64352

МІЦНІСТЬ, ДЕФОРМАЦІЇ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ЯКОСТІ СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОННИХ МОСТІВ

Автореферат

Архитектура, проектирование и строительство

Стрімке подорожчання цементу кам’яних матеріалів сприяє ширшому використанню в нашій країні сталезалізобетонних прогонових будов переважно для перекриття середніх а в особливих умовах та у важкодоступних гірських районах і малих прольотів мостів.

Украинкский

2014-07-05

313 KB

8 чел.

21

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

БАЛАБУХ Ярослав Андрійович

УДК 624.21.09.32

МІЦНІСТЬ, ДЕФОРМАЦІЇ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ЯКОСТІ
СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОННИХ МОСТІВ

05.23.01 – БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ, БУДІВЛІ ТА СПОРУДИ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ЛЬВІВ – 2010


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Державному дорожньому науково-дослідному

інституті ім. М.П. Шульгіна

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент,

КОВАЛЬ Петро Миколайович,

Національна академія образотворчого мистецтва
і архітектури, завідувач кафедри архітектурних
конструкцій

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор,

БАРАШИКОВ Арнольд Якович

Київський національний університет будівництва та
архітектури, завідувач кафедри залізобетонних і кам’яних конструкцій

кандидат технічних наук, доцент

ШМИГ Роман Андрійович 

Львівський національний аграрний університет,
доцент кафедри будівельних конструкцій

Захист відбудеться "11" червня 2010 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої ради Д35.052.17 у Національному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів, вул. Карпінського, 6, ІІ навч. корпус, ауд. 212.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету “Львівська
політехніка” за адресою: 79013, м. Львів, вул. Професорська, 1.

Автореферат розісланий "___" ____________ 2010 р.

Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради

П.Ф. Холод


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Швидке зростання інтенсивності та обсягів автоперевезень в Україні, збільшення ваги автотранспортних засобів зумовлює необхідність підвищення вимог до експлуатаційної надійності транспортних споруд. Стрімке подорожчання цементу, кам’яних матеріалів сприяє ширшому використанню в нашій країні сталезалізобетонних прогонових будов, переважно для перекриття середніх, а в особливих умовах та у важкодоступних гірських районах – і малих прольотів мостів. У сталезалізобетонних прогонових будовах раціонально використовуються властивості та особливості основних будівельних матеріалів – сталі та залізобетону.

Важливим резервом металу для будівництва мостів є металеві конструкції тривалого зберігання – мостові балки мобілізаційного резерву, підкранові балки, які не були у використанні, тощо. Завдяки застосування їх для будівництва сталезалізобетонних мостів забезпечується ефективне використання наявних матеріальних ресурсів, але постає завдання технічної оцінки їхньої придатності для тривалої надійної та безпечної експлуатації.

Актуальність цієї роботи, метою якої є вивчення напружено-деформованого стану й експлуатаційних якостей, оцінювання довговічності та залишкового ресурсу сталезалізобетонних мостів, підтверджується Рішенням Міжвідомчої комісії з питань науково-технологічної безпеки при Раді національної безпеки та оборони України від 14.02.2002 р. "Про технічний стан і залишковий ресурс конструкцій та споруд основних галузей господарства України" і Розпорядженням Кабінету Міністрів України № 351-р від 11.06.2003 р. "Про схвалення концепції державної програми технологічної безпеки в основних галузях економіки".

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з тематикою досліджень Державного дорожнього науково-дослідного інституту ім. М.П. Шульгіна, а також відповідно до держбюджетної теми "Розробити та дослідити конструкції сталезалізобетонних балок, що мають тривалий термін існування" (№ держреєстрації 0105U001088). Оцінено можливості використання металевих балок тривалого зберігання для будівництва мостів, здійснено експериментальні дослідження металевих балок, випробування прогонових будов мостів та розроблено проектні пропозиції конструкцій прогонових будов із балок тривалого зберігання.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є експериментальне і теоретичне визначення параметрів міцності, деформативності та надійності сталезалізобетонних прогонових будов із конструкцій тривалого зберігання та мостів тривалої експлуатації.

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішувалися такі завдання:

  •  розроблення методики оцінювання надійності конструкцій тривалого зберігання, які планується використати для влаштування сталезалізобетонних прогонових будов мостів;
  •  виконання металознавчих досліджень сталей металевих балок тривалого зберігання (встановлення їхнього хімічного складу, механічних властивостей, вивчення мікро- і макроструктури) й оцінка придатності сталей цих балок для використання у конструкціях прогонових будов мостів;
  •  виконання експериментальних досліджень міцності та деформативності металевих балок тривалого зберігання, а також надійності роботи їхніх зварних швів;
  •  здійснення статичних та динамічних випробувань сталезалізобетонних прогонових мостів із балок тривалого зберігання;
  •  експериментальне визначення реальної розрахункової схеми залізобетонної плити проїзної частини прогонової будови сталезалізобетонних мостів;
  •  розроблення практичної методики оцінювання залишкового ресурсу сталезалізобетонних мостів.

Об’єкт досліджень – сталезалізобетонні прогонові будови мостів.

Предмет досліджень – напружено-деформований стан та експлуатаційні якості сталезалізобетонних балок мостів.

Методи досліджень – хімічний аналіз, дослідження структури та механічні випробування зразків сталей балок тривалого зберігання; експериментальні дослідження напружено-деформованого стану і несучої здатності сталезалізобетонних конструкцій мостів; метод акустичної емісії; методи теорії надійності; метод кінцевих елементів.

Наукова новизна отриманих результатів:

  •  розроблена методика оцінювання надійності металевих конструкцій, що мають тривалий термін зберігання, для використання їх у сталезалізобетонних прогонових будовах мостів;
  •  одержано результати комплексних металознавчих і експериментальних досліджень, статичних і динамічних випробувань у складі прогонових будов мостів металевих балок тривалого зберігання;
  •  експериментально встановлено розрахункову схему плоскої залізобетонної плити прогонової будови сталезалізобетонних мостів;
  •  запропоновано методику оцінювання залишкового ресурсу сталезалізобетонних мостів.

Практичне значення отриманих результатів полягає в можливості використання запропонованої методики оцінювання надійності та результатів комплексних досліджень металевих конструкцій, що мають тривалий термін зберігання, під час проектування та будівництва сталезалізобетонних мостів. Оцінка впливу на експлуатаційні якості сталезалізобетонних мостів різних факторів та методика оцінювання експлуатаційної придатності конструкцій в часі може бути застосована в аналітично-експертній системі управління станом мостів Укравтодору. Результати досліджень були використані Державною службою автомобільних доріг України під час будівництва дев'яти мостів в Закарпатській та Львівській областях, ДерждорНДІ ім. М.П. Шульгіна під час виконання держбюджетної теми та розроблення альбому креслень сталезалізобетонних прогонових будов з використанням балок тривалого зберігання.

