Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследований 8
1.1. Причины разрушения бетонных и металлических конструкций гидротехнических сооружений 8
1.1.1. Особенности климата Вьетнама 8
1.1.2. Анализ причин разрушения бетона гидротехнических сооружений 12
1.1.3. Коррозия износа металлических конструкций портовых гидротехнических сооружений 15
1.1.4. О коррозионном износе причальных сооружений в условиях Вьетнама 17
1.2. Технический контроль причальных сооружений для оценки их несущей способности 18
1.2.1. Цель технического контроля причальных сооружений при эксплуатации 18
1.2.2. Методы технического контроля причальных сооружений для оценки их несущей способности 21
1.3. Современное состояние вопроса оценки эксплуатационной надежности портовых гидротехнических сооружений 23
1.4. Задачи диссертационного исследования 29
ГЛАВА 2. Техническая диагностика основных элементов конструкций причалов в портах вьетнама 30
2.1. Технический контроль причальных сооружений 30
2.2. Результаты натурных исследований пирса свайной конструкции ТюаВе 35
2.2.1. Основные характеристики обследуемых причалов в порту ТюаВе ... 36
2.2.2. Результаты технического диагностирования конструкции 38
2.2.3. Результаты статистического анализа прочности бетона основных несущих элементов пирса 51
2.2.4. Результаты статистического анализа геометрических размеров поперечного сечения свай 51
2.3. Результаты натурных исследований причалах типа больверк в порту Хайфон 53
2.4. Исследование параметров распределения предела текучести шпунтовой стали 59
2.5. Результаты исследования скорости коррозии металлических свай труб 530/16 65
ГЛАВА 3. Оценка эксплуатационной надежности причальных сооружений свайного типа в портах вьетнама - 67
3.1 .Основные расчетные положения 67
3.2. Структурный анализ взаимодействия и систематизация возможных отказов несущих элементов конструкции 70
3.3. Детерминистические уравнения связи для основных несущих элементов 74
3.4. База данных для расчета эксплуатационной надежности причалов свайного типа 79
3.4.1. Общие требования 79
3.4.2. Нагрузки и воздействия 81
3.5. Надежность сооружений и их несущих элементов 93
ГЛАВА 4. Эксплуатационная надежность существующих причалов в морских портах вьетнама 97
Заключение 114
Список литературы 116
Приложения
- Анализ причин разрушения бетона гидротехнических сооружений
- Методы технического контроля причальных сооружений для оценки их несущей способности
- Основные характеристики обследуемых причалов в порту ТюаВе
- Исследование параметров распределения предела текучести шпунтовой стали
Введение к работе
Актуальность работы. Диссертационная работа посвящена проблеме эксплуатационной надежности причальных сооружений в морских портах Вьетнама, для которого морской транспорт является самым важным и самым дешевым видом транспорта. Практически все внешнеторговые связи Вьетнама осуществляет морским транспортом. Морской транспорт также играет большую роль и во внутренних перевозках страны, особенно в направлении север - юг. Поэтому исследования прочности и долговечности портовых перегрузочных комплексов являются важными для решения экономических и других проблем страны.
Цель работы. Разработать методику оценки эксплуатационной надежности и остаточного ресурса основных элементов причалов, входящих в состав портовых перегрузочных комплексов. Задачи исследований.
Разработать методику и выполнить диагностирование основных несущих элементов причалов свайной конструкции и металлических одноанкерных больверков в морских портах Вьетнама.
Провести систематизацию дефектов и разрушений несущих элементов конструкций и определить статистические параметры распределения прочностных и геометрических характеристик.
Разработать основные положения методики оценки допускаемой эксплуатационной надежности причальных сооружений свайного типа.
Выполнить поверочные расчеты эксплуатационной надежности причальных сооружений свайного типа с оценкой их остаточного ресурса.
Методы исследований. Натурные обследования железобетонных и металлических конструкций причалов выполнены приборами, предназначенными для неразрушающих испытаний строительных материалов и изделий.
Расчетные исследования конструкций выполнены на компьютере с по-
мощью программы SAP 2000, а также - с использованием метода Монте-Карло. Расчеты эксплуатационной надежности металлических свай выполнены с использованием метода линеаризации функций.
