CC BY
84
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
УДК 624.21.059.1
Ф. В. ЯЦКО*
Каф. «Мости та тунелі», Національний транспортний університет, вул. Суворова 1, Київ, Україна, 01010, тел/факс +38 (044) 280 79 78, ел. пошта [email protected]
ПРАКТИЧНА ІНЖЕНЕРНА МЕТОДИКА ОЦІНКИ РЕСУРСУ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЕЛЕМЕНТІВ МОСТІВ В ПРОЦЕСІ ПРОЕКТУВАННЯ
Мета. Науковий пошук моделі прогнозу життєвого циклу елементів автодорожніх мостів. Методика. Теоретичне вишукування. Результати. Доведена принципова можливість використання розробленої моделі прогнозу ресурсу при проектування залізобетонних згинаних елементів на заданий термін служби. Наукова новизна. Вперше пропонується модель, призначена для прогнозування ресурсу елемента на всіх етапах життєвого циклу, починаючи з проектування. Практична значимість. Запропоновано практичну інженерну методику оцінки ресурсу залізобетонних елементів мостів в процесі проектування.
Ключові слова: деградація захисного шару; корозія арматури; ресурс; життєвий цикл; характеристика безпеки
Вступ
Стаття присвячена дослідженню в рамках нової парадигми теорії споруд - отриманню фундаментальних рівнянь напружено-деформованого стану елементів в функції часу. Необхідність нових підходів в проектуванні транспортних споруд очевидна і назріла давно.
Для автодорожніх мостів України проблема повстала особливо гостро в останні 10-15 років. За статистичними даними Укравтодору [4] сьогодні середній термін служби залізобетонних прогонових будов автодорожніх мостів складає 45-50 років тоді як, згідно чинних вимог на проектування [5], цей термін має бути мінімум 80-100 років. За останнє десятиріччя з’явились публікації, в яких висловлюється теза про те, що зниження довговічності, в значній мірі, закладається ще на стадії вишукування і проектування споруди.
Дійсно, в сучасному апараті проектування залізобетонних елементів (і не тільки мостів) немає ніяких явних важелів управління довговічністю. Термін життєвого циклу залізобетонних мостів призначається директивно [5], розрахункові залежності не мають змінної часу, проблема довговічності знаходиться цілком в площині досвіду і інтуїції проектувальника.
Очевидно, що існуючі моделі проектування не є адекватними нашому досвіду будівництва і
експлуатації транспортних споруд. Тому назріла необхідність звернення до нового інструментарію, нових моделей, які б відображали еволюцію напружено-деформованого стану в функції часу. Саме такі моделі, що описують деградацію елементу з плином часу, мають відкрити шлях до проектування елементів споруд на заданий термін служби, прогнозувати ресурс елемента в експлуатації.
З початком нового століття проблема довговічності залізобетонних елементів стає предметом уважного вивчення українських науковців. Науковий базис марковської феноменологічної стохастичної моделі накопичення пошкоджень елементів мостів [9, 10, 17] послужив основою першого, на терені пострадянських країн, нормативного документу з прогнозу ресурсу транспортних споруд, що знаходяться в експлуатації [7]. Сьогодні доведена адекватність марков-ської стохастичної моделі нормативного документу [6], вона стала центральним методичним ядром системи експлуатації автодорожніх мостів України. На жаль марковська ймовірнісна модель має тільки один керуючий параметр -швидкість деградації (інтенсивність відмов), який визначається в роботі [7] на основі історичних даних експлуатації і не може бути застосованою для прогнозування ресурсу споруди на етапі проектування. Ця обставина була по© Ф. В. Яцко, 2014
138
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
штовхом до розробки в останні роки нових моделей життєвого циклу залізобетонних елементів, які могли би стати інструментарієм керування довговічністю ще на етапі проектування.
Теоретичні моделі цього напряму базуються на новітніх уявленнях механофізики бетону і арматури, містять параметри прийняті в проектуванні споруд та в оцінці впливу навколишнього середовища [1, 2, 12, 14]. Саме такого плану є дослідження, основні положення якого, викладені в цій статті.