Особистий внесок здобувача:

  •  розроблення програми та методики експериментальних досліджень;
  •  аналіз металознавчих досліджень металу балок тривалого зберігання;
  •  опрацювання результатів та аналіз виконаних експериментальних досліджень та натурних випробувань;
  •  розроблення методики оцінювання надійності металевих конструкцій, що мають тривалий термін зберігання, пропозицій уточненої розрахункової схеми плоскої плити прогонової будови сталезалізобетонних мостів, методики оцінювання експлуатаційної придатності мостів у часі.

Апробація результатів роботи. Основні результати дисертації доповідалися і обговорювалися на: Сьомій науково-технічній конференції "Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація" (м. Кривий Ріг, жовтень 2006 р.); Науково-практичній конференції "Підсилення та укріплення мостових конструкцій" (м. Київ, березень 2007 р.); Міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні проблеми проектування, будівництва та експлуатації споруд на шляхах сполучення (м. Київ, червень 2007 р.); Міжнародній науково-практичній конференції "Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика" (Дніпропетровськ, жовтень 2007 р.); VI Науково-технічній конференції "Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди" (м. Рівне, січень 2008 р.); ІІ Міжнародній науково-технічній конференції "Проблеми теорії споруд, проектування, будівництва та експлуатації мостів (м. Київ, березень 2008 р.); Науково-технічній конференції "Комплексні конструкції мостів" (м. Краків, Польща, травень 2009 р.); Засіданні науково-технічної ради Державного дорожнього науково-дослідного інституту ім. М.П. Шульгіна (м. Київ, лютий 2010 р.).

Публікації. Основні наукові результати за темою дисертаційної роботи викладені у дев'яти наукових працях, із них сім опубліковані у фахових наукових збірниках, дві з яких – одноосібно.

Обсяг та структура роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел із 150 назв та трьох додатків. Робота викладена на 205 сторінках, зокрема містить 167 сторінок основного тексту, 18 таблиць, 77 ілюстрацій, 15 сторінок списку використаних джерел та 23 сторінки додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ містить обґрунтування актуальності теми, формулювання мети та завдань досліджень, наукової новизни та практичної цінності отриманих результатів, загальну характеристику роботи.

У першому розділі розглядається класифікація мостів із прогонами зі сталевих балок, об’єднаних із залізобетонною плитою, ефективність сталезалізобетонних мостів, конструкції таких мостів, збудованих в Україні, принципи розрахунку сталезалізобетонних прогонових будов, особливості виконання обстежень і випробувань сталезалізобетонних мостів.

Досліджено теоретично та експериментально напружено-деформований стан сталезалізобетонних прогонових будов, вивчено роботи сталезалізобетонних конструкцій різного виду, розроблено конструкції сталезалізобетонних мостів та проаналізовано їхні експлуатаційні якості, що містяться у працях багатьох вчених: Т.Н. Азізова, А.Я. Барашикова, В.А. Бистрова, З.Я. Бліхарського, Б.М. Вейнблата, Є.Є. Гібшмана, Б.Г. Гнідця, Б.Г. Демчини, В.Г. Кваші, Ф.Є. Клименка, М.М. Корнієва, Я.Д. Лівшиця, О.В. Семка, В.П. Снітка, Л.І. Стороженка, М.М. Стрелецького, А.А. Потапкіна, Г.Б. Фукса, Е.Д. Чехладзе, О.Л. Шагіна, В.І. Шестерікова, Р.А. Шмига та ін.

Різні аспекти забезпечення надійності та довговічності будівельних конструкцій та транспортних споруд розглянуто в роботах А.Я. Барашикова, В.В. Болотіна, О.І. Васільєва, І.П. Гамеляка, Л.І. Іосилевського, Є.В. Клименка, Р.І. Кінаша, А.П. Кудзіса, А.І. Лантух-Лященка, Й.Й. Лучка, А.В. Перельмутера, В.Г. Піскунова, В.Д. Райзера, О.Р. Ржаніцина, С.Б. Усаковського та ін.

Аналіз стану проблеми показав, що для автодорожніх мостів розроблено ефективні конструкції сталезалізобетонних прогонових будов, у вітчизняних нормах доволі чітко викладено розрахунки сталезалізобетонних мостів за першою і другою групами граничних станів. Останніми роками в Україні збудовано ряд сталезалізобетонних мостів, що свідчать про перспективність використання таких конструкцій під час будівництва транспортних споруд у нашій державі.

На підставі виконаного аналізу встановлено, що для влаштування прогонових будов сталезалізобетонних мостів доцільно використовувати металеві конструкції тривалого зберігання. Це дасть значний економічний ефект. Але необхідно провести комплекс досліджень щодо оцінювання надійності та забезпечення експлуатаційних якостей конструкцій тривалого зберігання у разі використання їх для будівництва сталезалізобетонних мостів. Встановлено, що якість експлуатації мостів, від якої залежить надійна робота і термін служби споруд, часто незадовільна, і важливим завданням є збільшення залишкового ресурсу конструкцій мостів. Відповідно сформульовано мету та завдання, виконаних у цій роботі досліджень.

У другому розділі наведено дослідження металевих балок тривалого зберігання та конструкції сталезалізобетонних мостів, розроблених із використанням цих балок.

Після руйнівних повеней 1998 та 2000 років у Закарпатській області постало завдання будівництва значної кількості автодорожніх мостів у стислі терміни в гірських умовах. Для вирішення цієї проблеми було прийнято рішення використати металеві балки тривалого зберігання (підкранові балки та балки мобілізаційного резерву), які понад 15 років зберігалися на складах (рис. 1).

а

б

Рис. 1. Поперечний переріз балки мобілізаційного резерву (а) та підкранової балки (б)

Для оцінки надійності цих металевих балок розглянуто різні способи розв'язання задачі про визначення залишкового ресурсу після тривалого зберігання будівельних конструкцій. Наведено методику розрахунку залишкового ресурсу методами теорії надійності та методами, які використовують розподіл крайніх значень випадкових величин.

За О.Р. Ржаніциним можна записати величину залишкового ресурсу:

,  (1)

де R1 – узагальнена експлуатаційна якість (міцність, стійкість, деформативність тощо) після її виготовлення (проектна або початкова якість); R2 – узагальнена експлуатаційна якість після деякого терміну зберігання; ∆R – залишкова експлуатаційна якість, яка залежить від дефектів конструкції перед встановленням її у споруду.

