra sumontuotos trys turbinos. Įtekėjimo dalies

taurai apaugę samanomis, vietomis įtrūkęs betono

apsauginis sluoksnis, armatūros atsidengimų nepastebėta.

4,0

Betoninės

gravitacinės

uţtvankos

uţdoriai

Uţtvankoje sumontuoti du uţdoriai. Uţdoriai paveikti

korozijos, nesandarūs ir praleidţia vandenį abejose

jungimosi su betonu pusėse.

5,0

Uţdorių

pakėlimo

mechanizmas

Uţdorių pakėlimo mechanizmas - sraigtinis keltuvas su

rankine pavara. Sraigtinės pavaros dantračiai nesutepti.

Metalinis paviršius nudaţytas, nors matyti korozijos

poţymiai.

7,0

Betoninės

gravitacinės

uţtvankos

ištekėjimo dalis

Tiek kairiojo tiek dešiniojo ramtų paviršius susidėvėjęs,

pastebimos deformacinės siūlės apaugęs samanomis ir

kerpėmis. Atraminėse sienose formuojasi plyšiai.

6,0

Hidromazgo techninės būklės balas Bu 5,4

40

4.2 lentelės tesinys.

Kiti elementai Defektų, paţaidų aprašymas Defektyvumo

balas

Uţdorių

pakėlimo

tarnybos tiltelis

Ant tarnybinio tiltelių turėklų matyti korozijos poţymiai.

Vietomis yra ištrupėjęs betonas. Laiptai uţlipimui ant

prieţiūros tiltelių paveikti aplinkos, betonas aptrupėjęs

apaugęs samanomis, armatūros apsauginis sluoksnis

sutrūkinėjęs.

3,0

Betoninės

gravitacinės

uţtvankos

taureliai

Truputį ištrupėjęs betonas, apaugę samanomis 7,0

SBGU

risberma

Šlaitai sutvirtinti monolitinėmis gelţbetoninėmis

plokštėmis, kurių paviršius apardytas apaugęs ţole ir

samanomis. Dalis plokščių nuplauta vasaros potvynių metu,

tarpuose tarp plokščių betonas visiškai ištrupėjęs ir gruntas

iš po plokščių išplautas

6,0

SBGU galinis

tvirtinimas

Galinis tvirtinimas įrengtas iš akmenų metinio, apaugęs ţole

ir medţiais.

5,0

Nutekėjimo

kanalas

Nutekėjimo kanalas sklandţiai pereina į Verknės upės

vagą. Krantai apaugę aukštais medţiais ir ţole.

6,0

Atlikus būklės vertinimą balais nustatyta, kad blogiausia būklė yra uţdorių pakėlimo

mechanizmo ir aukštutinio bjefo šlaito. Uţdorių pakėlimo mechanizmas ir patys uţdoriai yra

maţai priţiūrimi, uţdoriai yra nesandarūs ir pro juos į ţemutinį bjefą bėga vanduo. Uţdorių

pakėlimo mechanizmas yra apgadintas reikalui esant uţdoriai nebepasikelia, nes juos kilnoja

elektros varikliai, kurių būklė irgi yra bloga. Aukštutiniame bjefe šlaito tvirtinimo plokštės

yra ištrupėjusios siūlėse auga ţolės. Aukštutinio bjefo šlaito tvirtinimo plokštes ir uţdorių

pakėlimo mechanizmą vertinau 7 defektyvumo balais.

Geriausia įvertinta yra ţemių uţtvankos ketera. Keteroje didelių grunto prasėdimų ar

išplovimų nepastebėta. Keteros viršumi automobilių eismas negalimas. Gali praeiti tik

pėstieji, kurie didelės ţalos ţemių uţtvankai nepadaro. Ţemių uţtvankos keterą įvertinau 3

defektyvumo balais.

4.2.2 Tiltų per Verknės upę tyrimai

Atliekant tiltų per Verknės upę būklės vertinimą fotofiksacijos metodu buvo

vertinamos visos tilto konstrukcijos, kurias buvo lengvai galima prieiti ir apţiūrėti. Būklės

vertinimo metu didelių pavojų keliančių paţeidimų pastebėta nebuvo ir daugumos tirtų tiltų

būklė įvertinta 2-3 balais. Blogiausiai buvo įvertintas tiltas Nr. 3. Jis buvo įvertintas 7

41

defektyvumo balais, nes jis yra blogai priţiūrėtas, turėklai išlauţyt, kelio danga esanti ant tilto

duobėta ir vietomis telkšo balos. Būklės vertinimas atliktas vadovaujantis STR 1.12.03:2000.

