автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Исследование и диагностика технического состояния мостов арочных конструкций

кандидата технических наук
Золтан Орбан
город
Ижевск
год
2009
специальность ВАК РФ
05.13.01
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Исследование и диагностика технического состояния мостов арочных конструкций»

Автореферат диссертации по теме "Исследование и диагностика технического состояния мостов арочных конструкций"

На правах рукописи

УДК 69.036.3

Золтан Орбан

ИССЛЕДОВАНИЕ И ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОСТОВ АРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

05.13.01 - «Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)»

05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук9 г) г)чг ?ЛПП

Ижевск 2009

003481129

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет».

Научный руководитель: Якимович Борис Анатольевич,

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»

Официальные оппоненты:

Ломаев Гелий Васильевич, доктор технических наук, профессор, ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»

Кутергин Владимир Алексеевич, доктор технических наук, профессор, ОАО «Ижмаш»

Ведущая организация ГОУ ВПО «Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет»

Защита состоится « 26 » ноября 2009 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.065.06 ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения) просим выслать по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, диссертационный совет Д212.065.06 ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет».

Автореферат разослан «23 » асг^лГ^л 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук доцент

Сяктерев В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Арочные мосты из кирпичей и камня составляют значительную долю общего количества мостов в Европе и во всём мире. Арочные мосты являются самыми старыми конструкциями мостов, тысячи из которых в настоящее время находятся в эксплуатации, несмотря на то, что характер их нагрузки значительно изменился со времени их постройки. Возросшие нагрузки и тенденция к их дальнейшему увеличению, таким образом, выдвигают на первый план вопросы: оценка надёжности арочных мостов с учетом их современного технического состояния и существующей в настоящее время тенденции возрастания нагрузки, которой они подвергаются; прогнозирование устойчивости к нагрузкам в будущем; определение ожидаемого срока службы мостов арочной конструкции с учётом изменившихся условий нагрузок и ускоренного ухудшения их состояния; экономическая целесообразность дальнейшей эксплуатации арочных мостов в сложившихся условиях и т.д. Для решения задач, связанных с вышеприведёнными вопросами, а также урегулирования проблем эксплуатации арочных мостов по инициативе автора и под его руководством был создан международный проект, направленный на проведение системных научных исследований мостов арочной конструкции. Некоторые результаты выполнения упомянутого проекта приводятся в данной работе.

Актуальность исследования. Необходимость повышения срока эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции, имеющих широкое распространение в России и Европе, и нуждающихся в постоянном мониторинге с применением эффективных расчетно-экспериментальных методов контроля эксплуатационной надежности, определяет актуальность проводимых исследований. Применение изложенных в работе теоретических положений и технических решений позволяет обеспечить формирование с системных позиций методического обеспечения комплексной системы оценки пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции, включая мосты со значительными сроками эксплуатации. В ряде случаев такой подход позволяет гарантированно повысить эксплуатационную нагрузку, что соответствует наметившейся в последнее время тенденции в эксплуатации железнодорожного транспорта.

Цель работы. Разработка многоуровневого алгоритма оценки пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции и формирование рекомендаций по их дальнейшей эксплуатации с учетом выявленного состояния.

Для достижения поставленной цели в работе рассматриваются и решаются следующие задачи:

1. Анализ состояния железнодорожных мостов арочной конструкции, эксплуатирующихся в настоящее время в Европе, с учетом особенностей их конструирования, технологии строительства и условий эксплуатации.

2. Поиск и развитие расчётных методов, обеспечивающих анализ структурного поведения и определение несущей способности мостов арочной конструкции, проведение исследований их структурного поведения с учетом влияния определяющих факторов.

3. Разработка комплексного метода, обеспечивающего проверку пригодности к эксплуатации мостов арочной конструкции с учетом наблюдающихся разрушений их конструкции, и определение уровня эксплуатационных нагрузок, обеспечивающих возможность дальнейшей эксплуатации под воздействием многократно повторяющихся нагрузок.

4. Поиск и экспериментальное исследование эффективности методов, обеспечивающих неразрушающий контроль или контроль с минимальным уровнем разрушения, которые позволяют получить необходимые характеристики конструкции и использованных материалов, разработка практических рекомендаций по их применению.

5. Систематизация результатов проведенных исследований и разработка многоуровневого алгоритма, обеспечивающего оценку пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции и формирование практических рекомендаций по их дальнейшей эксплуатации.

Объектом исследования являются железнодорожные мосты арочной конструкции, предметом исследования, соответственно, являются критерии и методы оценки состояния и пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции.

Методы исследования. В работе использованы положения системного анализа, методы теории систем, математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.

На защиту выносятся следующие положения:

- метод выявления стохастической чувствительности входных параметров, применяемых в ходе расчётов несущей способности арки моста, позволяющий определить, каким образом их статистические характеристики влияют на статистические характеристики сопротивления конструкции;

- метод проверки эксплуатационной пригодности арочных мостов путем сопоставления проектировочных величин нагрузки и сопротивления, который обеспечивает необходимую точность оценки, а также метод расчета для контроля пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов, основанный на применении принципа допустимых напряжений;

- многоуровневый алгоритм оценки несущей способности моста арочной конструкции, предусматривающий три уровня оценки несущей способности арочного моста в соответствии с его состоянием;

- методика диагностики состояния мостов арочной конструкции с применением средств радиоволнового, теплового и визуального видов неразрушающего контроля, в частности георадара, тепловизора, бороскопа и эндоскопа.

Научная новизна. В ходе исследований получены следующие новые научные результаты:

1. На основании системного анализа конструкций мостов, проведенного с применением метода неподвижного блока и модели дискретных элементов, выявлены факторы, имеющие наибольшее влияние на несущую способность арочных мостов с арками полукружной формы или формы кругового сегмента, определен характер их воздействия в определенных диапазонах численных значений.

2. Разработан метод, позволяющий оценить стохастическую чувствительность входных параметров, применяемых при расчёте несущей способности арки. Предложены методы проверки надёжности на основе сопоставления проектировочных величин нагрузки и сопротивления, обеспечивающие необходимый уровень точности, а также метод расчета для контроля пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов, основанный на применении принципа допустимых напряжений. Сформирована система критериев, предназначенная для предотвращения усталостного разрушения конструкции в связи с нагрузками сжатия.

3. Впервые разработан и предложен алгоритм многоуровневой оценки несущей способности моста арочной конструкции, предусматривающий три уровня оценки несущей способности арочного моста в соответствии с его состоянием.

4. На основе анализа результатов выполненного комплекса экспериментальных исследований проведена систематизация методов неразрушающего контроля с точки зрения их применимости для оценки факторов, влияющих на пригодность к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции.

5. Доказана эффективность использования ряда методов неразрушающего контроля для оценки внутреннего состояния и структуры мостовых конструкций, разработаны методики: исследования кирпичной кладки с применением георадара, диагностики состояния мостов арочной конструкции с применением приборов и устройств, фиксирующих инфракрасное излучение, и визуального контроля с использованием средств эндоскопии и бороскопии.

6. С использованием модельных экспериментов найдены диапазоны частот георадара, на которых наиболее достоверно выявляются те или иные дефекты и структурные неоднородности конструкции моста. Практическая ценность работы. Практическая ценность работы

заключается в использовании алгоритма оценки пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции для определения эксплуатационного состояния действующих арочных мостов. Создан комплекс неразрушающих методов исследования параметров и характеристик арочных мостов, влияющих на их пригодность к эксплуатации, который обеспечивает

методическую поддержку разработанного многоуровневого алгоритма. Разработаны практические методики применения определенных методов неразрушающего контроля, которые обеспечивают эффективное их применение для контроля и оценки состояния конструкции и эксплуатационного состояния арочных мостов, расположенных на железнодорожных магистралях Венгрии. Предложенные методики могут быть использованы для анализа состояния конструкций строительных сооружений.

Апробация работы. Содержание и основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях:

1. Информационные технологии в инновационных проектах. 4-я международная конференция (Ижевск, 29-30 мая 2003 г.);

2. ARCH 04: 4th International Conference on Arch Bridges (Barcelona, 2004);

3. Savremena Gradevinska Praksa (Novi Sad, Serbia, 15-16 March, 2006);

4. 6th International PhD Symposium in Civil Engineering, Zurich, Switzerland (2326 August, 2006);

5. International Conference on Railway Engineering-2007 (London, 13-14 June 2007);

6. ARCH 07: 7th International Conference on Arch Bridges (Madeira, Portugal, 1214 September 2007);

7. Sustainable Bridges - Assessment for Future Traffic Demands and Longer Lives (Wroclaw, Poland, 14-16 October 2007).

Выступления на научных и научно-методических семинарах и конференциях ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет».