Характеристика безпеки залишкового ресурсу визначається за формулою:

.     (2)

Імовірність безвідмовної роботи, тобто збережуваність конструкції розраховують за співвідношеннями:

,    (3)

де    ,   (4)

в∆R – отримують за формулою (2);  і  – дисперсії розподілу початкового та кінцевого показників якості конструкції після тривалого зберігання.

Для дослідження максимумів використовується подвійний експоненційний розподіл Гумбеля:

,    (5)

  математичне сподівання та стандарти крайніх значень.

О.Р. Ржаніцин розробив рекомендації щодо приблизного визначення параметрів і  для розподілу максимумів

,    (6)

.     (7)

В.В. Болотін ці значення відповідно рекомендує обчислювати за формулами

; ; ,   (8)

де   математичне сподівання і стандарт вихідного розподіл.

Відповідно до пропозицій А.П. Кудзіса імовірність наявності одного дефекту у конструкції за і-ю ознакою становить

,

(9)

якщо випадкова величина підпорядковується нормальному закону розподілу;

,

(10)

за експоненційного закону розподілу характеристики дефекту.

У формулах (9), (10):  – середнє значення розподілення випадкової величини D;   середнє значення випадкової величини d; – дисперсії розподілу випадкових величин D i d.

Конструкцію вважають непридатною до експлуатації, якщо значення характеристики дефекту перевищує критичну величину хоча б у одній небезпечній зоні елемента або конструкції. Отже, під час імовірнісного оцінювання придатності конструкцій доцільно використати закон розподілення екстремальних (максимальних) значень характеристики дефекту. У такому разі імовірність бездефектності п однотипних елементів або зон (ділянок), де очікують дефект за і-ю ознакою, знаходять за співвідношенням

(11)

Розроблену методику оцінювання надійності металевих балок тривалого зберігання було застосовано для оцінювання балок мобілізаційного резерву та підкранових балок щодо можливості використання їх як несучих конструкцій прогонових будов автодорожніх мостів. У роботі наведено практичне оцінювання надійності однієї з балок мобілізаційного резерву, результати розрахунку подано у табл. 1.

Таблиця 1

Результати розрахунку надійності металевої балки після тривалого зберігання

Визначення надійності за формулами

загального способу

за способом з використанням розподілення максимумів

(2)

(3)

(7)

(6)

(5)

(8)

(8)

(5)

(9)

(11)

(10)

(11)

2,93

0,9983

0,236

2,349

0,9069

0,354

2,778

0,9388

3х10-5

0,9997

3,7х10-3

0,9672

Аналіз даних табл. 1, а також реального стану досліджуваної балки показав, що вони цілком придатні для подальшої експлуатації. Водночас, дані табл. 1 свідчать про те, що не всі способи оцінювання надійності дають близькі до дійсності результати. Аналіз показує, що найреальнішим способом визначення фактичної надійності слід вважати методику оцінювання „найслабшої ланки” з використанням нормального розподілу за формулами (3) і (11), ураховуючи імовірності відмови за співвідношенням (9). Решта формул дає результати з деякими застереженнями. До того ж наближені формули О.Р. Ржаніцина і В.В. Болотіна, швидше за все, наводять занижені оцінки надійності досліджуваних балок. Як буде зазначено далі, реальне оцінювання експлуатаційних якостей за допомогою натурних випробувань і обстежень виявило повну придатність цих конструкцій для подальшого використання.

Для перевірки розробленої методики оцінювання надійності металевих балок тривалого зберігання виконано такі дослідження:

  •  металознавчі дослідження матеріалу балок для визначення характеристик металу та їхньої відповідності вимогам норм з проектування мостів;
  •  випробування натурних фрагментів балок тривалого зберігання для вивчення їхнього напружено-деформованого стану при дії навантаження та дослідження надійності роботи зварних монтажних з’єднань;
  •  статичні та динамічні випробування прогонових будов із балок тривалого зберігання для визначення надійності їх в роботі і відповідності показників їхньої міцності, деформативності, жорсткості та динамічних характеристик вимогам чинних норм.

Взято проби з верхньої і нижньої поличок балок тривалого зберігання, стінок і ребер жорсткості, із них виготовлено дослідні зразки. Дослідження металу виконано за такими методиками: мікро- та макроструктурного аналізу; кількісного емісійного атомного аналізу; механічні випробування на розтяг та ударну в'язкість, твердість за Брінеллем; визначення хімічного складу сталей. Аналіз відбитків за Бауманом (рис. 2, а) показав рядкове розташування неметалевих включень у металі полички, травлення реактивом Гейна (рис. 2, б) виявило непровар у корені шва. Показники міцності, пластичності, в'язкості та твердості за Брінеллем для сталі балок мобілізаційного резерву наведено у табл. 2.

а

б

Рис. 2. Макроструктура зразків досліджуваних сталей: а – методика Баумана (натуральна величина); б – травлення реактивом Гейна, Ч1,5

Таблиця 2

Механічні властивості досліджуваних сталей

Елементи конструкції

Межа текучості

Межа міцності

Відносне видовження

Відносне звуження

Ударна в’язкість KCU,
Дж
см-2

Твердість НВ

Нмм-2

%

Поличка

590

650

17

47

88

163

Стінка

390

530

20

55

82

143

Результати хімічного аналізу та дослідження структури показали, що досліджувані сталі елементів балок відповідають марці 15ХСНД, яка може використовуватись для прогонових будов автодорожніх мостів. Рядкове розташування неметалевих включень може негативно позначитись на технологічній зварюваності і спричинити шаруватий злам зварного шва. Тому для зварних з'єднань необхідно підібрати належні матеріали та спосіб зварювання, а також здійснити натурні випробування прийнятої конструкції шва. У структурі балок тривалого зберігання не виявлено змін, які б мали ознаки старіння сталі. Отримані дані металознавчих досліджень дали можливість спроектувати прогонові будови мостів із балок мобілізаційного резерву і підкранових балок.

Робочі проекти сталезалізобетонних мостів із металевих балок тривалого зберігання розроблено проектним інститутом "Західдіпрошлях" (ГІП А.Г. Походенко) за участі автора (табл. 3). Конструювання та розрахунки сталезалізобетонних прогонових будов виконано з урахуванням дослідно одержаних характеристик металу балок. Кількість балок підбирали залежно від величини прогонів та габаритів проїзду. Понизу балки об'єднували поперечними в'язями із прокатних елементів, поверху – залізобетонною плитою проїзної частини. В усіх мостах плити проїзної частини були влаштовані із монолітного залізобетону, і тільки у моста 6 плита була збірною. Плиту проїзної частини об'єднували з балками жорсткими упорами. Всі мости, крім мостів 3 і 11, були збудовані і випробувані статичним і динамічним навантаженням.