Мета
Центральна мета дослідження полягає у науковому пошуку моделі прогнозу життєвого циклу елементів автодорожніх мостів, що дасть можливість оцінити довговічність елементів мостів в функції часу, а відтак прогнозувати їх ресурс за проектними параметрами та характеристиками навколишнього середовища. Основним завданням роботи є теоретичний пошук закономірностей деградації залізобетонних елементів мостів з плином часу та розробка методології оцінки ресурсу споруди протягом всього життєвого циклу залізобетонного елемента.
Формулювання задачі дослідження
Задача дослідження полягає в пошуку функції якою моделюється зниження функціональних характеристик елемента протягом часу життєвого циклу експлуатації. В загальному вигляді функція моделі представляється так:
Tcr = f {tp , Pi, KRB ) + f2 {ог1, pj , KRA ) +
+f {cor 2 , P j , KRA ) ,
i = 1,2,...,к, j = 1, 2,...n , (1)
де f - модель деградації захисного шару бетону елемента; f2 - модель деградації арматури елемента; tp - час деградації захисного шару бетону елемента; tcor - час деградації арматури елемента; pi - параметри, що характеризують початкові фізичні, хімічні, механічні властивості бетону та вплив оточуючого середовища; Pj - параметри, що характеризують початкові
механічні характеристики арматури, рівень напружень в арматурі та вплив оточуючого сере-
довища; KRB - критерій досягнення критичного стану захисного шару бетону елемента; K RA - критерій досягнення граничного стану експлуатації за втратами арматури.
Методика.
Модель життєвого циклу
Модель базується на таких гіпотезах:
A. Життєвий цикл в експлуатації розглядається як двофазний процес: деградація бетону захисного шару елемента та фаза деградації арматури.
Б. Моделлю деградації бетону описується процес карбонізації та насичення хлоридами захисного шару елемента. Критерієм процесу є карбонізація та насичення хлоридами захисного шару на повну товщину. Карбонізація і насичення захисного шару хлоридами починаються одночасно одразу після розопалубки та проходять незалежно і паралельно.
B. Моделлю деградації арматури опису єть-ся процес корозії арматури, який починається після повної карбонізації захисного шару зі швидкістю корозії в карбонізованому бетоні. В процесі насичення кількість хлоридів на поверхні робочої арматури досягає критичного рівня (повне насичення хлоридами захисного шару) і швидкість корозії прискорюється до значення. Критерієм процесу деградації арматури є граничне значення надійності залізобетонного елемента за арматурою при експлуатації.
Г. Процеси деградації бетону і арматури проходять послідовно, не корелюють, перехідні фази відсутні.
В графічній інтерпретації процес деградації показаний на рис. 1.
В термінах часу, ресурс елемента, що виражається залежністю (1) будемо записувати в формі:
Tcr = t1 + t2 + ^, (2)
де перший період життєвого циклу t1 - період депасивації захисного шару, арматура не кородує (t1 = tc); другий період життєвого циклу t2 -період, впродовж якого арматура кородує в умовах карбонізованого бетону, концентрація хлоридів недостатня для активації хлоридної корозії (t2 = tc1 - tc); третій період t3 - період активної хлоридної корозії, характеризується активним зниженням несучої здатності в часі.
© Ф. В. Яцко, 2014
139
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
Рис. 1. Схема деградації залізобетону:
As0 - проектна площа поперечного перерізу робочої арматури; Acr - площа поперечного перерізу робочої арматури за граничних умов; tc - час корбонізації захисного шару; tc1 - час насичення захисного шару хлоридами; tcorr1 - період корозії арматури в карбонізованому бетоні; tcorr 2 - період корозії арматури в бетоні насиченому хлоридами; t1, t2, t3 , - періоди життєвого циклу;
Tcr r - ресурс
Модель деградації бетону захисного шару
Теоретичним базисом моделі деградації бетону є другий закон аналітичної теорії дифузії Адольфа Фіка:
5С (h, х) = D 8 2C (h, х)
ах еф 8h2
де C (h, х) - концентрація іонів речовини на глибині h в час х ; D^ - ефективний коефіцієнт дифузії; х - час; h - координата нормальна до поверхні бетону.