Atlikus tyrimus pirmajame tilte buvo pastebėta toki paţeidimai: asfalto danga ties

deformacinėmis siūlėmis yra sutrūkinėjusi, šlaito tvirtinimo plokščių tarpuose vietomis auga

aukšta ţolė, tarpatramio plokštėse ir daugelyje betono konstrukcijų pastebėta betono

karbonizacijos poţymių ir vietomis matosi armatūra. Šio tilto tolimesnis būklės vertinimas

buvo neatliekamas, nes 2011 metų pavasarį jam buvo atliktas kapitalinis remontas.

Paţeidimai aptikti ir uţfiksuoti fotoaparato pagalba pateikti 4.4 paveiksle.

a b

c

4.4 pav. Tilto Nr. Paţaidų fiksacija: a – įtrūkimai asfalto dangoje ties deformacinę siūle; b – armatūros

apsauginio sluoksnio nebuvimas ir kalcio hidroksido išplovimo bei karbonizacijos poţymiai; c – bendras tilto

vaizdas iš apačios ir šlaito tvirtinimo plokštės apaugę ţolėmis.

42

Atlikus vizualinius tyrimus antrajame tilte buvo aptikti panašūs paţeidimai kaip ir

pirmajame: asfalto danga ties deformacinėmis siūlėmis yra sutrūkinėjusi, šlaito tvirtinimo

plokščių tarpuose vietomis auga aukšta ţolė, tarpatramio plokštėse ir daugelyje betono

konstrukcijų pastebėta betono karbonizacijos poţymių ir vietomis matosi armatūra. Bendrai

šio tilto būklė įvertinat 3 defektyvumo balai tai reiškia, kad jo būklė dar yra nebloga ir didelio

kapitalinio remonto atlikti nereikia. Šiam tiltui uţtektų atlikti tik maţą remontą, kurio metu

būtų pašalintos šlaito tvirtinime augančios ţolės, iškirsti aplinkui esantys krūmai. Ištrupėjusį

armatūros apsauginio sluoksnio stori atstatyti prieš tai aprūdijusią armatūrą nušveisti ir

padengti antikorozine danga. Antro tilto paţeidimai pateikti 4.5 paveiksle.

a b

c d

4.5 pav Verknės upės tilto Nr. 2 aptikti paţeidimai: a – įtrūkimai asfalto dangoje ties deormacine siūle;

b – šlaito tvirtinimo plokštės apaugęs ţolėmis; c – tilto kolonos armatūros apsauginio sluoksnio nebuvimas ir

armatūros korozija; d – tilto atraminio guolio korozija ir kalcio hidroksido išplovimo bei karbonizacijos

poţymiai tarpatramio plokščių susijungime su ramtu.

43

Atlikus trečiojo tilto būklės vertinimą pastabėta, kad šis tiltas yra apleistas, turėklai

išlauţyti, šalitilčių plokštės labai apgadintos vietomis ištrupėję pakraščiai, šlaitai nesutvarkyti

ir visur auga krūmai bei medţiai. Šiam tiltui reikėtų atlikti remontą: atstatyti turėklus,

suremontuoti deformacines siūles ir kelio dangą. Tiltą dešimties balų vertinimo sistemoje

įvertinau 6 defektyvumo balais. Tilto paţeidimai pateikti 4.6 paveiksle.

a b

c d

4.6 pav Tiltas Nr. 3 ir jame uţfiksuoti paţeidimai: a – bendras tilto vaizdas; b – nulauţyti turėklai; c –

tilto pamatas ir jo įtrūkimai; d – tarpatramio plokštės iš apačios ir nubyrėjęs armatūros apsauginis sluoksnis.

Atlikus vizualinius tyrimus ketvirtajame tilte buvo aptikti panašūs paţeidimai kaip ir

prieš tai buvusiose: asfalto danga ties deformacinėmis siūlėmis yra sutrūkinėjusi, šlaito

tvirtinimo plokščių tarpuose vietomis auga ţolė. Gruntas po šlaito tvirtinimo plokštėmis

susėdęs arba vietomis išplautas ir atsiradę plokščių prasėdimai. Visų kitų tilto konstrukcijų

būklė gera, tačiau yra viena šalitilčio plokštė labai apgadinat, pusės plokštės ištrupėjęs

betonas ir matosi armatūra. Kelio danga ties tiltu vietomis yra duobėtas ir paviršiuje laikosi

44

vanduo. Bendrai šio tilto būklė įvertinat 4 defektyvumo balai tai reiškia, kad jo būklė dar yra

nebloga ir didelio kapitalinio remonto atlikti nereikia. Tilto defektai uţfiksuoti 4.7 paveiksle.

a b

c d

4.7 pav Tilto Nr. 4 uţfiksuotos paţaidos: a – duobės asfalto dangos paviršiuje; b ir c –šalitilčio plokštės

ištrupėjęs betonas ir atidengta armatūra; d – paţeistas atitvarinio bloko betonas ir atsidengusi armatūra.