Теоретические и практические результаты, выносимые на защиту:
Методика определения эксплуатационной надежности существующих причальных сооружений в портах Вьетнама;
Расчетная модель оценки допускаемой вероятности физического износа железобетонных и металлических свай причальных сооружений;
Результаты исследования скорости коррозионного износа железобетонных призматических и металлических свай круглого сечения для морских условий Вьетнама;
Научная новизна. Проведены комплексные исследования конструкций морских причалов, позволившие определить скорость коррозионного износа, допускаемую эксплуатационную надежность и остаточный ресурс исследуемых сооружений.
Практическая ценность. Основные положения и результаты выполненной работы позволяют дать рекомендации по выбору режима эксплуатации перегрузочных комплексов, претерпевших физический износ в течение прошедшего срока службы.
Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечена за счет:
соответствия приборов и оборудовашія требованиям стандартов и условиям испытаний конструкций причалов;
достаточного объема статистической информации, полученной при натурных исследованиях конструкции по основным расчетным показателям;
использованием современных математических методов.
Реализация результатов исследований. Результаты работы вошли в
материалы паспортизации причалов порта Хайфон, осуществляемой Мини-
стерством транспорта Вьетнама.
Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в журнале «Речной транспорт XXI век» (№2, 2009г.), входящий в перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованной литературы из 175 наименований, в том числе 11 зарубежных и 3-х приложений. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 82 рисунка и 49 таблиц.
Анализ причин разрушения бетона гидротехнических сооружений
В настоящее время во Вьетнаме большинство портовых гидротехнических сооружений построено и строится с применением в качестве конструкционного материала бетона и железобетона. Опыт строительства и эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций морских и речных портовых сооружении показывает, что эти материалы достаточно долговечны и надежны /3/. Но, вместе с тем, известны многочисленные случаи преждевременного разрушения отдельных элементов, происходящие вследствие коррозии бетона и арматуры, что приводит к необходимости дополнительного ремонта и, как следствие, к повышению эксплуатационных затрат. При воздействии на бетон водной среды может происходить разрушение бетона, характеризующееся I, П или Ш видом коррозии. Разрушение конструкции в данном случае наступает вследствие недостаточной стойкости бе-тона. При проектировании конструкции необходимо учитывать состав агрессивной среды, условия службы конструкции, правильно выбрать материалы и назначать плотность бетона, чтобы обеспечить заданную долговечность конструкции. В железобетонных конструкциях необходимо решить вопрос сохранности арматуры в бетоне. При воздействии на бетон сред, не содержащих аг-рессивных по отношению к стали ионы (СГ, SO4 " и др.), в первую очередь разрушается бетон, т. е. процесс коррозии бетона является ведущим. В 1952 г. В. М. Москвиным [51] была предложена классификация основных видов коррозии. На основе полученных экспериментальных данных и накопленного опыта эксплуатации портовых сооружений многочисленные процессы, протекающие при коррозии бетона, были разделены на три основных вида, в пределах каждого из которых процессы коррозии объясняются основными ведущими признаками.
В коррозии I вида объединены все те процессы коррозии, которые возникают в бетоне при действии мягких вод, когда составные части цементного камня растворяются и уносятся протекающей водой. Особое развитие коррозия бетона I вида получает при фильтрации воды через бетон. К коррозии П вида относятся те процессы коррозии, которые развиваются в бетоне при действии вод, содержащих химические вещества, вступающие в реакцию с составляющими цементного камня. Продукты реакции, при этом, либо легко растворяются и уносятся водой, либо остаются на месте реакции в виде аморфной массы, не обладающей вяжущими свойствами. К этой группе относятся процессы коррозии, возникающие при действии водных растворов кислот и магнезиальных солей. К коррозии Ш вида относятся те процессы коррозии, при развитии которых в порах и капиллярах бетона происходит накопление малорастворимых солей, кристаллизация которых вызывает возникновение значительных напряжений в стенках пор и капилляров, что приводит к разрушению структурных элементов бетона. Сюда могут быть отнесены процессы коррозии при действии сульфатов, когда разрушение бетона вызывается ростом кристаллов гидросульфоалюминатов кальция. В естественных условиях обычно имеет место одновременное проявление нескольких видов коррозии бетона, но один из них, как правило, является ведущим. В практике строительства известны случаи разрушения бетона вследствие реакции между гидроокислами натрия и калия, содержавшимися в це менте, и активной формой кремнезема заполнителя. При этой реакции наблюдается расширение бетона и появление в нем значительных внутренних напряжений, которые могут привести к образованию трещин и постепенному разрушению материала.
