CC BY
94
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА
УДК 624.21:625.745.12-047.72(477)
О. О. ДАВИДЕНКО*
* Кафедра «Мости i тунелЬ>, Нацюнальний транспортний утверситет, вул. Суворова, 1, Ки!в, Укра!на, 01010 тел. +38 (050) 471 33 99, ел. пошта [email protected], ОЯСГО 0000-0003-0176-3256
СТАТИСТИЧНИЙ ПРОГНОЗ ТЕХН1ЧНОГО СТАНУ АВТОДОРОЖН1Х МОСТ1В УКРА1НИ
Мета. Надати статистичну модель прогнозу довговiчностi автодорожшх мостiв Укра!ни. Методика. Те-оретичне дослвдження. Результати. Розроблено модель прогнозу довговiчностi на основi статистичного аналiзу даних технiчного стану залiзобетонних автодорожшх моспв. Наукова новизна. Вперше виконано статистичний аналiз довговiчностi автодорожнiх моспв, що знаходяться в експлуатаци. Практичне значимкть. Отриманi результати являються практичним iнструментом управлiння надiйнiстю i ресурсом залiзобетонних автодорожнiх мостiв.
Ключовi слова: автодорожш мости; довговiчнiсть; життевий цикл; залишковий ресурс
Вступ
Стаття присвячена проблем! прогнозу техш-чного стану автодорожшх моспв Укра!ни. Сьо-годш 1873 одинищ зал1зобетонних моспв, яю були обстежеш 1 занесет в базу АЕСУМ, потре-бують негайного ремонту для подальшо! безпе-чно! експлуатаци. База АЕСУМ нал1чуе актуа-льш дат лише для 6919 одиниць зал1зобетонних моспв, з 16187 одиниць моспв шдпорядкованих УкрАвтодору. Приблизно для 9268 одиниць моспв техшчний стан невизначений { кшьюсть моспв, що потребують термшового ремонту знач-но бшьша шж 1873 одиниць Причиною незадо-вшьного стану дорожньо! мереж1 е фактори: не-достатне фшансування, вщсутшсть незалежного контролю якосп бущвництва, непрофесшна робота служби експлуатаци та ш.
Результатом е одне 1з останшх мюць в Св-рош в розвитку дорожньо! мережi. Так, напри-клад, показник кшькосп дор1г з твердим пок-риттям на 1000 жител1в у Франци складае 14,2 км, в Украш - 3,2 км. В цих умовах мости виявляються найбшьш слабкою ланкою транспортного ланцюга. Реконструкщя або катталь-ний ремонт моста парал1зуе вщносно велику частку транспортно! мереж1, порушуе товароо-б1г з Свропою, значно впливае на економшу, як правило, великого за площею прилеглого реп-ону. Сьогодш автодорожш мости мають бути предметом особливо! уваги як потенцшне дже-рело економ1чно! 1 сощально! небезпеки.
Вважаеться, що довговiчнiсть залiзобетон-них моспв, запроектованих вщповщно чинних нормативних вимог, мае складати, в залежностi вiд типу прогоново! будови, не менше 70-100 роюв. В дiйсностi, приходиться констатувати, що середнш термiн служби залiзобетонних прогонових будов мостiв Укра1ни не перевищуе 47-50 рокiв. Поряд з цим, слщ наголосити, що 10-12 роюв тому галузь транспортного будiв-ництва мала застаршу нормативну базу, яка за сво!м теоретичним базисом суттево вiдставала вiд европейсько!. Державних будiвельних норм з експлуатаци транспортних споруд в Украши ранiше не було взагалг Були вiдомчi шструкци, яю не могли в нових умовах задовольнити потреб галузi. Останшм часом положення докорш-но змшилося. Станом на початок 2010 р. науко-вцi кафедри «Мости i тунет» Нацiонального транспортного унiверситету, Державного дорожнього науково-дослiдного iнституту iм. М. Шульгша, 1нституту електрозварювання iменi С. О. Пато-на НАН Украши склали повну нормативну [2, 6, 7, 8] i методичну [11, 12, 17, 18, 19] базу сис-теми експлуатаци мостiв, яка грунтуеться на новiтнiх наукових засадах [1, 4, 5].
Мета дослщження
Глобальною метою е розробка статистично! моделi прогнозу довговiчностi автодорожнiх моспв Украши. Ставиться завдання виконати статистичний аналiз технiчного стану автодо-
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА_
рожшх зал1зобетонних моста Украши, що послужить базою практично!' модел1 прогнозу техшчного стану.