Atlikus vizualinius tyrimus penktame tilte buvo aptikti panašūs paţeidimai kaip ir

prieš tai buvusiose: asfalto danga ties deformacinėmis siūlėmis yra sutrūkinėjusi, šlaito

tvirtinimo plokščių tarpuose vietomis auga ţolė, keliose vietose ant betono konstrukcijų

pastebėta betono karbonizacijos poţymių ir vietomis matosi armatūra. Šalitilčio plokščių

pakraščiuose vietomis ištrupėjęs betonas ir deformacinės siūlės, esančios šalitičių

pakraščiuose, yra visiškai susidėvėjusios. Bendrai šio tilto būklė įvertinat 4 defektyvumo

balais. Tai reiškia, kad jo būklė dar yra nebloga ir didelio kapitalinio remonto atlikti nereikia.

Tilto defektai uţfiksuoti 4.8 paveiksle.

45

a b

c d

4.8 pav. Tilto Nr. 5 aptikti defektai: a ir b – nusidėvėjusi ir savo funkcijos nebeatliekanti deformacinė

siūlė; c – ištrupėjęs šalitilčio plokštės pakraštys ir atsidengusi armatūra; d – laiptai turintys vesti po tiltu, tačiau

vedantys į medį.

Atlikus vizualinius tyrimus šeštame tilte buvo aptikti panašūs paţeidimai kaip ir prieš

tai buvusiose: asfalto danga ties deformacinėmis siūlėmis yra sutrūkinėjusi, šlaito tvirtinimo

plokščių tarpuose vietomis auga ţolė, keliose vietose ant betono konstrukcijų pastebėta

betono karbonizacijos poţymių ir vietomis matosi armatūra. Šalitilčio plokščių pakraščiuose

vietomis ištrupėjęs betonas. Deformacinės siūlės praleidţia vandenį. Bendrai šio tilto būklė

įvertinat 3 defektyvumo balais. Tai reiškia, kad jo būklė dar yra nebloga ir didelio kapitalinio

remonto atlikti nereikia. Tilto defektai uţfiksuoti 4.9 paveiksle.

46

a b

c

4.9 pav. Tilto Nr. 6 defektai: a – ties deformacine siūle auga ţolės; b –deformacinė siūlė praleidţia

vandenį; c – šalititlčio plokščių pakraščiuose ištrupėjęs betonas.

4.3 Betono stipris gniuţdant neįvertinus paviršiaus karbonizacijos įtakos

Stiprio gniuţdant matavimui neardančiuoju metodu atlikti, kaip nurodyta darbo

metodikoje, buvo naudojamas Šmito plaktukas (Schmidt Hammer). Stiprumas buvo

47

matuojamas penkių Verknės upės tiltų. Jundeliškių hidromazgo stiprio gniuţdant tyrimai

buvo neatliekami, nes visos konstrukcijos yra padengtos tinku, kuris yra palyginus silpnas

vertinant su pačiomis hidromazgo konstrukcijomis. Todėl pamatavus stiprumą nebūtų galima

tinkamai įvertinti hidromazgo konstrukcijų betono stiprumą. Atlikus matavimus su Šmito

plaktuku duomenys buvo suvedami į kompiuterį ir su programa Microsoft Office Excel

apdoroti.

Betono stipris gniuţdant tiltų pagrindinių laikančių konstrukcijų: tarpatramio plokščių,

kolonų, pamatų, šalitilčių, atitvaro ir šlaito tvirtinimo plokščių. Pagal Šmito plaktuko

taravimo kreivę ir plaktuko plunţerio atšokimo dydį nustatytas betono stipris gniuţdant. Gauti

rezultatai apdoroti statistiškai. Nustatytos stiprio gniuţdant vidutinės faktinės reikšmės fcm, jų

vidutiniai kvadratiniai nuokrypiai σ (ţr.1 formulę) bei variacijos koeficientai ν (ţr. 2 formulę).

Vidutinis kvadratinis nuokrypis pateiktas 4.3 lentelėje.

4.3 lentelė. Ištirtų tiltų betoninių ir gelţbetoninių konstrukcijų betono stiprio gniuţdant, nustatyto nevertinant

paviršiaus karbonizacijos įtakos, vidutinės reikšmės, jų vidutiniai kvadratiniai nuokrypiai ir

variacijos koeficientai

Eil.

Nr.

Tilto

pavadi

nimas

Šlaito tvirtinimo plokštės Tarpatramio plokštės Kolona

fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, % fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, % fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 2 tiltas 39,00 2,92 7,57 64,00 0,14 0,22 50,00 1,36 2,70

2 3 tiltas 36,00 1,94 5,33 36,00 0,09 0,26 26,00 1,40 5,48

3 4 tiltas 36,00 0,07 0,21 63,00 0,15 0,23 64,00 0,26 0,41

4 5 tiltas 46,00 1,06 2,31 64,00 0,26 0,41 61,00 1,56 2,54

5 6 tiltas 39,00 2,92 7,57 56,00 1,50 5,48 58,00 0,15 0,24

48

4.3 lentelės tęsinys

Eil.

