Вероятностный расчет железнодорожных железобетонных шпал Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 625.142.42

М. В. САВИЦЬКИИ (ПДАБА, Дшпропетровськ), П. О. ПШ1НЬКО, А. М. З1НКЕВИЧ (ДПТ)

1МОВ1РН1СНИЙ РОЗРАХУНОК ЗАЛ1ЗНИЧНИХ ЗАЛ1ЗОБЕТОННИХ ШПАЛ

В статп представлено результати 1мов1рн1сного розрахунку зал!зничних затзобетонних шпал типу СБ3-0 та СБ3-1 та характеристики !х надшносл.

Ключовi слова: шпала, розрахунок, зал1зобетон, конструкщя, надшшсть шпал

Вступ

Вщповщно до загально! тенденци розвитку затзничного транспорту Укра!ни, що включае шдвищення швидкостей руху пасажирських по!зд1в, постала задача оцшки надшност конс-трукцп затзобетонних шпал.

Об'ектом до^дження дано! статп е ви-значення надшносп конструкци затзобетонних шпал.

Предметом до^дження дано! статп стали затзничш затзобетонш шпали типу СБ3-0 та СБ3-1.

Результати дослщжень

Iмовiрнiсний розрахунок залiзобетонних шпал на мiцнiсть перерiзiв, нормальних до по-довжнъог оа.

Для !мов!рнюного розрахунку зал1зобетон-них елеменпв, що згинаються, по мщносп пе-рер1з1в, нормальних до подовжньо! ос1, викори-стовувався чисельно-аналгтичний метод чисе-льно! лшеаризаци.

Розрахунок виконуеться з урахуванням пе-редумови, що закони розподшв визначальних параметр1в \ функцп мщносп тдпорядкову-ються нормальному закону розподшення (Гаусса).

Алгоритм !мов!рнюного розрахунку затзо-бетонних елеменпв, що згинаються, за мщню-тю нормальних до подовжньо! ос перер1з1в наведено на рис. 1.

Порядок розрахунку е наступним:

- Вводяться початков! вихщш даш: матема-тичш очшування геометричних характеристик поперечного перер1зу ^, характеристик мщносп арматури I бетону Яь ; середш квадрати-чш вщхилення геометричних параметр1в поперечного перер1зу елементу , характеристик

мщносп арматури ск I бетону ск ;

- Обчислюеться математичне очшування мщносп елементу, що згинаеться, М за д1ю-чими нормами, при середшх значеннях змшних параметр1в

у = у (^ x2,•••, ххп);

(1)

. дМ

- Обчислюються частинш похщш - фу-

дХг

нкци несучо! спроможносп, за кожним змшним параметром хг-.

При цьому частинш похщш замшюються !х кшцево-р!зницевою формою:

дМ = [М (( Х2 ,•••, X-1, X + И (хг ), X +1,•••, Хп )-

- М(Х1,Х2x■-l,х -)xм,•••,Хп)]/Щх ) (2)

де к (X ) = 3сх,

с ^ - середне квадратичне вщхилення параметра хг;

- Визначаеться середне квадратичне вщ-хилення функци несучо! спроможносп елемен-

ту см :

I

г=1

( дМ ^

КдХг /

(3)

- Обчислюеться мщнють затзобетонних згинальних елеменпв, по перер1зах, нормальних до подовжньо! ос!, !з забезпеченютю 0,99865 ! 0,95. За умови розподшу м!цност! за-л!зобетонних елеменпв за нормальним законом:

М,

= М - 3сМ , (4) М0 95 = М -1,64См , (5)

0,99865

де М0 99865 та М0 95 - вщповщно, мщнють по

перер!зах, нормальних до подовжньо! ос! елементу з забезпеченютю 0,99865 ! 0,95,

© М. В. Савицький, П. О. Пшшько, А. М. Зшкевич, 2012

СМ =

М - математичне очшування мiцностi по перерiзах, нормальних до подовжньо! осi зал> зобетонного елементу,

аМ - середне квадратичне вiдхилення мщносп по перерiзах, нормальних до подовжньо! ос залiзобетонного елементу.

V, = 0,1.

(9)

За вщомих коефщеннв варiащ! кубково! мiцностi i коефщента призмово! мiцностi мож-на визначити коефщент призмово! мiцностi бетону:

4

V» =л ¡VI + V?

