CC BY
50
5. Описание изобретения к авторскому 6. Описание изобретения к авторскому
свидетельству № 719528 А01С7/04. Авторы свидетельству № 1371562 4А01С7/00,7/16. В.П. Иванов, Т.Ф. Петунипа, 1980. Авторы Б.Г. Холин, Л.Г. Кирный, В.К.
■н- Иванова, 1981.
яг
ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ СООРУЖЕНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Т.В. Девяткова, АЛ. Михеева
В настоящее время надежность является одной из самых актуальных проблем эксплуатации оборудования и сооружений, ибо любое нарушение их функционирования приводит к нарушению технологического процесса, к неритмичности работы, снижению эффективности и т. д. Причина интереса к проблеме надежности заключается прежде всего в том, что от бесперебойного функционирования оборудования и сооружений в течение определенного времени зависит сохранение безопасности жизнедеятельности населения, материальных ценностей и социальных условий.
При эксплуатации автомобильных дорог и внедрении прогрессивных технологий и материалов важнейшей инженерно-экономической задачей является обеспечение надежной работы линейнопротяженных сооружений и их элементов в течение всего срока эксплуатации.
Надёжность эксплуатации автомобильных дорог органически связана с проектированием и возведением. Действительная надежность объектов существенно зависит от многих факторов, не всегда в полной мере учитываемых расчетом, и поэтому не может быть с достаточной точностью оценена заранее. Она выявляется лишь в процессе возведения или эксплуатации сооружений и их элементов.
Примером могут служить имеющиеся случаи преждевременного выхода из строя железобетонных плит, балок, свай, панелей, дорожной одежды, грунтового основания при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог, что ведет к существенным материальным затратам, связанным в отдельных случаях с выпол-
нением незапланированных аварийных ремонтных работ [1].
Превышение экономически обоснованного уровня надежности тех или иных систем при известном сроке службы, данной технологии и определенном качестве применяемых материалов ведет к неоправданному увеличению стоимости: в то же время тенденция к снижению себестоимости продукции без одновременного
установления технически и экономически
/
оправданного уровня минимально допустимой надежности неизбежно влечет за собой резкое повышение эксплуатационных расходов [2].
С точки зрения обоснования требований по надежности все инженерные системы можно разделить на два основных класса:
- системы, полезный эффект от которых, так же, как и убытки вследствие отказов, могут быть непосредственно измерены в денежных единицах; для таких систем принципиально возможно математически обоснованное задание требований по надежности;
- системы, от которых нельзя ждать непосредственного материального выигрыша; для них научно обосновать требования по надежности в настоящее время невозможно из-за сложности формального представления целевой функции, которая характеризует целесообразность распределения средств между различными изделиями, и невыполнимого при современных вычислительных средствах объёма расчетных работ по численному решению задачи ее оптимизации [2].
На основе изученных литературных источников по проблеме надежности оборудования и сооружений [1-5] выявлено.
что область надежности автомобильных дорог слабо изучена.
Теория надежности в строительстве в целом ещё не сложилась в такой степени, как в приборостроении, машиностроении, транспорте. Сложность аналитического описания многообразных факторов, которые необходимо учитывать при рассмотрении общих условий надежности, определило то, что в строительстве еще нет законченных инженерных методик расчета долговечности сооружений или решения обратной задачи - подбора материалов и конструкций при задаваемом сроке службы сооружений [4].
Работа эксплуатационных служб на автомобильных дорогах, а особенно в сельских регионах и труднодоступных местах, проводится стихийно, по факту местного частичного или полного разрушения сооружения.
В технике в соответствии с ГОСТом
27,002 -89 [5] используется следующая терминология надежности и ее характеристик:
1. Надежность - свойство системы (оборудования и инженерных сооружений и др.) обесггёчивать выполнение заданных функций (пропуск автомобилей, пропуск требуемого количества воды и т. д.).
Надежность оборудования и инженерных сооружений обуславливается безотказностью и ремонтопригодностью. Количественно она определяется вероятностными характеристиками и параметрами [3].
2. Безотказность - свойство системы сохранять работоспособность в течение заданного времени в определенных условиях ее эксплуатации [3].