Nr.

Tilto

pavadinimas

Pamatas Šalitilčiai Atitvaras

fcm, ,

N/mm2

σ,

N/mm2

v,

%

fcm,,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, % fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, %

1 2 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1 2 tiltas 43,00 0,70 1,62 40,00 1,14 2,82 58,00 0,12 0,21

2 3 tiltas - - - - - - - - -

3 4 tiltas 51,00 0,77 1,52 42,00 1,13 2,67 52,00 0,83 1,61

4 5 tiltas 45,00 0,26 0,51 48,00 0,51 0,84 52,00 0,54 1,03

5 6 tiltas 48,00 1,43 2,59 40,00 1,14 2,82 50,00 1,36 2,70

Apskaičiavus faktinį betono stiprį perskaičiuojame į charakteristinį (su 95 % tikimybe

garantuotą) stiprį fck (ţr. (3) formulę) ir jį atitinkantį dabar naudojamą betono stiprio

gniuţdant rodiklį – stiprio gniuţdant klasę.

Betono stiprio gniuţdant charakteristinės vertės pateiktos 4.4 lentelėje.

4.4 lentelė. Ištirtų tiltų betoninių ir gelţbetoninių konstrukcijų betono stiprio gniuţdant, nustatyto nevertinant

paviršiaus karbonizacijos įtakos, charakteristinės reikšmės

Eil.

Nr.

Tilto

pavadini

mas

Šlaito tvirtinimo

plokštės,

N/mm2

Tarpatramio

plokštės,

N/mm2

Kolona,

N/mm2

Pamatas

, N/mm2

Šalitilčiai,

N/mm2

Atitvaras

, N/mm2

1 2 tiltas 34,62 63,79 47,96 41,95 38,29 57,82

2 3 tiltas 33,09 35,87 23,90 - - -

3 4 tiltas 35,90 62,78 63,61 49,85 40,31 50,76

4 5 tiltas 44,41 63,61 58,66 44,61 47,24 51,19

5 6 tiltas 34,62 53,75 57,78 45,86 38,29 47,96

Šiuo metu galiojantis standartas standartą LST EN 206-1:2002 betoninėms ir

gelţbetoninėms konstrukcijoms, kurias naudojimo metu veikia vidutiniškai drėgna ir cikliškai

49

šlapia bei sausa aplinka, rekomenduojama minimali betono stiprio gniuţdant klasė C30/37.

Atlikus stiprio gniuţdant matavimo tyrimus nustatytas nuokrypis betono stiprio gniuţdant nuo

standartinio (4.10 pav.).

4.10 pav. Betono vidutinio stiprio gniuţdant, nustatyto nevertinant paviršiaus karbonizacijos įtakos,

nuokrypis nuo standartinio stiprio.

Paskaičiavus stiprio gniuţdant nuokrypį nuo standartinio matyti, kad daugumos tiltų

konstrukcijų betono stipris gniuţdant yra didesnis nei šiuo metu reglamentuojamas betono

klase C 30/37. Tokiems betono stiprio gniuţdant rezultatams galimai turėjo įtakos jo aplinka,

kadangi visos tiltų konstrukcijos buvo prie vandens telkinio, šiuo atveju Verknės upės, todėl

esant pakankamai drėgmei betone vyko cemento mineralų hidratacijos procesai bei betono

kietėjimas ir stiprėjimas. Kita galima aukšto stiprio gniuţdant prieţastis – betono paviršinio

sluoksnio karbonizacija dėl Ca(OH)2 ir ore esančio CO2 reakcijos ir tik paviršinio betono

sluoksnio kietumo ir stiprumo padidėjimas.

Atlikus Prienų raj. Verknės upės tiltų projektinės dokumentacijos analizę pastebėta,

kad konstrukcijoms naudojamas M200 (C12/15), M300 (C25/30) ir M400 (C30/37) markės

betonas. Tyrimo metu nustatytas faktinio charakteristinio betono stiprio nuokrypis nuo

projektinio (ţr. 4.11 pav.).

50

4.11 pav. Tiltų konstrukcijų betono charakteristinio betono stiprio, nustatyto nevertinant paviršiaus

karbonizacijos įtakos, nuokrypis nuo projektinio

Pagal gautus rezultatus matyti, kad visų tiltų konstrukcijų betono stiprumas, kai

nevertinama karbonizacijos įtaka, viršija projekte nurodytą betono stiprumą. Daugumos

konstrukcijų betono stiprumas viršijamas daugiau nei 50 %. Tokiam dideliam betono

stiprumui įtakos galėjo turėti aplinka, kurioje konstrukcijos buvo eksploatuojamos. Kadangi

visą laiką konstrukcijos buvo šalia vandens galima manyti, kad ore susikaupusių vandens garų

jos turėjo tinkamas sąlygas kietėti ir įgavo tokį stiprumą.

