автореферат диссертации по строительству, 05.23.15, диссертация на тему:Определение возможности пропуска транспортных средств по железобетонным балочным пролетным строениям автодорожных мостов с учетом их дефектов и повреждений

г

■ ¿¿ ü ¡Щ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

*г

На правах рукописи

МОРОЗОМ Яюдоила Наколаевва

УДК 624.21.059 Л

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОПУСКА. ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ПО ШЕ30БЕГ0ННШ ШОЧНЫй ПРОЛЕТНЫМ СТРОЕНИЯМ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ С УЧЕТОМ ИХ ДЕФЕКТОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ*

Специальность 05.23.15 - Мосты и транспортные

тоннеля

А з I о р е ф е р а !

диссертации ва соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1991

J

Г "Т

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени авгоыобилъно-дорожноы институте на кафедре мостов и транспортных тоннелей.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор СА1АМАХИН П.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор ЛУЖИН О.В.,

кандидат технических наук, доцент ПЮТАГОВСЮЙ A.A.

Ведущая организация - РосдорНИИ Ыинавтодор РСФСР

Защита состоится " " ¿г+О/г^С 19Э1 г. в ^ часов на заседании спецаалазированного совета К 053.30.03 ВАК СССР при Московской ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожноы институте по адресу: 125829, Москва, ГСП-4?, Ленинградский проспект, 64, аудитория .

Телефон для справок 155-03-28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " о " 1991 г.

Отзывы просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью.

Ученый сезфетарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцент 1 О.В.ВОЛЯ

I__I

L J

Г I

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

■м

, | Актуальность таботн. Интенсификация общественного произ--вЬдсгва во всех отраслях народного хозяйства неразрывао связа-ва с повышением эффективности функционирования автомобильно-дорожного комплекса.

Особое место в ней занимают вещественные сооружения: от их эксплуатационных качеств л надежности во многом зависит экономичность и безопасность перевозок по всей дороге.

Рост величины в интенсивности автомобильной нагрузки, а также ухудшение в последнее десятилетие эксплуатационного состояния пролетных строений железобетонных мостов вызвали необходимость обеспечения безопасного пропуска по ним разнообразных транспортных средотв.

Для безаварийной эксплуатации и эффективного использования автодорожных мостов важно иметь данные о их действительной грузоподъемности с учётом дефектов и повреждений, накопившихся в них в процессе эксплуатации.

При решении задачи определения возможности пропуска нагрузки по железобетонным пролетным строениям автодорожных мостов лвогда рассматриваются вопросы об оцввке изменения их ресурса, определении возможного повреждения, возникающего в результате пропуска транспортных средотв, прогнозировании ресурса долговечности этих цролетных сгроевий.

Приоритетность рассматриваемых задач в технической политике эксплуатации мостов подчеркивалась Всесоюзными научно-техническими конференциями по проблемам проектирования, строительства, ремонта и реконструкции автодорожных мостов и путе- ' проводов в Саратове в 1989 году в в Новгороде в 1990 году.

Эти проблемы предопределили проведение специальных исследований.

Настоящая диссертационная работа выполнялась в рамках задания 02.Н1в научно-технической программы ГШ СССР "Автомобильный транспорт".

Делью диссертационной работы является разработка методики учета наиболее распространенных дефектов и повреждений железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при определении возможности пропуска по ним транспортных средств.

__I

|_и

Объектом исследования являются железобетонные балочные пролетные строения с каркасной аркатурой.

Научная новизна работы состоит в разработке методики учета наиболее распространенных дефектов и повреждений железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при определении возможности пропуска по ним ¡транспортных средств, а также в разработке основных положений, методики оценки изменения ресурса железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при пропуске транспортных средств. •

На защиту выносятся:

- система коэффициентов, учитывающих влияние дефектов и повреждений на грузоподъемность железобетонных пролетных строений мостов при определении возможности пропуска нагрузок оперативными методами ;

- программы по определению возможности пропуска транспортных средств по железобетонным пролетвыы строениям различными расчетными методами ;

- основные пояожезия кегодики оценки изменения ресурса железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при пропуске транспортных средств;

- таблицы ордиваг линий влияния давления на главные балки с учетоы неравномерного разрушения соединения балок.