3. Ремонтопригодность - свойство системы, заключающееся в приспособлен-
ности обнаружить и устранить, а также предупредить отказы. Количественно она характеризуется затратами времени и средств на обнаружение, устранение и предупреждение отказов с учетом необходимой квалификации обслуживающего персонала, уровня его технической оснащенности, системы организации ремонта и т.д. [3].
4. Работоспособность - состояние, при котором система в данный момент соответствуют всем требованиям ГОСТа [5].
5. Исправность - состояние системы, при котором она в данный момент соответствует всем требованиям, установленным в отношении как основных, так и второстепенных параметров (пропуск автомобилей, сохранение безопасности движения).
6. Старение - процесс постепенного и непрерывного изменения параметров системы, вызываемых действием старения материалов и другими процессами, наличие которых не зависит от режима работы [3].
Все эти термины можно использовать при определении надежности линейнопротяженных сооружений (автомобильных дорог).
Основной характеристикой сохранения безопасности и интенсивности движения на автомобильных дорогах является надежность сохранения технологического процесса доставки груза и населения, безопасности движения.
Основные элементы сохранения надёжности технологического процесса на автомобильных дорогах по доставке грузов и населения представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Элементы надежности технологического процесса на автомобильной дороге
При анализе комплексной взаимосвязи всех компонентов сооружений на автомобильных дорогах (рис. 2) следует, что все сооружения опираются на подготовленное грунтовое основание, т.е. надежность, безотказность, исправность, работоспособность автомобильной дороги формируются в зависимости от сохранения устойчивости и прочности грунтового основания.
Территория Алтайского края относится к двум физико-географическим регионам на Западно-Сибирской равнине и Алтае-Саянским горам. В инженерногеологическом отношении на Западно-Сибирской равнине верхние, несущие нагрузку, грунтовые слои сложены из лессовых просадочных суглинков I типа (реже II типа), иловатыми суглинками, супесями и реже песками мелкими. Ближе к Алтае-Саянским горам подстилающие слои для дорожного строительства сложены из песчано-гравийных слоев [3].
Протяжённость автомобильных дорог общего пользования Алтайского края составляет 16294 км, из них 635 км
- федеральные дороги и 15659 км - территориальные. Протяжённость дорог с твёрдым покрытием 14325 км, в том числе с усовершенствованным покрытием - 7444
км. Плотность дорог с твердым покрытием относительно территории составляет
85,3 км на 1 тыс. кв. км, обеспеченность ими населения 5,3 км на 1 тыс. человек. На дорогах Алтайского края расположено 781 мостовое сооружение длиной 27913 п.м, водопропускных труб 6693 шт. длиной 103943 п.м.
Для автомобильных дорог Алтайского края, эксплуатируемых в сложных климатических и инженерне-геологиче-ских условиях, сохранять исправность, работоспособность и надежность всех элементов сооружений необходимо по следующим этапам:
• проектно-изыскательные, проработка схем и типовых элементов разрабатываемых систем в соответствии с инженерно-геологическими изысканиями и требованиями долговечности;
• технологические: контроль параметров и характеристик исходных материалов, соблюдение технологии всех устраиваемых элементов на автомобильной дороге при возведении сооружений;
• эксплуатационные: обеспечение режимов и условий работы, организация периодических проверок, наладок и ремонта, выбор оптимальных стратегий обслуживания всех категорий сооружений.
Рис. 2. Комплексная взаимосвязь элементов сооружения на автомобильных дорогах
Литература
1. Веников Г Надежность и проектирование. - М.: Знание, 1971. - 96 с.
2. Окороков В.Р. Надежность производственных систем. - Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1972. - 167 с.
3. Акуленко Ю.Н. Инженерно-гидрологические условия мелиорации на юге Сибири. - Красноярск: Изд-во Красноярского университета, 1985. - 128 с.
4. Ветров Ю.А., Барашиков А. Я., Петренко Г. М., Сидоренко М. В. Проблемы надежности в строительстве // Надежность и долговечность машин и сооружений. - 1984. - Вып. 6. - С. 5-14.
5. ГОСТ 27.002 - 89. Надежность в технике. Основные понятия; термины и определения. - Введ. С 01.0790- М.: Изд-во стандартов, 1990. - 37 с.