Загальноприйнятим розв’язком рівняння (3) у випадку ненапруженого залізобетону є:
tCl =
К3ф • Do
-|2
2 • erf 1
( C - C ^
1 V CR M
C - C
(4)
1
де tc1 - час досягнення критичної концентрації хлоридів на рівні робочої арматури на глибині
x - товщина захисного шару; Cs - концентрація хлорид-іонів на поверхні елемента; C1 - початкова концентрація хлорид-іонів всередині бетону; CCR концентрація хлорид-іонів на глибині x , необхідна для початку активної корозії арматури; erfc (.) - додаткова функція помилок; Кеф - коефіцієнт ефективності; D0 - початковий коефіцієнт дифузії з урахуванням впливу складу бетону X і вмісту летючої золи (£,, %) [11]:
+(1 - H )44 і 4і-11 • e ^ К0 К А 1 + A ГсУ
|_ (1 -Hc)4 J 1 f JJ
де H - відносна вологість; Hc - критична вологість; q - константа активації дифузії; К0 - нормальна температура; К - температура; A - коефіцієнт, що залежить від типу напружень в бетоні (при стисканні -0,0236; розтягу +0,0496); с - напруження в бетоні; f - гранична міцність бетону.
D0 = 10(12,°6+2,4В/Ц)ХЕ, , (6)
де В/Ц - водоцементне відношення.
Модель деградації бетону захисного шару та аналіз чутливості вхідних параметрів детально викладено в нашій роботі [13]. В цій же роботі представлена модель деградації арматури та її аналіз.
Час карбонізації захисного шару визначимо залежністю:
tC
m • х2
"4D7 ’
(7)
де x - товщина захисного шару, м; De - ефективний коефіцієнт дифузії (табл. 1 згідно СНиП 2.03.11-85 [1111]); m - коефіцієнт умов роботи, має значення 1 - 0,85, зменшується лінійно з підвищенням температури від 20 до 40 °С при відносній вологості повітря 75 %.
Модель деградації арматури
Модель представимо як втрату несучої здатності елементу за моментом, викликану корозією арматури:
© Ф. В. Яцко, 2014
140
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
AMt = Mk - Mр, (8)
де AMt - втрата несучої здатності елемента викликана корозією арматури; Mk - характе-
ристична проектна несуча здатність; Mp - реальна характеристична несуча здатність на час t.
Таблиця 1
Показники проникності бетону [11]
Умовні позначення показника проникності бетону Марка бетону по водонепроникності Коефіцієнт фільтрації, см/с (за рівноважної вологості), Kf Ефективний коефіцієнт дифузії, Д-104, см2/с Водоцементне співвідношення В/Ц, не більше
Н - бетон нормальної проникності W4 Більше 2-10-9 до 7-10-9 Св. 0,2 до 1 0,6
П - бетон пониженої проникності W6 > 6-10-10 > 2-10-9 > 0,04 до 0,2 0,55
О - бетон особливо низької проникності W8 > 1-10-10 > 6-10-10 до 0,04 0,45
Для того, щоб в модель деградації арматури (8) внести критерій граничного стану експлуатації - граничне значення характеристики безпеки р, скористаємося класичним визначенням часткового коефіцієнта надійності:
У я
Rd
(9)
де R, - характеристична несуча здатність елемента; Rd - проектна несуча здатність елемента.
Характеристичну несучу здатність M, і Mp
- на час досягнення граничного значення в експлуатації виразимо через проектну несучу здатність M d та ймовірнісні параметри: початкову характеристику безпеки Р0, критерій закінчення процесу деградації арматури (вичерпання ресурсу елемента) Pt і коефіцієнти варіації VR , Vs. Для цього скористаємося відомими залежностями логнормального розподілу [16]:
Mk =Дя-exp (-1,645 V ) , (10)
Md =Дя 'eXP (~aR -Ро -VR ) , (11)
де Vs - коефіцієнт варіації арматури; VR - коефіцієнт варіації узагальненої опірності елемента; pR - математичне очікування узагальненого
опору елемента; aR - коефіцієнт чутливості функції розподілу.