Практическая девеосгь работы. Создана методика учета дефектов в повреждений железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при определении возможности пропуска по ним транспортных средств.

Реализация работы. Научные и практические результаты работы использованы в проекте "Инструкции по определению возможности пропуска транспортных средств по автодорожный мостам с учетом их фактического состояния".

Адробаппя работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и одобрены на Всесоюзных научно-технических конференциях по проблемам проектирования, строительства, ремонта и реконструкции автодорожных мостов а путепроводов (Саратов, 1989 г., Новгород, 1990 г.), 46-й (1988 г.), 47-й (1989 г.") научно-методических и научно-исследовательских конференциях ЩИ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано четы-Ц2Л 1_ J

в печатные работн. 1

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из ввв-ения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, одержит 90 страниц машинописного текста, 5 таблиц, 41 рисунок, писок литературы из 129 наименований.

Работа выполнена на кафедре мостов в транспортных тоннелей ЩИ. Автор привосат свов искреннюю благодарность а призватеяь-эсть всему коллективу этой кафедры, а также заведующей кафея-эй "Мосты и конструкции" Горловского филиала Донецкого политех-гческого института Матысек И.Н. за покощь, оказанную в период люлнения я оформления работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены обоснования актуальности темы и об-ая характеристика работы.

В первой главе дан анализ состояния вопроса.

Вопросами определения пропуска транспортных средстй по «жлуатируемым мостам в нашей стране занимаются многие ведущие' эучно-исследозательские и учебные институты: {ЩИ (Воля О.В., (злинский В.И., Леонов В.П.), ЦЕИИС (Цейтлин А.Л.), Гипродор-И (Краиер E.I., Поспелов Н.Д.), ШИТ (Богданов H.H.), Росдор-И (Мусатов С.А.), KAJDi (Коваленко C.H.-, Шкуратовский A.A.), ЛИ (Лукин н.П., ЛозицкеЗ A.C.),. БелдорЫШ (Золотов П.В.) и >утие.

Для решения задачи определения возможности пропуска тран-:ортных средств по автодорожным мостам в РСФС? создана ивфор-ционно-поисковая система ИПС-Мост, обеспечивающая, пользовате-■ техническими данными о каждой из сооружений. Аналогичные сис-мы созданы и в союзных республиках.

В настоящее время существует несколько методик по опраделе-и.возможности пропуска нагрузок по пролетным строениям, бази-нвдихся на данных систем ИПС-Мост. Это методика и программа по ределению условий пропуска транспортных средств по пролетным роениям мостов (ПТСМ), разработанная в ГипродорНИИ и методика редблбния возможности пропуска нагрузок методом приближенной эссификации, разработанная В.И.Возяинсюш, О.В.Болей, И.В.Деыь-Тшко и А.Н.Цайтлиным, в которой используется принцип классифи-ции. Метод приближенной классификации в сравнении с програм-

J L3J

!мой ПТСМ, основанной на сравнении эквивалентных нормативных временных нагрузок, на которые проектировался пост, с эквивалентной нормативной нагрузкой от пропускаемого травспортрого средства, является более уточненным за счет поэлементного подхода и учета поперечного распределения нагрузки.

Однако, отсутствие в указанных методиках обоснованной системы коэффициентов, учитывающих дефекты и новреядевия пролетных строений, сникает ценность получаемых результатов.