Публикации. Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в 13 печатных работах, из них 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ, 11 публикаций в зарубежных изданиях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (102 наименования источников) и 7 приложений. Диссертация содержит 127 страниц, 33 таблицы и 60 иллюстраций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена цель и сформулированы задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первая глава посвящена анализу современного состояния мостов арочной конструкции, рассмотрены основные проблемы, связанные с эксплуатацией арочных мостов в современных условиях. Анализируются основные особенности проектирования и строительства железнодорожных арочных мостов, методы оценки их эксплуатационной надежности,

рассматриваются особенности эксплуатации арочных мостов, а также методы, применяемые в настоящее время для исследования их состояния. Подробно рассмотрены особенности эксплуатации арочных мостов и основные механизмы разрушения арочных конструкций мостов. Приводится обзор основных методов неразрушающего контроля, используемых для исследования состояния железнодорожных мостов арочной конструкции.

Вторая глава содержит результаты исследования факторов, влияющих на состояние железнодорожных мостов арочной конструкции. Проведен анализ влияния параметров, связанных с важнейшими конструктивными характеристиками арочных мостов и характеристиками конструкционных материалов, на структурное поведение, несущую способность, надёжность и пригодность к эксплуатации мостов арочной конструкции, связанную с явлением усталости.

Для оценки влияния геометрических параметров конструкции и характеристик материала на несущую способность применялся метод «неподвижных блоков». В качестве основных геометрических параметров, применяемые при расчётах, рассматривались следующие параметры: Ь - длина пролёта моста (м); (1С - толщина арки у ключевого камня (м); - толщина арки у пяты (м); г - подъём арки (м); И - полная высота/толщина насыпи над аркой (м); Иа - толщина основания; толщина подстилающего слоя (из гравия); Н-высота устоя моста (м); Нр - высота промежуточной опоры (м); «я, - ширина устоя моста у линии пяты (м); а2 - ширина устоя моста у верхней плоскости фундамента (м); Вр - ширина промежуточной опоры (м); Иь - высота опорной стены с задней стороны (м). Величины ряда параметров материалов и конструкций определялись в соответствии с ограничениями инструментальных методов исследования. Рассматривалась одноосная нагрузка с использованием модели распределения нагрузок. Для установления определённо-минимальной разрушающей нагрузки позиция нагрузки от транспорта изменялась вдоль длины арки с интервалом шага в 0,1 м. Далее в результате измерения разрушающих нагрузок определялась минимальная из них, которая рассматривалась как определяющая.

Было установлено, что толщина арки, а также её относительная толщина по отношению к величине пролёта оказывает значительное влияние на величину разрушающей нагрузки. В диапазоне исследуемых параметров, имеющих практическое значение, степень роста разрушающей нагрузки, зависящей от толщины арки, в наибольшей степени проявляется в случае арки, характеризуемой небольшой величиной пролёта формы кругового сегмента. Для случая арок с одинаковой относительной толщиной с увеличением размера пролёта увеличивается и величина разрушающей нагрузки. В обоих случаях зависимости имеют экспоненциальный характер (Рисунок 1).

Прочность арки на сжатие также оказывает определенное влияние на величину разрушающей нагрузки. Для арок полукруглой формы изменение прочности на сжатие имеет достаточно существенное влияние на несущую

способность моста лишь в диапазоне низкой прочности (в общем случае ниже 5 Н/мм2), для более прочных материалов разрушающая нагрузка растет очень незначительно (в пределах 20 %).

Рисунок 1 - Изменение величины разрушающей нагрузки в зависимости: а) от толщины арки; б) от формы и относительной толщины арок

Исследование влияния соотношения пролета и подъема арки, а также относительной толщины арки по сравнению с пролётом на разрушающую нагрузку проводилось на мостах арочной конструкции с пролётом в 6,0 метров полукружной формы и формы кругового сегмента. В результате анализа результатов проведенных исследований определено, что при одинаковой толщине арки разрушающая нагрузка возрастает лишь до определённого предела при росте величины плоскости (L/r) арки. В случае более толстых арок (¿//¿=0,125) этот предел не превышает L/r ~7, а в случае более тонких арок (#/¿=0,075,) этот предел не превышает величины Z/r« 10. В случае дальнейшего увеличения плоскости величина разрушающей нагрузки уменьшается из-за явления пролома (Рисунок 2).

& 2 3 4 6 6 7 8 9 10 11 12

Рисунок 2 - Изменения разрушающей нагрузки в зависимости от плоскости арки (Уг) и её относительной ширины (с!с/Ь)

При достижении предельных значений несущей способности величина горизонтальной нагрузки, воздействующая на пяту свода, резко возрастает с

8

ростом плоскости арки (Рисунок 3). Возрастающая линия кривых также даёт объяснение, почему считалось нецелесообразным строить плоские арки в случае относительно большой их толщины (4Д=0,125) для соотношения 1Уг<4, а в случае более тонких арок (¿,/¿=0,075) ниже соотношения 1Уг<6. Дело в том, что увеличенные горизонтальные усилия необходимо компенсировать применением более громоздких устоев моста, что привело бы к утяжелению конструкции моста в целом.

Рисунок 3 - Изменение горизонтальных усилий (Рх), действующих на пяту моста в зависимости от плоскости арки (1Уг)

В случае арок полукруглой формы и очень плоских арок критическое положение нагрузки располагается ближе к середине пролёта, а для арок формы кругового сегмента - ближе к опоре. Разрушающая нагрузка в арках полукружной формы располагается приблизительно на расстоянии в 1/3 пролёта, а у арок кругового сегмента, которые встречаются чаще всего на

практике, в диапазоне от

пролёта арки.

0,00 0,17 0,33 0,50 0,67 0,83 1,00 Иь/Г

Рисунок 4 - Изменение разрушающих нагрузок в зависимости от высоты опорной стены с задней стороны

Анализ результатов оценки влияния высоты опорной стены с задней стороны моста (Ль/г) на его несущую способность позволил определить, что этот параметр в значительной степени определяет величину разрушающей нагрузки.

Его повышение более значительно в случае использования арок полукружной формы для более высоких величин Ъ^г (выше 1/3), в случае использования арок формы кругового сегмента изменение разрушающей нагрузки приведено выше (Рисунок 4). Такая ситуация связана с тем, что увеличение опорной стены с задней стороны вызывает смещение поворотных точек, необходимых для возникновения механизма разрушения, в направлении друг к другу (Рисунок 5), то есть рабочее расстояние между опорами уменьшается, а плоскость арки - увеличивается. Что может закончиться, при достижении определённого предела, нарушением прочности конструкции и ее разрушением.

Аь=0, Аь//=0 Аь=1500тт. Аь/г=0,5 /?ь=3000т1П, йь/^1,00

Аь=0, Иъ/пК) Аь=750тт, Аь/;=0.5 Ль=1500тт, йь/^1,00

Рисунок 5 - Изменение ширины линии давления и способа разрушения в зависимости от высоты опорной стены с задней стороны в арках полукружной формы (Ь/г=2) и формы кругового сегмента {Ь/г=4)

Исследование влияния подстилающих грунтов проводилось на арках с пролётом 6 м полукружной формы {Ыг=2) и формы кругового сегмента Шг 4). В результате проведенных исследований обнаружено, что с увеличением угла внутреннего трения (ф), объёмного веса (унасыпь) и когезии (с) насыпи (подстилающего слоя) возрастает и величина разрушающейся нагрузки арки. Больший угол внутреннего трения и более высокая когезия, с одной стороны, способствуют распределению нагрузок, а с другой - стабилизируют арку благодаря возрастанию пассивного сопротивления. Воздействие когезии насыпи/подстилающего слоя незначительно по сравнению с влиянием высоты, угла внутреннего трения и объёмного веса насыпи. Величина когезии имеет большее значение для мостов с арками полукружной формы, чем с арками формы кругового сегмента (Рисунок 6).

Анализ результатов проведенных исследований позволил определить, что в случае многопролётных мостов толщина промежуточной опоры имеет определённое воздействие на характер механизма разрушения (Рисунок 7). С уменьшением толщины промежуточной опоры нагрузка, необходимая для создания механизма разрушения, уменьшается для мостов, имеющих два и три пролёта в соответствии с рисунком (Рисунок 8). Для арок в форме кругового сегмента это уменьшение происходит более интенсивно, чем для арок полукружной формы. Это связано с тем фактом, что более плоская арка передаёт больше горизонтальных усилий на опору и соседний пролёт, и, следовательно, раньше возникает механизм разрушения, включающий в себя оба пролёта.

геотехнических характеристик подстилающего слоя

Яр/Вр=1 Яр/Вр = 3 Я/Вр = 5

! Рисунок 7 - Влияние толщины промежуточной опоры на механизм разрушения

Для оценки влияния механических характеристик грунта подстилающего слоя на распределение напряжений, формопреобразование и несущую способность мостов арочной конструкции была рассмотрена модель ( многопролётного моста, состоящего из дискретных элементов (Рисунок 9).