(10)

Середне значення призмово! мщносп бетону визначалося за формулою:

Я = я • К„ .

(11)

Середне квадратичне вiдхилення i математичне очiкування мщносп бетону на розтяг при нормованш змiнностi визначаеться таким чином:

апы =(кып -кы)/1,36; Яь, = Яып +1,64 а Е

(12) (13)

Рис. 1. Алгоритм 1мов1ршсного розрахунку зал1зобетонних елеменпв

Змтт „араметри мщност1 перер1з1в ш„ал.

Характеристики мщносп бетону. Прийнята в [1] формула для нормативно! призматично! мщносп бетошв на пористих заповнювачiв та важких бетонiв мае вид:

ЯЬп = Яп (0,77 - 0,001Я) > 0,72Яп , (6)

тобто коефщент призматично! мiцностi е таким:

кп п = 0,77 - 0,001Я > 0,72. (7)

Насправдi, зпдно з [2] середне значення ко-ефiцiентiв призматично! мiцностi вище наведе-них i рiвнi приблизно:

кпп = 0,83 - 0,001Я > 0,78. (8)

Коефiцiент варiацi! значень коефщента призматично! мiцностi прийнятий рiвним [2]:

де аК, - середне квадратичне вщхилення опору бетону,

Яы, ЯЫп, Яы - вщповщно, середне, нормати-вне та розрахункове значення опору бетону на стиск.

Характеристики попереднього напруження арматури.

При мехашчному способi натягу величина допустимих вiдхилень попереднього натягу не нормуеться. Однак, в нормах [1] е вказiвка, що при проектуваннi заздалегщь напружених конструкцiй з механiчним способом натягу натягом арматури виходять з того, що вщхилення зусиль можуть знаходитись в межах ±10 %. Отже, якщо проектом не вказуеться величина вщхилення, то прийматимемо при мехашчному способi натягу:

р = 0,1а

(14)

де ар - величина попереднього напруження.

При ощнщ надшносн змiннiсть величини попередньо! напруги враховуеться за допомо-гою допустимо! величини вiдхилення р, при-ймаючи його значення рiвним трьом стандарт-ним вiдхиленням - трьом середньоквадратич-ним вiдхиленням, отже:

^ =Р

а*р 3

(15)

Характеристики перерiзiв. Ширина поля допуску геометричних пара-метрiв (вщ номiнального або середнього зна-

чення) рiвна трьом середньоквадратичним вщ-хиленням. Вiдповiдно проектну величину сере-дньоквадратичного вiдхилення геометричного параметра хi можна визначити за формулою:

5 х

^х = — ,

х 3

(16)

де - середньоквадратичне вiдхилення геометричного параметру хi,

5х - допустима межа вщхилення параметру Х.

Проектна та фактична змттстъ параме-тр1в.

Розглянуп параметри перерiзiв шпал, що впливають на !хню мiцнiсть наведенi в табл. 1.

Проектш (нормативнi) значення приймалися у вщповщносп з [1, 3 та 4], при цьому врахову-валась нормована змiннiсть. Фактичнi параметри прийнято на основi статистично! обробки даних журналiв випробовувань контрольних зразюв бетону (за перiод 6 мсящв) та типових випробувань зразкiв шпал типу СБ3-0 у кшько-ст 120 шт. на ЗАТ «Запорiзький завод залiзобе-тонних шпал». Для менш поширеного типу шпал СБ3-1 не виконувався збiр фактичних па-раметрiв, тому в роботi розглянуто лише нор-мативнi.

Змшш параметри перершв шпал

Таблиця 1

№ з/п Параметр Позн. Тип шпали Середне значення (математ. очжування) Коеф. вар1аци Допу-стиме в1дх.

