Введение к работе
Актуальность темы исследования. Эффективность развития экономики современной России во многом зависит от состояния транспортных магистралей. Географически территория России богата полноводными реками, пересечение которых транспортными магистралями осуществляется с помощью мостовых переходов. Безопасность и долговечность мостов обеспечивается комплексом инженерных решений на стадии проектирования, строительства и эксплуатации.
Учитывая, что по картам сейсмического районирования 60% территории России находится в сейсмически активных районах, а по данным фундаментальных геологических исследований русла рек часто совпадают с тектоническими нарушениями в Земной коре, геологические процессы оказывают влияние на искусственные сооружения, расположенные на транспортных магистралях. При этом любые проявления геодинамики: сейсмические, волновые, экзогенные или разломпо-криповые процессы могут вызывать накопление дополнительных не учтенных при проектировании сооружений напряжений, которые в комбинации с напряжениями от эксплуатационных нагрузок, повышают вероятность исчерпания грузоподъёмности, долговечности моста, а так же снижения уровня безопасности движения транспорта по нему. Системы мониторинга позволяют регистрировать показатели различных форм геодинамической активности и оценивать влияние на техническое состояние сооружении всею комплекса внешних нагрузок и воздействий.
Целью работы является повышение безопасности и эффективности содержания железобетонных автодорожных мостов в зонах активной геодинамики за счет оперативной оценки геодипамической безопасности с использованием технологий мониторинга.
Достижение цели осуществляется через решение ряда задач:
проведение анализа современных проявлений активной геодинамики и связанных с ними повреждений мостов и использования систем мониторинга сооружений, реализующих различные принципы и методики;
исследование возможностей расширения базы оценки технического состояния эксплуатируемых искусственных сооружений в условиях проявления геодинамнческих факторов;
разработка метода оценки геодипамической безопасности мостов при сейсмических и геодеформационных воздействиях;
- разработка математических моделей показателей геодинамической
безопасности мостов;
- разработка системы оценки и мониторинга геодинамической безопасности
применительно к конкретному мостовому переходу.
Предметом исследования выступают методы оценки технического состояния мостов, технологии мониторинга параметров мостов, технологии содержания мостов с учетом контроля показателей их геодинамической безопасности.
Объектом исследования являются большие и внеклассные автодорожные мосты, выполненные из железобетона всех типов, находящихся в сложных геодииамических условиях Восточной Сибири, Дальнего Востока и других местах с повышенной геодинамикой.
Научная новизна исследования состоит:
в обосновании и введении нового потребительского свойства -«геодинамической безопасности мостов»;
в методе оценки геодинамической безопасности мостов по категориям как части технической безопасности транспортных сооружений, эксплуатируемых в зонах активной геодинамики;
в моделях показателей геодинамической безопасности при геодинамических и геодеформационных воздействиях;
в научно-методологических аспектах формирования технологий мониторинга для обеспечения геодинамнческой безопасности мостов.
Практическая значимость заключается в возможности использования разработанных методов и технологий в системе содержания мостов, эксплуатируемых в местах с повышенной геодинамической опасностью. Структурирование и взаимное увязывание данных мониторинга сооружений, создание метода оценки геодинамнческой безопасности на основе получаемых данных позволяют повысить оперативность принятия решений по содержанию и эксплуатации моста, снизить риски появления повреждении в стадии эксплуатации в условиях проявления геодинамических факторов.
Методы исследования: системный анализ, статистические методы обработки данных, методы математического моделирования, инструментально - измерительные методы мониторинга и испытания мостов.
На защиту выносятся:
метод оценки геодинамнческой безопасности мостов по категориям;
модели показателей геодинамнческой безопасности железобетонных автодорожных мостов при сейсмической геодинамике;
модели показателей геодинамнческой безопасности железобетонных автодорожных мостов при разломно-криповой геодинамике;
научно-методологические аспекты системы мониторинга геодинамнческой безопасности железобетонных автодорожных мостов;
результаты мониторинга показателей и оценки геодинамнческой безопасности мостового перехода через р. Ангару в г. Иркутске.
Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования, разработке теоретической части метода оценки геодинамической безопасности, организации и внедрении системы мониторинга геодннамичсской безопасности, в проведении работ по сбору, обработке и анализу данных системы мониторинга, определении расчетных показателей геодинамической безопасности конструкций и оценке геодинамической безопасности Академического моста через р. Ангару в г. Иркутске.
Достоверность материалов исследования подтверждается результатами математического и численного моделирования, натурными данными обследования мостов, инструментально-измерительными наблюдениями, данными испытаний опытной системы мониторинга.
Апробация результатов исследования проведена на семинарах кафедр ИрГУПС (2009-2013), СГУПС (2013), научно-технических конференциях и симпозиумах: «Проблемы и перспективы изысканий и проектирования строительства и эксплуатации Российских железных дорог» (Иркутск, в 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 годах), «Безопасность регионов -основа устойчивого развития» (Иркутск, 2009), Problems and Prospects of Survey, Design, Construction and Exploiting of Northeast Asia Transport Systems. Students and Post-Graduate Students Works Presented at the Second International Scientific-Applied Conference (Irkutsk -2009, 2010), The Second International Symposium on Innovation and Sustainability of Modern Railway (Иркутск, 2010), Международном геотехническом симпозиуме «Превентивные и геотехнические меры по уменьшению природных и техногенных бедствий» (Хабаровск, 2011).
По теме исследования опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 - в ведущих научных рецензируемых изданиях, включённых в перечень ВАК Миггобрнауки России. Общий объем публикаций по теме диссертации составляет 7,5 п.л. (в т.ч. авт. 3,725 п.л.).
Основные результаты диссертационного исследования внедрены в системе содержания мостового перехода через р. Ангару в г. Иркутске МУП «Служба эксплуатации мостов города Иркутска»
Структуру диссертации составляют введение, четыре раздела, заключение, список литературы, включающий 169 наименований. Общий объём диссертации составляет 152 страницы, в т.ч. 47 рисунков, 14 таблиц.