4.4 Betono stipris gniuţdant įvertinus paviršiaus karbonizacijos įtaką

Gavus tokį didelį betono stiprumą kilo abejonės ar taip gali būti, nes nustatant kai

kurių elementų betono stiprumą Šmito plaktu jo plunţerio atšokimo reikšmė ant skalės rodė

didţiausias ribines vertes, kad net nebuvo galima pagal kreivę (ţr. 3.4 pav.) parinkti betono

stiprumą. Todėl, kaip minėta anksčiau ir kaip rašoma Šmito plaktuko (Schmidt hammer),

nustatant betono stiprį gniuţdant tampraus atšokimo principu veikiančiu prietaisu (toks ir yra

Šmito plaktukas) iš esmės matuojamas betono paviršiaus kietumas, būtina vertinti paviršinio

betono sluoksnio kietumo padidėjimą dėl karbonizacijos. Kadangi visi tyrinėti statiniai

pastatyti daugiau kaip prieš 30 metų, yra būtina įvertinti kietėjimo laiko faktorių. Pagal Šmito

plaktuko (Schmidt Hammer) naudojimo rekomendacijas nurodyta, kad jei betonas tarnauja

daugiau kaip 5 metus visus gautus stiprio gniuţdant rezultatus reikia padauginti iš laiko

faktoriaus koeficiento, kuris yra 0,7, nes giliau nuo paviršių betono stipris yra maţesnis.

Įvertinus laiko faktoriaus koeficientą betono stiprumas sumaţėjo 30 %. Tolimesni

skaičiavimo rezultatai atlikti tokia pačia tvarka kaip pateikta 1 ir 2 formulėje ir duomenys

pateikiami lentelėmis ir grafikais. Vidutinis kvadratinis nuokrypis pateiktas 4.5 lentelėje.

51

4.5 lentelė. Prienų r. esančių Verknės upės tiltų betoninių ir gelţbetoninių konstrukcijų stiprio gniuţdant,

nustatyto įvertinant paviršiaus karbonizacijos įtaką, vidutinės reikšmės, jų vidutiniai kvadratiniai

nuokrypiai ir variacijos koeficientai

Eil.

Nr.

Tilto

pavadinimas

Šlaito tvirtinimo plokštės Tarpatramio plokštės Kolona

fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v,

%

fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v,

%

fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 2 tiltas 26,88 1,58 2,82 43,35 1,54 3,54 35,25 0,05 0,13

2 3 tiltas 25,50 2,22 8,70 25,16 0,70 2,77 17,85 0,41 2,31

3 4 tiltas 25,21 0,88 1,88 44,40 0,88 3,90 44,73 0,67 1,50

4 5 tiltas 31,94 0,32 2,94 36,30 1,58 3,90 43,05 0,15 0,34

5 6 tiltas 26,88 2,22 1,88 45,97 1,58 2,82 43,05 1,54 4,04

4.5 lentelės tęsinys

Eil.

Nr.

Tilto

pavadinimas

Pamatas Šalitilčiai Atitvaras

fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, % fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v, % fcm,

N/mm2

σ,

N/mm2

v,

%

1 2 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1 2 tiltas 30,26 0,79 2,61 28,18 0,80 3,90 40,58 1,58 3,90

2 3 tiltas - - - - - - - - -

3 4 tiltas 35,39 0,67 1,90 29,64 1,20 1,90 36,22 0,67 1,88

4 5 tiltas 31,57 1,14 3,62 33,15 0,60 1,82 36,30 0,68 2,94

5 6 tiltas 30,26 1,43 2,59 40,00 1,14 2,82 33,15 0,68 1,90

Apskaičiavus faktinį betono stiprį perskaičiuojame į charakteristinį (su 95 % tikimybe

garantuotą) stiprį fck (ţr. 3 formulę) ir jį atitinkantį dabar naudojamą betono stiprio gniuţdant

rodiklį – stiprio gniuţdant klasę ir pateikti 4.6 lentelėje

52

4.6 lentelė. Prienų r. esančių Verknės upės tiltų betoninių ir gelţbetoninių konstrukcijų betono stiprio gniuţdant,

nustatyto įvertinant paviršiaus karbonizacijos įtaką, charakteristinės reikšmės N/mm2

Eil.

Nr.