Существует целый ряд методик, позволяющих учитывать влияние дефектов и повреждений на грузоподъемность пролетных строений мостов: БелдорНИИ и ГипродорЯЖ (Золотое П.В., МусатоЕ С.А.. и др.), МЖГа в МШя (Богданов H.H. и др.), КАДИ (Коваленко С.Н.), ГипродорШИ (Кракор ЕД., Поспелов Н.Д.), Минкомхоза УССР (Сапунов В.А.) л другие.

В одних из них учитывается липь коррозия рабочей аркатуры путем введения понижающего коэффициента К = 0,9 к проектной площади (ые годика Сапунова В.А.), другие — требуют проведения нетривиальных расчетов (кетодика Крамера E.I.),либо специальных дополнительных испытаний л обследования (методики МИИТа, ЛИИШа, Шайкевича B.JL). Наиболее приемлема для инженеров-эксплуатационников методика БелдорНИИ и ГипродорНИИ (БОН 32-78), которая позволяет учитывать дефекты в повреждения, влияющие на несущую способность элементов пролетного строения, при непосредственном перерасчете элементов. Однако она не учитывает такой распространенный дефект, как нерегулярное разрушение соединения балок.

Вопросами пропуска нагрузок по мостам занимается целый ряд организаций. которые по уровню специальной профессиональной подготовки подразделяются на три группы:

1. УРСЭАДы, ДЗУ, в составе которых имеются инженеры-дорожники , но отсутствует специальная вычислительная техника.

2. Специальные лаборатории и станции по обследованию и испытании мостов, в составе которых имеются инженеры-мостовики с опытом содержания,' обследования, испытания и расчета мостов, а также имеется простейшая вычислительная техника.

3. Проектво-констружторсхие: ГипрэдорНИИ, ЦНИИС, специальные лаборатории при аузах: ЖДИ, МИИТ, дат, КАДИ, ХАДИ, СибАДИ и другие, в составе которых имеются научные работники

li J L J

•и вычислительная техника для проведения сложных расчетов.

Работа автора наделена на разраббтху методики, предназначенной для использования основной кассой исполнителей.

Во второй главе изложены методы определения возможности пропуска нагрузок по железобетонный пролетным строениям автодорожных мостов с учетом их фактического состояния: метод аналогия, экспериментально-теоретический метод, расчетные методы.

Возможность пропуска нагрузок по мостам в общем случае определяется их грузоподъемностью, а также габаритами приближения его конструкций.

Основными критериями возможности пропуска транспортного средства по пролетный строениям моста в методе аналогии являются следующие:

- полная аналогия обследуемого поста с ранее.обследованными, по которым ухе сделаны заключения о возможности пропуска нагрузок ;

- основные параметры пропускаемой нагрузки не превышают соответствующие параметры средства - аналога, пропуск которого по мосту в рассматриваемый период времени был признан возможным.

Нзтрудоеыкость, отсутствие необходимости проведения расчетов и испытаний: позволяет использовать мэтод аналогий в условиях оперативного решения задачи с достаточно высокой степенью точности. Однако идентичность полной исходной информации рассматриваемого моста и моста-аналога, а таете высокая квалификация а большой практический опыт исполнителей накладывают ограничения на примевение этого метода.

Экспериментально-теоретический метод определения возможности пропуска транспортных средств по пролетным строениям применяется в том случае, когда не представляется возможным воспользоваться расчетными методами и методом аналогий.

С целью безопасного определения возможности пропуска нагрузки по мосту с учетом его фактического состояния разрэба-'тывается программа многоступенчатого наращивания усилий в элементах пролетного строения, несущая способность которых с учетом их состояния может ограничить пропуск-нагрузки, путем ступенчатого наезда транспортного средства или его макета. При каядон очередном положении транспортното средства

_! 1_5 .J

¡осуществляется контроль напряженного состояния всех наиболее нагруженных элементов и контроль прогиба в середине пролета пу тем сососгавленая получоннкх данных с предварительно вычисленными. Контролируется появление рас1фытяя трещины превышающей подельнее значение для соответствующей категории требований по трещиностойкости.

