В настоящее время оценку технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов проводят по нормативным документам, регламентирующим либо балльную оценку по показателям надежности, либо классификацию по грузоподъемности. Оценку грузоподъемности осуществляют, используя основные положения СНиП 2.05.03−84* «Мосты и трубы» [57] и отдельные рекомендации Руководств по определению грузоподъемности железобетонных и металлических пролетных строений [72, 73]. Такой подход реализован НИИ мостов [49] и СГУПС [51].
Балльная оценка по показателям надежности является основой «Инструкции по оценке состояния и содержания искусственных сооружений на железных дорогах Российской Федерации» [38].
В соответствии с требованиями этих нормативных документов необходимо проведение большого комплекса работ по обследованию и испытанию пролетных строений, в процессе которых выявляются дефектные пролетные строения, для которых необходимо уточнить грузоподъемность. Перечисленные методики требуют определения прочностных параметров железобетонной плиты и напряжений в поясах металлических балок.
Основное направление работы совпадает с указанным в паспорте специальности 05.23.11 — «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» и связано с разработкой и внедрением в процесс эксплуатации транспортных сооружений современных методов оценки технического состояния, повышающих полноту и достоверность информации о сооружении.
Объектом исследования в данной работе являются сталежелезобетонные пролетные строения с мостовым полотном на балласте, эксплуатируемые на железно-1 дорожных мостах сети железных дорог Российской Федерации. Предмет исследования — изменение динамических параметров сталежелезобетонных пролетных строений в процессе эксплуатации в зависимости от накопленных повреждений.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки мето-, дики, снижающей трудоемкость работ и позволяющей оперативно выявлять дефектные пролетные строения, как одной из составляющей общей системы оценки технического состояния.
Основным вопросом, изучаемым в рамках диссертации, является разработка метода экспресс-оценки технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений, имеющих повреждения в плите, по динамическим параметрам. Оперативно информацию о состоянии можно получить, проводя измерения динамических параметров пролетных строений, не требующих прохода нагрузки по сооружению. Возможность проведения таких измерений ограничена только наличием достаточно чувствительной аппаратуры, позволяющей регистрировать реакцию системы на динамические воздействия малой интенсивности.
Современное состояние и оценка перспектив экспорта нефти и нефтепродуктов
... экономики. В соответствии с названием темы дипломной работы и вышеизложенным обоснованием ее актуальности автор ставит целью исследование современного состояния и оценка перспектив экспорта нефти и нефтепродуктов. Для достижения поставленной цели ...
В качестве контролируемых динамических параметров используются частоты и формы собственных колебаний, не зависящие от нагрузки, а являющиеся производными характеристиками жесткости, массы и условий опирания балок.
В первом разделе диссертации дан обзор конструкций и анализ технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений, эксплуатируемых на железных дорогах России. Приведены сведения о существующих методиках оценки технического состояния сталежелезобетонных мостов по действующим нормативным документам.
Во втором разделе приведены методика проведения и результаты испытаний сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов. Начиная с 2003 года, в рамках работ по Инвестиционной программе ОАО РЖД были освидетельствованы все сталежелезобетонные пролетные строения Красноярской железной дороги (29 ПС), а в процессе научно-исследовательских работ — 232 пролетных строения на Дальневосточной и Восточно-Сибирской железных дорогах. Таким образом, в период с 2003 по 2008 гг. были проведены испытания 261 сталежелезо-бетонного пролетного строения. Дано описание электронного измерительного комплекса «Тензор МС», использованного для определения динамических параметров пролетных строений.
В третьем разделе показаны результаты численного моделирования работы сталежелезобетонных пролетных строений методом конечных элементов при определении динамических параметров. Проведена адаптация моделей по результатам измерений. Полученные конечно-элементные модели позволили определить граничные значения величины первой собственной частоты, соответствующие переходу пролетного строения из исправного в неисправное состояние. Достоверность граничных значений первой собственной частоты подтверждена сравнением с результатами ее измерения на эксплуатируемых конструкциях.
В четвертом разделе изложены основные положения методики экспресс-оценки технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов по динамическим параметрам. Показана экономическая эффективность методики, обусловленная получением оперативной и достоверной информации о состоянии эксплуатируемых пролетных строений при перспективном планировании работ по содержанию и реконструкции мостовых сооружений железных дорог, а также снижением трудозатрат на проведение самой диагностики и оценки технического состояния.
Научная новизна работы:
1. Впервые по результатам испытаний большого числа эксплуатируемых сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов установлены количественные зависимости между величиной динамических параметров и интенсивностью накопленных неисправностей (дефектов, повреждений и отклонений от норм содержания).
2. На основе натурных испытаний и численного моделирования определены граничные значения динамических параметров сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, сравнение с которыми позволяет установить наличие неисправностей и их влияние на техническое состояние пролетных строений.
Мосты железобетонные
... чересчур немаленькая масса моста, а также частые сколы. Современная архитектура, позволяет строить мосты длиной свыше 3000 метров. Железобетонный мост имеет железобетонное пролетное строение и опоры, ... сочетание нагрузок. Для сталежелезобетонных конструкций необходимы расчеты на температурные воздействия при допущении неизменности распределения температур по длине пролетных строений. Так, для ...
3. Обоснована возможность применения импульсного воздействия малой интенсивности для определения первой собственной частоты колебаний сталежелезобетонных пролетных строений.
Практическая ценность и внедрение. Результаты диссертационной работы использованы при разработке «Методики обследования и инструментальной диагностики сталежелезобетонных пролетных строений» (утверждена ОАО «РЖД» в 2008 г.).