Реакция проходит сравнительно медленно, и признаки разрушения наблюдаются в поздние сроки. В самой общей форме причины, определяющие протекание разрушительных процессов в бетоне, можно свести к следующим видам: - разрушение, а чаще деградация или прекращение нормального роста прочности, происходящие под действием высушивания бетона в условиях жаркого и засушливого климата и попеременного намокания и высыхания; - разрушение от воздействия химических агрессивных веществ, содержащихся в водой среде и окружающей атмосфере; - разрушение, вызванное специфическими эксплуатационными или случайными факторами (эрозия или истирание переносимым песком, галь кой, механические воздействия, вызываемые ударами воды, биологические воздействия и.т.д). Губительное действие этих факторов на бетон усиливают технологические причины: - неправильный выбор составляющих материалов цемента и заполнителей без надлежащего учёта среды, в которой будет служить сооружение; - плохой подбор состава бетона (недостаток или излишек цемента, неудачный зерновой состав заполнителя, недостаточная удобоукладываемость и другие дефекты, приводящие к увеличению открытой пористости бетона, развитию каверн, трещин и.т.д); - нарушение правил производства бетонных работ в отношении укладки бетона и его уплотнения, разделения бетонируемых конструкций на рабочие блоки, обработки рабочих и деформационных швов, а также правил ухода за бетоном в первоначальные периоды твердения и.т.д. Интенсивность действия каждого из факторов проявляется по разному, в зависимости от того, какая среда окружает бетон.
Поэтому, в одних случаях будут доминировать факторы физического порядка, в других случаях чисто химические факторы. Анализ показывает, что чаще всего и сильнее бетон разрушается в зоне переменного действия воды. Резкие колебания влажности и температуры в этой зоне, подсос воды в бетон над урезом воды служат причиной систематических и неравномерных изменений объёма бетона и ведут к образованию трещин, в которые проникает вода, что вызывает дальнейшее разрушение бетона. В случае агрессивной воды отрицательную роль играют увеличивающиеся в объёме кристаллы гипса и гидросульфоалюминатов кальция, что расшатывает структуру бетона и усиливает эффект разрушения. Бетон же подводной зоны чаще всего разрушается от проникающей в него воды. Это характерно и в тех случаях, когда вода содержит агрессивные примеси, так как их вредное воздействие проявляется после того, как они проникнут вместе с водой внутрь бетона. Отсюда ясно, что чем меньше водопоглощение, водопроницаемость и миграция воды в бетоне, тем больше стойкость бетона в водной среде. Поэтому, получение бетона с такими свойствами является основной задачей в деле обеспечения долговечности морских и речных бетонных и железобетонных гидросооружений. Анализ условий эксплуатации показывает, что все металлические конструкции как морских, так и речных гидротехнических сооружений подвергаются воздействию агрессивных сред. В процессе эксплуатации металлоконструкции портовых сооружений подвергаются следующим видам разрушений или повреждений: - коррозионное разрушение металла.
Методы технического контроля причальных сооружений для оценки их несущей способности
Эксплуатационная надежность портовых гидротехнических сооружений в значительной степени зависит от состояния материалов и остальных размеров их несущих элементов. Одной из самых важных задач гидростроительства является выявление причин и видов повреждений несущих конструктивных элементов и оценка действительной надежности сооружения в процессе эксплуатации. Общие положения методики обследования и технического контроля причальных сооружений и их конструктивных элементов разработаны А. Я. Будиным /11/. Обширные исследования в этой области проведены ЛИВТом, Союморниипроектом и Ленморниипроектом, Черно-морниипроектом, и другими организациями, занимающимися проектированием и исследованиями в портовом строительстве. В настоящее время современные методы обследования и технического контроля несущих конструкций и сооружений в целом позволяют объективно оценить их техническое состояние и установить экономические и научные основы для реконструкции, усиления или капитального ремонта сооружений /21,22,40,41,60,68/. Методы технического контроля разделяют на визуальные, инструментальные и лабораторные исследования сооружений или их конструктивных элементов /29,30,41, 52, 59, 67, 81/. — Визуальные методы. Визуальным методом определяют качество изготовления, монтажа и характеристики несущих конструкций и сооружений без применения специальных приборов, кроме простейших для производства измерений и обнаружения дефектов (фотокинотелевизионная аппаратура, водолазное снаряже ниє). При помощи визуального метода выявляют видимые дефекты и повреждения (наличие коррозии, трещины, раковины, крупные поры и т. д. ) обследуемых конструкций, отклонения их размеров от проектных, состояние и деформации конструкций, характеристики материалов и др. — Инструментальные методы,
Используют эти методы для определения физико-механических свойств материалов и обнаружения в них скрытых дефектов. Физико-механические свойства материалов определяются разрушающими или неразрушающими методами. Для цели извлечения из конструкции образцов, предназначенных для лабораторных испытаний по стандартным методикам, применяют разрушающие методы. Общие деформации сооружений измеряют с помощью геодезических приборов: теодолитов, нивелиров, гидравлических и шарнирных прогибоме-ров. А для определения осадок частей сооружения применяют геометрическое и гидростатическое нивелирование. - Лабораторные методы, где всесторонне испытывают пробы мате риала, взятые из сооружения. Лабораторные испытания отобранных образцов материалов вместе с результатами неразрушающего контроля позволяют по лучить фактические физико-механические характеристики грунтов, строи тельных материалов и изделий, необходимые для определения действитель ной несущей способности конструкций. В результате наблюдений и технического контроля должна быть получена не только качественная, но и количественная характеристика технического состояния сооружения. В зависимости от конечной цели технический контроль и изучение сооружения осуществляют с разной степенью детализации. Технический контроль сооружений обычно разделяют на два этапа: предварительный и детальный технический контроль. Результатами предварительного технического контроля являются общая характеристика сооружения, уточнение его планов и размеров, выявле ниє состояния основных несущих элементов, назначение мест вскрытия конструкций и отбора проб материалов для лабораторных испытаний, уточнение целей детального обследования, предварительное заключение о состоянии всего сооружения и разработка задания на его детальное обследование. Детальный технический контроль дает заключения об общих сведениях обследуемого сооружения и его конструктивных характеристиках. На основании материалов детального технического контроля вьшолняют перерасчет основных несущих конструктивных элементов и составляют заключение о техническом состоянии сооружения, в результате которых разрабатывают проект его усиления, ремонта или реконструкции. , Развитие методов расчета всегда происходило под влиянием двух критериев, первый из которых — экономичность инженерных решений, а второй - безопасность людей, находящихся на площади поражения при отказе строительных элементов и систем. В истории развития методов расчета строительных элементов А.С. Лы-чевым /49/ выделено три периода: а первый период (до 1943 г.) характеризуется формированием единого метода расчета строительных конструкций — метода расчета по допускаемым напряжениям; а второй период (до 1955 г.) известен тем, что на смену методу расчета по допускаемым напряжениям пришел метод расчета по разрушающим усилиям; а третий период (по настоящее время) характерен использованием метода расчета по предельным состояниям.
