CC BY
18
УДК 624.21
К. Ю. БЕЗКРОВНИЙ, В. М. КОСЯК, Б. В. САВЧИНСЬКИЙ (ДПТ) ПРОГРАМНИЙ КОМПЛЕКС «REPK» -
1НСТРУМЕНТ ДЛЯ П1ДБОРУ РАЦ1ОНАЛЬНИХ ПЕРЕТИН1В ЕЛЕМЕНТ1В I ОЦ1НКИ ТЕХН1ЧНОГО СТАНУ МЕТАЛЕВИХ ПРОГ1ННИХ БУДОВ МОСТ1В
Наведена шформацш про розроблений програмний комплекс для розрахунку нових i класифшацп юную-чих металевих прогiнних будов залiзничних мостiв.
Представлена информация о разработанном программном комплексе для расчета новых и классификации существующих металлических пролетных строений железнодорожных мостов.
Information about the developed programmatic complex for the calculation of new and classification of existent metallic flight structures of railway bridges is resulted.
Металевi прогшш будови моспв, що знахо-дяться в експлуатаци на залiзницях Украши, запроектоваш зпдно з рiзними нормативними документами, вщповщних рiвню розвитку га-лузi на певному етапi. Робота мостових конс-трукцiй в умовах багатоповторюваних динам> чних дiй рухомого складу протягом 50 i бшьше рокiв, суттеве збiльшення швидкостей руху i навантажень призвели до того, що сьогодш близько 14 % прогшних будов вимагають не-гайного проведення ремонтних робiт, а 2 % шдлягають замiнi.
Технiчний стан прогiнних будов залежить вщ наявностi дефектiв i ступеня розвитку де-фектiв. Визначаеться вш за основними показ-никами:
• вантажошдйомшстю (класом розрахун-кових навантажень);
• довговiчнiстю (очiкуваним залишковим ресурсiв в роках);
• надшшстю (здатнiстю виконувати задаш функцii iз забезпеченням встановлених експлуатацшних показникiв у встановлених межах, вщповщних режимам екс-плуатацii, техшчного обслуговування, проведення ремонтних робiт i збережен-ня безпечного i комфортного руху по спорудО.
Визначення вантажошдйомносп елементiв необхiдно здiйснювати в перюди нормальноi експлуатацii i активного зносу. Своечасне ви-конання пiдсилення, ремонтних робгг або зам> ни дефектних елементiв е гарантiею нормальноi експлуатаци прогшних будов мосту.
При ощнщ техшчного стану прогшних будов можна використовувати два незалежш шд-
ходи: дiагностувати елементи прямими методами, заснованими на аналiзi шформаци про конкретну прогiнну будову з використанням математичних i фiзичних моделей; або дiагнос-тувати iх за непрямими показниками з використанням статистичних даних i ухваленням р> шення з певною часткою ймовiрностi.
Перспективними методами оцiнки надшно-ст i прогнозування ресурсу мостових констру-кцiй е група методiв мехашки руйнування в су-купностi з штегральними методами, якi перед-бачають наявнiсть даних про механiчнi власти-востi матерiалiв, дефекти i пошкодження (ко-ординати 1'х розташування, форма, розмiри), швидкiсть можливого 1'х розвитку i напружено-го стану в довколишнш дiлянцi. Такi данi сьогодш можна отримати за допомогою методiв акустичноi емiсii, широко впроваджуваних при дiагностицi металовиробiв як в нашш краiнi, так i за и межами.
