Расчёт износа в элементах пролётных строений мостов с учётом коррозии арматуры Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Транспортное, промышленное и гражданское строительсТВЗ

безопасности ППО. Программируемые логические интегральные схемы на сегодняшний день представлены широким спектром устройств и областью применения.

Электрическая централизация на такой элементной базе является компромиссом между релейными и компьютерными системами, сочетая в себе их достоинства (сравнительно низкая стоимость, отсутствие материалоемких и энергоемких элементов) и лишенная их недостатков (отсутствие операционной системы и программного обеспечения).

Библиографический список

1. Проблема доказательства безопасности аппаратной и программной реализации функций электрической централизации / О. К. Дрейман, Д. С. Марков, А. А. Лыков // Автоматика и телемеханика на железных дорогах. Техническая эксплуатация и сертификация. - СПб. : ПГУПС, 2000. - 113 с.

2. Станционные системы автоматики и телемеханики : учебник для вузов ж.-д. транспорта / Вл. В. Сапожников, Б. Н. Елкин, И. М. Кокурин. - М. : Транспорт. - 1997. -432 с. - ISBN 5-277-02176-0.

3. Системы автоматизированного проектирования фирмы Altera MAX+plus II и Quartus II : краткое описание и самоучитель / Д. А. Комолов, Р. А. Мяльк, А. А. Зобенко, А. С. Филиппов. - М. : ИП «Радиософт», 2002. - 352 с.

4. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики / Р. И. Грушвицкий, А. Х. Мурсаев, Е. П. Угрюмов. - СПб. : БХВ-Петербург, 2002. -608 с. - ISBN 5-94157-002-3.

Статья поступила в редакцию 20.03.2008;

представлена к публикации членом редколлегии Вл. В. Сапожниковым.

УДК 624.21.03 И. Г. Ганиев

РАСЧЁТ ИЗНОСА В ЭЛЕМЕНТАХ ПРОЛЁТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ С УЧЁТОМ КОРРОЗИИ АРМАТУРЫ

В статьи приведена методика расчета износа в элементах пролетных строений мостов с учетом коррозии арматуры. Определено, что наиболее сильное снижение класса происходит в наружной консоли плиты.

износ, пролет мостов, коррозия арматуры, балка.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/4

114

Транспортное, промышленное и гражданское строительство

Введение

Многочисленные обследования эксплуатируемых железобетонных пролетных строений показали, что в большинстве случаев снижение грузоподъемности пролетных строений происходит в расчетных сечениях из-за потери прочности бетона в результате карбонизации, морозного влияния и выщелачивания.

1 Методика расчета износа в элементах пролетных строений мостов с учетом коррозии арматуры

В расчетах грузоподъемности пролетных строений с арматурой, подверженной коррозии, удобно использовать отношение площади потери сечения к первоначальной площади арматурного стержня:

1 =

(1)

Как указано в работах [1], [2], [3], [4], коррозионное повреждение по периметру круглого стержня неодинаково. Поэтому для практических расчетов можно принять

DA pd

I

(2)

где I - глубина коррозионного повреждения.

Допускаемая временная нагрузка по прочности плиты по изгибающему моменту получается в виде

кш = a (MT -&MT - DMp ), (3)

где АМт - снижение изгибающего момента за счет коррозии арматуры,

DMT

(

RM

К

RMЛ

2Rb 0

(4)

Подставив (3) в (5), получим:

1

t

DMT TRA pdlcr „

2 a +1

R p2 d2 2 Rbb

f

J2

cr

l. as + t 0

(5)

В полученной зависимости второе слагаемое в правой части имеет значение на несколько порядков меньше, чем первое, поэтому для практических расчетов принимаем

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/4

Транспортное, промышленное и гражданское строитедьствб

DMT -—Rhl .

T 2 5 0 с'as +1

Зависимость (4) с учетом (7) представляется в виде

(6)

k = k k t • nTM n0 ncr u ’ a +1 (7)

1 sf ll (8)

kcr - a! R pdhJcr; (9)

S' (N ^ II sf (10)

1 %ЛЬ (1 - z)

Значение ко является допускаемой нагрузкой, заложенной в проект; kcr - значение допускаемой нагрузки, соответствующее максимальной глубине коррозии.