В первом периоде развития методов расчета были приняты очень осторожные и огрубленные предпосылки. При расчетах железобетонных конструкций были приняты следующие предпосылки: а считалось, что бетон работает в упругой стадии; допускаемые напряжения для бетона принимались равными 0.4R.28 (где &28 - прочность бетона в возрасте 28 суток при нормальном тверде нии), для смятия при изгибе — 0.45R2g, для арматуры из ст.З — 1250 кг/см2 и из ст.5 - 1600 кг/см2; а модуль упругости бетона принимался постоянным и равным Е = 140000 кг/см2; При расчете стальных конструкций допускаемые напряжения для ст.З принимались: до 1930г. — 1200 кг/см , до 1942г. — 1400 кг/см", до 1955г. -1600 кг/см2. Предположение об упругой работе материалов в сечении элемента приводило к занижению его теоретической несущей способности, что обнаруживалось в соответствующих испытаниях. В данный период применялись следующие строительные нормативы. ? 1908 г. - Технические условия для железобетонных сооружений, разработанные в Министерстве путей сообщения; ? 1911 г. — Нормы для расчета железобетонных сооружений, разработанные профессорами Инженерной академии; а 1912 г. - Технические условия осуществления конструкций из «трамбованного литого» бетона, вьтущенных Московской городской управой; а 1921 г. - Правила и нормы для проектирования железобетонных сооружений НКПС; а 1925 г. — ТуиН Управления Московского губернского инженера, а также Временные технические условия и нормы проектирования и возведения железобетонных сооружений; а 1926 г. — Всесоюзные временные ТуиН Госплана СССР;
Основные характеристики обследуемых причалов в порту ТюаВе
По Досье технического и технологического проекта, составленного конструкторским институтом транспорта от 9/1974, досье геологического исследования и досье завершения постройки причалы номера 1 и 2 порта ТюаВе имеют длину 164 м и ширину 14,5 м. Верхнее строение железобетонная пространственная рама, состоящая из железобетонных свай, верхних поперечных ригелей сечением 0,6x1,2 м, расположенных с шагом 3 м. Каждый ригель опирается на 6 железобетонных свай. Причал номер 1 состоит из 4 участков, длиной: 4 х 33 м = 132 м. Причал номер 2 состоит из 4 участков, длиной: 4 х 33 м = 132 м. Конструкция причала: набережная эстакадного типа. Сваи 45 х 45см, изготовлены из бетона марки 400. Ригель изготовлен из железобетона с размерами 0,6x1,2x13,6 м. Количество свай на причалах №1 и №2 составляет 528. Трещины вдоль рабочей арматуры — 9% от всех свай с дефектами; Сколы бетона в головной части свай — 5% от всех свай с дефектами. Средняя прочность бетона свай причала №2 составляет 322,75 кг/см2 (таблица П.3.3 приложения 3). Плиты ростверка имеют ряд характерных дефектов в виде трещин, разрушений поверхностного слоя бетона с обнажением и коррозией армату-ры на причалах №1 и №2 на общей площади 18 м. Основная причина возникновения и развития во времени данного вида дефектов - воздействия судов во время их причаливания и стоянки при неблагоприятных гидрометеорологических условиях. Средняя прочность бетона плиты ростверка причала №2 составляет 332,33 кг/см (таблица П.3.7 приложения 3). Средняя прочность бетона плиты ростверка причала №1 составляет 368,17 кг/см2 (таблица П.3.8 приложения 3). Кордонная плита имеет ряд характерных дефектов в виде трещин, сколов бетона на ребрах, разрушений поверхностного слоя бетона с обнажением и коррозией арматуры. На лицевой грани ростверка причала №1 зарегистрированы разрушения поверхностного слоя бетона с обнажением и коррозией арматуры на общей площади 8 м . На причале №2 подобные дефекты зарегистрированы на общей площади 6 м2. Средняя прочность бетона кордонной плиты причала №2 составляет 343,57 кг/см (таблица П.3.5 приложения 3). Средняя прочность бетона кордонной плиты причала №1 составляет 293,68 кг/см (таблица П.3.5 приложения 3).
Швартовная тумба Швартовная тумба находится в исправном состоянии. В порту Тюаве в 1999 году на причале (рис.2.22.) выполнены замеры поперечного сечения призматических свай с проектными размерами 45x45 см. Причал введен в эксплуатацию в 1974 году. Результаты полевых исследований приведены в таблице.2.6. и на гистограмме рис.2.25. Таблица.2.6. где F- проектная площадь поперечного сечения сваи без дефектов; F-математическое ожидание площади поперечного сечения сваи с учетом дефектов; Г-срок службы сваи. Полученные значения скорости коррозионного износа железобетонных конструктивных элементов могут быть положены в основу исследований остаточного ресурса причального сооружения и его эксплуатационных характеристик. 2.3. Результаты натурных исследований причалов типа больверк в порту Хайфон Конструкция причала Причалы номер 4,5,6 главного порта Хайфон спроектированы и построены в 1976 - 1978г. г. Основная конструкция причалов следующая : - Лицевая стенка : состоит из шпунта Ларсен V марка стали 16ХГ длиной 22м. - Анкерная плита. Анкерная плита изготовлена из железобетонных свай 35см х 35см, Ь=6м. - Анкерная тяга. Анкерная тяга изготовлена из круглой стали ф80 марки СТЗ, расстояние между анкерами 1,68 м. Кордонная плита.