В качестве кригериэв возможности пропуска.нагрузки по железобетонным пролетным строениям в зкспериментальво-теорваическо! методе во всех ступенях загруженая приняты следующие:

где /«сл. • О-у. ~ экспериментальные значения прогиба и величины раскрытия трещины;

/г - теоретическое значение прогиба ;

&сг - предельное значение величины раскрытия трещины.

В случае нарушения хотя бы одного критерия в одной ступени загружения средство удаляется с моста задним ходом и делается вывод о невозможности его пропуска.

Область применения экспериментально-теоретического метода ограничивается .тем, что проведение натурных испытаний связано с дополнительными затратами на создание макета провозимой нагрузка, необходимостью наличия измерительных приборов и кадров, так как проводить испытания могут только высококвалифицированные специалисты, имеющие практический опыт работы,и поэтому их рекомендуется проводить в особо ответственных случаях (при пропуске неординарной нагрузки по яетидовым мостам или когда результаты расчета требуют уточнения, а также когда имеются дефекты и повреждения, учесть влияние которых расчетом не представляется возможным). .

В зависимости от состояния пролетных строений моста и вс-ьэльзуемого объема данных о них могут быть применены следувдио расчетные методы:

I) оперативные методы расчета:

- метод сравнения расчетных эквивалентных нагрузок без учета поперечного распределения временной нагрузки ;

- метод сравнения расчетных эквивалентных нагрузок с учетом поперечного распределения временной нагрузки ;

1_ и

2) метод полного перерасчета существующего пролетного 1 строения под пропускаемую нагрузку.

Для метода сравнения расчетных эквивалентных нагрузок без учета поперечного распределения временной нагрузки требуется минимальный объем данных по пролетным строениям: величина пролета и проектная нормативная временная нагрузка. Область применения метода ограничивается условиями: пролетное' строение должно иметь одну полосу движения, а также не иметь дефектов и повреждений или иметь такие дефекты и повреждения, которые влияют лишь на несущую способность элементов пролетного строения. Влияние этих дефектов а повреждений учитывается соответствующим коэффициентом ( ^ ).

Критерии возможности пропуска нагрузки по пролетным строениям в этом методе следующие:

а) местное действие нагрузки для автомобильной нагрузки

для одиночной нагрузки

-¿У, (3)

б) общее действие нагрузки для автомобильной нагрузки

(4)

Я^пр ("До ^ ,

для одиночной нагрузки

где Р„р - максимальная нагрузка аа ось пропускаемого средства; Ра - максимальная нагрузка на ось проектной нагрузки ; пр - коэффициент надежности по пропускаемой нагрузке ; динамический коэффициент для пропускаемой нагрузки;

- коэффициент снижения несущей способности элементов ' "" проезжей части ;

- коэффициент снижения несущей способности элементов главной балки из-за дефектов и повреждений ;

I__I

1_7 .J

Г 1

~ эквавале:втвы0 нормативные нагрузки соответственно

от одиночной и автомобильной нагрузок ; Оу)*; < и о ~ коэффициенты динамичности л надежности

для этих нагрузок принимаются по нормам года проектирования ;

Цпр - эквивалегная нагрузка от пропускаемого средства ; р7 - нагрузка от холлы, принимается по нормам года проектирования ;

- коэффициент надежности для этой нагрузки, принимаемый по нормам года проектирования ; (¡7 - эквивалентная нагрузка от толпы;

~ изменение постоянной нагрузки соответственно для главной балки и плигч проезжей части

* Ча,Мг^ С~Р (6)

¿<2 (7)

где ¿Той - объемный вес материала покрытия;

^ - коэффициент надежности по нагрузке для покрытия %

~ проектная толщина слоя покрытия; Л-—^ - коэффициент, учитывающий изменения толщины слоя покрытия; фактическая толщина слоя покрытия; Ь - расчетная длина участка действия постоянной нагрузки ;