Внесемо (10), (11) в (9) і отримаємо:
Yr = ML = exp (aR, Ро, Vr - 1,645V ). (12) Md
Праву частину моделі деградації арматури (8) запишемо в формі добутків yR-Rd застосувавши вираз (11):
AMt = exp (a r , Ро, Vr - 1,645V ) Md
- exp (ar , Pt, Vr -1,645V )
. (13)
Внесемо позначення
у0 = exp (aR, P0, VR -1,645V ) - проектний частковий коефіцієнт надійності та уt = exp (aR, Pt, VR -1,645V ) - частковий коефіцієнт надійності на момент часу в експлуатації t і запишемо модель (13) в компактній формі:
AMt =(У0 -Уt)Md . (14)
Далі запишемо вираз несучої здатності елемента прямокутного перерізу за арматурою М0 та Md в моделі (14) в параметрах поперечного перерізу:
Md = RsA
(h - 0,5RSAS ^
V
bR
= RAz,
ь /
(15)
© Ф. В. Яцко, 2014
141
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
де Rs - розрахунковий опір арматури на розтяг; Rb - характеристичний опір бетону на стиск; h0 - робоча висота шару арматури, що контактує із захисним шаром бетону; b - ширина перерізу; z - плече внутрішньої пари.
Зауважимо, що плече внутрішньої пари z в (14) приймається постійним, незалежним від корозійних втрат арматури.
В позначеннях (15) модель деградації арматури (14) записується так:
R.Acorz = (уо -уt)RAz. (16)
Із співвідношення (16) отримаємо кількість арматури втраченої від корозії за час експлуатації:
Ascor =(Уо -It ) As . (17)
Функцію деградації арматури приймемо згідно [3]:
A (t ) = n-n •( d -v-t3 -v2t32) , (18)
де n - кількість робочих стрижнів, що розташовані на глибині захисного шару; d - діаметр стрижнів робочої арматури; v - швидкість корозії арматури; tcor - час досягнення граничного стану арматури в експлуатації.
Швидкість корозії арматури з урахуванням впливу напружень, температури та вологості
[3]:
д5
v = — = v0 exp
dt
V• о 1
Rt і,
(19)
де 5 - глибина корозійного ушкодження арматури (м); v0 - швидкість корозії за відсутності напружень (згідно з [15]); V - мольний об’єм кородуючого металу; о - напруження в арматурі; R - універсальна газова стала; T - температура.
Внесемо в функцію деградації арматури (18) значення кількості арматури втраченої від корозії за час експлуатації (17) і отримаємо модель деградації арматури як її втрати до критичного значення:
(Уо -У t )As =*•n •(d •v • t3-v 2 ^3) . (20)
Введемо в рівняння зміни діаметру арматури від корозії арматури в умовах карбонізованого бетону Adc:
Adc = 2voexp f 12 = !• vc■t2, (21)
де, vc - швидкість корозії арматури в умовах
карбонізованого бетону.
Розв’язок рівняння моделі (20) відносно змінної часу корозії t3 та з урахуванням (21) дає час прогнозу ресурсу за арматурою в умовах хлоридної корозії:
t3 =
' -AdC 2v
1+ 1-
4У4
%n (d - AdC )2
(22)
де У = (у0-yt) .
Швидкість корозії за відсутності напружень показана в табл. 2.
Алгоритм моделі
1- й крок. Ввід даних; обчислення часу карбонізації tc за (7), отримуємо t1 .
2- й крок. Обчислення часу насичення захисного шару хлоридами: обчислення початкового коефіцієнта дифузії D0 за (6), обчислення коефіцієнта ефективності Кеф за (5); обчислення часу насичення захисного шару хлоридами tc1 за (4); отримуємо t2 = tc1 - tc.
3- й крок. Обчислення втрати діаметру робочої арматури, що розташована на глибині захисного шару від корозії в умовах карбонізованого бетону Adc за (21).
4- й крок. Обчислення у0 - проектний частковий коефіцієнт надійності та yt - частковий коефіцієнт надійності, що відповідає обраному граничному значенню характеристики безпеки Pt за (13). Отримуємо у = (у0 -yt) .
5- й крок. Обчислення часу прогнозу ресурсу за арматурою в умовах хлоридної корозії t3 за (22).
6- й крок. Обчислення ресурсу TCR за (2), підставивши tj, t2, t3, отримані в кроках 1,2,5 відповідно.
© Ф. В. Яцко, 2014
142
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА______________________________
Таблиця 2
Швидкість корозії v0 в залежності від класу середовища експлуатації [15]
Позначення класу середовища Характеристика середовища Характеристика елементів прогонової будови мостів та умов їх експлуатації (приклади) v0, мм/рік
Корозія арматури, викликана карбонізацією
XC3 Вологе Елементи, прогонової будови, захищені від дощу (проміжні ребристі та плитні прогонові будови) 0,002
XC4 Періодично зволожене, сухе Елементи, прогонової будови, що періодично контактують з водою (крайні ребристі та плитні прогонові будови, плита проїзної части за умов порушення гідроізоляції) 0,005
Корозія арматури, викликана хлоридизацією
XD1 Вологе Елементи, прогонової будови, захищені від дощу (проміж- 0,030
ні ребристі та плитні прогонові будови)
Періодично Елементи, прогонової будови, що періодично контактують
XD3 зволожене, з водою (крайні ребристі та плитні прогонові будови, пли- 0,030
сухе та проїзної части за умов порушення гідроізоляції)
Аналіз моделі
Отримана модель деградації арматури є дискретною. Очевидно, що час прогнозу ресурсу елемента за арматурою отримується для фіксованих значень часткового коефіцієнта надійності (які залежать від фіксованих значень характеристики безпеки) проектного та на час експлуатації. Згідно гіпотезі В. критерієм процесу деградації арматури є граничне значення надійності залізобетонного елемента за арматурою при експлуатації. Формат запропонованої моделі деградації арматури (ф. 13) прийнято таким, що граничним значенням характеристики безпеки може бути довільне, яке відповідає граничним станам життєвого циклу експлуатації [6].
Що ж стосується граничного значення характеристики безпеки (вичерпання ресурсу елемента) то сьогодні відомо невелику кількість робіт. Це окрема проблеми яка ще очікує свого детального вивчення. В нашому дослідженні ми користуємося значенням Рг = 1,74, що відповідає п’ятому експлуатаційному стану в нормативному документі ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2009 [6]. В роботі [8] рекомендується приймати більш обережні значення характеристики безпеки граничного зносу - = 2,26 - 2,09.
Виконані в рамках дослідження тестові приклади дають досить реалістичний прогноз ре-
сурсу за моментом згинаних залізобетонних елементів мостів. Один з прикладів наводиться нижче. Ймовірнісні параметри проекту: проектна характеристика безпеки Р0 = 4,04; критерій закінчення процесу деградації арматури (вичерпання ресурсу елемента за арматурою) Рг = 1,74;. Vs - коефіцієнт варіації арматури; VR - коефіцієнт варіації узагальненої опірності елемента; aR - коефіцієнт чутливості функції розподілу. Результати обчислень наведені в табл. 3. Обчислення виконані для випадків досягнення 2-5 експлуатаційних станів [15].
Приклад
Елемент залізобетонної балки моста прямокутного перерізу. Переріз показано на рис. 2. Геометричні характеристики перерізу: h = 1,5 м; b = 1,4 м; as = 30 мм, d = 32 мм, n = 6 .
b
''У////// X
А
Рис. 2. Переріз залізобетонної балки
© Ф. В. Яцко, 2014
143
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА______________________________
Таблиця 3
Результати обчислень
Характеристика безпеки Pt Втрати площі перерізу арматури, % Періоди життєвого циклу Ресурс елемента TCR , роки
1, tj , роки 2, t2, роки 3, t3 , роки
2,95 16 20 15 11 46
2,43 25 13 48
2,05 32 22 57
1,74 38 30 65
Арматуру згідно [5] прийнято класу AIV Rsn = 590 МПа, бетон В35 Rbn = 25,5 МПа. Характеристичний момент від постійних і тимчасових навантажень у перерізі Mk = 2600 кНм. Площа перерізу арматури As = 48,25 см2. Район будівництва - м. Київ.