На причала №4 зарегистрированы разрушения поверхностного слоя бетона с обнажением и коррозией арматуры на общей площади 4,95 м . На причале №5 подобные дефекты зарегистрированы на общей площади 9,77 м\ На причале №6 подобные дефекты зарегистрированы на общей площади 11,62 м2. Учитывая то обстоятельство, что причалы порта Хайфон были запроектированы и построены по контракту советскими специалистами с использованием металлического шпунта, изготовленного на заводах в Советском Союзе, в исследовании предела текучести шпунтовых сталей были использованы разные источники статистической информации: материалы завода-изготовителя /40,41/, данные натурных исследований металлических больверков в Одесском и Клайпедском портах /41/ и другие. Кроме того, были использованы исследования других авторов: В.В.Екимова /39/, Р.А.Муллера /41/. Так в частности, В.В.Екимов доказал на основании анализа около 6 тыс. результатов заводских испытаний бессемеровской стали СтЗ, что ее предел текучести распределен по нормальному закону с плотностью вероятности и изменчивостью Р.А.Муллер получил результаты, по существу незначительно отличающиеся от результатов В.В.Екимова, которые подтверждают нормальный закон распределения предела текучести стали СтЗ. Плотность вероятности и изменчивость по данным Р.А.Муллера составили соответственно Результаты заводских испытаний шпунтовой стали БСтЗ были получены /41/ на Днепродзержинском металлургическом комбинате (Таблица.2.12.)
Исследование параметров распределения предела текучести шпунтовой стали
Учитывая то обстоятельство, что причалы порта Хайфон были запроектированы и построены по контракту советскими специалистами с использованием металлического шпунта, изготовленного на заводах в Советском Союзе, в исследовании предела текучести шпунтовых сталей были использованы разные источники статистической информации: материалы завода-изготовителя /40,41/, данные натурных исследований металлических больверков в Одесском и Клайпедском портах /41/ и другие. Кроме того, были использованы исследования других авторов: В.В.Екимова /39/, Р.А.Муллера /41/. Так в частности, В.В.Екимов доказал на основании анализа около 6 тыс. результатов заводских испытаний бессемеровской стали СтЗ, что ее предел текучести распределен по нормальному закону с плотностью вероятности и изменчивостью Р.А.Муллер получил результаты, по существу незначительно отличающиеся от результатов В.В.Екимова, которые подтверждают нормальный закон распределения предела текучести стали СтЗ.
Плотность вероятности и изменчивость по данным Р.А.Муллера составили соответственно Результаты заводских испытаний шпунтовой стали БСтЗ были получены /41/ на Днепродзержинском металлургическом комбинате (Таблица.2.12.) предыдущему статистические данные предела текучести шпунтовой стали БНЛ-2 (бессемеровская, низколегированная) были также получены на Днепродзержинском металлургическом комбинате (Таблица 2.14. и Рис.2.35.). Расчеты показали, что качество стали значительно превышает качество стали БСтЗ, что выразилось в значениях параметров распределения: о, = 339,88МПа и ат = 30,37 МПа. Доверительные интервалы математического ожидания при распределении по закону, близкому к нормальному, составили с вероятностью 0,95: о- =328,3 МПа и ат =325,3 МПа. Значительная часть статистической информации о прочностных свойствах шпунтовых сталей была получена из научно-исследовательских отчетов, составленных во время реконструкции причалов типа больверк в портах Клайпеда и Одесса /40,41/. Образцы шпунтовой стали соответствовали ГОСТ 1974-73, технология отбора и обработки образцов в Одесском и Клайпедском портом была сходной. ожидание предела текучести шпунтовой стали а„ =299,5 МПа, дисперсия Dcrm =575,71 МПа. Анализ статистических характеристик показал, что предел текучести стали шпунта подчиняется закону распределения, близкому к нормальному.