1 Мщшсть бетону на стиск (призматична) к, МПа 37 39,5 0,168 0,112

2 Мщшсть бетону на розтяг К, МПа 2,94 0,175

3 Отр арматури розтягуванню к,, МПа 1774 0,108

4 Площа перер1зу попере-дньо напружено! арматури Ар, см2 3,106 3,092 0,015 0,009 ±0,141

5 Товщина захисного шару бетону над верхшм рядом арматури (в середньому а, мм СБ 3-0 25 27,1 0,08 0,074 -5+7

перер1з1) СБ3-1 40 0,05 -5+7

6 Початкове зусилля попе-реднього напруження кН 358 0,033 ±10 %

Пвд- 274 0,006 -5+10

СБ 3-0 рейк. 274,3 0,012

7 Ширина шдошви шпали в Ь, мм Сер. 250 0,007 -5+10

розрахунковому перерш СБ3-1 Пвд-рейк. 270 0,006 -5+10

Сер. 235 0,007 -5+10

Пвд- 218 0,005 -3+8

СБ 3-0 рейк. 219,6 0,01

8 Висота шпали в розрахунковому перер1з1 И, мм Сер. 145 147 0,007 0,011 -3+8

СБ3-1 Пвд-рейк. 203 0,005 -3+8

Сер. 145 0,007 -3+8

Примака: в чисельнику - проектне значення, в знаменнику - фактичне.

Розрахунок витривалост1 та трщиностт- стшкост бетону проти появи трщин (Мсгс), кост1 перер1з1в шпал.

п визначених за нормами проектування (М )

Результата розрахунку граничних значень * г .г \ розр >

згинаючих моментiв в перерiзах шпал при роз- або методом числово! лшеаризаци з визначе-

рахунку на витривалють для стиснутого бетону ною забезпеченютю (М0 99865 , М095 ), наведенi в

(Мс), розтягнено! арматури (Ма) та за умови табл. 2.

Таблиця 2

Результати розрахунку граничних значень згинаючих моменив

Розра-хунок Граиичиi згинакга моменти

Шпала СБ3-0

Шдрейковий иерер1з Середнш перер1з

Мс Мс Ма Ма Мсгс Мсгс Мс Мс Ма Ма Мсгс Мсгс

М0.99865 18,02 26,86 130,3 80,8 80 19,56 16,2 16,7 20,12 9,17 14,25 42,73 27,7 28 11,59 9,4 9,14

М 0.95 39,55 27,8 34,2 103,2 102,6 17,7 18,45 14,13 17,8 34,53 25,1 10,4 10,2

43,06 129,8 20,47 22,11 43,54 11,49

М розр 22,89 30,14 69,5 17,6 11,52 25 10,67

70,25 18,77 15,26 25,15 10,67

Шпала СБ3-1

Шдрейковий перер1з Середнш перер1з

Мс Мс Ма Ма Мсгс Мсгс Мс Мс Ма Ма Мсгс Мсгс

М0.99865 36,4 17,3 92,5 54 20 16,8 17,7 6,9 57,4 36,5 7,42 5,4

М0.95 25,94 71,5 18,2 4 11,8 46 6,3

Мрозр 20,4 51,3 18,0 4 8,9 32 6,65

Примака: в чисельнику - значения тдрейкових моменпв при нормативних значеннях параметр1в перер1зу та !х зм1нност1, в знаменнику - значення граничних моменпв при фактичних значеннях параметр1в перер1зу та !х змiииостi.

б) 7-му параметру надасться прирiст ±3сг. та визначасться його нове зиачеиия:

Визначення вагомост! параметр1в за величиною впливу на математичне оч1кування фун-кцп властивостей шпал.

Ранжирування параметрiв виконусться в наступят послщовностк

а) розраховуеться середне значення функци де о, - середне квадратичне вiдхилення i-ого

*,п = X ± 3о,,

(18)

властивосп при значеннях параметрiв, рiвних середньому значенню х, = х, :

у =чх + а х +-+агХ +-апхп+ь; (17)

параметру,

х, - середне значення цього параметру.

Знак (±) визначаеться значенням при коеф> цiентах рiвняння (2) та приймаеться з такою

умовою, що при цьому значенш функцп влас-тивостi змiнюються в несприятливий 6iK (на-приклад, для мщносп - зменшуеться, а для прогину та ширини розкриття трiщин - збшь-шуеться);

в) обчислюються значення функцп власти-востi при цьому значенш /-го фактора (параметру):

Yn = а1Х1 +a X +••• +агХг,п+-апХп+Ь; (19)

г) отримане в результат розрахунку значення функцп властивосн вiдносяться к середньо-му значенню та визначаеться вщносна рiзниця:

г. = 1 - Y1jY1 ; (20)

д) така операщя виконyeтьcя з yciмa параметрами, що вxодять до залежност! (2);

е) обчиcлюeтьcя питома вага конкретного фактору в данш моделi (вaгомicть):

Ri = г/£ r • (21)

Результати розрaxyнкiв вaгомоcтi парамет-рiв нaведенi на рис 2-4.