1снуюч^ модели прогнозу ресурсу елемента мостов
Центральною науковою проблемою системи експлуатацп моста е проблема ощнки та прогнозу техшчного стану залишкового ресурсу моста, яка стала особливо актуальною в останш 20 роюв. Чинш до 2002 року буд1вельш норми Украши не надавали ш методологи ощнки залишкового ресурсу ш критерпв ощнки техшчно-го стану моста, що знаходяться в експлуатацп.
Сьогодш, вперше на теренах кра'н СНД, ми маемо пакет нормативних документа з ощню-
вання 1 прогнозування техшчного стану моста. Головне мюце в систем! експлуатацп займае документ ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2012 «Настанова з ощнювання 1 прогнозування техшчного стану автодорожшх моста» [12], початком станов-лення якого було надання чинност в 2002 р. вщомчому нормативному документу ВБН В.3.1-218-174-2002 «Ощнка техшчного стану автодорожшх моста, що експлуатуються» [2]. Теоретичною базою нормативного документу е новггня модель ощнки та прогнозу залишкового ресурсу елемента моста, сформульована в роботах [13, 14, 15, 16].
В рамках дослщження нами запропонована така класифжащя моделей прогнозу техшчного стану елемента моста (рис. 1).
Прогноз термш1в служби
Ощнка прогнозу, що виражена в одиницях часу, Г=роки
Ощнка прогнозу, що виражена в безрозъпрних параметрах,
X — швидюсть деградацп'; ß - характеристика безпеки та ш.
Рис. 1. Класифiкацiя моделей прогнозу довговiчностi залiзобетонних елементiв автодорожнiх моста
Детермшютичш модел1 [20, 21] - найбшьш прост для прогнозування техшчного стану елемента моста. Ц модел1 засноваш на стати-стичнш, як правило, нелшшнш регресп анал1зу даних для визначення швидкост зносу. 1нший шдхщ розбудови детермшютично!' модел1 базу-еться на ф1зико-механ1чних аспектах деградацп матер1ал1в шд д1ею зовншшх навантажень та вплив1в оточуючого середовища.
Найбшьш поширеним описом процес1в деградацп бетону е описування р1вняннями аналь тично'1 теорп дифузп Адольфа Фжа (1855 р.).
Процес карбошзацп описуеться одном1рним диференцшним р1внянням першого закону Фжа:
Q = -D ,
dx
(i)
де Q - кшькють перенесено'' в результат! дифузп речовини (в даному випадку вуглецю), так звана, щшьнють дифузшного потоку; C = C (x, t) - концентращя речовини, що дифу-ндуе, функщя координати x i часу t; D - кое-фщ1ент дифузп газу в бетонi, см2/с.
Процес дифузiï хлоридiв описуеться модел-лю другого закону Фша [22] :
C - D д 2°
dt
дх2
(2)
де С = С (х, t) - концентращя юшв хлориду на глибиш х в часу t, кг/см3; О - коефщ1ент ди-фузп хлорид1в в бетош, см /с; t - час, с (раху-еться вщ початку експлуатаци); х - координата нормальна до поверхш бетону, см.
У буд1вельнш мехашщ, з 50-х роюв минуло-го стол1ття, панувала модель накопичення по-шкоджень вщома тд назвою «теор1я лшшного шдсумовування пошкоджень Пальмгрена-Майнера», в якш використовуеться принцип лшшно! суперпозици [23]:
I
N (а)
- д.
(3)
де Di - мiрa пошкоджень; Nt - число циклiв навантаження; N (с) - число ци^в до руйну-вання при режимi напруги с; n - число ступе-нiв змiн режиму вантаження.
Очевидно, що для використання моделi (3) необхiдно мати достовiрну оцшку кiлькостi ци-клiв навантаження, тобто для прогнозу ресурсу в процес експлуатаци необидно мати повш даш юторп вантаження. Стосовно зaлiзобетон-них елеменпв aвтодорожнiх мостiв необхiднi почaтковi дaнi визначаються нaстiльки прибли-зно, що втрачаеться достовiрнiсть моделi.
Комбшоваш моделi [3] побудовaнi на засадах фiзики деградаци зaлiзобетону в сполученш з ймовiрнiсними аспектами процесу.
Стохастичш моделi [5, 15, 24] представля-ють процес погiршення техшчного стану еле-ментiв моста з плином часу, як один або бшьше розв'язань випадково! функци надшносп, як ймовiрнiсть досягнення граничного стану за час t мае вид:
P(t) = Prob [min g (X (т), т) < 0 для 0 <т< t ] ,(4)
або в термшах функци граничного стану
P(t) = Prob [R(X, t) - Q(X, t) < 0], (5)
де R(X, t) - узагальнений отр елемента; Q( X, t) - узагальнений навантажувальний ефект; X - вектор базових змшних; t - змiннa часу.