предложенная методика позволяет оперативно выполнить предварительную оценку технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, давая ответ на вопрос — есть ли в конструкции дефекты и повреждения, существенно снижающие ее несущую способность? При использовании методики учитываются особенности конструкции пролетных строений и некоторые параметры мостового полотна с ездой на балласте. Оценка технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов по динамическим параметрам внедрена и применяется при проведении работ на Красноярской, ВосточноСибирской и Дальневосточной железных дорогах. Результаты исследований, выполненных автором, используются в учебном процессе высших учебных заведений при изучении дисциплины «Обследование и испытание мостов».
К защите представляются:
1. Методика оценки технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов по динамическим параметрам.
2. Оценка и определение граничных значений динамических параметров сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, соответствующих исправному или неисправному состояниям.
3. Количественная зависимость между величиной первой частоты собственных колебаний сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов и наличием повреждений в швах железобетонной плиты балластного корыта с учетом особенностей конструкции и параметров мостового полотна.
Основные положения диссертационного исследования были доложены и обсуждены на:
- LXVI Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» в Днепропетровске, 11—12 мая 2006 г.;
- Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе. Кадровое и научно-техническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему» в Новосибирске, 29−30 ноября 2007 г.;
65-й Всероссийской научно-технической конференции НГАСУ (Сибст-рин) «Актуальные проблемы строительной отрасли» в Новосибирске, 8—10 апреля 2008 г.;
- VII Международной научно-практической конференции «Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте» в Санкт-Петербурге, 23—24 апреля 2008 г.;
- XXI Всероссийской конференции «Численные методы решения задач теории упругости и пластичности» в Кемерово, 30 июня — 2 июля 2009 г.- объединенном научном семинаре семи кафедр СГУПСа в Новосибирске, 9 апреля 2010 г.
4.7 Выводы по разделу.
Разработана методика экспресс-оценки технического состояния эксплуатируемых сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов. Показаны особенности проведения измерений и определения на их основе диагностируемого параметра — первой собственной частоты колебаний.
Проведена оценка экономической эффективности внедрения методики в систему организации содержания эксплуатируемых искусственных сооружений.
Управление техническим состоянием железнодорожного пути
... и других путеизмерительных средств или обнаруженных при осмотре пути; ликвидация просадок пути с выплесками; регулировка стыковых зазоров ... сооружений и устройств железнодорожного ... состоянии, обеспечивающем безопасный пропуск поездов с установленными скоростями. Состав и объемы работ по текущему содержанию пути изменяются в зависимости от: вида отступления; конструкции верхнего строения; плана и ...
Экономическая эффективность методики складывается из возможности использования результатов оценки технического состояния при перспективном планировании ремонтов и реконструкции искусственных сооружений. Вторым фактором, определяющим целесообразность ее внедрения, является снижение трудозатрат на проведение диагностики состояния эксплуатируемых сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
[7, https:// ].
На сети железных дорог России эксплуатируется более 700 сталежелезобетонных пролетных строений средних и больших железнодорожных мостов, из которых более 500 расположены на территории Сибири и Дальнего Востока. Службам железных дорог, занимающимся эксплуатацией искусственных сооружений, необходимо иметь информацию о техническом состоянии пролетных строений. По результатам сезонных осмотров и при сплошном обследовании сооружений достаточно давать оценку его изменения во времени по ограниченному количеству показателей, чтобы оценить уровень безопасности движения.
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. По результатам испытаний пролетных строений сделан вывод, что за диагностируемый параметр оценки технического состояния сталежелезобетонных конструкций может быть принята величина первой частоты собственных колебаний.
2. Исследованиями установлено, что между степенью развития неисправностей в железобетонной плите и первой собственной частотой колебаний пролетного строения существует количественная зависимость.
3. Исходная предпосылка использования динамических параметров для оценки технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений подтверждена результатами настоящего исследования и получила практическое применение.
4. Обоснована возможность применения импульсного воздействия малой интенсивности для определения первой собственной частоты колебаний сталежелезобетонных пролетных строений.
5. Разработаны алгоритмы и создано программное обеспечение для обработки сигналов вибродатчиков, позволяющих повысить точность определения динамических параметров пролетных строений.
6. Выполненные расчеты позволили получить граничные значения диагностируемого параметра в зависимости от состояния мостового полотна и интенсивности повреждений швов омоноличивания железобетонной плиты для пролетных строений, изготовленных по типовому проекту инв. № 739.
7. Разработанная методика экспресс-оценки технического состояния эксплуатируемых сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, позволяет значительно снизить трудозатраты на проведение измерений динамических параметров.
8. Предложенная методика экспресс-оценки технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов внедрена и применяется на Красноярской, Восточно-Сибирской и Дальневосточной железных дорогах.
Результаты исследований, выполненных автором, используются в учебном процессе кафедры «Мосты» Сибирского государственного университета путей сообщения по дисциплине «Обследование и испытание мостов».
Строительство мостов
... промерами, а при навесном монтаже, продольной надвижке готовых пролётных строений – теодолитами и нивелирами. По окончании строительства моста проверяют соответствие его размеров проекту. Измеряют ширину проезжей части, ... длину моста, отметки характерных точек на опорах, отметки по оси проезжей части, в узлах ферм. Размеры сечений элементов опор. Пролётных строений и т.п. 2. Технология строительства ...
Основные положения диссертации изложены в следующих статьях:
С. А. Бокарев
В других научных изданиях:
