Методика расчетного прогнозирования срока службы железобетонных пролетных строений автодорожных мостов
МЕТОДИКА
РАСЧЕТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
УТВЕРЖДЕНО распоряжением Министерства транспорта РФ 18.04.2001 г. N 79-р
РЕКОМЕНДОВАНО к применению
Вводится в действие с момента опубликования
Настоящая методика позволяет определять расчетом или принимать предельные сроки службы железобетонных пролетных строений на разных этапах их функционирования.
При анализе технико-экономических показателей мостов или установлении приоритета капитальных вложений в будущие сооружения, срок службы этих сооружений принимается по нормативным показателям, полученным статистическим путем на основании обработанных данных о фактическом состоянии (износе) более чем 3000 пролетных строений.
На стадии проектирования рассчитывается проектный срок службы моста, с конкретными характеристиками материалов для пролетных строений. При определении проектного срока службы учитывается ориентация сооружения, интенсивность движения на проектируемом участке, климатический район, принятые характеристики бетона и арматуры и размеры сечений. Представляется возможным проектирование сооружения с любым заданным сроком службы.
На стадии строительства определяется прогнозируемый срок службы реально построенного пролетного строения с учетом реальных параметров материалов, дефектов изготовления конструкций и отступлений от требуемой технологии. Расчеты выполняются по предельным состояниям, оговоренным в СНиП 2.05.03-84*, используя фактические прочностные характеристики материалов и учитывая величины дополнительных напряжений в бетоне, обусловленных технологическими отступлениями.
Остаточный ресурс эксплуатируемого пролетного строения определяется перерасчетом конструкции на основании фактических и прогнозируемых характеристик материалов. Приводится функция деградации материалов, позволяющая определять их характеристики для любого периода, .
Методика расчетного прогнозирования срока службы учитывает требования действующего СНиП 2.05.03-84* по расчету железобетонных пролетных строений автодорожных мостов. Методика включает лишь часть, хотя и большую, расчетных моделей, для которых СНиПом определяются конкретные требования.
Приведенные расчетные модели и критерии отказа дают максимальное представление о процессе накопления повреждений в материалах и конструкциях и отражают результаты исследований материалов и конструкций, а также результаты исследований, проведенных большим числом специалистов в области надежности, долговечности и оценки состояния мостовых сооружений. Данная Методика в основном касается балочных конструкций, хотя может быть использована, с определенными уточнениями, для прогнозирования срока службы железобетонных пролетных строений иных статических схем или конструкций, железобетонных опор, железобетонной плиты сталежелезобетонных пролетных строений.
Методика предназначена для использования проектными и научно-исследовательскими организациями, а также органами управления эксплуатацией мостовых сооружений.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин | Определения по ГОСТ 27.002-89 | Дополнительные пояснения |
1 | 2 | 3 |
Надежность сооружения | Свойство сооружения сохранять во времени и в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции. Надежность сооружения обусловливается его безотказностью и долговечностью | Способностью пролетного строения выполнять требуемые функции является способность обеспечивать безопасные условия движения (с определенной вероятностью) расчетных транспортных средств в течение нормативного или заданного срока службы |
Срок службы (ресурс) | Календарная продолжительность эксплуатации или ее возобновление после ремонта сооружения до перехода его в предельное состояние (момент снятия с эксплуатации) | Переход пролетного строения в предельное состояние определяется по одному или нескольким элементам (балка, плита) с учетом возможного снижения вероятности безотказной работы |
Безотказность | Свойство сооружения непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени | - |
Работоспособность (работоспособное состояние) | Состояние объекта, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует предъявляемым требованиям | К пролетным строениям предъявляются требования нормативно-технической (СНиП 2.05.03-84*) и проектной документации. При этом учитывается, что вероятность их безотказной работы может снижаться из-за деградационного отказа |
Отказ | Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния | При наступлении отказа прекращается эксплуатация пролетного строения (выполняется ремонт) или изменяются условия эксплуатации (по массе транспортных средств и условиям их движения) |
Деградационный отказ | Отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил проектирования, изготовления и эксплуатации | Характеризуется моментом снижения показателя вероятности безотказной работы до установленного предела |
Вероятность безотказной работы | Вероятность того, что, в пределах заданной наработки, отказ объекта не возникает | В качестве предельного значения показателя вероятности безотказной работы принят показатель Вероятность безотказной работы пролетного строения, введенного с требованиями СНиП, на уровне |
Наработка до отказа | Календарная продолжительность эксплуатации сооружения до возникновения отказа | Продолжительность эксплуатации пролетного строения до допустимого снижения показателя |
Ремонт (восстановление) | Процесс перевода объекта в работоспособное состояние из неработоспособного состояния | Восстановление первоначальных функций пролетного строения, имеющего вероятность безотказной работы не ниже |
Ремонтопригодность | Свойство сооружения, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта | Пролетное строение считается неремонтопригодным, когда достигается предельный износ |
Остаточный ресурс (остаточный срок службы) | Календарная продолжительность эксплуатации сооружения от момента контроля его технического состояния (идентификации) до перехода в предельное состояние | - |
Предельное состояние | Состояние, при котором дальнейшая эксплуатация сооружения недопустима или нецелесообразна | Предельное состояние пролетного строения наступает при достижении износа, при котором сооружение либо закрывается на ремонт, либо продолжается временная его эксплуатация с иными условиями нагружения |
Нормативный срок службы | - | Минимальная календарная продолжительность эксплуатации, установленная нормативными документами |
Износ | - | Снижение основной функции пролетного строения - обеспечивать безопасный пропуск расчетных нагрузок в неконтролируемом режиме при расчетных скоростях. Показателем износа пролетного строения в целом является снижение грузоподъемности. Показателем износа элемента (например, балки) является снижение несущей способности |
Предельный износ | - | Износ пролетного строения в такой степени, при которой его восстановление становится экономически нецелесообразным |
- ВВЕДЕНИЕ
- ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ, НА КОТОРЫХ БАЗИРУЕТСЯ МЕТОДИКА
- 1.1. Стратегия эксплуатации мостов
- 1.2. Пороговые уровни (уровни надежности и критерий невозможности эксплуатации)
- 1.3. Принцип расчетности
- 1.4. Расчетные модели отказов (износа)
- ГЛАВА 2. НОРМАТИВНЫЕ СРОКИ СЛУЖБЫ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
- 2.1. Классификация элементов
- 2.2. Нормативный срок службы
- ГЛАВА 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
- 3.1. Прогнозирование изменения прочности бетона (модель деградации бетона с учетом его морозостойкости)
- 3.2. Напряжения в бетоне балок от резкого изменения температуры
- 3.3. Прогноз карбонизации бетона
- 3.4. Прогноз коррозии арматуры
- 3.5. Прогноз срока службы плиты
- 3.6. Прогноз срока службы балок пролетных строений, исходя из расчета по модели прочности
- 3.7. Регулирование работоспособности при проектировании
- ГЛАВА 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ПОСТРОЕННОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ
- 4.1. Общие положения
- 4.2. Характеристики материалов и конструкций
- 4.3. Определение срока службы плиты по показателю выносливости
- 4.4. Определение срока службы пролетных строений по показателям несущей способности балок
- 4.5. Увеличение срока службы в процессе строительства
- ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МОСТОВ
- 5.1.Общие положения
- 5.2. Характеристики материалов и конструкций. Параметры воздействий
- Последовательность построения графика изменения прочности
- 5.3. Остаточный ресурс по критерию выносливости плиты
- 5.4. Остаточный ресурс по критерию продольной трещиностойкости
- 5.5. Остаточный ресурс по критерию прочности
- 5.6. Прогноз срока службы по признаку выносливости хомутов над трещиной
- ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ ПО СОДЕРЖАНИЮ И РЕМОНТУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, ВВЕДЕННЫХ В КЛАССИФИКАЦИЮ РОСАВТОДОРА
- ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИН НА КОРРОЗИЮ АРМАТУРЫ
- ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРИМЕР РАСЧЕТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ
- ПРИЛОЖЕНИЕ 4
- БАЗОВЫЙ ГРАФИК ФУНКЦИИ Иt
- ЛИТЕРАТУРА