£ 100 1 fr so-

е

I б0 ар

5 40 т

О

'S 20

о и

m 0 4

Rb h as b N0 Rs Rbt Asp Параметр впливу

£ 100 js so

е

I б0

ра

5 40 т

О

'S 20

о и

m o

Rs N0 h Asp b as Rb Rbt Параметр впливу

£ 100 -js so-

е

I б0 -

ра

5 40 -т

О

'S 20 -

о и

m o -

2s.6 22 20,3 1s б

П п n ri

и

0,s 0,б o

Rbt as Rs N0 h Asp b Rb Параметр впливу

2-а

£ 100 1 Й so -

I б0 р

g

£ 40 ~

S 20

« 0

Rb h N0 b Rs as Rbt Asp Параметр впливу

2-б

£ 100 fr so

т е

1 б0

5 40 т

О

S 20

о

и

m 0

Rs b h N0 Asp as Rb Rbt Параметр впливу

2-в

£ 100 & so

т е

1 б0

5 40 т

О

S 20

о

и

m 0

Rbt as Rs N0 h b Asp Rb Параметр впливу

1-а

1-б

-в

9.2

Рис. 2. Дiаграми Bar0M0CTÍ парамет^в впливу в пiдрейковому nepepi3i шпали СБ3-0 за величиною впливу на математичне очшування функци властивостей шпал: 1-а - на витривалють для стиснутого бетону (нормати-внi значення змши параметрiв); 1-б - на витривалють для розтягнуто! арматури (нормативш значення змiни параметрiв); 1-в - на стшшсть проти появи трщин (нормативнi значення змiни параметрiв); 2-а, 2-б, 2-в -вiдповiднi дiаграми для фактично-вимiряних значень змiни параметрiв

Оцгнка надШностг конструкцИ шпал.

Для ощнки надiйностi залiзобетонних шпал типу СБ3 визначались значення функци безпе-ки перерiзiв шпал при визначенш витривалостi та трiщиностiйкостi по методищ дiючих норм i по методищ iмовiрнiсного розрахунку методом численно! лшеаризацп.

Математичне очiкування мiцностi елементiв

(м ) е !! найбшьш iмовiрнiсним значенням, тому його можна розглядати як дослiдну мщшсть, отриману при випробуваннях конструк-цп. Тодi вiдношення математичного очшування мщносп до будь-якого шшого значення - до розрахунково! мiцностi (обчислено! за нормами проектування) або мщносп з визначеною за-

безпеченicтю (обчжленш iмовiрнicним методом) буде виражати cобою фyнкцiю безпеки:

f = M/Mí , (22)

де M - математичне очшування м^ност!;

Mi - розрaxyнковa мiцнicть (обчиcленa за нормами проектування) або мщшсть з визначеною забезпечешстю (обчиcленa iмовiрнicним методом).

Результати оцiнки нaдiйноcтi конcтрyкцiй з використанням фyнкцiï безпеки нaведенi в табл. 3.

£ 100 1

& 80 -Н

I

3 60

5 40

н о

'3 20 4

о и

т 0 -

ЕЬ Ь ая Ь N0 И ИЬ Ляр Параметр впливу

^ 100 утр 80

ем

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

Ея Ь ая Ляр N0 Ь ИЬ ИЬ Параметр впливу

^ 100 1 урт 80

е

ма 60 р

* 40 т

О

'3 20 -

о

т 0

Параметр впливу

£ 100 утр 80

е

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

N0 ая Ляр Ь ИЬ ИЬ Параметр впливу

£ 100 утр 80

ем

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

N0 ох 100

,у

рте 80

ма 60

ара

па 40

'3 20

Й 0

и

Из N0 ИЬ Ь Ь Ляр ИЬ Параметр впливу

2-в

19,3 18 16,5 16,3

ПППП,!.3,0^0

Ф Ъ Я? ^ ^ -о ^ <$>

Параметр впливу

Рис. 3. Д1аграми вагомосп параметр1в впливу в середньому перер1з1 шпали СБ3-0 за величиною впливу на математичне очшування функци властивостей шпал: 1-а - на витривалють для стиснутого бетону (нормативш значення змши параметр1в); 1-б - на витривалють для розтягнуто! арматури (нормативш значення змши параметр1в); 1-в - на стшкють проти появи трщин (нормативш значення змши параметр1в); 2-а, 2-б, 2-в -ввдповщщ д1аграми для фактично-вим1ряних значень змши параметр1в