Таблиця 3

Технічні характеристики сталезалізобетонних мостів, спроектованих та побудованих із балок тривалого зберігання

№ з/п

Поперечний переріз

(для багатопрогонових – великого прогону)

Статична схема

Розрахункова схема

Габарит

Балки

1

2

3

4

1

11,8 +23,6+11,8 м

Балочна температурно-нерозрізна

Г-9+2Ч1,0 м

Підкранові

2

11,8 +23,6+11,8 м

Балочна нерозрізна

Г-9+2Ч1,0 м

Підкранові

3

23,6 м

Балочна розрізна

Г-9,1+2Ч1,0 м

Підкранові

4

23,6 м

Балочна розрізна

Г-8+2Ч1,0 м

Підкранові

5

3х24+1х12 м

Балочна розрізна

Г-8+2Ч1,0 м

Мобрезерв

Продовження табл. 3

1

2

3

4

6

12+25,5+2х12 м

Балочна розрізна

Г-5,3+2Ч1,0 м

Мобрезерв

7

3х24,0 м

Балочна розрізна

Г-4,5+2Ч1,0 м

Мобрезерв

8

24,0 м

Балочна розрізна

Г-12,6+2Ч1,5 м

Мобрезерв

9

2х17,65 м

Балочна нерозрізна

Г-11,44+2Ч1,1 м

Мобрезерв

10

12,0+2х24,0+12,0 м

Балочна нерозрізна

Г-11,5+2Ч1,5 м

Мобрезерв

11

5х22,22 м

Балочна нерозрізна

Г-11,5+2Ч1,5 м

Мобрезерв

Досвід будівництва цих мостів показав, що конструктивно-технологічні рішення сталезалізобетонних прогонових будов із балок тривалого зберігання є доволі ефективними. За рахунок використання їх на дослідних об'єктах отримана економія 1,197 млн. грн.

Третій розділ містить експериментальні дослідження конструкцій прогонових будов сталезалізобетонних мостів із балок тривалого зберігання.

Для експериментальних досліджень напружено-деформованого стану балок тривалого зберігання та їхніх зварних монтажних стиків із балок мобілізаційного резерву було виготовлено дослідну конструкцію з двох паралельно встановлених балок прогонових будов, кожна з яких мала довжину 24 м. Випробування дослідної конструкції здійснювали на тимчасовому стенді за одноконсольною схемою для створення максимального згинального моменту у зоні монтажного зварного шва (рис. 3).

Рис. 3. Схема випробовування балок і зварних стиків

Для вимірювання прогинів балок у прольоті та на консолі й осідання опор було встановлено прогиноміри ПАО-6, а для вимірювання деформацій на балках  мікроіндикатори годинникового типу на базі 200 мм. Тріщиноутворення фіксувалося методом акустичної емісії з використанням програмного комплексу "АКЕМ". Консоль завантажували збірними залізобетонними блоками ступенями до досягнення максимального згинального моменту на опорі, який за величиною дорівнював моменту, що виникає у балці прогонової будови від дії постійних і нормативних тимчасових навантажень. Під час досягнення максимального моменту видимих ознак руйнування балок та зварних швів не було виявлено, максимальні напруження становили 122,9 МПа у верхній розтягнутій поличці, 110,3 МПа у нижній поличці, максимальний прогин консолі 37,86 мм є значно меншим від нормованих значень.

Результати випробувань дослідної одноконсольної конструкції з двох балок свідчать про те, що за розробленого конструктивного рішення забезпечується необхідна несуча здатність і жорсткість як балок прогонових будов, так і зварних монтажних стиків, які об'єднують балки тривалого зберігання у єдину конструкцію. Дослідження макро- і мікротріщиноутворення методом акустичної емісії показали, що в елементах балок та стиків відсутні процеси тріщиноутворення, які можуть призвести до руйнування балок під час дії встановлених нормами експлуатаційних навантажень. Це експериментально підтверджує достатню надійність балок мобілізаційного резерву тривалого зберігання, визначену імовірнісно-статичними методами.

Статичними та динамічними випробуваннями досліджено три мости (мости 1, 2, 4 див. табл. 3) із прогоновими будовами із використанням підкранових балок, що тривалий час зберігалися. Було випробувано чотири прогони по 11,8 м та три прогони по 23,6 м (загалом сім прогонів). Мости випробовувались за аналогічними програмами, конструкції їх подібні. Результати випробувань моста 2 наведено у табл. 3.

Під час статичних випробувань прогонову будову завантажували чотирма автомобілями КрАЗ масою по 250 кН кожний, створюючи симетричне та одностороннє завантаження прогонів. Схема розташування приладів посередині прогонів 23,6 ТА 11,8 М наведена на рис. 4.

Рис. 4. Схеми розміщення приладів на поперечних перерізах моста:
П – прогиноміри; Д1н – тензодавач на нижньому поясі балки; Д1вв – тензодавач на плиті вздовж осі моста; Д1вп – тензодавач на плиті поперек осі моста;
Д1-2 – давач на плиті посередині її прогону поперек осі моста; 1 в, п – бази компаратора для замірювання деформацій

Під час завантаження прогонової будови фіксувалась акустична емісія несучих конструкцій програмним-технічним комплексом "АКЕМ" для оброблення сигналів АЕ на базі ПК із застосуванням технології "PCLabCard".

Динамічні навантаження на прогони створювали автомобілем КрАЗ, який проїжджав по мосту зі швидкостями 10, 20, 30, 40 км/год по смузі руху автотранспорту та через "поріжок" – дерев'яний брус, висота якого 50 мм. Для визначення динамічних характеристик прогонів використовувався прилад VIBROPORT 30, оснащений ЕОМ виробництва фірми SCHENK (ФРН).

Результати статичних випробувань (рис. 5) свідчать про задовільну поперечну жорсткість прогонової будови. Максимальне напруження отримане в нижній поличці балки Б1 прогону 23,6 м за одностороннього завантаження уе = 89,6 МПа, що менше від розрахункового опору металу Ry = 285 МПа. Максимальний прогин зафіксований на цій самій балці Б1 за одностороннього завантаження. Він становить 19,1 мм (1/1204 прогону), що значно менше від нормованого прогину 57,5 мм (1/400 прогону). Порівняння експериментальних даних і результатів теоретичних розрахунків показує, що експериментальні прогини менші від теоретичних на 3 – 16 %, тобто конструктивний коефіцієнт К<1,0, що свідчить про правильність прийнятих у розрахунках передумов. Визначений експериментально динамічний коефіцієнт для прогону 23,6 м становить 1+мексп=1,15, а розрахунковий для автомобільного навантаження 1+мт=1,20, тобто експериментальний коефіцієнт динамічності у цьому випадку менший від розрахункового на 8 %. Методом акустичної емісії під час дослідження прогонових будов під час завантаження встановлено, що в металевих балках відсутні дефекти структури, які б мали тенденцію до розвитку.