На основе рассмотренной модели было произведено исследование воздействия различных типов подстилающего слоя на поведение конструкции

при применении одноосной концентрированное™ полезной нагрузки в 4-х позициях нагрузки. Рассматривалась одна арка, с целью упрощения применялась линейно-упругая модель. С использованием модели дискретных элементов были проведены эксперименты, направленные на исследование влияния отдельных характеристик подстилающего слоя на процесс нагрузок и несущую способность арочного моста.

Рисунок 8 - Влияние толщины промежуточной опоры на величину разрушающей нагрузки а) двухпролётный мост; б) трёхпролётный мост

В результате проведенных исследований на уровне эксплуатационных нагрузок подтверждена определяющая роль жёсткости подстилающего слоя, поскольку дня более жёсткого подстилающего слоя прогибы и контактные силы являются более низкими, их распределение более равномерно, при этом жёсткий подстилающий слой имеет существенно худшее распределение нагрузок, чем мягкий, что определяет более низкое колебание эталонного напряжения в арке под воздействием эксплуатационных нагрузок. Соответственно, показано, что при исчерпании несущей способности тип подстилающего слоя, характеристики механики грунта и упругости оказывают значительное влияние на величину разрушающей нагрузки. Для различных

характеристик грунта величина разрушающей нагрузки может отличаться на величину до 50 %.

Было проведено исследование стохастической чувствительности параметров, влияющих на несущую способность мостов. С целью интерпретации параметров, воздействующих на несущую способность, с учётом их неопределённости, предложен приближенный метод, позволяющий определить параметры, имеющие наибольшее значение с точки зрения оценки конструктивного сопротивления арочных мостов. Поскольку тип распределения параметров, воздействующих на несущую способность, в общем случае неизвестен, они рассматриваются как случайные величины, имеющие нормальное распределение. В качестве статистических характеристик сопротивления Я рассматриваются:

- коэффициент вариации сопротивления ;

- отклонение равнодействующей сопротивления Я: Яд.

Коэффициент вариации определяется с использованием зависимости

Гя=^К/)2+(ГтоУ , (1)

где: Ут0 - приращение коэффициента вариации, учитывающее воздействие нестабильности модели (Уто » 0,2-5-0,3); У,^ - коэффициент вариации

сопротивления на основе параметров, воздействующих на несущую способность.

Соответственно, Ущ =Яц//Кт , где - коэффициент вариации сопротивления Я на основе отклонения параметров XI. Здесь

$ К/ — у 7 £ ¡{ 5 г! , где - статистическое отклонение данных Х1 параметра; е^ - характер «взвешивания», относящийся к данному параметру X,.

Отклонение равнодействующей сопротивления Я определяется как

Для определения статистического отклонения сопротивления Я необходимо принимать во внимание и так называемый коэффициент «нестабильности модели», который представляет собой расхождение между механическими и геометрическими моделями, применяемыми в расчётах, и действительностью. Этот коэффициент в случае арочных мостов имеет большое значение вследствие трудности точного моделирования их конструктивной геометрии. Распределение этого коэффициента предполагается

нормальным. Нестабильность отдельных параметров может приниматься во

S ^

внимание с учётом их коэффициента вариации: Vxi =-.

Xim

Апробация предложенного метода оценки надежности была проведена с привлечением метода LHS для контроля полученных результатов, что позволило показать обеспечение необходимой точности полученных оценок. В результате выявлено, что наибольшее влияние на неопределенность установления величины разрушающей нагрузки оказывает коэффициент неопределенности модели, что определяется характером самой модели, которая является упрощенной. Лучшие показатели чувствительности kIh связанные с конструкцией арочных мостов, относятся к следующим параметрам: толщина арки, рабочая ширина арки, подъём арки, коэффициент пассивного давления грунта, объёмный вес насыпи.

Третья глава посвящена разработке многоуровневого алгоритма, обеспечивающего оценку пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции. Надежность строительных конструкций рассматривается с точки зрения стандарта MSZ EN 1990 EUROCODE «Основы проектирования несущих конструкций». В данном случае под надёжностью понимается способность конструкции в течение определенного периода удовлетворять предъявляемым к ней требованиям с риском р, когда она в рамках продолжительности запланированного срока службы способна удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней с риском р, таким образом,

надежность М — (l — р). Для количественной оценки надежности может

использоваться индекс надежности /?. В предельном состоянии несущей способности, расценивая сопротивление конструкции R и её нагрузку Е как переменные вероятности, в определённый момент времени t интерпретация риска и индекса надёжности видна на рисунке (Рисунок 10а), аналогично - в случае предельного состояния пригодности к эксплуатации (Рисунок 106).

Область негативного участка частотной функции равнодействующей

Pre и pser является риском несущей способности и пригодности к эксплуатации. Соответствие конструкции системе критериев надёжности может быть определено с использованием следующих формул:

- в предельном состоянии несущей способности:

problRit) - E(t)] = Дд£ (0 > 0} > (1 - Pre,opt) ; (2)

- в предельном состоянии пригодности к эксплуатации:

{sadm(t)-seff(t)\ = As(t) > о)> (1 -Pserflpt). (3)

В пределах эксплуатационного срока службы Т в любой момент времени (О <t <Т) необходимо доказывать, что нежелательный риск pRE или ps„, а также риск предельного состояния несущей способности и пригодности к

эксплуатации не превышают Pre.opi и pseropt оптимальной величины риска ( Pre — Pre,opt И Pser — Pser,opt )• To же самое можно выразить и в форме индекса надёжности таким образом: Рш > Рц£^0р, или Pser > pser,opt •

В приведенных выше формулах использованы следующие обозначения: R(t) - величина сопротивления (несущей способности) в момент времени t; E(t) -величина воздействия в момент времени /; Rm - ожидаемая величина сопротивления в момент времени /; Ет - ожидаемая величина воздействия в момент времени /; Rj - проектированная величина сопротивления в момент времени t\ Ed - проектированная величина воздействия в момент времени /; Sadm - допустимая величина деформащш, служащая для характеристики состояния пригодности к эксплуатации; Seff,m ~ ожидаемая величина

деформации, служащая для характеристики состояния пригодности в эксплуатации; sRE - отклонение распределения равнодействующей для совместного учёта отклонения сопротивления sR и воздействия sE\ sser -отклонение характеристики состояния пригодности к эксплуатации; р¡^ и pser -риск возникновения нежелательных состояний; Рж,0р, и pseKopi - оптимальный риск возникновения нежелательных состояний; Pre и Дсг - индексы надёжности предельного состояния несущей способности и пригодности к эксплуатации; Рл£0р, и pser,oPi - оптимальная величина индексов предельного состояния несущей способности и пригодности к эксплуатации.

а) б)

частота

частота

Рисунок 10 - Интерпретация риска ряе и индекса надёжности Pre в случае предельного состояния: а) несущей способности; б) пригодности к

эксплуатации

Предполагается, что переменные вероятности, описывающие характеристики состояния, имеют нормальное распределение, в таком случае между индексами надёжности рмг) и величинами риска

рг {рне > рхг) имеется математическая взаимосвязь. На этом основании индексы надёжности могут быть выведены следующим образом:

А

re

Кщ Ет

sre

Sadm ~ SeJf,m

(4)

Для исследования предельного состояния несущей способности отклонение распределения равнодействующей приближенно формулируется

72 2

Яя^ Зе . где ¿д - отклонение сопротивления (несущей способности); % - отклонение воздействий (нагрузок).

Предложены приближенные методы проверки надежности, связанной с несущей способностью конструкции, обеспечивающие увеличение оперативности оценки надежности арочных мостов при достижении необходимого уровня точности результатов.

Для оценки на основе индекса надежности используется отношение 7? — К

Рое = —-- - Рт,ор1. (5)

где рш - расчётный индекс надёжности; Рт.оР1. ~ оптимальная величина индекса надёжности.

В ходе расчётов производится анализ, каким образом воздействует на индекс надёжности конструкции неопределенность входных параметров, оказывающих влияние на сопротивление конструкции. Неопределенность входных параметров характеризуется относительным рассеянием, причем рассматривается три уровня: низкой, средней и высокой точности. В случае использования первого уровня предполагается, что при определении параметров в качестве основы используется приближенная оценка. Для второго уровня величина основных параметров устанавливается простыми измерениями, а третий уровень соответствует минимальной практически возможной неопределенности параметров. Расхождения между уровнями учитываются и при определении величины коэффициента вариации, указывающего на неопределенность создания модели. Примеры расчета, позволяющие судить об эффективности метода, приведены ниже (Таблица 1, Рисунок 11).

В результате проведенных исследований установлено, что уточнение основных входных параметров, применяемых в расчётах (то есть уменьшение их коэффициента вариации), значительно снижает отклонение сопротивления, при этом, соответственно, значительно повышается индекс надёжности Кроме того установлено, что подтверждение эксплуатационной пригодности моста требует снижения неопределенности входных параметров, например с применением целенаправленных диагностических исследований. На основе средних, установленных с учётом результатов примеров-образцов, определено, что коэффициент вариации сопротивления соответственно уровню неточности входных параметров составляет: уровень низкой точности Ук да 0,50; средний уровень 0,25; уровень высокой точности Кл да 0,13.