Таким чином, залежностями (4), (5) довгов> чшсть формулюеться як поняття функцюналь-но зв'язане з надшшстю. Максимальне значен-ня t, що задовольняе залежностями (1.2), (1.3) { е довгов1чшсть Т .
Серед стохастичних моделей прогнозу осо-бливе мюце займають модел1 що базуються на теори марковських випадкових процес1в. Таю модел1 набули широкого використання в управлшш проектами, буд1вництв1, вшськовш справ1, економщ1, соцюлоги, екологи та ш.
Поширеними критер1ями класифшацп марковських випадкових процес1в, що застосову-ються в прогнозуванш техшчного стану буд> вельних конструкцш е тип обласп визначення аргументу Т { тип простору сташв S. Звичай-но розр1зняють 4 основних класи марковських випадкових процешв: ланцюг Маркова; мар-ковсью послщовносп; дискретш марковсью процеси; неперервш марковсью процеси.
Класи марковських процесв [9] представле-ш в табл. 1.
Таблиця 1 Класифжащя марковських процесiв
Область T Область S
Дискретна Неперервна
Дискретна Ланцюг Маркова Марковська послщовнють
Неперервна Дискретний мар-ковський процес Неперервний марковський процес
Результатом прогнозу залишкового ресурсу моспв, незалежно вiд типу моделi, може бути оцшка, що виражена в одиницях часу (роки) або в безрозмiрних параметрах (швидкiсть деградаци, характеристика безпеки та iн.).
Аналiз техшчного стану автодорожнiх moctïb Украши станом на 01.01.2016
Тут представлено даш техшчного стану отриманш з вибiрки 2016 року - 6919 одиниць. За статистикою на 01.01.2013 в Украш е 16187 одиниць (загальною довжиною 384,3 км) автодорожшх моспв шдпорядкованих Укравтодо-ру. Розподш моспв по станам в залежносп вщ типу конструкци наведено в табл. 2.
Сьогодш констатуеться суттеве погiршення стану автодорожньоï мереж Украïни в цiлому, особливо моспв. Кшьюсть мостiв, що потре-
© О. О. Давиденко, 2016
0
бують ремонту збшьшуеться загрозливими темпами, так на 01.01.2016 1873 одиниць зал1зо-бетонних мост1в потребують ремонту сьогодш. Потребують ремонту додатково також значна кшькють мост1в серед тих, яю не обстежува-лись протягом останшх 10 роюв (9268 одиниць) 1 не були занесет в базу АЕСУМ, техшчний стан яких практично невщомий.
Таблиця 2
Розподш мост1в за станам в залежност в1д типу конструкцп
Експлуатацшний стан
Тип моста 2 3 4 5 Разом
Монолита, од. 57 591 301 21 970
Зб1рно-монолита, од. 68 199 69 3 339
Зб1рш, од. 586 3179 1124 63 4952
Немае даних про тип конструкций од. 47 319 257 35 658
Вс типи, од. 758 4288 1751 122 6919
Для варiацiйного ряду статистичних даних термiнiв служби автодорожшх затзобетонних мостiв обчислено статистичнi ощнки (табл. 3): середне значення варiант (6) та середне квадра-тичне вiдхилення (7).
1 к 1 к
c=1 z
(6) (7)
де х7 - термш служби 7 -ого мосту, роки; п - кшькють мост1в виб1рки, од.
Привертае увагу той факт, що при серед-ньому термш служби в 47 роюв середне квад-ратичне вщхилення складае 14 роюв. Цей знач-ний розкид значень вар1ацшного ряду строку служби Т демонструе розмаггтя умов експлуа-тацшного утримання { якост буд1вництва мос-т1в автодорожньо! мереж1 Украши.
Для шфраструктури Украши принципово важливою характеристикою е ресурс автодоро-жшх моспв. З огляду на факт, що середнш термш служби затзобетонних моспв складае
47-50 роюв виявляеться необхiднiсть детального дослщження в чаш процесу попршення !х технiчного стану.