а

б

Рис. 5. Результати випробувань прогону довжиною 23,6 м при симетричному (а) та односторонньому завантаженні (б): f – прогин балок посередині прогону ( – експериментальні значення, –  теоретичні значення), у – напруження в нижньому поясі балок посередині прогону від тимчасового навантаження

Статичними і динамічними випробуваннями досліджено п'ять мостів (мости 5, 6, 8, 9, 10, табл. 3) із прогоновими будовами з використанням балок мобілізаційного резерву, що тривалий час зберігалися. Було випробувано три прогони по 12 м, два прогони по 17,65 м, шість прогонів по 24 м, один прогін 25,5 м (загалом 12 прогонів). Програми випробувань, використані прилади і методи досліджень цих мостів аналогічні застосованим для мостів із підкрановими балками.

Максимальне напруження уе=117,6 МПа виникло у розтягнутій нижній поличці балки Б1 прогону 24 м за одностороннього завантаження (рис. 6), яке менше від розрахункового опору металу Ry = 285 МПа. Максимальний прогин зафіксований у цій самій балці Б1 за одностороннього завантаженні. Він становить 18,79 мм (1/1496 прогону), що менше від нормованої величини 59 мм (1/400 прогону). Власна частота коливань прогону 24 м становить 2,4 Гц. Динамічний коефіцієнт, отриманий експериментально, дорівнює 1+мексп=1,175, що менше від розрахункового 1+мт=1,20 на 5,5 %. Оцінювання та аналіз небезпеки розвитку процесів руйнування структури матеріалів методом акустичної емісії показав, що в балках мобілізаційного резерву відсутні дефекти структури, які б мали тенденцію до розвитку.

Комплекс експериментальних досліджень окремих балок тривалого зберігання та прогонових будов мостів із підкранових балок та балок мобілізаційного

Рис. 6. Епюри напружень в перерізі балок у прогоні 0-1:
1 – одностороннє завантаження, схема 4;
2 – симетричне завантаження, схема 8.

резерву свідчить, що їхні експлуатаційні якості відповідають нормам. Підтверджено експериментально встановлену у розділі 2 теоретичну надійність цих збереуваних конструкцій у разі використання їх в прогонових будовах сталезалізобетонних мостів.

У четвертому розділі розглянуто особливості розрахунку прогонових будов мостів після тривалої експлуатації.

Здійснено експериментально-теоретичний аналіз роботи залізобетонної плити проїзної частини. Для оцінки напружено-деформованого стану плити при її сумісній роботі з балками у складі прогонової будови теоретичним методом виконано просторовий розрахунок моста 3 (див. табл. 3) з використанням ПК ЛІРА. Нормальні напруження у плиті, отримані за розрахунком, порівнювалися із експериментальними даними, одержаними під час випробувань моста 3 (див. розділ 3), розходження коливалось у межах 1422 %, причому у всіх випадках експериментальні значення менші, що свідчить про достовірність отриманих результатів.

На рис. 7, а показано напруження в окремих перерізах плити поперек прогонової будови. Чітко видно, що плита прогонової будови не працює як нерозрізна багатопрогонова балка. В опорних зонах плити, де діють максимальні зусилля, на всю висоту плити зафіксовано напруження стиску, що свідчить про наявність розпору Нх, який зменшує внутрішній згинальний момент у цих перерізах (див. рис. 7, б).

Отримані результати досліджень вказують на те, що в процесі експлатації під дією тимчасових навантажень плита перебуває у складному напружено-деформованому стані. Результати експериментальних досліджень і теоретичних розрахунків показали задовільну збіжність. Підтверджено що доцільно розраховувати плиту за уточненою методикою із врахуванням розпору Нх.

Запропоновано під час розрахунку згинальних моментів у перерізах плит за уточненою розрахунковою схемою (з урахуванням впливу розпору Нх) зменшувати їх на величину внутрішнього згинального моменту

    (12)

де x і xl – відповідно висота стиснутої зони бетону посередині прольоту й у опорному перерізі від діючих навантажень; tsl – середня товщина залізобетонної плити у прольоті; ф – вертикальний  прогин плити у стадії пружних деформацій від навантаження Р.

а

б

Рис. 7. Розрахункові напруження у плиті в прогоні 2-3 від тимчасового навантаження (а) та схема роботи плити із епюрами напружень в опорних зонах та посередині плити між балками Б2 і Б3 за схеми завантаження 3 (б)

Розрахунок сталезалізобетонних прогонових будов як просторових систем є складним завданням, особливо для мостів тривалої експлуатації, коли необхідно враховувати пошкодження і дефекти несучих конструкцій та перерозподіли внутрішніх зусиль, які виникають при цьому. Доцільно використовувати для розрахунків універсальні програми для ЕОМ. У роботі із застосуванням ПК ЛІРА виконано розрахунки прогинів і напружень прогонової будови сталезалізобетонного моста, який перебував в експлуатації понад 50 років. Міст розрізний з прогонами 17,4+6Ч42,5+17,4 м. Прогонова будова моста складається із трьох металевих балок висотою 2,2 м і залізобетонної плити товщиною 150-200 мм.

Перед розрахунками виконано обстеження та статичні і динамічні випробування конструкцій моста для визначення їхніх фактичних характеристик міцності та деформативності, вантажності, динамічних характеристик прогонових будов і призначення режимів експлуатації.

Порівняння результатів досліджень з розрахунковими даними, отриманими з використанням ПК ЛІРА, показують задовільну збіжність (табл. 4).

Таблиця 4

Порівняння розрахункових прогинів балки Б3 з експериментальними

№ з/п

Схема навантаження

Розрахункові величини максимальних прогинів у прогонах, ѓ, мм

Експериментальні значення

4-5

5-6

6-7

Максимальні прогини

1

№ 2

-1,176

7,024

-26,364

-25,8

2,2 %

2

№ 3

2,216

-9,446

-12,824

-11,7

9,6 %

3

№ 4

-25,185

7,771

-1,442

-22,93

9,8 %

Під час порівняння експериментальних досліджень з результатами просторових розрахунків виявлено, що розходження між експериментальними та теоретичними даними не перевищує 10 %. До того ж, як видно з табл. 4, розрахункові значення прогинів за абсолютною величиною на 2,29,6% більші за дослідні. Це свідчить про те, що конструктивний коефіцієнт К<1 та про надійність розрахункового апарату, закладеного у ПК ЛІРА, для розрахунку мостів тривалої експлуатації.