^ 100 -,

180

I 60 -&

а

§ 40

1 20 "

П 0

£ 2 Параметр впливу

£ 100 утр 80

ем

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

Ь N0 Ь Ляр ая ИЬ И* Параметр впливу

£ 100 утр 80

ем

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

Ш Ия ая N0 Ь ИЬ Ляр Ь Параметр впливу

2-а

£ 100 урт 80

е

ма 60 р

* 40т

О

'3 20

о

т 0 4

з - з &

Параметр впливу

2-б

^ 100 утр 80

е

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

Ия ая N0 Ь Ляр ИЬ ИЬ Ь Параметр впливу

2-в

^ 100 утр 80

е

ма 60 ра

5 40 т

О

'3 20

о и

т 0

ая Ш Ь Ия N0 Ь Ляр ИЬ Параметр впливу

Рис. 4. Д1аграми вагомост1 параметр1в впливу в перер1зах шпали СБ3-1 за величиною впливу на математичне очшування функци властивостей шпал (нормативш значення змши параметр1в): 1-а - шдрейковий перер1з, на витривалють для стиснутого бетону; 1-б - пвдрейковий перер1з, на витривалють для розтягнуто! арматури; 1-в - пвдрейковий перер1з, на ст1йк1сть проти появи трщин ; 2-а, 2-б, 2-в - ввдповщт показники для се-

реднього перер1зу

Данi свiдчать, що при врахуванш нормова-но! змiнностi визначальних параметрiв забезпе-ченiсть мiцностi згинальних залiзобетонних

при ^д < 0,2 (/н < /о,99865 ) , тобто менша 0,99865.

елеменпв на

зниже-

2-а

2-б

1-а

1-б

-в

Ия

Також обчислювалось вщношення ностiйкiстю в порiвняннi з забезпеченiстю 0,95

к = М0,99865/Мрозр ( к = М0,95 /Мрозр X Щ0 Ха" (КоефЩ^нт запасУ мiЦностi М^ ).

рактеризуе зайвi запаси (к > 1) або недостатню Коефщенти запасу розрахункових значень забезпеченiсть розрахунково! витривалостi в граничних згинаючих момеипв по мiцностi i порiвняннi з забезпеченютю 0,99865 або трiщи- трщиностшкост наведенi в табл. 4.

Таблиця 3

Значення функци безпеки шпал по згинаючим моментам

Тип расчета Шпала СБ 3-0

Шдрейковий перер1з Середнш перер1з

/с / J а / J сгс /с / а / ./ сгс

М0.99865 2,2 1,6 1,61 1,62 1,21 1,23 2,19 1,55 1,54 1,56 1,23 1,26

М0.95 1,42 1,26 1,26 1,27 1,11 1,11 1,42 1,24 1,24 1,73 1,11 1,13

М розр 1,73 1,43 1,88 1,85 1,11 1,09 1,75 1,45 1,71 1,73 1,09 1,08

Шпала СБ3-1

Шдрейковий перер1з Середнш перер1з

/с / а / сгс /с / а / сгс

М0.99865 2,1 1,71 1,19 2,57 1,57 1,37

М0.95 1,4 1,29 1,1 1,5 1,25 1,18

М розр 1,78 1,8 1,11 1,99 1,79 1,12

Примiтка: /с = Мс/Мс, /а = Ма/Ма , /сгс = Мсгс/Мсгс .