Для прогнозування вщмов можливе засто-сування стохастичних (недетермшованих) моделей, якi дають оцiнку вiрогiдностi пода-льшого функцiонування прогiнноi будови. Альтернативою е використання ЕОМ на шд-ставi детермiнованих математичних моделей, що дозволяють одержати мiцнiснi параметри елеменив прогiнноi будови при заданих гео-метричних параметрах i зовшшшх впливах. Перевагою математичного моделювання е мо-жливiсть дослiдження роботи прогшних будов за будь-яких заданих умов експлуатаци. Розра-хунки на ЕОМ дозволяють моделювати можли-вi змши напружено-деформованого стану еле-ментiв i зовшшнього навантаження i визнача-ти клас елемента за вантажошдйомшстю. Розрахунки можна засновувати як на матерiа-
лах натурного обстеження, так i на припущен-нях розвитку дефектiв та пошкоджень з вщо-мим рiвнем ймовiрностi. В умовах значно! рiз-номанiтностi матерiалiв i конструктивних форм металевих прогiнних будов, неповних статис-тичних даних про вантажонапруженiсть дшя-нок залiзниць, на яких вони експлуатуються, забезпечення задано! вантажопiдйомностi мо-жна вважати единим критерieм ощнки надш-ностi. Зниження класу пропнно! будови ниж-че встановлено! величини вважатиметься вщ-мовою.
Вантажопiдйомнiсть пропнних будов з ура-хуванням змш в режимi експлуатаци i можли-вих пошкоджень елементiв прийнято визначати способом класифшаци [1; 2]. При цьому для кожного несучого елемента визначаеться зна-чення максимального тимчасового вертикального рiвномiрно розподшеного навантаження, вплив якого безпечний для пропнно! будови. Вщмшносп в умовах експлуатаци обумовлю-ють необхiднiсть виконання розрахункiв для кожно! прогiнно!' будови, незалежно вiд належ-ностi до будь-яко! серi! типових конструкцiй. Застосування ЕОМ дае можливють формування банку даних про металевi прогiннi будови, що мiстить як !х проектш характеристики, так i вiдомостi про пошкодження, трiщини, змiни мiцностi матерiалу, а також про технiчнi р> шення щодо пiдсилення або замши елеменпв при виявлених дефектах i пошкодженнях, що е однiею з актуальних задач.
У ГНДЛ ШС в 2000 р. була створена база даних про стан металевих пропнних будов на залiзницях Укра!ни. До електронних таблиць внесет вщомосп про схеми моспв, основнi вщм^ки, розрахунковi норми, за якими вони були запроектоваш, матерiал прогiнних будов. Вщображеш також всi змши, яких зазнав мiст за перюд експлуатацi!: проведення пiдсилень (рш, матерiал, елемент), замiни прогiннихбудов.
База даних про техшчний стан i вантажот-дйомнiсть прогiнних будов дозволить встанов-лювати термiни проведення ремонтних робгг i полегшить управлшня режимом експлуатацi! прогiнних будов на залiзницях кра!ни. На рь шення цiе! задачi направлений програмний комплекс «Розрахунок Елементiв, Пiдлеглих Корози» - «Р1ПКа».
Програмний комплекс дозволяе виконувати розрахунки нових прогiнних будов вщповщно до норм [3], класифшувати елементи iснуючих прогiнних будов з урахуванням пошкоджень,
як1 виникли в процес1 експлуатаци, i оц1нювати ефективнють здшсненого шдсилення.
Для виконання розрахунюв необхщно ство-рити файл ново! конструкци i задати !! параме-три. При цьому можливе застосування даних з рашше сформованих блоюв.
При завданнi вихiдних даних передбачена максимальна зручнють користувача - введення даних у дiалоговому режимi, можливють !х ко-регування.
Блок «Матерiали» передбачае введення на-зви матерiалу, розрахункових опорiв i коефщ> ента надшност за матерiалом.
При розрахунку нових конструкцш розра-хунковi опори приймають по СНиП.
При класифiкацi! експлуатованих прогiнних будов необхiдно враховувати основш розраху-нковi опори, вiдповiднi часу !х виготовлення: для зварювального залiза 160 МПа, для литого залiза 185 МПа (виплавки до 1906 р.) або 190 МПа (тсля 1906 р.), для Ст3 - 190 МПа.