Таблиця 3
Термши служби зал1зобетонних мост1в за виб1ркою на 01.01.2016
Тип п. б. Середньозважене значення Ц, роки Середне квадратичне в1дхилення С, роки
Стан 2
Монолита 47 19
Зб.-мон. 21 21
Зб1рш 30 16
Вс типи разом 31 19
Стан 3
Монолита 54 15
Зб.-мон. 37 15
Зб1рш 40 16
Вс типи разом 42 17
Стан 4
Монолита 55 13
Зб.-мон. 46 17
Зб1рш 44 13
Вс типи разом 47 14
Стан 5
Монолита 58 11
Зб.-мон. - -
Зб1рш 47 12
Вс типи разом 50 12
Прогноз терм1шв служби автодорожшх мост1в УкраТни
Отриманi систематизованi фактичнi данi те-рмiнiв служби автодорожнiх мостiв, нижче по-рiвнюються з даними за моделлю прогнозу ресурсу мосив Украши за ДСТУ-Н [12]. Ця сто-хастична модель прийнята в ^d^i експлуата-
хгпг
хгпг ,
i=1
ци автодорожшх моспв починаючи з 2002 року [2]. В формулюванш модел! постулюеться, що швидюсть деградацп описуеться одним параметром X - показником штенсивносп вщмов. Цей показник приймаеться постшшм, незалеж-ним вщ часу X = . За функщю надшносн прийнята штегральна функщя розподшу Р(0 для часу Тп, котрий пронкае доки стануться вс п подш процесу (розподш Пуассона):
P(t) = 1 - P(Tn > t) = 1
k=0
(Xt )ke k!
k „-Xt
(8)
де X - параметр процесу штенсивнють вщмов (швидюсть деградацп).
Тут Р{ - ймов!ршсть того, що елемент пе-рейде в стан к протягом часу t < Тк . Таким чином, при заданш штенсивносп вщмов X, зале-жшстю (8) встановлюеться зв'язок м1ж надшш-стю елемента Р в 7 -му сташ та часом t, що пройшов вщ початку експлуатацп до стану 7 = 2,...,5. При к =5 функщя мае вид:
Pt = 0,00833(Xt )5 exp (-Xt).
(9)
Для кожно! групи моспв, що подшеш за те-хшчним станом, для середнього термшу служ-би за ДСТУ-Н [12] було визначено швидюсть деградацп \ поставлено в формулу (9). Отри-маний прогноз термшв служби занесений до табл. 4.
Таблиця 4
Прогноз техшчного стану вмх типiв моспв за ДСТУ-Н [12] та фактичш термiни служби
Стан Прогноз за [12], роки Фактичт термь ни служби, роки Розходження, %
2 31 31 0
3 45 42 7
4 60 47 22
5 74 50 48
зу з оч1куваною достов1рн1стю, так як 1стор1я експлуатацп для ще! групи вщсутня. Тому на рис. 2 та рис. 3 фактичш термши служби зб!гаються з прогнозованими за моделлю ДСТУ-Н [12].
Стаи 2 Л.
Стан 5 \ ©
Стан 4 Ж,
Стан 5 У-1- . рiL
40 Т. роки
№
Рис. 2. Графш моделей прогнозу термшв служби:
1 - крива моделi прогнозу [12] залишкового ресурсу; 2 - крива моделi прогнозу по фактичним термшам служби; - заштрихована область графжу, це д1апазон прогнозу
В таблиц (див. табл. 4) представлен система-тизоваш дат ощнки ресурсу виб1рки з 6919 еле-менпв. Прогноз термшв служби в таблиц 4 представлений для вех сташв, кр1м другого, в д!апазош 3-24 роки. Це зумовлено тим, що в першому техтчному сташ знаходяться тшьки нов! мости, кшьюсть яких недостатня для прогно-
Рис. 3. Iнтенсивнiсть ввдмов залежна ввд часу X(t)
Практика автодорожшх моспв показала, що можна шдняти техшчнш стан шляхом ремонту 1 реконструкцп не вище другого експлуатацш-ного стану. Це положення закршлено також в регламентащях ДСТУ-Н [12].
Дапазон прогнозу в 3-24 роки (див. рис. 2) та розходження до 48 % для сташв 3-5 пояснюеться змшною швидюстю деградацп X (див. рис. 3), для кожно! групи моспв, як вщр1зняеться бага-тьма факторами: особливостями проекту, яюстю бущвництва, умовами експлуатацп та ш
Пропонуеться наступна модель прогнозу за фактичними термшами служби моспв (див. рис. 2) побудована в програм! MathCad штер-полящею квадратичного сплайна по заданим точкам з таблиц! (див. табл. 4):
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА_
s (t ) = a (t - ti )2 + b (t - ti )+сг,
tl-1 < t < tl, i = 2,3...5 (10)
де ai, b , ci - коефiцieнти функци квадратично!' параболи для кожного промiжку.
З рисунка (див. рис. 3) очевидно, що швид-юсть деградацiï X не е постшною i залежить вiд часу.