Доверительные интервалы математического ожидания составляют с вероятности 0,95: тт]= 299,5 МПа и о-т2= 304,9 МПа. Из анализа таблицы.2.16. следует, что предел текучести шпунтовой стали в причалах Одесского порта /41/ также распределяется по закону, близкому к нормальному, с параметрами о-,, =381,81 МПа и Dam =564,01 МПа. Доверительные интервалы для математического ожидания предела текучести шпунтовой стали в причалах порта Одесса при распределении по закону, близкому к нормальному, составляют с вероятностью 0,95: сг , =277,18 МПа и тт2 =268,44 МПа. Коррозия - одна из основных причин разрушения металлоконструкций в Вьетнама, в значительной мере именно коррозия определяет потери при простое сооружений в период ремонта, а также косвенные убытки, величина которых, как правило, значительно превышает прямые потери. Разработку защиты осуществляют индивидуально для каждого гидротехнического объекта исходя из степени и вида агрессивности внешней среды в данном месте. Основные внешние факторы, определяющие скорость коррозионного разрушения металлических конструкций,— это гидрометеорологические условия конкретного морского бассейна, агрессивность перерабатываемого на причале груза, наличие стоков, несущих агрессивные по отношению к металлу агенты. Рассматривая условия эксплуатации металлических конструкций портовых сооружений, следует выделить три характерные зоны: подводно-подземную, зону переменного уровня воды и надводную. Прогнозирование долговечности металлических конструкций осуществляют двумя путями: на основании результатов исследований образцов стали в условиях конкретного порта и исходя из опыта эксплуатации ранее построенных сооружений. Анализ достижений в области противокоррозионной защиты морских гидротехнических сооружений в Вьетнама показал, что средняя скорость коррозии металла в зоне переменного уровня воды 0,3 — 0,45 мм/год. В главе изложены результаты технического диагностирования железобетонной свайной конструкции причалов в порту ТюаВе и причалов типа больверк из металлического шпунта в порту Хайфон, проведенных при участии автора. Описаны методы проведения обследований.
Представлены результаты статистического анализа прочности бетона несущих элементов сооружения и геометрических размеров свай. Обследования причалов №1 и №2 в порту Тюаве, проведенные автором в 1999 г., показали, что после 25 лет эксплуатации причалов в порту Тюаве, средняя скорость коррозионного износа железобетонных свай в зоне переменного уровня воды 9 — 10 см /год. Обследование лицевых стенок сооружений было проведено в порту Хайфон. Конструкция — заанкерованный больверк, после 21 лет эксплуатации причалов в порту Хайфон, средняя скорость коррозии металла стального шпунта 0,0428 мм/год. Результаты статистического анализа прочности бетона свай, ростверка, ригеля, кордонной плиты представлены в таблице 2.5. Результаты статистического анализа геометрических размеров сечения железобетонных свай и толщины металлического шпунта представлены соответственно в таблице 2.7 и табл. 2.11. Таким образом, на основании натурных исследований причалов свайного типа и вертикальных стенок из металлического шпунта впервые были получены параметры распределения основных расчетных показателей несущих элементов сооружения: прочности бетона, предела текучести стали, изменения геометрических размеров сечений во времени.
Поверочные расчеты конструкции сооружения с целью оценки эксплуатационной надежности (запасов прочности и устойчивости), обоснования возможности их дальнейшей работы при изменении условии эксплуатации и выбора вариантов проекта реконструкции или усиления вьшолняются по результатам технического контроля. Расчеты эксплуатационной надежности выполняются вероятностными методами с учетом статистических данных результатов диагностирования несущих элементов сооружения. Расчеты по обоснованию возможности дальнейшей работы причала при изменении условий его эксплуатации или с целью выбора вариантов проекта реконструкции или усиления вьшолняются существующими нормативными методами предельных состояний. Порядок проведения поверочных расчетов определяется дальнейшей целью использования сооружения и составом наблюдений при проведении технического диагностирования с учетом наличия информации о сооружении и его конструкции, сроков постройки, режима эксплуатации, инженерно-геологических и гидрологических условий. При невозможности выполнения расчетов эксплуатационной надежности в связи с отсутствием или недопустимым ограничением статистической информации в составе материалов диагностирования состояния конструкции и ее элементов необходимо выполнить опытную статическую огрузку или проводить статические испытания несущих элементов и узлов. ЗЛ.Основные расчетные положения. За основной показатель надежности причального сооружения принимаем вероятность его безотказной работы, т. е. вероятность того, что в период