У п’ятому розділі розглянуто довговічність сталезалізобетонних мостів, яка з погляду експлуатаційних якостей є найважливішою характеристикою моста. Запропонована схема оцінювання довговічності мостів з урахуванням найістотніших факторів впливу на експлуатаційні якості споруди.

Проаналізовано два види зношення мостових споруд. Перший вид – моральне зношення – є наслідком різкого зростання інтенсивності руху на автодорогах, збільшення габаритів транспортних засобів. Встановлено, що більшість сталезалізобетонних мостів в Україні, які були побудовані до 1960 року, не відповідає вимогам діючим норм.

Під час дослідження другого виду зношення – фізичного – визначено основні дефекти залізобетонних плит та сталевих головних балок. Запропоновано ранжування основних дефектів за ступенем їхньої небезпечності і частоти, з якою вони виникають у мостах. Узагальнення й аналіз результатів обстежень великої кількості мостів, побудованих в Україні за останні 80 років, виявили характерні дефекти і пошкодження сталезалізобетонних мостів.

Наведений перелік основних найпоширеніших дефектів і пошкоджень, які зустрічаються у сталезалізобетонних мостах, дає можливість прогнозувати працездатність мостів на певних відрізках часу.

Наведено результати обстеження, статичних та динамічних випробувань сталезалізобетонного моста тривалої експлуатації – понад 50 років. Міст нерозрізний, складається із 7-ми прогонів по 47,7 м. Габарит Г-8+2х1,4 м. У поперечному перерізі моста влаштовано дві суцільнозварні балки висотою 3,06 м з відстанню в осях 5,0 м. Плита проїзної частини монолітна залізобетонна товщиною 20-24 см.

Під час обстеження моста виявлено дефекти і пошкодження моста, які знижують несучу здатність та довговічність споруди. Найістотнішими дефектами є корозія металевих балок прогонової будови і бетону та арматури плити проїзної частини, а також випинання вертикальних стінок балок (до 42 мм) і провисання балок (до 130 мм), що перевищує величину нормованого прогину 119 мм. Проаналізовано процеси розвитку основних дефектів за матеріалами обстежень попередніх років. Зроблено висновок, що деградація конструкцій прогонових будов не завжди відповідає класичним графікам зниження ресурсу споруди. Тому доцільно для визначення ресурсу мостів уточнювати процеси деградації несучих конструкцій періодичними обстеженнями і випробуваннями, використовуючи ці дані у системі управління станом мостів.

Під час статичних випробувань встановлено, що показник роботи конструкції б, який показує співвідношення залишкових fr і пружних fel прогинів, лежить у межах 0,058-0,102, а згідно з ДБН В.2.3-6-2002 він не повинен перевищувати 0,05. Це свідчить про незадовільну роботу прогонової будови моста. Згідно з результатами динамічних випробувань значення експериментального динамічного коефіцієнта 1+µексп=1,8 значно перевищує розрахункові значення 1+µт=1,176. Дані виконаних обстежень і випробувань моста свідчать про його незадовільні експлуатаційні якості та необхідність виконання невідкладних робіт з капітального ремонту споруди.

Проблема визначення залишкового ресурсу конструкції стає визначальним фактором безпеки та надійності. Однак для загального оцінювання стану моста розроблені на сьогодні настанови і рекомендації складно реалізувати внаслідок банку даних про дефекти та нормування їхнього впливу на стан конструкцій. Тому на основі співвідношень теорії надійності та нормованих коефіцієнтів надійності в роботі рекомендовано рівняння для визначення часу до руйнування, яке залежить від інтенсивності зношення, яку можна отримати будь-яким з відомих способів.

Висновки.

1. Економію коштів під час будівництва сталезалізобетонних мостів може забезпечити використання конструкцій після тривалого зберігання. Запропонована методика оцінювання надійності конструкцій, яка ґрунтується на імовірнісно-статистичних методах, основаних на законах рідкісних подій. За цією методикою дослідні металеві балки тривалого зберігання визнано надійними і придатними для використання.

2. Придатність балок тривалого зберігання для використання як несучих конструкцій прогонових будов мостів оцінювалась металознавчими дослідженнями. Встановлено хімічний склад і механічні властивості сталей, вивчено їхню мікро- і макроструктуру та зроблено висновок, що досліджувані сталі відповідають марці 15ХСНД, а дослідні балки тривалого зберігання можуть використовуватися для влаштування прогонових будов автодорожніх мостів.

3. Для оцінювання надійності металеві балки тривалого зберігання досліджено також за допомогою навантаження. Випробування металевих балок тривалого зберігання показали, що за допомогою запропонованих конструктивних рішень прогонових будов забезпечується необхідна міцність та жорсткість балок моста, надійна робота зварних монтажних швів, а методом акустичної емісії було встановлено відсутність процесів тріщиноутворення.

4. Виконані статичні та динамічні випробування 9 мостів із балок тривалого зберігання свідчать, що міцність, деформативність та динамічні характеристики їх прогонових будов відповідають вимогам діючих норм.

Максимальні напруження розтягу зафіксовані у нижніх поличках балок і становлять 31,4-41,0 % від розрахункового опору сталі за межею текучості Ry=285 МПа.

Максимальні прогини балок у 3,0-3,7 раза менші від нормованого прогину 1/400 прогону.

Коефіцієнти динамічності балок прогонових будов на 5,5-8,7 % менші від розрахункових динамічних коефіцієнтів згідно діючих норм.

Методом акустичної емісії підтверджено надійність в роботі прогонових будов мостів із балок тривалого зберігання. Вони не мають дефектів структури матеріалів, які б мали тенденцію до розвитку.

5. Ґрунтуючись на аналізі експериментальних даних, запропоновано уточнену розрахункову схему плоскої плити прогонової будови сталезалізобетонного моста. Ця схема передбачає урахування впливу розпору, що приводить до зменшення розрахункових згинальних моментів найнавантаженіших перерізах посередині прольоту до 50 %, а на середніх опорах до 10 % порівняно з моментами, обчисленими за прийнятою методикою пружного розрахунку.

6. Для визначення залишкового ресурсу конструкцій мостів на основі співвідношень теорії надійності та нормованих коефіцієнтів надійності запропоновано методику розрахунку часу до руйнування, який залежить від інтенсивності зношення. Інтенсивність зношення можна визначити будь-яким з відомих способів.