для плиты проезжей части 5 = I ы ; для главной балки В , Г - габарит моста ; У - число главных балок. Для метода сравнения расчетных эквивалентных нагрузок с учетом поперечного распределения нагрузок требуются следующие исходные данные о пролетном строении: величина пролета, нормативная временная нагрузка, на которую проектировался мост, число главных балок в поперечном сечении пролетного строения и расстояние между ними. Область применения метода ограничивается условиями: жесткость несущих элементов пролетного строения одинакова или отличается не более чем на 15$, несущие элементы должны иметь дефекты и повреждения, которые можно ив _1 I__I

'учесть соответствующими коэффициентами.

Критериями условия пропуска нагррки по пролетным строениям являются

а) по местному действию нагрузки - такое же как и в предыдущем методе (см. зависимости 2, 3)) ;

б) по общему действию нагрузки для автомобильной нагрузки

для одиночной нагрузки

где 2пр~ коэффициент поперечной установка для наиболее нагруженного элемента от пропускаемого средства для принятой расчетной схемы, учитывающей дефекты и повреждения ;

Ч' - козффициент многополосносги, берется по нормам проектирования ;

Ра/'£»- коэффициенты поперечной установка для наиболее нагруженных. элементов пролетного строения при загружена автомобильной (Ра ) и одиночной (£о) нагрузками, на которые проектировался мост, вычисленные с использованием линий влияния усилий в этих элементах, соответствующих проектному состоянию пролетного строения ;

¿^ - коэффициент снижения несущей способности элементов, учитывающих влияние дефектов и повреждений, изменяющих расчетную схему поперечной конструкции.

Остальные обозначения те асе, что л выше.

Для определения возможности пропуска нагрузок методами эквивалентных нагрузок с учетом и без учета поперечного распределения нагрузки разработаны программы на языке Р/ I.

Распределение временной нагрузка между элементами учитывается с помощью коэффициента поперечной установки, который определяется методом внецентрэнного сжатия. Определение эквивалентных нагрузок а учетом а бзз учета поперечного распределения временной нагрузки выполняется для разных нормативных нагрузок по разным нормам проектиоования (до 1962 г., по нормам 1962 г.,

'по нормам 1986 г.).

Использованве метода эквивалентных нагрузок с учетом и без учета поперечното распределения нагрузки предполагается применять в условиях быстрого оперативного решения задачи.

Для метода полного перерасчета пролетного строения требуется информация о размерах и состоявши всех наиболее важных несущих элементов или сечений пролетного строения, о физико-механических характеристиках материалов, используемых в элементах пролетных строений, о состоянии узлов соединения их элементов. Область применения метода ограничивается единственным условием: пролетное строение не должно иметь дефекты и повреждений, влияние которых на его грузоподъемность не представляется возможным учесть используемым расчетным аппаратом, например, продольные трещины в зоне соединения плиты и ребра балка.

В качестве расчетного аппарата использовался метод Гябша-на М.Е. При определении жесткости поперечной конструкции пролетного строения на основании экспериментальных данных расчетный участок плиты принимался равным 0,7 от полной длины главной балки.

Разработана программа 0ВР7У по определению возможности пропуска нагрузок по мостам методом полного перерасчета на языке ФОРТРАН.

В третьей главе предложена и обоснована система коэффициентов, учитывавших эксплуатационное состояние железобетонных пролетных строений мостов при определении возможности пропуска нагрузок методами сравнения эквивалентных нагрузок.

Несущая способность пролетных строений при этом оценивается по изгибающему моценту. Если грузоподъемность пролетного строения определяется несущей способностью сечения по поперечной силе, а также действием главных и местных напряжений, возможность пропуска нагрузки следует определять методом полного перерасчета.