Початкові дані цього прикладу є досить типовими для залізобетонних елементів мостів. При значенні критерію вичерпання ресурсу елемента за арматурою Pt = 1,74 (досягнення п’ятого експлуатаційного стану) отримуємо ресурс TCR = 65 років. Очевидно, що такий проект не може забезпечити довговічність декларовану нормами проектування [5].
Висновки
1. Вперше ставиться наукова проблема розробки моделей прогнозу ресурсу елементів транспортних споруд протягом всього життєвого циклу, починаючи з етапу проектування. Наукове формулювання проблеми виконано на основі нових уявлень про закономірності деградації залізобетону в елементах конструкцій транспортних споруд отриманих в процесі досліджень та сформульованих теоретичних положень про залежність терміну служби залізобетонних елементів автодорожніх мостів від конструкційних характеристик матеріалів і умов впливу оточуючого середовища.
2. Цим дослідженням доведена принципова можливість використання розробленої моделі прогнозу ресурсу при проектування залізобетонних згинаних елементів на заданий термін служби та відкриває шлях до планування довгострокової стратегії експлуатації мостів.
3. Дискретна структура запропонованого алгоритму реалізації моделі дозволяє його ефек-
тивне використання для прогнозу залишкового ресурсу в системі експлуатації залізобетонних елементів мостів як апарат уточнення нормативної моделі [6].
4. Модель прогнозу ресурсу, що пропонується, має вихідні дані усталені в проектуванні елементів мостів і може служити зручним апаратом оцінки ресурсу в проектування залізобетонних елементів на заданий термін служби.
Ця робота виконана під керівництвом професора А. І. Лантуха-Лященка, за що висловлюю йому мою щиру вдячність.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Бородай, Д. И. Модель прогноза долговечности железобетонных пролетных строений автодорожных мостов [Текст] / Д. И. Бородай // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка
B. Лазаряна. - Вип. 33. - Дніпропетровськ : Вид-во Дніпопетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 2010. - С. 43-48.
2. Бородай, Д. И. Прогноз долговечности типовых железобетонных пролетных строений автодорожных мостов [Текст] / Д. И. Бородай // Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. Сучасні будівельні матеріали. - Вип. 1 (87). - 2011. - С. 169-176.
3. Гутман, Э. М. Механохимия металлов и защита от корозии [Текст] / Э. М. Гутман. - Москва : Металлургия, 1981. - 281 с.
4. Давиденко, О. О. Аналіз довговічності автодорожніх мостів України [Текст] / О. О. Давиден-ко // Міжвідомчий науково-технічний збірник «Науково-технічні проблеми сучасного залізобетону». - Київ, 2013. - № 78. - том 2. -
C. 225-235.
5. ДБН В.2.3-22:2009. Споруди транспорту. Мости та труби. Основні вимоги проектування [Текст]. - Чинні від 2009-11-11. - К. : Мін регіон буд. України, 2009. - 73 с.
© Ф. В. Яцко, 2014
144
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
6. Державний стандарт України ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2009 «Настанова з оцінювання і прогнозування технічного стану автодорожніх мостів» [Текст]. - Київ : Мінрегіонбуд України 2009. -50 с.
7. ДСТУ-Н Б.В.1.3-23:2009 «Настанова з оцінювання і прогнозування технічного стану автодорожніх мостів» [Текст]. - Київ : Мінрегіонбуд України, 2009.
8. Лантух-Лященко, А. І. К вопросу определения граничного износа сталежелезобетонного пролетного строения автодорожного моста [Текст] / А. І. Лантух-Лященко, К. В. Медведев // Вестник Харковского национального автомобильнодорожного университета. - Харьков : изд. ХНАДУ, 2012. - Вып. 58. - С. 90-95.
9. Лантух-Лященко, А. І. Оцінка технічного стану транспортних споруд, що знаходяться в експлуатації [Текст] / А. І. Лантух-Лященко // Вісник Транспортної Академії України. - Київ, 1999. -№ 3 - С. 59-63.
10. Лантух-Лященко, А. І. Феноменологическая модель деградации элементов сооружений [Текст] / А. І. Лантух-Лященко // Труды международной научно-технической конференции «Вычислительная механика деформируемого твердого тела». - Москва : МИИТ, 2006. -
с. 259-265.
11. СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии, Госстрой СССР [Текст]. - Москва : ЦИТП, 1985.
12. Янчук, Л. Л. Обґрунтування моделі прогнозу життєвого циклу залізобетонних елементів мо-
стового переходу [Текст] / Л. Л. Янчук // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». - Львів, 2010. - № 664. -
С. 365-371.
13. Яцко, Ф. В. Довговічність захисного шару залізобетонних елементів мостів [Текст] / Ф. В. Яц-ко // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. - Вид-во ДНУЗТ, 2010. - Вип. 33. - С. 190-196.
14. Яцко, Ф. В. Прогноз довговічності залізобетонних елементів мостів. Статистичний підхід. [Текст] / Ф. В. Яцко // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». - Львів, 2010. - № 664. - С. 371-378.
15. DuraCrete, Probabilistic Methods for Durability Design, Document BE95-1347/R0, The European Union - Brite EuRam III [Text], Contract BRPR-CT95-0132, Project BE95-1347, CUR, Gouda, 1999.
16. ISO 2394, 1998. General principles on reliability for structures. 2nd edn. Geneve, Switzerland: ISO [Text].
17. Reliability based Service Life Prediction of Concrete Bridge Superstructures [Text] // Proceeding EKO MOST 2006. Durable bridge structures in the environment, Kielce, 16-17 May 2006/ WARSZAWA 2006. - p. 255-261.
18. Takewaka, K. Quality and Cover Thickness of
Concrete based on the Estimation of Chloride Penetration in Marine Environments [Текст] /
K. Takewaka, S. Mastumoto // ACI SP 109-17, American Concrete Institute, 1988. - pp. 381-400.
Ф. В. ЯЦКО*
Каф. «Мости и тоннели», Национальный транспортный университет, ул. Суворова 1, Киев, Украина, 01010, тел/факс +38 (044) 280 79 78, эл. почта [email protected]
ПРАКТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РЕСУРСА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МОСТОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Цель. Научный поиск модели прогноза жизненного цикла элементов автодорожных мостов. Методика. Теоретическое исследование. Результаты. Доказана принципиальная возможность использования разработанной модели прогнозирования ресурса при проектировании железобетонных изгибаемых элементов на указанный строк службы. Научная новизна. Впервые предложена модель, предназначенная для прогнозирования ресурса элементов на всех этапах жизненного цикла, начиная от проектирования. Практическое значение. Предложена практическая инженерная методика оценки ресурса железобетонных элементов мостов в процессе проектирования.
Ключевые слова: деградация защитного слоя; коррозия арматуры; ресурс; характеристика безопасности
© Ф. В. Яцко, 2014
145
_________________________________________ISSN 2227-1252
Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 2014, № 6
МОСТИ ТА ТУНЕЛІ: ТЕОРІЯ, ДОСЛІДЖЕННЯ, ПРАКТИКА____________________________________
F. V. YATSKO*
* Dept. of Bridges and Tunnels, National Transport University, 1 Suvorova str., Kyiv, Ukraine, 01010, tel. +38 (050) 471 33 99, e-mail [email protected]
PRACTICAL ENGINEERING METODOLOGY RESOURCE ASSESSMENT CONCRETE BRIDGE ELEMENTS IN THE DESIGN PROCESS
Purpose. Scientific research of life cycle prediction model of road bridges. Methodology. Theoretical study. Findings. The principal possibility of using the lifetime prediction model for reinforced concrete elements when designing for the specified service life. Originality. The lifetime prediction model for reinforced concrete elements for the specified service life at all stages of the life cycle, starting from the design is proposed. Practical value. A practical engineering service life evaluation technique for reinforced concrete bridge elements in the design process. Keywords: degradation of the protective layer; corrosion of reinforcement; service life; reliability factor
Стаття рекомендована до публікації д.т.н., проф. Й. Й. Лучко (Україна), д.т.н., проф. В. Д. Петренко (Україна).
Надійшла до редколегії 24.08.2014. Прийнята до друку 28.09.2014.
© Ф. В. Яцко, 2014
146