Графш iнтенсивностi вiдмов (див. рис. 3) побудований в програмi MathCad штерполящ-ею кубiчного сплайна по заданим точкам з таб-лицi (див. табл. 4):
X(t ) = ai + b (t - tt ) + 2 (t - ti )2 + d- (t - ti )3, 2 6
ti-i < t < tt, i = 2, 3, 4, (11)
де ai, bi , ci di - коефiцiенти сплайн-функцiï для кожного промiжку.
Висновки
1. За статистичними даними середнiй термiн служби мос^в Украïни складае 47-50 роюв, що е майже в двiчi нижче нiж регламентований [7]. Середне квадратичне вiдхилення складае 14 роюв. Цей значний розкид значень варiацiйного ряду строку служби T демонструе розмаггтя умов експлуатацiйного утримання i якостi будь вництва мос^в автодорожньоï мережi Украïни
2. Отримана статистична модель (10) прогнозу термшв служби моспв за фактичними даними враховуе змiну iнтенсивностi вщмов X(t ) з часом, але не враховуе особливосп проекту i експлуатацп для кожно1' групи мостiв окремо. Також слiд зауважити, що середнi тер-мiни служби для моспв в 5 техшчному сташ отриманi з малочисельно1' вибiрки (122 од.). Iснуючi моделi прогнозу е недостатньо точни-ми i мають похибку в дiапазонi 50-74 роки (див. рис. 2) для 5-ого техшчного стану.
3. В моделi ДСТУ-Н [12], показник штенси-вносп вiдмов приймаеться постiйнiм, незалеж-ним вiд часу X = X(t). Наше дослщження (див. рис. 3) показало, що показник штенсивносп вщмов X змшний в чаш. Це пояснюе розхо-дження до 24 рокiв мiж прогнозованими термi-нами служби i фактичними (див. рис. 2). Модель ДСТУ-Н [12] потребуе модершзацп так, як може завищувати очшуванш термши служби до 48 % (див. рис. 2).
Це дослщження було виконано пщ кер1вни-
цтвом доктора техшчних наук, професора Лан-
туха-Лященко А. I. Висловлюю йому мою щиру
подяку.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Боднар, Л. П. Програмний комплекс АЕСУМ. Сучасний стан та концепц1я подальшого розви-тку [Текст] / Л. П. Боднар // Дороги 1 мости : зб. наук. праць ДерждорНД1. - Ки'в, 2010. -Вип. 12. - С. 31-39.
2. ВБН В.3.1-218-174-2002 Ощнка техшчного стану автодорожшх моспв, що експлуатуються [Текст]. - Кшв : Укравтодор, 2002.
3. Вентцель, Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения [Текст] / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. - Москва : Высш. школа, 2000. - 383 с.
4. Давиденко, О. О. Ощнка техн1чного стану 1 прогнозування залишкового ресурсу автодорожшх моспв Украши [Текст] / О. О. Давиденко // Ав-тошляховик Украши. - 2014. - Вип. 237. -С. 29-35.
5. Давыденко, А. А. Марковские модели накопления повреждений в оценке и прогнозировании технического состояния мостов [Текст] / А. А. Давыденко // Мости та тунелк теор1я, дослщження, практика. - 2014. - Вип. 6. -С. 40-47.
6. ДБН В.2.3-22:2009. Споруди транспорту. Мости та труби. Основш вимоги проектування [Текст]. - Надано чинносп 2009-11-11. - Ки!в : Мшреп-онбуд Украши, 2009. - 73 с.
7. ДБН В.2.3-14:2006. Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування [Текст]. - Надано чинносп 2007-02-01. - Кшв : Мш. буд., архгг. та житл.-комун. госп-ва, 2006. - 359 с.
8. дБн В.2.3-6:2009. Споруди транспорту. Мости та труби. Обстеження 1 випробування [Текст]. -Надано чинносп 2010-03-01. - Кшв : Мшрегю-нбуд Украши, 2009. - 42 с.
9. Теор1я ймов1рностей 1 математична статистика для наукових пращвнишв та 1нженер1в [Текст] / I. I. Горбань - Ки!в, 2003. - С. 244.
10. Дехтяр, А. С. Оптимальш термши й об'еми ре-монпв зал1зобетонних моспв [Текст] / А. С. Дехтяр // Д1агностика, довгов1чшсть та реконструкщя мост1в 1 буд1вельних конструкц1й : зб. наук. праць. - Льв1в : Каменяр, 2001. -Вип. 3. - С. 83-86
11. ДСТУ Б.В.2.3-24:2009 Споруди транспорту. Труби дорожш Обстеження та ощнювання техшчного стану [Текст]. - Надано чинносп 2009-12-21. - Кшв : М1нрегюнбуд Украши, 2009. - 15 с.