Дефекты л повреждения по характеру влияния на возможность пропуска нагрузок по железобетонным балочным пролетным строениям объединены в четыре группы:

I) дефекты п повреждения, влияющие на изменение геометрических характеристик поперечного сечения пролетного строения. К ним относятся изменения проектных размеров пролетного строе-

'ния, сколн, раковины бетона, трещины в растянутой и сжатой зоне1 плиты проезжай части и главной балка, недостаточная толщина защитного слоя бетона, коррозия и обрывы арматуры, изменение проектной площади арматуры;

2) дефекты и повреждения, влияющие на изменение прочности материалов. К ниц относятся выщелачивание бетона, коррозия арматуры, пористость бетона ;

3) дефекты и повреждения, влияющие на изменение условий пространственной работы конструкций. К ним относятся расстройство поперечных стыков балок, отсутствие соединения диафрагм, трещины в стыках соединения балок ;

4) дефекты и"повреждения, влияющие на изменение постоянной нагрузки. К ник относится изменение толщины слоя покрытия проезжей части.

В соответствие с этим предлагается учитывать эта дефекты и повреждения с помощью трех групп коэффициентов:

1) ^^ - коэффициенты, учитывающие влияние изменения геометрических характеристик поперечного сечения пролетного строения;

2) - коэффициенты, учитывающие влияние изменения прочности материалов;

3) ¿^ - коэффициенты, учитывающие влияние изменения условий пространственной работы конструкций.

Дефекты и повреждения, влияющие на изменение постоянной нагрузки, учитываются в кахиом из оперативных катодов определения возможности пропуска по пролетным строениям по зависимостям (6 и 7) рассмотренным во второй главе.

Дефекты и повреждения, влияющие на несущую способность железобетонных прозгтных строений предлагается учитывать комплексным коэффициентом р

где с11 - коэффициент, учитывающий изменения прочности р арматуры;

- расчетное сопротивлений растяжению рабочей арматуры, используьыое в конструкции ; (!рР - расчетное сопротивление растяжению рабочей арма-

туры, предусмотренное проектирование^

ь J Л

Г А "1

«¿г'д^, - коэффициент, учитывающий изменение площади рабо-

е чей арматуры ;

Ар - фактическая площадь рабочей арматуры с учетом имеющихся дефектов и повреждений ;

АР - проектная площадь рабочей арматуры; = ~ коэффициент, учитывавший измннение высоты поперечного сечения балки (плиты) ;

^ - фактическая высота балки (шшты) с учетом дефектов и повреждений;

пр

п - проектная высота балки (плиты).

С целью оценки влияния дефектов в повреждений на поперечное распределение нагрузки был проведен вычислительный эксперимент. ' Результаты вычислительного эксперимента показали, что:

- изменение жесткости всех балок на величину до 40? от проектных значений практически не оказывает влияние на поперечное распределение нагрузки ;

- уменьшение жесткости одной балки на 15% вызывает уменьшение коэффициента поперечной установка на Ъ%. Это позволяет при определении коэффициента поперечной установки не использовать информацию о жесткости балок, если жесткость их одинакова, или отличается нз болеэ чем на 15$;

- коэффициент поперечной установки для нагрузки, установленной по оси моста с расстоянием между осями до 2 м, при уменьшении жесткости одной или двух крайних балок уменьшается не более чем на 5$ ;

- на поперечное распределение нагрузки оказывают влияние дефекты и повреждения, изменяющие расчетную схему (рис. I), влияние которых рекомендуется учитывать коэффициентом (4^ ), определяемым по формуле

где рс: - коэффициент поперечной установки для'наиболее напряженного элемента моста,• вычисляемый путем невыгодного загруженая проектной нагрузкой линии влияния усилия в исходном состоянии конструкции ;

- коэффициент поперечно! установки для наиболее нагруженного элемента моста в текущем его состоянии, вычисляемый путем невыгодного загружения проектной £2^ 1__>

5 * 7, л э "><* в а <г! 456 ? 8 9 ю ни № г г з л г б г в ч /в/г а

ь

/

/

/

/

/

/

/

//

У

/

\/

/

'¿5

/

У

&<

/Г

ег

4

/

/

у

6£

/

в

Рис. I. Линии влияния давления на балки

г нагрузкой линии влияния усилия в этом элементе, по- ^

лучаеыой с учетом установленных дефектов и повреждений.