Таблиця 4

Коеф1щенти запасу розрахункових значень граничних згинаючих моментов за мщшстю та трщиностшкктю

Шпала СБ 3-0

Тип расчета Шдрейковий перер1з Середнш перер1з

/с / а / ./ сгс /с / а / ./ сгс

М0.99865 0,787 0,89 1,163 1,139 - 0,796 0,934 1,108 1,113 -

М0.95 - - 1,006 0,983 - - 0,975 0,956

Шпала СБ3-1

М0.99865 0,848 1,053 - 0,775 1,141 -

М0.95 - - 1,011 - - 0,947

Характеристики безпеки показниюв (витри-валостi та трщиностшкосп) перерiзiв шпал отриманих при розрахунку за нормативними документами порiвняльно до результат розрахунку iмовiрнiсним методом:

V = ■

1

2 1 2 У -1 -у

I— —^ехр-

л/2Л у3 2

Iмовiрнiсть не руйнування:

Р = 1 - V .

М - М р

(24)

(25)

у = .

а

(23)

Iмовiрнiсть руйнування (вiдказу): Результати оцшки надiйностi конструкци шпал

Результати оцшки надшносп конструкци шпал (при нормативних значеннях параметрiв) занесенi до табл. 5.

Таблиця 5

(при граничних значеннях згинаючих моменив)

Тип шпали и Л ¡и1 С Показник М а М розр У [У] V Р

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

СБ 3-0 Щдрейковий Мс н 39,55 7,18 22,89 2,32 3 0,00948 0,99052

Ф 43,06 5,4 30,14 2,39 0,00786 0,99214

Ма н 130,3 16,5 69,5 3,68 0,00011 0,99989

Ф 129,8 16,6 70,25 3,59 0,00016 0,99984

Мсгс н 19,56 1,117 17,6 1,75 1,64 0,03293 0,96707

ф 20,47 1,23 18,77 1,38 0,05292 0,94708

Середнш Мс н 20,12 3,65 11,52 2,36 3 0,00865 0,99135

ф 22,11 2,62 15,26 2,61 0,00427 0,99573

Ма н 42,73 5 25 3,55 0,00019 0,99981

ф 43,54 5,17 25,15 3,56 0,00018 0,99982

Мсгс н 11,59 0,73 10,67 1,26 1,64 0,05299 0,94701

ф 11,49 0,785 10,67 1,04 0,01849 0,98151

СБ3-1 Шдрейковий Мс 36,4 6,38 20,4 2,51 3 0,00576 0,99424

Ма 92,5 12,82 51,3 3,21 0,00064 0,99936

М сгс 20 1,07 18,04 1,83 1,64 0,02856 0,97144

Середнш Мс 17,7 3,59 8,9 2,45 3 0,00673 0,99327

Ма 57,4 6,96 32 3,65 0,00013 0,99987

М сгс 7,42 0,673 6,65 1,14 1,64 0,04278 0,95722

Проаналiзувавши матерiали докторсько! ди-сертаци професора Рибкша В. В., зокрема - за-кони розподiлення осьових навантажень ваго-нiв на теренах СНД, математичним шляхом бу-ло визначено найбшьше осьове навантаження iз заданим рiвнем iмовiрностi 0,994 [5] вiд рухо-

мого складу, що дорiвнювало 262, 32 кН/вюь. Для цього навантаження за методиками, що наведенi в [5, 6] були розраховаш навантаження i виконаний розрахунок залiзничних затзо-бетонних шпал за методом кшцевих елементiв. В результатi розрахунку були отримаш значен-

ня згинаючих момент1в що виникають в шпал1 розрахунку 1мов1рн1сним методом наведеш в

при вищезазначеному р1вн1 навантаження.

Характеристики безпеки показниюв (витри-валосто та трщиностойкосто) перер1з1в шпал отриманих при розрахунку за фактичними зна-ченнями згинаючих моментов до результатов

табл. 6.

у = .