Мости та тунелк теорiя, дослщження, практика, 2016, № 10
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА_
12. ДСТУ-Н Б.В.2.3-23:2013 Споруди транспорту. Настанова з ощнювання 1 прогнозування техш-чного стану автодорожшх моспв [Текст]. - На-дано чинносп 2009-11-11. - Ки!в : Мшрегюн-буд Укра!ни, 2013. - 49 с.
13. Лантух-Лященко, А. I. До проекту державних буд1вельних норм з оцшки техшчного стану моспв [Текст] / А. I. Лантух-Лященко // Д1агно-стика, довгов1чшсть та реконструкц1я моспв 1 буд1вельних конструкцш : зб наук. праць. -Льв1в : Каменяр, 2000. - Вип. 2. - С. 78-83.
14. Лантух-Лященко, А. I. Науков1 розробки з нормативного забезпечення [Текст] / А. I. Лантух-Лященко // Дороги 1 мости : зб. наук. праць Де-рждорНДТ - Кшв, 2003. - С. 76-99.
15. Лантух-Лященко, А. I. Марковсьш модел1 де-градаци затзобетонних елеменлв моспв [Текст] / А. I. Лантух-Лященко // Промислове буд1вництво та 1нженерш споруди. - Кшв, 2009. - Вип. 2. - С. 22-25.
16. Лантух-Лященко, А. I. Оцшка техшчного стану транспортних споруд, що знаходяться в експлу-атаци [Текст] / А. I. Лантух-Лященко // В1сник Транспортно! Академп Укра!ни. - Кшв, 1999. -Вип. 3. - С. 59-63.
17. Поабник до ДСТУ-Н Б.В.2.3-23 з оцшки 1 прогнозування техшчного стану автодорожшх моспв. Укравтодор, - Ки!в : 2011.
__А
А. А. ДАВЫДЕНКО
18. СОУ 42.1-37641918 - 093:2012 Мости та труби. BapiaHrae проектування MOCTiB. - Ки!в : Укравтодор, 2012.
19. СОУ 45.2-00018112-026:2008 Споруди транспорту. Дефекти автодорожшх мослв. Класифжа-цiя. - Ки!в : Укравтодор, 2008.
20. Янчук, Л. Л. Анaлiз трщиностшкосп зaлiзобe-тонних eлeмeнтiв мостiв як практичний апарат прогнозу ресурсу [Текст] / Л. Л. Янчук // Мости та тунелт тeоpiя, дослщження, практика. -2014. - Вип. 6 - С. 132-137.
21. Яцко, Ф. В. Довговiчнiсть захисного шару заль зобетонних елеменпв моспв [Текст] / Ф. В. Яцко // Вюник Днiпpопeтpовського нац. ун-ту за-лiзн. тр-ту iM. акад. В. Лазаряна. - Дшпропет-ровськ, 2010. - Вип. 33. - C. 190-196.
22. Експлуатащя i peконстpукцiя мостiв [Текст]. Подручник. Друге видання. / [Страхова Н.£. та iн. Наукове редагування Лантух-Лященко А.1.] - УТУ, ТАУ. Вид.: "Донеччина", 2002, 402 с.
23. Miner, M. A., Cumulative damage in fatigue / Min er, M. A. // J. Applied Mech., -1945-12 (1945) -pp. 159-164.
24. Frangopol (1999). Life-cycle cost analysis for bridges. In D. M. Frangopol, editor, Bridge Safety and Reliability, pages 210-236. ASCE, Reston, Virginia.
* Кафедра «Мосты и тоннели», Национальный транспортный университет, ул. Суворова 1, Киев, Украина, 01010, тел. +38 (050) 471 33 99, эл. почта [email protected], ORCID 0000-0003-0176-3256
СТАТИСТИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ УКРАИНЫ
Цель. Предоставить статистическую модель прогноза долговечности автодорожных мостов Украины. Методика. Теоретическое исследование. Результаты. Разработана модель прогноза долговечности на основании статистического анализа данных технического состояния железобетонных автодорожных мостов. Научная новизна. Впервые выполнен статистический анализ долговечности автодорожных мостов, которые находятся в эксплуатации. Практическое значение. Полученные результаты являются практическим инструментом управления надежностью и ресурсом железобетонных автодорожных мостов.