Tilto

pavadi-

nimas

Šlaito

tvirtinimo

plokštės,

N/mm2

Tarpatramio

plokštės,

N/mm2

Kolona,

N/mm2

Pamatas,

N/mm2

Šalitilčiai,

N/mm2

Atitvaras,

N/mm2

1 2 tiltas 24,54 41,08 35,18 29,09 27,00 38,24

2 3 tiltas 22,22 24,13 17,24 - - -

3 4 tiltas 23,91 43,10 43,73 34,39 27,87 35,22

4 5 tiltas 31,46 33,96 42,83 29,88 32,26 35,29

5 6 tiltas 23,59 43,63 40,77 28,15 38,31 32,14

Šiuo metu galiojantis standartas LST EN 206-1:2002 betoninėms ir gelţbetoninėms

konstrukcijoms, kurias naudojimo metu veikia vidutiniškai drėgna ir cikliškai šlapia bei sausa

aplinka, kaip minėta, rekomenduojama minimali betono stiprio gniuţdant klasė C30/37. Šią

klasę atitinkanti vidutinė standartinė stiprio reikšmė, nustatyta pagal LST EN 206-1 metodiką

yra 41 N/mm2. Atlikus stiprio gniuţdant tyrimus nustatytas betono stiprio gniuţdant

nuokrypis nuo standartinio (4.12 pav.).

4.12pav. Prienų r. esančių Verknės upės tiltų konstrukcijų betono vidutinio stiprio gniuţdant,

nustatyto įvertinant paviršiaus karbonizacijos įtaką, nuokrypis nuo standartinės vertės

Rezultatai rodo, kad dabar galiojančio standarto verčių neatitinka daugelio tiltų

konstrukcijų betonas. Didţiausias neatitikimas nustatytas trečiam tiltui.

53

Atlikus Prienų rajono Verknės upės tiltų projektinės dokumentacijos analizę pastebėta,

kad konstrukcijoms naudojamas M200 (C12/15), M300 (C25/30) ir M400 (C30/37) markės

(klasės) betonas. Tyrimo metu nustatytas faktinio charakteristinio betono stiprio nuokrypis

nuo projektinio (ţr. 4.13 pav.).

4.13 pav. Tiltų konstrukcijų betono charakteristinio betono stiprio, nustatyto įvertinant paviršiaus karbonizacijos

įtaką, nuokrypis nuo projektinio

4.5 Armatūros apsauginio sluoksnio storio tyrimas

Atliekant armatūros apsauginio sluoksnio tyrimus nustatyta atskirų tilto konstrukcijų

armatūros apsauginis sluoksnio storis kinta nuo 14 mm iki 55 mm. Analizuojant tiltų

projektinę medţiagą, kaip minėta, nustatytas projektinis armatūros apsauginis sluoksnis kinta

nuo 25 mm iki 45 mm. Palyginus faktinius ir projektinius rodiklius nustatyti gan dideli

nuokrypiai tiek į didesnę, tiek į maţesnė pusę. Armatūros faktinis apsauginio sluoksnio storis

maţesnis uţ projektinį daţniausiai buvo šalitilčio plokštėse nuokrypis nuo projektinio (ţr.

4.14 pav.)

54

4.14 pav. Prienų r. esančių Verknės upės tiltų gelţbetoninių konstrukcijų armatūros apsauginio

sluoksnio nuokrypis nuo projektinio

4.6 Tiltų amţiaus įtaka betono stiprumui

Palyginus betono stiprio gniuţdant reikšmes su projektinėmis nustatyta, kad jos

daugelio tirtų tiltų konstrukcijų yra ţymiai didesnės. Apie du kartus projektinį stiprį gniuţdant

viršijo penkto tilto šlaito tvirtinimo plokštės. Tai galėjo įtakoti palankios betono kietėjimo

sąlygos.

Atlikus tiltų stiprio gniuţdant tyrimus nustatyta kaip tiltų stiprumą įtakoja tilto amţius

(4.15 pav.)

4.15 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

55

Pagal pateiktą diagramą matyti, kad tiltų elementų betono stiprumas priklauso nuo

tiltų amţiaus. Ilgiausiai naudojamo tilto Nr. 6 stiprumas yra didţiausias.

Tam, kad būtų aiškiau matyti atskirų tiltų konstrukcijų įtaka betono stipriu pateikiama

visų tiltų kiekvieno elmento stiprio gniuţdant priklauomybė nuo tiltų amţiaus. Šlaito

tvirtinimo plokščių stiprumo priklausomybė nuo tiltų amţiaus pateikiama 4.16 pav.

4.16 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

Iš 4.16 paveikslo matyti, kad didţiausiais betono stipris tilto Nr.5, kuris

eksploatuojamas yra 33 metus. Tilto, kuris eksploatuojamas ilgiausiai 44 metus šlaito tvirtini

mo plokščių stupruma yra ţymiai maţesnis. Tilto Nr. 3 amţius yra nenustatytas.