7. Розроблені конструкції сталезалізобетонних мостів із балок тривалого зберігання впроваджені на 9 об’єктах Закарпатської та Львівської областей. Отримано економічний ефект 1,197 млн. грн.

Основні опубліковані праці:

  1.  Коваль П.М. Випробування автодорожнього сталезалізобетонного шляхопроводу на автомобільній дорозі Київ-Одеса / П.М. Коваль, Я.А. Балабух, П.М. Сташук, А.Є. Фаль // Будівельні конструкції. – К.: НДІБК, 2006. – Вип. 65. – С. 220–227.
  2.  Коваль П.М. Дослідження елементів прогонових будов сталезалізобетонного моста / П.М. Коваль, Я.А. Балабух, А.Є. Фаль, П.М. Сташук // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. – Рівне, 2006. – Вип. 14. – С. 475–480.
  3.  Коваль П.М. Оцінювання надійності збережуваних конструкцій мостів / П.М. Коваль, Я.А. Балабух // Дороги і мости: Зб. наук. праць. В 2-х томах: Т.1. – К.: ДерждорНДІ, 2007. – Вип. 7. – С. 261–270.
  4.  Коваль П.М. Будівництво сталезалізобетонних мостів із балок тривалого зберігання / П.М. Коваль, Я.А. Балабух // Тези доповідей Міжнародної наук.-практ. конфер. «Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика». – Дніпропетровськ: Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 2007. – С. 29–31.
  5.  Коваль П.М. Практичні методи оцінювання залишкового ресурсу сталезалізобетонних мостів / П.М. Коваль, Я.А. Балабух // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. – Рівне, 2007. – Вип. 16, ч. 1 – С.376–381.
  6.  Балабух Я.А. Використання сучасних методів для розрахунку сталезалізобетонних будов мостів після тривалої експлуатації / Я.А. Балабух // Дороги і мости. Зб. наук. праць. – К.: ДерждорНДІ, 2008. – Випуск 8. – С. 13–21.
  7.  Коваль П.М. Експериментальне визначення придатності металевих балок після тривалого зберігання для будівництва автодорожнього моста / П.М. Коваль, Я.А. Балабух // Дороги і мости. Зб. наук. праць. – К.: ДерждорНДІ, 2008. – Випуск 9. – С. 112–118.
  8.  Балабух Я.А. Робота анкерних з’єднань залізобетонної плити і балок сталезалізобетонних мостів / Я.А. Балабух // Дороги і мости. Зб. наук. праць. – К.: ДерждорНДІ, 2008. – Випуск 10. – С. 5–8.
  9.  Balabukh Y. Reliability evaluation of the storable bridges structures / Y. Balabukh, O. Kindratovych // Materialy konferencyjne "Zespolone konstrukcye mostove". – Krakov, 2009. – s. 29–39.

Особистий внесок здобувача полягає у виконанні експериментальних натурних досліджень сталезалізобетонних мостів із балок тривалого зберігання, обробленні та аналізі отриманих результатів [1, 2, 4, 7, 8], у розробленні методики оцінювання надійності металевих конструкцій, що мають тривалий термін зберігання [3, 9], та практичного методу оцінки експлуатаційної придатності сталезалізобетонних мостів тривалої експлуатації [5, 6].

Анотація. Балабух Я.А. Міцність. деформації та експлуатаційні якості сталезалізобетонних мостів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Національний університет "Львівська політехніка", Міністерство освіти і науки України, Львів, 2010.

У дисертації запропоновано для будівництва сталезалізобетонних мостів використовувати металеві балки тривалого зберігання. Розроблена методика оцінювання надійності конструкцій тривалого зберігання, яка ґрунтується на імовірнісно-статичних методах, основаних на законах рідкісних подій. З використанням цієї методики оцінено надійність дослідних балок тривалого зберігання і визнано їх придатними для використання.

Придатність балок тривалого зберігання для використання як конструкцій прогонових будов мостів оцінювалась металознавчими дослідженнями. Вивчено мікро- та макроструктуру сталей, встановлено їхній хімічний склад і визначено механічні властивості. Дослідні балки тривалого зберігання визнано придатними для влаштування прогонових будов мостів. Випробування металевих балок тривалого зберігання показали, що забезпечується необхідна міцність та жорсткість балок моста, а також надійна робота зварних монтажних швів.

Статичні та динамічні випробування 9 мостів, збудованих із балок тривалого зберігання, свідчать, що міцність, деформативність та динамічні характеристики їх прогонових будов відповідають вимогам норм. Методом акустичної місії підтверджено надійність в роботі прогонових будов із балок тривалого зберігання.

Запропонована уточнена розрахункова схема плоскої плити прогонової будови сталезалізобетонного моста, яка обґрунтована експериментальними даними. Цією схемою передбачено під час розрахунку згинальних моментів у плиті враховувати вплив розпору.

Для визначення залишкового ресурсу конструкцій мостів на основі співвідношень теорії надійності та нормованих коефіцієнтів надійності запропоновано методику розрахунку часу до руйнування, який залежить від інтенсивності зношення.

Ключові слова: сталезалізобетонні мости, балки тривалого зберігання, напружено-деформований стан, надійність, довговічність, експлуатаційні якості.

Аннотация. Балабух Я.А. Прочность, деформации и эксплуатационные качества сталежелезобетонных мостов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 – строительные конструкции, здания и сооружения. – Национальный университет "Львивська политэхника", Львов, 2010.

Во введении обоснованы актуальность, цель и задачи исследований, научная новизна, практическое значение, приведена общая характеристика диссертации.

В первой главе рассмотрена классификация и эффективность сталежелезобетонных мостов, конструкции таких мостов, построенных в Украине, принципы расчета сталежелезобетонных конструкций, особенности выполнения обследований и испытаний сталежелезобетонных мостов. На основании выполеного анализа определено, что для устройства пролетных строений мостов целесообразно использовать металлические конструкции долговременного хранения, осуществив комплекс исследований для оценки надежности и обеспечения их эксплуатационных качеств. Сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе разработана методика оценки надежности конструкций длительного хранения, которая базируется на вероятностно-статистических методах, основанных на законах редких событий. По этой методике выполнена оценка надежности мостовых балок мобилизационного резерва и подкрановых балок, которые хранились больше 15 лет. Выполнены исследования стали этих балок: микро- и макроструктурный анализ; количественный эмиссионный атомный анализ; механические испытания; определен химический состав сталей. На основании полученных результатов спроектировано 11 конструкций автодорожных мостов из металлических балок длительного хранения.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований фрагментов натурных конструкций и пролетных строений 9 мостов, построенных из балок длительного хранения. Установлено, что при разработанных конструкционных решениях обеспечивается необходимая прочность и жесткость балок мостов, их динамические характеристики отвечают требованиям норм. Методом акустической эмиссии установлено, что пролетные строения из балок длительного хранения не имеют дефектов структуры материалов, которые бы имели тенденцию к развитию.