Ключевые слова: автодорожные мосты; долговечность; жизненный цикл; остаточный ресурс
_ *
A. DAVYDENKO
* Department of Bridges and Tunnels, National Transport University, 1 Suvorov str., Kyiv, Ukraine, 01010, tel. +38 (050) 471 33 99, e-mail [email protected], ORCID 0000-0003-0176-3256
STATISTICAL PREDICTION OF TECHNICAL STATE ROAD BRIDGES OF UKRAINE
Purpose. To provide statistical prediction model of highway bridges durability in Ukraine. Methodology. Theoretical study. Findings. The model of durability prediction based on statistical data analysis of technical state of
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА_
reinforced concrete for highway bridges was developed. Originality. For the first time statistical analysis of the
durability of road bridges that are in operation was carried out a. Practical value. The results are a practical management tool for reliability and resource of reinforced concrete highway bridges.
Keywords: road bridges; durability; life cycle; residual life
REFERENCES
1. Bodnar L. P. Prohramnyy kompleks AESUM. Suchasnyy stan ta kontseptsiya podalshoho rozvytku [The software package AESUM. Current state and further development concept]. Zbirnyk naukovykh prats Derzhavnoho dorozhnoho naukovo-doslidnoho instytutu imeni M. P. Shulhina "Dorohy i mo sty" [Proc. Of State Road Research Institute named after M. P. Shulgin "Roads and bridges"], 2010, issue 12, pp. 31-39.
2. VBN V.3.1-218-174-2002. Otsinka tekhnichnoho stanu avtodorozhnikh mostiv, shcho ekspluatuyutsya [Institutional building codes V.3.1-218-174-2002. Evaluation of the technical state highway bridges exploited]. Kyiv, Ukravtodor Publ., 2002.
3. Venttsel Ye. S., Ovcharov L. A. Teoriya sluchaynykh protsessov i ee inzhenernye prilozheniya [Theory of casual processes and her engineering applications]. Moscow, Energiya Publ., 2000. 383 p.
4. Davidenko O. O. Otsinka tekhnichnoho stanu i prohnozuvannya zalyshkovoho resursu avtodorozhnikh mostiv Ukrayiny [Assessment of technical condition and forecasting residual life of highway bridges Ukraine]. Avtoshlyakhovyk Ukrayiny -Avtoshlyahovyk Ukraine, 2014, issue 237, pp. 29-35.
5. Davydenko A. A Markovskie modeli nakopleniya povrezhdeniy v otsenke i prognozirovanii tekhnicheskogo sostoyaniya mostov [Markov model of damage accumulation in the assessment and forecasting of technical condition of the bridges]. Mosty ta tuneli: teorija, doslidzhennja, praktyka - Bridges and tunnels: theory, research, practice, 2014, issue 6, pp. 40-87.
6. DBN V.2.3-22-2009. Sporudy transportu. Mosty ta truby. Osnovni vymohy proektuvannya [State Standard V.2.3-22-2009. Transport constructions. Bridges and pipes. Basic design requirements]. Kyiv, Minrehionbud Ukrayiny Publ., 2009. 73 p.
7. DBN V.2.3-14-2006. Sporudy transportu. Mosty ta truby. Pravyla proektuvannya [State Standard V.2.3-14-2006. Transport constructions. Bridges and pipes. Design rule]. Kyiv, Ministerstvo budivnytstva, arkhitektury i zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Publ., 2006. 359 p.
8. DBN V.2.3-6-2009. Sporudy transportu. Mosty ta truby. Obstezhennya i vyprobuvannya [State Standard V.2.3-6-2009. Transport constructions. Bridges and pipes. Inspection and testing]. Kyiv, Minrehionbud Ukrayiny Publ., 2009. 42 p.
9. Horban I. I. Teoriia ymovirnostei i matematychna statystyka dlia naukovykh pratsivnykiv ta inzheneriv [Probability and Mathematical Statistics for scientists and engineers]. Kyiv, Energiya Publ., 2003. 244 p.
10. Dehtyar A. S. Optymalni terminy y obyemy remontiv zalizobetonnykh mostiv [Optimal timing and volumes of repair of reinforced concrete bridges]. Diahnostyka, dovhovichnist ta rekonstruktsiya mostiv i budivelnykh konstruktsiy - Diagnosis, durability and reconstruction of bridges and building structures, 2001, issue 3, pp. 83-86.
11. DSTU B.V.2.3-24-2009. Sporudy transportu. Trubi dorozhni. Obstezhennya ta otsinyuvannya tehnichnogo stanu [State Standard B.V.2.3-24-2009. Transport constructions. Pipes Road. Examination and evaluation of technical condition]. Kyiv, Minrehionbud Ukrayiny Publ., 2009. 15 p.