Проверка пригодности может быть осуществлена и путём сопоставления проектировочных данных сопротивления и нагрузок. Для этого,

в общем случае, необходимо применять метод, основанный на способе применения частичных факторов надёжности. Таким образом, должно выполняться требование

(6)

где Rd и Ed являются проектировочными величинами сопротивления и нагрузки.

Исходя из формулы (8), связанной с характерной величиной (R^m), относящейся к 5%-ой пороговой величине сопротивления, коэффициент вариации сопротивления (VR) можно приблизительно оценить с помощью формул (7),(8):

R

к,0.05

- Rm ~ 1>645 -sR - Rm -1,645 -VR ■ Rn

Vr =

1

1,645

R,

k, 0.05

(7)

(8)

Таблица 1 - Расчёты коэффициента вариации и индексов надёжности

Номер примера- образца Низкой точности Средний Высокой точности

Rm (kN) vR Р Rm (kN) Vr . P Rm (kN) VR P

I. 382 0,45 1,33 382 0,27 2,08 382 0,12 3,75

II. 593 0,54 1,37 593 0,30 2,32 593 0,15 4,28

IV. 295 0,50 0,95 295 0,29 1,57 295 0,13 2,35

V. 612 0,46 1,62 612 0,20 3,40 612 0,12 5,05

VI. 465 0,53 1,27 465 0,23 2,61 465 0,13 4,07

Средний результат: 0,50 1,31 0,25 2,40 0,13 3,90

41

|1

■ Низкой

точности а Спслний Высокой

Q

точности

Рисунок 11 - Величина индексов надёжности в зависимости от уровня неточности входных параметров

Поскольку определение характерной величины параметров, описывающих геометрическую неопределенность и неопределенность создания модели, довольно затруднено, в связи с этим Rk,o.os может быть определено и на основе характерных величин параметров. Таким образом, из формулы (8)

можно вывести коэффициент вариации (Уда) сопротивления, вытекающего из неточности характеристик материалов. Вслед за этим коэффициент вариации сопротивления вследствие неточности модели расчёта и геометрических данных необходимо увеличить по следующей формуле:

, (9)

где Уца - коэффициент вариации из-за неопределенности материальных параметров; Уко - коэффициент вариации из-за неточности геометрических параметров; Уш- коэффициент вариации из-за неточности модели расчёта. Проектировочные величины сопротивления и нагрузок:

=11т-сск- рШор1 ■ Ртт (Ю)

= Ет+ссЕ-рКЕ-*Е =Ет-[1 + аЕ-01{Е,ор{-УЕ), (и)

где аг< и аЕ являются факторами взвешивания сопротивления и нагрузки: а = ** - , Ук'Кт а =*Е = , Гз'Ет

Принципиальный алгоритм приближенного метода оценивания может быть описан следующим образом:

1. Вычисление Ят при помощи ожидаемой величины входных конструктивных параметров и параметров материала.

2. Вычисление Як при помощи характерной величины входных конструктивных параметров и параметров материала.

3. Вычисление коэффициентов вариации Ум и Ук на основе формул (8) и (9).

4. Вычисление взвешивающих факторов ак и аЕ.

5. Определение и на основе (10) и (11).

6. Проверка пригодности к эксплуатации моста с использованием формулы (6).

Также предложен метод приближенной оценки проектировочной величины сопротивления Яа непосредственно на основе ожидаемой величины Кт в том случае, когда характерные величины входных параметров отсутствуют или их величину затруднительно определить из-за небольшого количества измерительных данных.

Предложен и разработан и приближенный метод контроля несущей способности арочных мостов, обеспечивающий проверку соответствия несущей способности данной конструкции предъявляемым требованиям и позволяющий определить необходимость проведения дополнительных исследований.

Проектировочная величина несущей способности арки определяется таким образом:

R^rj.-L.l.W.

Yr M

a-

(l-b)+c-

L)

,(kH)

(12)

где W - рабочая ширина арки в метрах (предельная величина: W= 3 м); ft -коэффициент глобальной надёжности несущей способности; ц - коэффициент динамики нагрузок от транспортного средства на основе UIC Leaflet 776-1R:

1,44

/| = Ф2 =

■J2L - 0,2

+ 0,82

(13)

77 - коэффициент, зависящий от степени повреждения арки (0,8 < 77 < 1,0); А = 2100-600-й; к = 1,5+0,2-й; В = Ю-й-2,5; С = 1000-Л; /г - полная высота/толщина насыпи над аркой (м).

Также предложен укрупненный алгоритм проверки пригодности к эксплуатации мостов арочной конструкции в соответствии с критериями, обеспечивающими отсутствие усталостного разрушения конструкции под воздействием нагрузок, имеющих характер сжатия. Сложность и трудоемкость задачи оценки надёжности мостов арочной конструкции определяет необходимость проведения сложной и многоуровневой процедуры оценивания, которая описывается предложенным многоуровневым алгоритмом оценки надёжности железнодорожных мостов арочной конструкции (Рисунок 12).

Четвертая глава посвящена описанию разработанных и предложенных методик исследования характеристик железнодорожных арочных мостов с применением современных аппаратных методов исследования и использованием соответствующей приборной базы. Для обеспечения эффективности исследований состояния арочных мостов была разработана и проведена программа испытаний, целью которой явилась систематизация существующих методик испытания арочных мостов и определения их основных конструктивных характеристик, характеристик материала и показателей, характеризующих их эксплуатационное состояние.

Результатом выполнения программы явилась разработка рекомендаций по [фактическому применению методов исследования железнодорожных мостов арочной конструкции, основная часть которых сведена в таблицу (Таблица 2). В ходе работы над выполнением программы разработан целый ряд методик выполнения исследований с применением таких средств и методов, как использование георадара, измерение температуры путем регистрации инфракрасного излучения, сейсмическая томография, геофизические испытания отверстий в кладке, видеоэндоскопические испытания, испытания прочности на сверлёных пробах, измерение влажности поверхности, автоматическое лазерное измерение профиля моста, измерение прогиба моста под нагрузкой от транспорта. Предложенные методики прошли апробацию и показали высокую эффективность при оценке состояния железнодорожных мостов арочной конструкции.

Пригодно 4-

Нет ^ . Исследования I

Методы: ситуативный осмотр на местности, простая глазомерная геометрическая

Оценка 1 уровня

е и полуэмпнрнческне методы. Приблизительный метод теории вероятности ü основные геометрические данные, предполагаемые материальные характеристик-

Пригодно

ч-

Расчетные методы: метод опорных линий, метод неподвижны* блоков, приблнэтельный метод по теории теории вероятности Основные данные: имеющиеся в распоряжении, геометрические данные, предполагаемые материальные характеристики__

Оценка 2 уровня с уточненными данными

Расчётные методы: совпадают с методами оценки 2 уровня Основные данные: уточнённые основные данные на основании Исследования II

Пригодно

Ч-

Пригодно

Н-

Методы: подробная съёмка геометрии арки, събмка высоты насыпи, Исследования без разрушения и с минимальным разрушением, определение толщины арки, испытания прочности

Непригодно

Оценка 3 уроня

методы конечных и дискретных элементов. Метод теории вероятности

Основные данные: данные, собранные в ходе Исследования I и II

В отношении других данных - предположения на основании прежних расчётов или данных специальной литературы

Оценка 3 уровня с уточяёнымн данными

Методы расчёта: те же, которые использовались и в Оценке 2 уровня

Основные данные: уточнённые основные данные на основании Исследования III или же испытательной нагрузки

I

Непригодно —►

Исследования Ш

Применение методов без разрушения и с минимальным разрушением для установления внутренних скрытых геометрических н конструктивных аномалий и повреждений Исследование механических характеристик кладки и грунта (до разрушения и без разрушения).