{создание нового материала
Название материала:
|1 Е'Д ГОСТ G713-75 толщиной до 20 мм
Сопротивления растяжению, сжатию и изгибу
Нормативные характеристики:
Rjin, МПа: Rur, МПа:
1235 |370
Расчетные характеристики:
Ry, МПа: Ru, МПа:
215 340
Сопротивления сдвигу и смятию
Rs, МПа: Rp, МПа:
125 340
Общие данные
Е,МПа: Б.МПа: уцельный вес, г/см З
20G000 78000 7.85
Коэффициенты СНиП 2.05.03-84
Коэффициент надежности по материалу :
|1.09
Ok Cancel
Блок «Конструкторський набiр» мiстить геометричнi розмiри листового i фасонного прокату (кутникiв) i посилання на матерiал, з якого вони виконаш.
Можливе використовування елеменпв з до-вшьними параметрами (якi не вiдповiдають ГОСТу), при цьому автоматично обчислюються геометричш характеристики - площа, моменти шерцп, положення нейтральних осей. Передба-чена рiзна просторова орieнтацiя кутикiв у склавд перерiзу, що автоматично враховусться при формуваннi стрижнiв.
трукцн задаються тип i 1нтенсивн1сть наванта-ження, обираеться тип розрахунку.
Создание: нового уголка
Название уголка :
|Уг,№10 d=8
Основные геометрические кар-актеристики
ысота стенки, мм : Ширина полки, мм :
I ЮО <М> |юо
Толщина стенки, мм : Толщина полки, мм :
0 I"
ft Равноггалочный Модификация :
\>У 0ди н-эк обо й т олщнн ы L г j
ft Зааать параметры : А_Ьг, мм 2 : 10 y 11560 г г П
1к_Ьг, ммл4 : Iу_Ьг, мм^4 :
11470ООО |1470000
к 11 Y0, мм : ХО, ммл4 :
£ 27.5 1 I275
Y
Материал: |1 БД ГОСТ 6713-75 толщиной до 20 Mh-j j»J
Р Подвержен ослаблению
□ k Cancel
Блок «Сечения» формуеться на шдстав1 конструкторського набору профшв стрижшв.
л!
| Название стержня :
|St vert
Полное название : п
|st vert 0.0-0.1 Массив стержней Г
I1
Начальный узел : Iм jJ по X по У по 2. Шаг индекса; ~ч
Конечный узел : по X по У по 2.
I01 d Шаг индекса:
ЦБЕ^^^ШЯ : по X пто. У по 2. Кол-во стержней
Изменить При совпадении имен заменить стержни новыми *
Ok Cancel
Передбачена можливiсть використовування стрижшв змшного перетину i урахування ослаб-лень, якi задаються прямокутними полiгонами.
1з заданих елементiв формуеться конструк-цiя прогiнноï будови у формi векторно1 схеми: задаються координати i назви вузлiв (масивiв вузлiв), стрижнi (початковий i кiнцевий вузол, тип перетину) i закршлення (опори). Для конс-
Розрахунок конструкцiй виконусться моди-фiкованим методом кiнцевих елеменпв з вико-ристанням механiзмiв чисельно! штеграци. Геометричнi характеристики розраховуються, як чисельш функци iснуючого перетину елеме-нта. Кiлькiсть перерiзiв пропорцiйно прийня-тому кроку штеграци; для високо! точностi роз-рахункiв достатньо прийняти крок штеграци, вiдповiдний 0,1 % довжини найкоротшого стрижня. Чисельна модель конструкций що роз-раховуеться, складасться з сукупностi дiлянок, для кожного з яких визначене навантаження, розрахованi геометричш характеристики i складена векторна схема. Жорсткосн елементiв розраховуються автоматично при формуванш чисельно! моделi системи.
Результати розрахунку за вибором користу-вача можуть бути наведеш у вигщщ графiкiв або текстових документiв - звтв про напруги, зусилля i деформаци в елементах (класiв елеменпв при виконаннi класифшацп).
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов. - М.: Транспорт, 1987. - 272 с.
2. ГСТУ 32.6.03.111-2002. Експлуатащя зал1знич-них мослв. Правила визначення вантажотдйо-мност1 металевих прогонових будов зал1зничних моспв. - К., 2003. - 380 с.
3. СНиП 2.05.03 - 84*. Мосты и трубы. - М.: ГУП ЦПП, 2002. - 214 с.
Надшшла до редколеги 21.06.04.