12. DSTU-N B.V.2.3-23-2013. Sporudy transportu. Nastanova z otsinyuvannya i prognozuvannya tehnichnogo stanu avtodorozhnih mostiv [State Standard B.V.2.3-23-2013. Transport constructions. Guidance evaluation and forecasting technical condition of road bridges]. Kyiv, Minrehionbud Ukrayiny Publ., 2013. 49 p.
13. Lantuh-Lyaschenko A. I. Do proektu derzhavnykh budivelnykh norm z otsinky tekhnichnoho stanu mostiv [The project of state building codes to assess the technical condition of bridges]. Diagnostika, dovgovichnist ta rekonstruktsiya mostiv i budivelnih konstruktsiy - Diagnosis, durability and reconstruction of bridges and building structures, 2000, issue 2, pp. 78-83.
14. Lantuh-Lyaschenko A. I. Naukovi rozrobky z normatyvnoho zabezpechennya [Scientific development of regulatory support]. Zbirnyk naukovykh prats Derzhavnoho dorozhnoho naukovo-doslidnoho instytutu imeni M. P. Shulhina "Dorohy i mosty" [Proc. Of State Road Research Institute named after M. P. Shulgin "Roads and bridges"], 2003, issue 3, pp. 76-99.
15. Lantuh-Lyaschenko A. I. Markovski modeli degradatsiyi zalizobetonnih elementiv mostiv [Markov models degradation bridges concrete elements]. Promislove budivnitstvo ta inzhenerni sporudi [Industrial construction and engineering structures], 2009, issue 2, pp. 22-25.
МОСТИ ТА ТУНЕЛ1: ТЕОР1Я, ДОСЛ1ДЖЕННЯ, ПРАКТИКА_
16. Lantuh-Lyaschenko A. I. Otsinka tekhnichnoho stanu transportnykh sporud, shcho znakhodyatsya v ekspluatatsiyi [Assessment of the technical state of transport facilities that are in operation]. Visnyk Transportnoyi Akademiyi Ukrayiny [Bulletin of Transport Academy of Ukraine], 1999, issue 3, pp. 59-63.
17. Posibnyk do DSTU-N B.V.2.3-23 z otsinky i prohnozuvannia tekhnichnoho stanu avtodorozhnikh mostiv [Guide for ISO-N B.V.2.3-23 assessment and prediction of technical condition of road bridges]. ]. Kyiv, Derzhpozhyvstandart Ukrainy Publ., 2011.
18. SOU 42.1-37641918-093-2012. Mosty ta truby. Variantne proektuvannya mostiv [State Standard 42.137641918-093-2012. Bridges and pipes. Variant design of bridges]. Kyiv, Ukravtodor Publ., 2012.
19. SOU 45.2-00018112-026-2008. Sporudy transportu. Defekty avtodorozhnikh mostiv. Klasyfikatsiya [State Standard 45.2-00018112-026-2008. Transport constructions. Defects of highway bridges. Classification]. Kyiv, Ukravtodor Publ., 2008.
20. Yanchuk L. L. Analiz trishchynostiykosti zalizobetonnykh elementiv mostiv yak praktychnyy aparat prohnozu resursu [Analysis of crack concrete elements as a practical bridge device resource forecasting]. Mosty ta tuneli: teorija, doslidzhennja, praktyka - Bridges and tunnels: theory, research, practice, 2014, issue 6, pp. 132-137.
21. Yatsko F. V. Dovhovichnist zakhysnoho sharu zalizobetonnykh elementiv mostiv [The durability of the protective layer of concrete elements bridge]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazaryana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2010, issue 33, pp. 190-196.
22. Strakhova N. Ye, naukove redahuvannia Lantukh-Liashchenko A. I. Ekspluatatsiia i rekonstruktsiia mostiv. Pidruchnyk. Druhe vydannia. [Maintenance and reconstruction of bridges. Textbook. Second edition]. Donetsk, Donechchyna Publ., 2002. 402 p.
23. Miner, M. A. Cumulative damage in fatigue. J. Applied Mech., 1945, 12 (1945), pp. 159-164.
24. Frangopol (1999). Life-cycle cost analysis for bridges. In D. M. Frangopol, editor, Bridge Safety and Reliability, pages 210-236. ASCE, Reston,Virgini.
Стаття рекомендована до публ1кацИ' д.т.н, проф. А. I. Лантухом-Лященко (Украта), д.т.н.,
проф. Д. О. Банниковим (Украта).
Надшшла до редколеги 26.10.2016.
Прийнята до друку 26.12.2016.