Tarpatramio plokščių stiprumo priklausomybė nuo tiltų amţiaus pateikiama 4.17 pav.

4.17 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

56

Iš 4.17 paveikslo matyti, kad didţiausiais betono stipris tilto Nr.6, kuris

eksploatuojamas ilgiausiai – 44 metus. Kitų tiltų stipris gniuţdant yra panašus ir didelės takos

stipriui gniţdant ekpsloatacijos skirtumas neturėjo, išskyrus vieną tilta, kurio eksploatacijos

trukmė nedaug skiariasi tačiau stipris ţymiai maţesnis lyginant su kitais tiltais.

Tarpatramio plokščių stiprumo priklausomybė nuo tiltų amţiaus pateikiama 4.18 pav.

4.18 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

Iš 4.18 paveikslo matyti, kad didţiausiais betono stipris tilto Nr.4, kuris

eksploatuojamas 33 metus. Tačiau didelio stiprio gniuţdant skirtumė nėra, nors tiltų

eksploatacijos laikotarpis skiriasi iki 10 metų.

Tiltų pamatų stiprumo priklausomybė nuo tiltų amţiaus pateikiama 4.19 pav.

4.19 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

57

Iš 4.19 paveikslo matyti, kad didţiausiais betono stipris tilto Nr.4, kuris

eksploatuojamas 33 metus. Tačiau didelio stiprio gniuţdant skirtumo tarp kitų tiltų nėra, nors

tiltų eksploatacijos laikotarpis skiriasi iki 10 metų. Tilto Nr. 3 Stipris nenurodytas, nes

atliekant tyrimus nebuvo galimybės išmatuoti.

Tiltų pamatų stiprumo priklausomybė nuo tiltų amţiaus pateikiama 4.20 pav.

4.20 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

Iš 4.20 paveikslo matyti, kad didţiausiais betono stipris tilto Nr. 6, kuris

eksploatuojamas 44 metus. Tačiau didelio stiprio gniuţdant skirtumo tarp kitų tiltų nėra, nors

tiltų eksploatacijos laikotarpis skiriasi iki 10 metų. Tiltų pamatų stiprumo priklausomybė nuo

tiltų amţiaus pateikiama 4.21 pav.

58

4.21 pav. Betono stiprio gniuţdant priklausomybė nuo tiltų amţiaus

Iš 4.21 paveikslo matyti, kad didţiausiais betono stipris tilto Nr. 2, kuris

eksploatuojamas 32 metus. Tačiau didelio stiprio gniuţdant skirtumo tarp kitų tiltų nėra, nors

tiltų eksploatacijos laikotarpis skiriasi iki 10 metų.

59

IŠVADOS

1. Neardančiu metodu ištyrus penkių Verknės upės tiltų betono stiprį nustatyta, kad 62 %

tirtų tiltų elementų šis rodiklis yra 0-110 % didesnis uţ projektinį ir 38 % tiltų elementų

– 0 – 22 % maţesnis nei projektinis. Nustatytą betono stiprį gniuţdant lyginant su

pastaruoju metu reglamentuojamu (nurodytu standarte LST EN 206-1) gauta, kad 30 %

tirtų tiltų elementų šis rodiklis yra 0-22 % didesnis uţ projektinį ir 70 % tiltų elementų –

0 – 54 % maţesnis nei šiuo metu reglamentuojama.

2. Įvertinus tiltų eksploatacijos trukmę betono stipriui gniuţdant nustatyta, kad ilgiau

naudojamų tiltų betonas yra neţymiai stipresnis.

3. Tiriant tiltų gelţbetoninių elementų armatūros apsauginio sluoksnio storį nustatyta, kad

42 % gelţbetoninių elementų šis rodiklis yra maţesnis nei projektinis, 58 % gelţbetoninių

elementų – didesnis nei projektinis.

4. Ištirtiems Verknės upės tiltams reikia atlikti remontą: sutvarkyti deformacines siūles,

pašalinti atšokusį apsauginį betono sluoksnį, nuvalyti aprūdijusią armatūrą ir atstatyti

betono apsauginį sluoksnį.

5. Atlikus Verknės hidromazgo techninės būklės vertinimą pastebėta, jog daugumos

elementų būklė yra bloga arba patenkinama. Hidroelektrinei būtina atlikti remontą ir kuo

skubiau atstatyti ištekėjimo dalies šlaito tvirtinimo plokštes.

60

Literatūra

1. DAMULEVIČIUS, V., VYČIUS, J. Hidrotechnikos statiniai. Ţemių uţtvankos ir

perteklinio vandens pralaidos. Mokomoji knyga. Kaunas, Adiva. 2008.

2. GURSKIS V. Statybinių medţiagų laboratoriniai darbai. Metodiniai patarimai.

Kaunas, Ardiva. 2008.