м - мФ

а

(26)

Таблиця 6

Результата оцшки надiйностi конструкцп шпал (при фактичних значеннях параметрiв)

Тип шпали 'л и л и С Показник м а м ф У [У] V р

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

СБ 3-0 Шдрейковий мс 39,55 7,18 13,44 3,64 3 0,00014 0,99986

ма 130,3 16,5 13,44 7,08 0,00000 1,00000

Мсгс 19,56 1,117 13,44 5,48 1,64 0,00000 1,00000

Середнш Мс 20,12 3,65 6,1 3,84 3 0,00006 0,99994

Ма 42,73 5 6,1 7,33 0,00000 1,00000

м сгс 11,59 0,73 6,1 7,52 1,64 0,00000 1,00000

СБ3-1 Шдрейковий мс 36,4 6,38 13,44 3,60 3 0,00016 0,99984

ма 92,5 12,82 13,44 6,17 0,00000 1,00000

м сгс 20 1,07 13,44 6,13 1,64 0,00000 1,00000

Середнш мс 17,7 3,59 6,1 3,23 3 0,00060 0,99940

ма 57,4 6,96 6,1 7,37 0,00000 1,00000

м сгс 7,42 0,673 6,1 1,96 1,64 0,02199 0,97801

Висновки

1, Для забезпечення надшносто шпал необ-хщно контролювати вс параметри фактор1в впливу, а особливу увагу необхщно придшяти найбшьш вагомим з них: мщносто бетону на стиск та розтяг, висото та шириш перер1з1в шпали, товщиш захисного шару бетону над арматурою в середньому перер1з1 шпал.

2. Шпали типу СБ3-0 та СБ3-1 при досяг-ненш граничних значень згинаючого моменту в !х перер1зах та нормативних параметрах змш-носто фактор1в впливу мають недостатнш рь вень забезпечення надшносто за параметрами витривалосто для стиснутого бетону \ трщиностойкосто шпал, але, згщно статистичних даних,

досягнення таких р1вшв навантажень на зал1з-ницях Украши не спостериаеться.

3. Шпали типу СБ3-0 та СБ3-1 при фактично вим1ряних значеннях змшносто параметр1в фак-тор1в впливу та максимальному навантаженш з р1внем 1мов1рносто 0,994, е надшними з точки зору вс1х розглянутих в статто параметр1в.

4. Враховуючи те, що при навантаженнях, що фактично виникають вщ юнуючого рухомо-го складу, шпали типу СБ3-0 та СБ3-1 мають суттев1 запаси надшносто - доцшьна подальша робота з1 змши конструкцп шпал з метою по-кращення характеристик найбшьш вагомого фактору впливу - ф1зико-мехашчних характеристик бетону шпал та його однорщносто.

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции [Текст].- М.,1989. - 79 с.

2. Гвоздев, А. А. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций [Текст] / А. А. Гвоздев. - М.: Стройиздат, 1978. - 210 с.

3. ДСТУ Б В.2.6-57:2008. Конструкци будиншв 1 споруд. Шпали зал1зобетонш попередньо напружен! для зал1зниць коли 1520 мм. Техшчш умови [Текст]. - К.: М1нрегюнбуд Укра!ни, 2009. - 28 с.

4. ТУ У 26.6-30268559-174:2006. Техшчш умови. Шпали зал1зобетонш попередньо напружен! ко-

ли 1520 мм типу СБ3 для рейок типу Р65 ! Р50 [Електрон. ресурс]. - Д.: НКТБ ЦП УЗ. - СБ, 804 КБ.

5. ЦП-0117. Правила розрахуншв верхньо! будови кол!! на мщшсть ! стшшсть [Текст].- К.: Транспорт Укра!ни, 2006. - 168 с.

6. Железобетонные шпалы для рельсового пути [Текст] / А. Ф. Золотарский [и др.]. - М.: Транспорт, 1980. - 270 с.

Надшшла до редколеги 06.12.2011. Прийнята до друку 15.12.2011.

Н. В. САВИЦКИЙ, П. А. ПШИНЬКО, А. Н. ЗИНКЕВИЧ

ВЕРОЯТНОСТНЫЙ РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ШПАЛ

В статье представлены результаты вероятностного расчета железнодорожных железобетонных шпал типа СБ3-0, СБ3-1 и их характеристики надежности.

Ключевые слова: шпала, расчет, железобетон, конструкция, надежность шпал

N. V. SAVITSKIY, P. A. PSHIN'KO, A. N. ZINKEVICH

PROBABILISTIC CALCULATION OF RAILROAD REINFORCED-CONCRETE TIES

The article presents the results of probabilistic calculation of railroad reinforced-concrete ties SB3-0, SB3-1 and their reliability characteristics.

Keywords: railway tie, calculation, reinforced concrete, construction, reliability of railroad ties