Проведение исследования «мониторинг»

Непригодно

Исследование испытательной нагрузки

Исследование испытательной нагрузки само по себе может быть пригодно к подтверждению соотастсвня конструкции требованиям [21]

Проведение мер безопасности - Планирование вмешательства

Пригодно

Конец оценки

Рисунок 12 - Блок-схема многоуровневого алгоритма оценки надёжности железнодорожных мостов арочной конструкции

Таблица 2 - Рекомендации по практическому применению методов исследования железнодорожных мостов арочной конструкции

Цель исследования

Методы исследования | I § II И | 1 1 | г — £ !! § 1 5 8 II А 5 Оледенение геометрической) профиля арки | !> В 4 а 1 Б ^ верификация расчётной модели I 1 г а й п § | | I Исследование результатов прежиих вмешательств

Сейсмический/сейсмический метод в в отверстии 3 3 3 2 2 2 3 2

Георадар/георадар в сверлении 3 3 . 2 2. 2 2 3 2

§ Инфракрасное измерение температуры 2, 3 3 3 2 3 3

Измерение электронного сопротивления 3 3 2 3 3 2 3 3

Исследование сверлёных проб с малым диаметром , 1 1 2 3 3 3 1-

Камера в сверлении/ эндоскопическое исследование 1 3 3 1 2 3 3

Исследование 'Па^аск' 2 2 3 3 3

Исследование молотка Шмидта 3 2 3

Измерение проникновения 2 2 3 3 3 3 3

Вытяжное исследование 2 2 3 3 3

Исследование отстукиванием 3 3 3 3 2 : ,->■' 2 3

Исследование акустической эмиссии 3 2 2 2 : 2

Мониторные трещины 3 3 3 2 3

§ Лазерное определение формы 1 2 3 2 2

О 2 Мониторинг влажности 3 ■ ? 3 2 3 3 2

Мониторинг деформации 3 г ■ .2 3 2 2 •

Динамическое исследование 3 2 ■ 2 г.. 2

Условные обозначения: Ж)Т - исследования без разрушения МОТ - исследования с минимальным разрушением § 1: Применение предлагается в общем случае 5 2: Применение предлагается - помимо других методов - в качестве дополнительного исследования •2 3 Применение предлагается лишь в специальных случаях или в качестве эксперимента Пустое место: применение для данной дели не предлагается

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе выполнения работы получены следующие теоретические выводы и практические результаты:

1. На основании анализа, проведенного с позиций системного подхода, с применением метода неподвижного блока, установлены геометрические параметры и характеристики материала, которые имеют наибольшее влияние на несущую способность арочных мостов, арки которых имеют

полукружную форму или форму кругового сегмента, и характеризуются средними значениями параметров. Выявлены основные характерные тенденции, определяющие их воздействие в определенных диапазонах параметров.

2. На основании исследования параметров, проведённого с применением модели дискретных элементов в плоскости, было показано, что характеристики механики грунта подстилающего слоя на уровне эксплуатационных нагрузок оказывают значительное влияние на распределение напряжения и формопреобразование арки моста, а в предельном состоянии несущей способности также на величину разрушающей нагрузки и характер механизма разрушения арки.

3. Разработан метод, позволяющий определить параметры, имеющие наибольшее значение с точки зрения оценки конструктивного сопротивления арочных мостов (стохастическая чувствительность, статистические характеристики, сопротивление конструкции).

4. На основе применения метода оценки надёжности при исследовании числовых параметров мостов, имеющих арочную конструкцию, установлен коэффициент вариации сопротивления конструкции (Ук). Доказано, что индекс надёжности (/?де), который может быть связан с несущей способностью, в значительной мере зависит от уровня неопределенности входных параметров, применяемых при расчётах.

5. На основании численного моделирования показано, что предложенные методы проверки надежности обеспечивают необходимую точность оценки надёжности мостов арочной конструкции.

6. На основании исследования параметров, проведённого с применением метода «неподвижных блоков», установлена эмпирическая зависимость для приближенной оценки несущей способности мостов арочной конструкции с небольшими пролётами (2,0 м<£<10м)с арками полукружной формы.

7. Разработан приближенный метод расчета для контроля пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов, основанный на применении принципа допустимых напряжений.

8. Сформирована система критериев относительно допустимого напряжения сжатия, возникающего внутри арки, которая независимо от количества повторных циклов обеспечивает предотвращение усталостного разрушения конструкции в связи с нагрузками сжатия.

9. Разработан многоуровневый алгоритм оценки несущей способности моста арочной конструкции, предусматривающий три уровня оценки несущей способности арочного моста в соответствии с его состоянием. Практическая апробация разработанного алгоритма показала его высокую эффективность.

10. Разработана методика георадарного исследования кладочных материалов арочных мостов, которая может успешно применяться для установления толщины кладок многослойной структуры, а также для определения границ отдельных слоев кладки в случае кладки, состоящей из нескольких слоев и с коэффициентом нестабильности в 5-10%. В случае совместного применения георадара в эндоскопическом методе или методе исследования отверстия с помощью камеры ошибка может быть уменьшена до величины 2-3%.

11. В результате проведенных исследований и контрольных испытаний с применением видеоэндоскопии доказана эффективность метода сейсмических и радарных исследований в отверстиях для определения аномалий в конструкции и состоянии кладки арочных мостов.

12. Экспериментальные исследования позволили доказать, что применение приборов и устройств, фиксирующих инфракрасное излучение, при выполнении определенных условий, позволяет определять границы разнородных элементов кладки (камень, кирпичи, раствор), выявлять участки с различным уровнем влажности, а также эффективно локализовать повреждения и аномалии конструкции и состояния кладки, которые не могут быть выявлены визуально.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Orban, Z. "Optimised rehabilitation of old bridges", International Conference on the 40th Anniversary of Engineering Faculty, Univ. of Pecs, 30 May 2002.

2. Orban, Z. "Optimised rehabilitation procedures for old masonry arch bridges", Informacionnie technologii b innovacionnih proektah, 4th International Conference, Izhevsk, Russia, 29-30 May, 2003, pp. 85-89.

3. Orban, Z. "Assessment, Reliability and Maintenance of Masonry Arch Bridges in Europe", ARCH 04: 4th International Conference on Arch Bridges, eds: P. Roca, C. Molins, Barcelona, 2004, pp. 152-161.

4. Orban, Z. "Condition Assessment and Rehabilitation of Masonry Arch Railway Bridges", Savremena Gradevinska Praksa, Novi Sad, Serbia, ed: B. Popovic, 15-16 March, pp. 147-158.

5. Orban, Z. Increasing the reliability of the assessment of masonry arch bridges by nondestructive testing, Pollack Periodica, 2006, Volume 1, No. 3, pp. 45-56.

6. Orb£n, Z., "Condition assesment and rehabilitation of masonry arch railway bridges", Concrete Structures, 2006, Vol. 7, pp. 22-30.

7. Orbdn, Z., "Assessment of Masonry Arch Railway Bridges Assisted by Non-

л

Destructive Testing", 6 International PhD Symposium in Civil Engineering, eds: T. Vogel, N. Mojsilovic, P. Marti, Zurich, Switzerland, 23-26 August 2006.

8. Orban, Z., H-U Knaack, M. Gutermann, "Assessment of Serviceability and Load Carrying Safety of Railway Masonry Arch Bridges by in-situ load test",

tf

International Conference on Railway Engineering, London, 13-14 June 2007.

9. Orban, Z., Yakovlev, G., Pervushin, G. "Non-destructive testing of masonry arch bridges - an overview", Bautechnik, 2008, Vol 85, No 10, pp. 711-717.

10. Орбан Золтан. Оценка надежности железнодорожных мостов арочной конструкции //Интеллектуальные системы в производстве. - 2009. - №1. - С.

11. Orban, Z., Gutermann, М. Assessment of masonry arch railway bridges using nondestructive in-situ testing methods, Engineering Structures, 2009, Vol 31, pp. 22872298.

12. Toth, A., R., Orbdn, Z., Bagi, K., "Discrete element analysis of a stone masonry arch", Mechanics Research Communications, 2009, Vol. 36, pp. 469-480.

13. Орбан Золтан. Влияние параметров механики грунта на пригодность к эксплуатации мостов арочной конструкции. // Интеллектуальные системы в производстве (принята в печать).

111-123.

В авторской редакции

Подписано в печать23_.[^. 03 У сл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ № Отпечано в типографии Издательства ИжГТУ

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Золтан Орбан

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ АРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ИХ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

1.1 Основные особенности проектирования и строительства железнодорожных арочных мостов

1.2 Оценка эксплуатационной надежности каменных мостов арочной конструкции

1.3 Особенности эксплуатации конструкции арочных мостов

1.4 Методы исследования состояния железнодорожных мостов арочной конструкции

1.5 Цели и задачи работы

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА СОСТОЯНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ АРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Исследование влияния конструктивных и эксплуатационных параметров на несущую способность железнодорожных мостов арочной конструкции

2.1.1 Исследование влияния геометрических параметров конструкции и характеристик материала на несущую способность

2.1.2 Исследование влияния характеристик насыпи и подстилающих грунтов на несущую способность

2.2 Исследование влияния механических характеристик грунта подстилающего слоя на распределение напряжений, формопреобразование и несущую способность мостов арочной конструкции

2.3 Исследование стохастической чувствительности параметров, влияющих на несущую способность мостов

2.3.1 Описание метода

2.4 Выводы

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МНОГОУРОВНЕГО АЛГОРИТМА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ОЦЕНКУ ПРИГОДНОСТИ К ЭКСПЛУАТАЦИИ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ АРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ

3.1 Понятие надежности железнодорожных арочных мостов

3.2 Надёжность мостов арочной конструкции в предельном состоянии несущей способности