Для пролетных строений, изготовленных по типовым проектам "Союздорпроекта" (56 выпуск и 56 выпуск дополнение), разработаны таблицы определения снижающего коэффициента, учитывающего изменения расчетной схемы, а также таблицы ординат линий влияния давления с учетом имеющихся дефектов.

В четвертой главе предложены основные положения методики оценки изменения долговечности автодорожных мостов при пропуске транспортных средств с учетом явления усталости.

В основу методика положена теория о непрерывности и необ- ; ратимости процесса разрушения материала, разработанная С.И.Жур-ковым в его сотрудниками ; гипотеза о линейном накоплении повреждений, принятая диаграмма долговечности конструкции и учет истории загружения конструкции.

Согласно теории о непрерывности и необратимости процесса разрушения тело, находящееся под произвольным законом загружения, непрерывно и необратимо разрушается- Постепенно процесс накопления повреждений приводит к полному разрушению в некоторый момент времени. Если материал был подвергнут действию произвольной последовательности постоянных напряжений , которые действовали в течение ыокента времени , а долговечность материала равна Ъ-, , го полное разрушение произойдет

тогда, когда сумка относительных повреждений равна I, то есть

(12>

Из (12) можно определить число циклов до разрушения элемента конструкции. Если элемент не разрушается при действии а циклов нагружения, го величина возможного относительного повреждения будет равна

.л/.-

■Л, , (13)

а величина остаточного ресурса долговечности равна

^ Ы , (14)

Г" Для случая, когда условие (12) имеет вид ус-"1

ловия Бейли

г сИ

(15)

Условно загон нагружения в балочных пролетных строениях может быть задан функцией

(16)

где ¡^поа ~ расчетный изгибающий момент в сечении, определяющим. несущую способность конструкции от постоянной нагрузки ;

л Л - приращение расчетного изгибающего момента в сечении от временной нагрузки при наиболее невыгодном ее расположении; I - величина пролета ; ¡Г - скорость движения ; ± - текущее время.

Для упрощения расчетов условие (15) представляется в виде суммы одиннадцати прямоугольных импульсов.

Тогда суммарное относительное повреждение равно

где п - число циклов нагруженяй ; ~ период нагрузки ; . £;№) - долговечность по графику .

В связи с тем, что в настоящее время нет точных зависимостей долговечности ¿-¿^ для бетона и железобетона при многократно повторяемой нагрузка, а для их получения требуются дополнительные достаточно трудоемкие исследования, для предварительной оценки долговечности были использованы эмпирические зависимости для бетона с уточнениями, касающимися действия многократно-повторяемой нагрузки и особенностей бетона, полученвые В.М.Бонда-ренко, И.М.Грушко.

Исходя из этих расчетных уравнений долговечности бетона с обеспвченностыс 0,95 были получены диаграммы долговечности пролет-

1_ J

вых строений по бетону (рио. 2), которые имеют вид

/>? =/у0 -тф , (18)

где (Л - несущая способность расчетного поперечного сечения

пролетного строения, соответствующая долговечности 1; А7» - несущая способносшь расчетного поперечного сечения пролетного строения, соответствующая характарзстиче-ской долговечности тх = I; т - коэффициент интенсивности снижения несущей способности пролетного строения во времени.

Диаграмма долговечности пролетных строений по бетону

Таким образом, знач историю загружения пролетных строений моста, зависимость можно определить их относительную

долговечность или возможное относительное повреждение от пропуска той или иной нагрузки.