Мера накопления износа

к t

Y ---------^-----=-----. (11)

ko(1 + mo) - k0n a +t

Для (12) выполняются условия: t = 0, у = 0;

t = Tres, k0 (1 + m0 ) — k0п = кск у = 1. (12)

Для главной балки допускаемая нагрузка по изгибающему моменту при x < hf определяется по (8); при x > hf - по формуле

kcr = a1 RApdlcr + Rb (bf - b)hf (h0 - 0,5hf ) . (13)

Допускаемая нагрузка по поперечной силе

kTQ = a2 (Q-DQ - Qp ) , (14)

где

1

a2 ---------;

n e О

0 8R A с

Q - 0,8RsSAsi sin a + + Qb;

(15)

(16)

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/4

116

Транспортное, промышленное и гражданское строительство

Qb =

2 RJ„ .

2,5S ’

(17)

DQ

0,Щ 4r

pd

t .

-----sin a +

a +1

0,8R

S

pd t

—c----

2 a + t

(18)

Значение с - длины проекции наклона отогнутых стержней к продольной оси - принимается по результатам расчетов.

На рис. 1 показано изменение класса по грузоподъемности в различных сечениях балки. Как показано на рисунке, коррозия арматуры способствует существенному снижению класса элементов. Наиболее сильное влияние при этом наблюдается при расчете грузоподъемности внешней консоли плиты.

14 12 10 8 6

Класс

Рис. 1. Изменение класса элементов балки пролетного строения в зависимости от меры накопления износа из расчета прочности с учетом коррозии рабочей арматуры

Значения Sb и Ss определяются:

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/4

Транспортное, промышленное и гражданское строительствЗ

S =

I i п 7 pd t

an ARJ----------

3 s bf cr , ,

2 а +1

i

(bf - b) hf + 2n' AJc

pd t

2 а +1

+ A' а'

S =

b

* r\ i pd t

а3 As Rsf Kr~^ ~

2 а +1

n

1

(bf -b)% + 2n'

f . , pd t

A l----------A' а'

V

2 а +1

0

b

При x < hf bf= b без учета сжатой арматуры:

а

S =

V

bn} Al

pd t

2 а + t

2

а^

bAl

pd t

2 а + t

2jn'

(19)

(20)

(21)

(22)

Мера накопления износа в процессе коррозии арматуры в общем случае выражается в виде

г t

У = к-----, (23)

а +1

где к - коэффициент, определяемый по видам расчетов по приведенным выше формулам.

На рис. 2 показано изменение класса элементов главной балки по мере накопления износа в различных сечениях балки из расчета на выносливость с учетом коррозии арматуры. Здесь отчетливо видно, что наиболее сильное снижение класса происходит в наружной консоли плиты.

Заключение

Предложенным расчетным методом можно определить меру накопления износа в элементах пролетных строений мостов по критериям коррозии арматуры.

В результате анализа опытных данных по натурным испытаниям эксплуатируемых пролетных строений мостов, расположенных на дорогах Республики Узбекистан, можно прийти к выводу, что предельные значения из-

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/4

118

Транспортное, промышленное и гражданское строительство

носа при его визуальном определении по имеющимся видимым повреждениям на основе многолетнего опыта эксплуатации мостов установлены в преде -лах 75 % для несущих элементов пролетного строения и 45 % - для опор.

Рис. 2. Изменение класса элементов балки пролетного строения в зависимости от меры накопления износа по расчету выносливости арматуры

Библиографический список

1. Учет климатических воздействий при проектировании и прогнозе долговечности железобетонных пролетных строений / В. О. Алмазов, Н. А. Серенко // Автомобильные дороги : информ. сб. - Информавтодор. - Вып. II. - М., 1997. - С. 18-28.

2. Внедрение нового информационного обеспечения / А. В. Бушин, С. А. Бокарев,

С. С. Прибытков // Путь и путевое хозяйство. - 2003. - № 2. - С. 9-10.

3. Расчетные сроки эксплуатации мостов / А. И. Васильев // Транспортное строительство. - 1980. - № 3. - С. 16-18.

4. Вопросы долговечности эксплуатируемых автодорожных и городских мостов и меры по увеличению срока их службы / А. И. Васильев, В. П. Польевко, А. С. Платонов // Проблемы строительства, реконструкции и эксплуатации сооружений в крупных городах : сб. науч. тр. - М. : ЦНИИС, 1995.

Статья поступила в редакцию 30.04.2008; представлена к публикации членом редколлегии Т. А. Белаш.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/4