3.2.1 Проверка на основе индекса надёжности

3.2.2 Проверка на основе проектировочных данных

3.3 Приближенный метод проверки несущей способности арочных мостов

3.4 Проверка пригодности к эксплуатации мостов арочной конструкции

3.5 Многоуровневый алгоритм оценки надёжности железнодорожных мостов арочной конструкции

3.6 Выводы

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ АРОЧНЫХ МОСТОВ

4.1 Диагностические исследования арочных мостов

4.1.1 Описание программы испытаний

4.1.2 Описание программы испытаний 98

4.2 Разработка методики исследования кладочных материалов арочных мостов

4.3 Диагностика состояния мостов арочной конструкции с применением приборов и устройств, фиксирующих инфракрасное излучение

4.4 Выводы 114 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 119 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение 2009 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Золтан Орбан

Арочные мосты из кирпичей и камня составляют значительную долю общего количества мостов в Европе и во всём мире. Арочные мосты являются самыми старыми конструкциями мостов, которые в настоящее время находятся в эксплуатации, несмотря на то, что характер их нагрузки значительно изменился со времени их постройки. Возросшие нагрузки и тенденция к их дальнейшему увеличению, таким образом, выдвигают на первый план следующие вопросы: оценка надёжности арочных мостов с учетом их современного технического состояния и существующей тенденции к возрастанию нагрузки, которой они подвергаются; прогнозирование устойчивости к нагрузкам в будущем; определение ожидаемого срока службы мостов арочной конструкции с учётом изменившихся условий и ухудшения их состояния; экономическая целесообразность дальнейшей эксплуатации арочных мостов в сложившихся условиях и т.д. Для решения задач, связанных с решением проблем эксплуатации железнодорожных арочных мостов, по инициативе автора и под его руководством был дан старт международному проекту, направленному на проведение системных научных исследований мостов арочной конструкции. Некоторые результаты выполнения упомянутого проекта приводятся в данной работе.

Актуальность исследования определяется необходимостью повышения срока эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции, имеющих широкое распространение в России и Европе, и нуждающихся в постоянном мониторинге с применением эффективных расчетно-экспериментальных методов контроля эксплуатационной надежности. Применение изложенных в работе теоретических положений и технических разработок позволяет обеспечить формирование с системных позиций методического обеспечения комплексной системы оценки пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции, включая мосты со значительными сроками эксплуатации. В ряде случаев такой подход позволяет гарантированно повысить эксплуатационную нагрузку, что соответствует наметившейся в последнее время тенденции в эксплуатации железнодорожного транспорта.

Цель работы: Разработка многоуровневого алгоритма оценки пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции и формирование рекомендаций по их дальнейшей эксплуатации с учетом выявленного состояния.

Для достижения поставленной цели в работе рассматриваются и решаются следующие задачи:

1. Анализ состояния железнодорожных мостов арочной конструкции, эксплуатирующихся в настоящее время в Европе, с учетом особенностей их конструирования, технологии строительства и условий эксплуатации.

2. Поиск и развитие расчётных методов, обеспечивающих анализ структурного поведения и определение несущей способности мостов арочной конструкции, проведение исследований их структурного поведения с учетом влияния определяющих факторов.

3. Разработка комплексного метода, обеспечивающего проверку пригодности к эксплуатации мостов арочной конструкции с учетом наблюдающихся разрушений их конструкции, и определение уровня эксплуатационных нагрузок, обеспечивающих возможность дальнейшей эксплуатации под воздействием многократно повторяющихся нагрузок.

4. Поиск и экспериментальное исследование эффективности методов, обеспечивающих неразрушающий контроль или контроль с минимальным уровнем разрушения, которые позволяют получить необходимые характеристики конструкции и использованных материалов, разработка практических рекомендаций по их применению.

5. Систематизация результатов проведенных исследований и разработка многоуровневого алгоритма, обеспечивающего оценку пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции и формирование практических рекомендаций по их дальнейшей эксплуатации.

На защиту выносятся следующие положения:

- метод выявления стохастической чувствительности входных параметров, применяемых в ходе расчётов несущей способности арки моста, позволяющий определить, каким образом их статистические характеристики влияют на статистические характеристики сопротивления конструкции;

- метод проверки эксплуатационной пригодности арочных мостов путем сопоставления проектировочных величин нагрузки и сопротивления, который обеспечивает необходимую точность оценки, а также метод расчета для контроля пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов, основанный на применении принципа допустимых напряжений;

- многоуровневый алгоритм оценки несущей способности моста арочной конструкции, предусматривающий три уровня оценки несущей способности арочного моста в соответствии с его состоянием;

- методика диагностики состояния мостов арочной конструкции с применением средств радиоволнового, теплового и визуального видов неразрушающего контроля, в частности георадара, тепловизора, бороскопа и эндоскопа.

В ходе исследований получены следующие новые научные результаты:

1. На основании системного анализа конструкций мостов, проведенного с применением метода неподвижного блока и модели дискретных элементов, выявлены факторы, имеющие наибольшее влияние на несущую способность арочных мостов с арками полукружной формы или формы кругового сегмента, определен характер их воздействия в определенных диапазонах численных значений.

2. Разработан метод, позволяющий оценить стохастическую чувствительность входных параметров, применяемых при расчёте несущей способности арки. Предложены методы проверки надёжности на основе сопоставления проектировочных величин нагрузки и сопротивления, обеспечивающие необходимый уровень точности, а также метод расчета для контроля пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов, основанный на применении принципа допустимых напряжений. Сформирована система критериев, предназначенная для предотвращения усталостного разрушения конструкции в связи с нагрузками сжатия.

3. Впервые разработан и предложен алгоритм многоуровневой оценки несущей способности моста арочной конструкции, предусматривающий три уровня оценки несущей способности арочного моста в соответствии с его состоянием.

4. На основе анализа результатов выполненного комплекса экспериментальных исследований проведена систематизация методов неразрушающего контроля с точки зрения их применимости для оценки факторов, влияющих на пригодность к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции.

5. Доказана эффективность использования ряда методов неразрушающего контроля для оценки внутреннего состояния и структуры мостовых конструкций, разработаны методики: исследования кирпичной кладки с применением георадара, диагностики состояния мостов арочной конструкции с применением приборов и устройств, фиксирующих инфракрасное излучение, и визуального контроля с использованием средств эндоскопии и бороскопии. 6. С использованием модельных экспериментов найдены диапазоны частот георадара, на которых наиболее достоверно выявляются те или иные дефекты и структурные неоднородности конструкции моста.

Практическая ценность работы заключается в использовании алгоритма оценки пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов арочной конструкции для определения эксплуатационного состояния действующих арочных мостов. Создан комплекс неразрушающих методов исследования параметров и характеристик арочных мостов, влияющих на их пригодность к эксплуатации, который обеспечивает методическую поддержку разработанного многоуровневого алгоритма. Разработаны практические методики применения определенных методов неразрушающего контроля, которые обеспечивают эффективное их применение для контроля и оценки состояния конструкции и эксплуатационного состояния арочных мостов, расположенных на железнодорожных магистралях Венгрии. Предложенные методики могут быть использованы для анализа состояния конструкций строительных сооружений.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Во введении описывается актуальность решаемой задачи.

Заключение диссертация на тему "Исследование и диагностика технического состояния мостов арочных конструкций"

выводы и практические результаты:

1. На основании анализа, проведенного с позиций системного подхода, с применением метода неподвижного блока, установлены геометрические параметры и характеристики материала, которые имеют наибольшее влияние на несущую способность арочных мостов, арки которых имеют полукружную форму или форму кругового сегмента, и характеризуются средними значениями параметров. Выявлены основные характерные тенденции, определяющие их воздействие в определенных диапазонах параметров.

2. На основании исследования параметров, проведённого с применением модели дискретных элементов в плоскости, было показано, что характеристики механики грунта подстилающего слоя на уровне эксплуатационных нагрузок оказывают значительное влияние на распределение напряжения и формопреобразование арки моста, а в предельном состоянии несущей способности также на величину разрушающей нагрузки и характер механизма разрушения арки.

3. Разработан метод, позволяющий определить параметры, имеющие наибольшее значение с точки зрения оценки конструктивного сопротивления арочных мостов (стохастическая чувствительность, статистические характеристики, сопротивление конструкции).

4. На основе применения метода оценки надёжности при исследовании числовых параметров мостов, имеющих арочную конструкцию, установлен коэффициент вариации сопротивления конструкции (Vr). Доказано, что индекс надёжности {Pre), который может быть связан с несущей способностью, в значительной мере зависит от уровня неопределенности входных параметров, применяемых при расчётах.

5. На основании численного моделирования показано, что предложенные методы проверки надежности обеспечивают необходимую точность оценки надёжности мостов арочной конструкции.

6. На основании исследования параметров, проведённого с применением метода «неподвижных блоков», установлена эмпирическая зависимость для приближенной оценки несущей способности мостов арочной конструкции с небольшими пролётами (2,0 м < l < 10 м) с арками полукружной формы.