3. GURSKIS V., JUODIS J., PATAŠIUS A., SKOMINAS R. Surenkamų

gelţbetoninių tiltų būklės tyrimai. Vagos, Mokslo darbai, Akademija. 2004 Nr. 63

(16).

4. GURSKIS V., SKOMINAS R., Statybinių konstrukcijų patikimumo tyrimai.

Metodiniai patarimai. Kaunas Ardiva. 2008.

5. KAMAITIS Z. Gelţbetoninių tiltų būklė ir jos vertinimas. Vilnius, „Technika“.

1995.

6. KAMAITIS Z. Gelţbetonių tiltų remontas. Monografija. Vilnius, „Technika“.

2000

7. KAMAITIS Z., JOKŪAITIS J. Gelţbetoninių konstrukcijų pleišėjimas ir

remontas. Monografija. Vilnius, „Technika“. 2000.

8. Katkevičius L. Vandens ūkio statybos technologija. Kaunas, Ardiva, 2008.

9. Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija/Įsakymas/D1-161/2007 03 16 „Dėl

potencialiai pavojingų hidrotechnikos statinių prieţiūros ir kontrolės“ /Įsigaliojo

nuo 2007 03 28/Valstybės ţinios'2007 Nr.35-1289

10. Lindišas L., Vaišvila K., Ţekevičius R. ir kt. Gelţbetoninių hidrotechninių statinių

techninės būklės vertinimo sistema // Melioracijos įrenginių privatizavimo ir

efektyvaus naudojimo sistema. – Kaunas. – ISBN 9986-545-97-8, 1999. – p.94-

118.

11. LST EN 12504–2:2003 Betono bandymas konstrukcijose. Neardomieji bandymai.

Atšokimo dydţio nustatymas.

12. LST EN 206-1:2002 Betonas. Techniniai reikalavimai, savybės, gamyba ir

atitiktis.

13. Ming‐Te Liang , Chin‐Ming Lin & Chi‐Jang Yeh. Application of multiple

assessment itemsoptimization method to determining the repair ranking of existing

reinforced concrete bridge. Journal of the Chinese Institute of Engineers. 2011

61

14. NOTKUS, A.J. Tiltų projektavimo pagrindai: vadovėlis. Vilnius: Technika,2010.

p. 244.

15. PETKEVIČIUS P.. Kupiškio rajono ţemių uţtvankų betoninių ir gelţbetonių

konstrukcijų būklė. Magistratūros studijų baigiamasis darbas [interaktyvus]. 2009

[ţiūrėta 2012-04-10. Prieiga per internetą: http://vddb.library.lt/fedora/get/LT-

eLABa-0001:E.02~2009~D_20090603_100019-83863/DS.005.0.02.ETD

16. RUPLYS, B. Hidrotechniniai statiniai. Vadovėlis. Vilnius. Mokslas, 1988.

17. STR 1.04.01:2005 „Esamų statinių tyrimai“

18. STR 1.12.03:2000 “Potencialiai pavojingų hidrotechnikos statinių techninės būklės

įvertinimas“

19. STR 1.12.03:2006 “Hidrotechninių statinių techninės prieţiūros taisyklės“.

20. STR 2.05.18:2005 „Betoninės ir gelţbetoninės uţtvankos ir jų konstrukcijos“.

21. STR 2.06.02:2001 “Tiltai ir tuneliai. Bendrieji statybos reikalavimai“.

22. СНиП II-Дю7-62 Мосты и трубы. Нормы проектирования.

23. СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы. Нормы проектирования.

24. Vainiūnas P. Statybos proceso teisinio ir techninio reglamentavimo pagrindai.

Mokomoji knyga. Vilnius, Technika, 2005

25. VEKTARIS, B., VILKAS, V. Betono tvarumas. Betono sulfatinė ir šarminė

korozija, atsparumas šalčiui ir karbonizacijai. Tyrimai ir prevencinės priemonės.

Monografija. Technologija. Kaunas, 2006

26. VYČIUS, J., KUSTIENĖ, R.. Hidraulinės mašinos ir hidroelektrinės. Metodiniai

patarimai. Akademija, 2007.

27. Жилюкас, Ф.Ю. Разрушение конструкционных елементов. – Вильнюс, 1988.

– с. 100.

62

Darbo aprobacija

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje:

BUNEVIČIUS K., Verknės upės tiltų ir hidrotechnikos statinių būklės tyrimai. Iš

studentų mokslinė konferencija „Jaunasis mokslininkas 2012”. Akademija 2012.

Tyrimų rezultatai paskelbti leidiniuose

BUNEVIČIUS K., Verknės upės tiltų ir hidrotechnikos statinių būklės tyrimai.

Iš studentų mokslo darbai vandens ūkio ir ţemėtvarkos fakultetas. (Kompaktinė plokštelė)

Akademija 2012.