С целью апробации предлагаемой методики оценка изменения долговечности был выполнев пример, который показал, что предла -гаемая методика нетрудоеака, проста, наглядна и позволяет определять относительные повреждения, возникавшие при пропуске транспортного средства, а также, задаваясь определенным остаточным ресурсом, определять количество проездов нагрузка в скорость ее движения.

1_16_]' !__I

г

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты и выводы:

1. Для решения задачи о определении возможности пропуска транспортных средств по железобетонным пролетным строениям автодорожных мостов с учетом их фактического состояния предложены два расчетных метода:метод сравнения расчетных эквивалентных нагрузок с учетом и без учета поперечного распределения временной нагрузки.

2. Предложена и обоснована система коэффициентов, учитывающая влияние изменения прочности материалов, изменения размеров поперечного сечения на несущую способность балочных железобетонных пролетных строений автодорожных мостов, используемая в методах сравнения эквивалентных нагрузок.

3. Разработан комплекс программ по определению возможности пропуска транспортных средств по эксплуатируемым пролетным строениям автодорожных мостов:

программа Ои/>/1/ позволяет определять возможность пропуска нагрузок по однопутным мостам методом сравнения эквивалентных нагрузок без учета поперечного распределения временной нагрузки, учитывает дефекты и повреждения, влияющие на несущую способность пролетных строений;

программа оч/РЫк позволяет определять возможность пропуска нагрузок по пролетным строениям с учетом поперечного распределения нагрузок; учитывает дефекты и повреждения, влияющие на несущую способность пролетных строений ;

программа ОШТС позволяет определять возможность пропуска нагрузок по железобетонным пролетным строениям мостов методом Гибшмана М.Е. ; учитывает дефекты и повреждения, влиящие на несущую способность пролетных строений и изменяющие расчетную схему.

4. Получены таблицы ординат линий влияния давления на балки, учитывающие нерегулярное разрушение соединения балок в пролетных строениях с каркасной арматурой по типовым проектам "Союздорпроект" (55 выпуск и 56 выпуск дополнение).

5. Предложены основные положения методики по оценке изменения долговечности пролетных строений автодорожных мостов при пропуске по ним транспортных средств, основанной на теории о

- J Ц?!

'"непрерывности и необратимости процесса разрушения, гипотезе о ^ линейном накоплении повреждений и диаграмме долговечности конструкции, позволяющая по известной'истории загружения конструкции определять остаточный ресурс долговечности пролетных строений, относительное повреждение, возникающее при пропуске нагрузки, а также, задаваясь определенным остаточным ресурсом долговечности определять возможное количество проездов нагрузки и скорость ее движения, учитывая при этом эксплуатационное состояние пролетных строений.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих рзботах:

1. Морозова 1.Н. Влияние дефектов на грузоподъемность железобетонных пролетных строений мостов // Долговечность мостов и тоннелей: Сб.научн.тр./ ЖДИ. - И., 1988. -С.45-48.

2. Морозова I.H. Программа определения возможности пропуска транспортных средств по мостам // Долговечность мостов и тоннелей: Сб.научн.тр./ МАДИ. - М., 1988. -С.42-44.

3. Морозова I.H. Учет влияния дефекгав ва грузоподъемность пролетных строений мостов // Современные методы проектирования, строительства, ремонта и реконструкции автодорожных мостов и путепроводов: Тез. докл. Всесоюз.научн.-техн.конф. 3-5 октября 1989. - Саратов, 1939. - С.73-74.

4. Саламахин ПЛ., Морозова Л.Н. Основные положения Инструкции по определению возможности пропуска транспортных средств по автодорожным мостам с учетом их фактического состояния // Проблемы эксплуатации автодорожных мостов: Тез.докл. Всесоюз. Еаучн.-техн.кснф. 21-23 ноября 1990, Новгород. - М., 1990. -

С. 50-55.

1__I