7. Разработан приближенный метод расчета для контроля пригодности к эксплуатации железнодорожных мостов, основанный на применении принципа допустимых напряжений.

8. Сформирована система критериев относительно допустимого напряжения сжатия, возникающего внутри арки, которая независимо от количества повторных циклов обеспечивает предотвращение усталостного разрушения конструкции в связи с нагрузками сжатия.

9. Разработан многоуровневый алгоритм оценки несущей способности моста арочной конструкции, предусматривающий три уровня оценки несущей способности арочного моста в соответствии с его состоянием. Практическая апробация разработанного алгоритма показала его высокую эффективность.

10. Разработана методика георадарного исследования кладочных материалов арочных мостов, которая может успешно применяться для установления толщины кладок многослойной структуры, а также для определения границ отдельных слоев кладки в случае кладки, состоящей из нескольких слоев и с коэффициентом нестабильности в 5-10%. В случае совместного применения георадара в эндоскопическом методе или методе исследования отверстия с помощью камеры ошибка может быть уменьшена до величины 2-3%.

11. В результате проведенных исследований и контрольных испытаний с применением видеоэндоскопии доказана эффективность метода сейсмических и радарных исследований в отверстиях для определения аномалий в конструкции и состоянии кладки арочных мостов.

12. Экспериментальные исследования позволили доказать, что применение приборов и устройств, фиксирующих инфракрасное излучение, при выполнении определенных условий, позволяет определять границы разнородных элементов кладки (камень, кирпичи, раствор), выявлять участки с различным уровнем влажности, а также эффективно локализовать повреждения и аномалии конструкции и состояния кладки, которые не могут быть выявлены визуально.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения работы получены следующие теоретические

Библиография Золтан Орбан, диссертация по теме Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

1. Brencich, A, Morbiducci, R. Masonry Arches: historical rules and modern mechanics. Proceedings in Structural Analysis of Historical Constructions, New Delhi, 2006.

2. Perronet J.R. Costruire des ponts au XVIIIe siecle, Ecole Royal des Ponts et Chaussees, 1788.

3. Политехнический словарь. / Гл. ред. акад. А.Ю. Ишлинский. 2-е изд. - М.: Советская энциклопедия, 1980. - 656 С.

4. Строительные конструкции. Учебник для техникумов. В 2-х т. Т. 1. Металлические, каменные, армокаменные и деревянные конструкции. Под ред. Т. Н. Цая. М., Стройиздат, 1977. 544 с. Авт.: Т. Н. Цай, М. К. Бородич, А. Ф. Богданович и др.

5. Содержание и реконструкция железнодорожных мостов. Анциперовский В. С, Осипов В. О., Якобсон К. К. Под ред. К. К. Якобсона. М., «Транспорт», 1975, стр. 1 -240.

6. Попов Н. П., Чарыев М. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1996. - 255 с: ил.

7. Casas, J.R., Briihwiler, Е., Herwig, A., Cervenka, J., Holm, G., Wisniewski, D. Capacity assessment of European railway bridges. Limit states and safety formats, Proceedings of Sustainable Bridges Conference, pp. 231-242., 1012 October 2007, Wroclaw.

8. Orban, Z. Assessment, Reliability and Maintenance of Masonry Arch Bridges. State-of-the-Art Research Report of the International Union of Railways, Paris, 2004.

9. Orban, Z. Assessment, Reliability and Maintenance of Masonry Arch Bridges in Europe, ARCH 04: 4th International Conference on Arch Bridges, eds: P. Roca, C. Molins, Barcelona, 2004, pp. 152-161, ISBN: 8495999-63-3.

10. Martin-Caro, J., Martinez, J. L., Gonzalez, J., L. Structural Meaning ofthbackfill in Masonry Arch Bridges, Proceedings of the 12 International Brick and Block Masonry Conference, 25 28 June 2000, Madrid.

11. Boothby, T. Elastic plastic stability of jointed masonry arches, Engineering Structures, Vol. 19, No. 5, 1997, pp. 345-351.

12. Barry, Т., Soyland, R. K., Boothby, T. Inelastic behaviour of sand-lime mortar joint masonry arches, Engineering Structures, Vol. 20, No. 1-2, 1998, pp. 14-24.

13. O'Leary, J. Masonry arch bridges conserveation/repair, Seminar on masonry Arch Bridges, The Institution of Structural Engineers, UCD Industry Centre, Dublin, 17, October, 2001.

14. Melbourne, C., Gilbert, M. The behaviour of multiring brickwork arch bridges, The Structural Engineer, Volume 73, No 3, 7 February 1995.

15. Page, J. Load tests to collapse on two arch bridges at Torksey and Shinefoot, Transport and Road Research Laboratory, Research Report 159, Crowthome, UK, 1988.

16. Fanning, P.J., Boothby, Т.Е., Roberts, B.J. Longitudinal and transverse effects in masonry arch assessment, Constr Build Materials, 2001;15:51-60.

17. Brencich, A., Gambarotta, L. High-level assessment of masonry arch bridges, Research Report, International Union of Railways, Paris, 2005.

18. Vermeer, P. A., de Borst, R. Non-Associated Plasticity for Soils, Concrete and Rock, Heron, 29(3), 3-64, 1984.

19. Martin-Caro, J. A. Guide to execution and control of repairs: Part I: Maintenance and replacement of existing masonry, International Union of Railways, Paris, 2005.

20. Melbourne, C., Gilbert, M., Wagstaff, M. The collapse behaviour of multispan brickwork arch bridges, The Structural Engineer, Vol. 75, No 17, 1997.

21. Melbourne, С.; Tomor, A., Wang, J. Cyclic load capacity and endurance limit of multi-ring masonry arches, Arch bridges IV, Advances in assessment, structural design and construction, 2007, Barcelona, 375-384.

22. Brencich, A., De Francesco, U. Simplified approach for the assessment of railway masonry bridges, Proc. Railway Engineering 2002, London, 3-4 July 2002.

23. Hughes, T. G., Analysis and assessment of twin-span masonry arch bridges, 1995.

24. Roberts, B. (1990): Transverse behaviour of masonry arch bridges, M.S. Thesis The Pennsylvania State University, 1990.

25. Page, J. Load tests to collapse on two arch bridges at Torksey and Shinefoot, Transport and Road Research Laboratory, Research Report 159, Crowthorne, UK, 1988.

26. Pauser, A. Assessment of semi-circular arch bridges, International Union of Railways, Paris, 2005.

27. Hodgson, J. A. The behaviour of skewed masonry arch bridges, PhD Thesis, University of Salford, UK, 1996.

28. Melbourne, C. The collapse of behaviour of multi-span skewed brickwork arch bridges, Arch Bridges, Sinopoli (ed), Balkeema, Rotterdam, 1998.

29. Harvey, W. Construction of arch bridges, Presentation at the 12th UIC Masonry Arch Bridges Project Working-Group meeting, Wroclaw, 19-20 October, 2007.

30. Ломаев Г.В., Каримова Г.В. Датчики Баркгаузена. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2008. - 320 с.

31. Clark. Bridge analysis testing and cost causation: serviceability of brick masonry", British Rail Research Report, LR-CE5-151, London, 1994.

32. Dupuit, J. Traite de l'equilibre des routes et de la constructions des ponts en mafonnerie, 1870.

33. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд-во СПб ГТУ, 1999. - 512 с.

34. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1990. - 544 с.

35. UIC Code 778-3R Recommendations for the assessment of the load carrying capacity of existing masonry and mass-concrete arch bridges, Paris, 1994.

36. Якимович Б.А., Коршунов А.И., Кузнецов А.П. Теоретические основы конструктивно-технологической сложности изделий и структур стратегий производственных систем машиностроения: монография. — Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2007. 280 с.

37. Harvey, W.J. The application of the mechanism analysis to masonry arches, The Str. Eng., 1988, 66, 77-84,

38. Harvey, W.J. Stability, Strength, Elasticity and Thrust Lines in Masonry Structures, JIStructE, Volume 69 Issue: 9, 1991.

39. Heyman, J. The stone skeleton, Int. J. Solids Structures, Vol. 2, 1996, p. 249-279.

40. Heyman, J. The Masonry Arch, Chichester, New York, Hoisted Press, 1982.

41. Gilbert, M., Melbourne, C. Rigid-block analysis of masonry structures, The Structural Engineer, 54(21), 356-361, 1994.

42. Fanning, Boothby, T. Three dimensional modelling and full-scale testing of stone arch bridges. Computer and Structures, 79/29-20, 2001, 2645-2662.

43. Harvey, W.J. Guide to Assessment, International Union of Railways, Paris, 2008.

44. Колесников Г.С. Моделирование сложных систем: Учебн. пособие / М.: Изд-во МИРЭА, 1986. 95 с.