В четвертой главе на основании экспериментальных исследований представлена уточненная расчетная схема плиты пролетного строения сталежелезобетонного моста. Эта схема учитывает влияние распора, что обеспечивает до 50 % изгибаемых моментов в середине пролета, а на средних опорах до 10 % в сравнении с моментами, полученными по существующей методике упругого расчета.

Для расчета сталежелезобетонных пролетных строений длительной эксплуатации как пространственных систем предлагается использовать универсальные программы для ЭОМ, учитывая в расчетных схемах повреждения и дефекты, выявленные при исследованиях мостов. Расчеты с использованием ПК ЛИРА сталежелезобетонного моста и сравнение теоретических данных с результатами натурных испытаний сооружения показали их удовлетворительную сходимость.

В пятой главе рассмотрена долговечность сталежелезобетонных пролетных строений как наиболее важная характеристика эксплуатационных качеств мостов. Предложена схема оценки долговечности мостов с учетом влияния наиболее существенных характеристик эксплуатационных качеств мостов. Предложена схема оценки долговечности мостов с учетом влияния наиболее важных факторов на эксплуатационные качества сооружений. Приведены результаты оценки состояния и долговечности моста длительной эксплуатации (более 50 лет) на основании выполненных обследований, статических и динамических испытаний. Для определения остаточного ресурса конструкций мостов на основе соотношений теории надежности предложена методика расчета времени до разрушения, которое зависит от интенсивности износа.

В выводах приведены основные результаты экспериментальных и теоретических исследований.

Ключевые слова: сталежелезобетонные мосты, балки длительного хранения, напряженно-деформированное состояние, надежность, долговечность, эксплуатационные качества.

Abstract. Y. Balabukh. Strength, Deformation and Service Performance of Composite Bridge. – Manuscript.

The Thesis for the Candidate Degree in technical Sciences in the specialty 05.23.01 – “Building Constructions, Buildings and Structures”.Lviv Polytechnic National University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Lviv, 2010.

The thesis includes proposals on building of the steel concrete bridges using metal beams of long-term storage. A new methodology has been worked out to estimate the reliability of the long-term storage constructions. The methodology is based on probability-statistic methods built on the law of rare events.

Long-term storage beams compatibility to be used as constructions of bridge span buildings has been estimated by means of metal history researches. Micro and macrostructure of the steel has been learned. Its chemical composition has been determined, its mechanical data and qualities has been defined. The researched long-term storage beams were recognized to be compatible for bridge span constructions. The long-term storage beams testing showed that the proper solidity and rigidity of the bridge beams were provided as well as the reliable performance of assembly welds.

Statistical and dynamical testing of 9 bridges built with the long-term storage beams indicates that the solidity, deformability and dynamic features of their span constructions meet the required norms. The reliability of span constructions made of the long-term storage beams has been proven by means of acoustic mission.

An improved calculation scheme of a flat plate of a composite bridge span construction has been proposed. The scheme is based on experimental data and provides an opportunity to take into consideration the influence of bursting process while calculating fold moments.

In order to define the residual resource of bridge constructions by means of correlation of the reliability theory and standardized reliability coefficients a methodology of time-before-ruining calculation depending on deterioration intensity has been proposed.

Keywords: composite bridges, beam of durable preservation, deflected mode, reliability, service performance.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83142. Экологическая политика и международная деятельность Республики Беларусь в области охраны окружающей среды 968.49 KB
  Экологическая ситуация в Республике Беларусь имеет региональный характер. Региональная специфика экологических проблем определяется взаимодействием нескольких основных факторов. К их числу относятся, во-первых, неоднородность природных условий территории, а, следовательно, и неодинаковая устойчивость ее различных частей к внешним воздействиям.
83143. Учебное пособие по дисциплине: Металлические конструкции 9.04 MB
  Строительство является одной из самых металлоемких отраслей народного хозяйства. Значительная часть стали расходуется на изготовление металлоконструкций, из которых возводятся автодорожные и железнодорожные мосты, каркасы промышленных и гражданских зданий, башни и мачты антенных устройств, опоры линий электропередачи...
83145. ВИКОРИСТАННЯ ДИДАКТИЧНИХ ІГОР НА УРОКАХ ОБРАЗОТВОРЧОГО МИСТЕЦТВА В СЕРЕДНІХ КЛАСАХ 218 KB
  Проблеми перебудови нашого суспільства нерозривно пов’язані з вирішенням завдань формування творчої особистості. Адже саме така особистість є справжнім творцем історії, оскільки весь шлях, який пройдено людством, – це безперервний процес творіння.
83146. ШЛЯХИ ВДОСКОНАЛЕННЯ БУХГАЛТЕРСЬКОГО ОБЛІКУ ВЛАСНОГО КАПІТАЛУ 88.05 KB
  Актуальність теми дослідження полягає в тому, що запровадження в економічне життя України ринкових відносин, провокує до розвитку окремих фірм не державного характеру, що в свою чергу вимагає грамотної політики в галузях управління цими фірмами, це стосується і обліку результатів діяльності підприємств.
83147. Роль интеллектуальной собственности в реформируемой экономике РФ 211 KB
  Интеллектуальная собственность и уровень инновационного развития экономики Российской Федерации, являются объектом исследования в данной работе. В качестве предмета исследования выступают отношения интеллектуальной собственности. Целью работы является изучение понятия интеллектуальной собственности...
83148. Диагностика и лечение хронического гастрита 299.34 KB
  При изучении влияния профессиональных факторов на течение хронического гастрита у подростков установлено, что в группе больных с тяжелыми видами труда, ухудшение в состоянии здоровья наблюдается значительно чаще, чем при благоприятных условиях работы.
83149. Конструпрование супергетеродинного радиоприемника 165.69 KB
  Осуществляет первичную частотную селекцию полезного сигнала ослабляет внеполосные сильные помехи обеспечивая линейное усиление последующих каскадов приёмника совместно с УРЧ осуществляет избирательность побочных каналов приёмника. Усилитель радио частоты УРЧ и далее по тексту – предназначен для повышения чувствительности приёмника. Входная цепь и УРЧ осуществляет основную избирательность по зеркальному каналу образованным гетеродином их расчет будем производить исходя из заданной избирательности при полосе задерживания . Полосу...