45. Ушаков, И.И. Основы диагностики строительных конструкций: учебное пособие / И. И. Ушаков, Б. А. Бондарев. — Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. 205 с. - (Серия "Строительство").

46. Ali S., Page A. W. (1988): "Finite element model for masonry subjected to concentrated loads", Journal of Structural Engineering, 114, No. 8, ,1988 pp.1761-1784.

47. Cundall, P. A., and R. D. Hart Numerical Modeling of Discontinua Keynote Address in Proceedings of the 1st U.S. Conference on Discrete Element Methods (Golden, Colorado, October 1989), pp. 1-17.

48. Построение в условиях дефицита информации сводных оценок сложных систем. / Колганов С.К., Корников В.В., Попов П.Г., Хованов Н.В. М.: Радио и связь, 1994. - 80 с.

49. Heyman, J. The Masonry Arch, Chichester, New York, Hoisted Press, 1982.r

50. Pattantyus-A M., Hermann L., Pronay Zs., Toros E. Combined geophysical investigations, A selection of the activities of ELGI's Engineering Geophysical Department, 2000, pp 10-17.

51. Гроздов В. Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. 2001.

52. Loo, Y. and Yang, Y. Cracking and failure analysis of masonry arch bridges, ASCE J. Struct. Eng., 117, No. 6, pp. 1641-1659.r

53. Pattantyus-A., M., Neducza, В., Pronay, Zs., Toros, E. Technological development of GPR measurements at Eotvos Lorand Institute of Geophysics (In Hungarian), Magyar Geofizika, 35. 1., 1999, pp. 32-41.

54. Sadri, A. Application of impact-echo technique in diagnoses and repair of stone masonry structures, NDT&E International, 36., 2003, 195-202.

55. EN 1990 Basis of Structural Design, European Committee for Standardization. Brussels, 2001.

56. Pippard, A. J. S. The approximate estimation of safe loads on masonry arch bridges, Civil engineer in war, 1, 365-372, ICE, London, 1948.

57. Mautner, M. Assessment of masonry arch bridges according to the Austrian railway code, Presentation at the 2nd UIC Masonry Arch Bridges Project Working-Group meeting, Budapest, 5-7 May, 2003.

58. Roberts, T.M.; Hughes, T.G.; Dandamudi, V.R.; Bell, B. Quasi-static and high cycle fatigue strength of brick masonry. Construction and Building Materials, Vol. 20, 2006, pp. 603-614.

59. Melbourne, C., Wang, J., Tomor, A. (2007). The analysis and assessment of masonry arch bridges Proceedings of Sustainable Bridges Conference, pp. 273-282., 10-12 October 2007, Wroclaw.

60. Железнов И.Г. Сложные технические системы (оценка характеристик): Учеб. пособие для техн. вузов. М.: Высшая школа, 1984. - 119 с.

61. Macfarlane, A., Ricketts, N. Evaluation of existing software for the assessment of masonry arch bridges, TRL Report, PR/IS/18/01, 2001.

62. Orban, Z. UIC Project on Assessment, Inspection and Maintenance of Masonry Arch Railway Bridges Keynote lecture, ARCH 07: 7th International Conference on Arch Bridges, Madeira, Portugal, 12-14 September 2007. pp. 3-12. ISBN: 978-972-8692-31-5.

63. RING 2.0 Masonry Arch Bridge Analysis Software Guide, 2007.

64. Gilbert, M. Guide to use of RING 2.0 for the assessment of railway masonry arches: theory & modelling, International Union of Railways, Paris, 2006.

65. UDEC User's Guide, UDEC Release 4.0 Online Manual.

66. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности: справ, изд. / С.А. Айвазян, В.М. Бухштабер, И.С. Енюков и др; Под ред. С.А.Айвазяна М.: Финансы и статистика, 1989. - 607 с.

67. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учебное пособие для втузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1988. 239 с.

68. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учебное пособие для студентов втузов. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1979. - 400 с.

69. Jiang, К., Esaki, Т. Quantitative evaluation of stability changes in historical stone bridges in Kagoshima, Japan, by weathering. Eng. Geol., 63, 2002, pp. 83-91.

70. Toth, A., R., Orban, Z., Bagi, K. Discrete element analysis of a stone masonry arch, Mechanics Research Communications , Vol. 36., 2009, pp. 469-480.

71. McKay, M.D., Beckman, R.J., Conover, W.J. A comparison of three methods for selecting values of input variables in the analysis of output from a computer code, Technometrics 21, 1979, 239-245.

72. Гуляшинов A.H., Тененёв В.А., Якимович Б.А. Теория принятия решений в сложных социотехнических системах // учебное пособие -Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2005. 280 с.

73. Orban, Z. Condition assessment and analysis of masonry arch bridges, Engineers and Information Sciences, International seminar, Pecs, 27 March, 2006.

74. Таблицы по математической статистике / Мюллер П., Нойман П., Шторм Р.: Пер. с нем. и предисл. Ивановой В.М. М.: Финансы и статистика, 1982. - 287 с.

75. MSZ EN 1990 Eurocode. A tartoszerkezeti tervezes alapjai.

76. Oehlers, D. J., Bradford, M. A. Elementary Behaviour of Composite Steel & Concrete Structural Members, Butterworth & Heinemann, 1999, pp. 209214.

77. Лещинский М.Ю. Испытание бетона: Справ, Пособие. М.: Стройиздат. 1980.-360 с.

78. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий: Пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1993. 278 с.

79. Хубка В. Теория технических систем / Пер. с немецкого. М.: Мир, 1987.-208 с.

80. Макаров И.М., Виноградская Т.М. Рубчинский А.А. Соколов В.Б. Теория выбора и принятия решений: Учебное пособие. — М.: Наука, 1982.-328 с.

81. Binda, L., Saisi, A., Tiraboschi, С. Investigation procedures for the diagnosis of historic masonries, Construction and Building Materials, 14, 2000, 199-233.

82. Bensalem, A., Ali-Ahmed, H., Farfield, C.A., Sibbald A Non-destructive testing to detect voids hidden behind the extrados of an arch bridge, NDT&E International, 32, 1999, 343-353.

83. Лифанов И.С., Шерстюков Н.Г. Метрология, средства и методы контроля качества в строительстве: Справ. Пособие. М.: Стройиздат. 1979.-223 с.

84. Неразрушающие методы испытания бетона: Совм. Изд. ССС-ГДР / О.В. Лужин, В.А. Волохов, Г.Б. Шмаков и др.; под ред. О.В. Лужина. М.: Стройиздат. 1985. 236 с.

85. Адзерихо К.Г. Физические основы дистанционного зондирования. Минск: Наука и техника, 1991.-310с.

86. Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. -133 с.

87. ГОСТ 23480-79. Контроль неразрушающий. Методы радиоволнового вида. Общие требования.

88. ГОСТ 25313-82. Контроль неразрушающий радиоволновой. Термины и определения.

89. ГОСТ 26170-84. Контроль неразрушающий. Приборы радиоволновые. Общие технические требования.

90. ГОСТ 26680-85. Контроль неразрушающий. Дефектоскопы радиоволновые. Общие технические требования.

91. Завьялов А.С., Дунаевский Г.Е. Измерение параметров материалов на сверхвысоких частотах. Томск: Изд-во Томского университета, 1985. — 162 с.

92. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. Ред. В.В. Клюева. Т. 6: В 3 кн. Кн. 3: Радиоволновой контроль. /В.И. Матвеев. — М.: Машиностроение, 2004. 832 с.

93. Maierhofer, С., Leipold, S. Radar investigation of masonry structures, NDT&E International, 34., 2001, 139-147.

94. Toros, E., Hermann, L., Pronay, Zs. (1995): "Geotechnical Applications of Seismic Tomography", EEGS-ES presentation, Turin, 1995.

95. Госсорг Ж. Инфракрасная термография. М.: Мир,1988. 483 с.

96. Лейдерман Л. Тепловизионное обследование строительных сооружений основной метод диагностики ограждающих конструкций. - Человек. Архитектура. Строительство - 2006. - № 2.

97. Шилин А.И. Тепловая съемка. Л.: Гидрометиздат, 1991. 200 с.

98. А.А.Самокрутов, В.Г.Шевалдыкин, В.Н.Козлов. Ультразвуковая дефектоскопия бетона эхо-методом: состояние и перспективы. В мире НК. - 2002. - № 2(16). - С.6-10.

99. Алешин Н.Н. Электросейсмоакустические методы обследования зданий. М.: Стройиздат. 1982. 158 с.

100. Сагайдак А.И. Применение метода акустической эмиссии для диагностики состояния кирпичной кладки Промышленное и гражданское строительство. - 2004. - № 9.

101. Binda, L., Saisi, A., Tiraboschi, С. Application of sonic tests to the diagnosis of damaged and repaired structures, NDT&E International, 34., 2001, 123-138.

102. Sadri, A. Application of impact-echo technique in diagnoses and repair of stone masonry structures, NDT&E International, 36., 2003, 195-202.