Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 13
1.1. Анализ состояний эксплуатируемых водопропускных труб 13
1.1.1. Основные виды неисправностей труб 14
1.1.2. Причины образования неисправностей в эксплуатируемых трубах 16
1.1.3. Распространенность неисправностей в трубах, эксплуатируемых на дистанциях пути Забайкальской и Дальневосточной железных дорогах 27
1.1.4. Влияние неисправностей на оценку технического состояния труб 45
1.1.5. Общая оценка состояний водопропускных труб, эксплуатируемых на железных дорогах Забайкалья и Дальнего Востока .. 52
1.1.6. Анализ существующих методов оценки технического состояния эксплуатируемых сооружений 56
1.2. Задачи и методика исследований 69
2. Определение количественных критериев оценки технического состояния эксплуатируемых труб 71
2.1. Статистический анализ численных значений неисправностей эксплуатируемых труб 72
2.2. Обоснование предельных значений неисправностей по категориям технического состояния труб 98
2.3. Расчетно-теоретическое исследование влияния неисправностей на несущую способность труб 116
2.3.1. Оценка несущей способности труб при развитии в них деформаций 117
2.3.2. Оценка несущей способности труб при развитии в них повреждений 122
2.4. Методика оценки технического состояния эксплуатируемых труб 128
2.5. Выводы по главе 140
3. Практические рекомендации применения методики оценки технического состояния труб для обеспечения эксплуатационной надежности 142
3.1. Задачи и пути обеспечения эксплуатационной надежности труб Г42
3.2. Примеры установления показателей надежности труб, эксплуатируемых на Забайкальской и Дальневосточной железных дорогах 149
3.3. Выводы по главе 161
Основные выводы и предложения 163
Список литературы
- Причины образования неисправностей в эксплуатируемых трубах
- Общая оценка состояний водопропускных труб, эксплуатируемых на железных дорогах Забайкалья и Дальнего Востока
- Обоснование предельных значений неисправностей по категориям технического состояния труб
- Примеры установления показателей надежности труб, эксплуатируемых на Забайкальской и Дальневосточной железных дорогах
Введение к работе
Главная задача одиннадцатой пятилетки, как отмечалось на ХХУІ съезде КПСС, состоит в обеспечении ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы. Максимальные результаты при минимальных затратах - в этом видится основной смысл выдвинутого партией лозунга: "Экономика должна быть экономной".
Для выполнения решений ХХУІ съезда КПСС, вытекающих из "Основных направлений экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" по повышению уровня использования и надежности технических средств транспорта, а также постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов',' необходимо постоянно совершенствовать методы контроля состояния сооружений железнодорвжного транспорта и организации по экономному использованию технических средств на их содержание и ремонт.
Наибольший удельный вес основных фондов железнодорожного транспорта составляет железнодорожный путь и путевое хозяйство. Искусственные сооружения являются важной и ответственной частью путевого хозяйства. Стоимость искусственных сооружений составляет около 17% общей стоимости основных средств путевого хозяйства, и они оказывают значительное влияние на условия обращения подвижного состава.
На современном этапе развития железнодорожного транспорта одной из важнейших является проблема повышения надежности и долговечности всех инженерных сооружений, решение которой обеспечит
безопасность и бесперебойность движения подвижного состава. В настоящее время данная проблема приобретает особую актуальность в связи с непрерывным ростом поездной нагрузки, увеличением интенсивности и скорости движения поездов.
На сети железных дорог в настоящее время эксплуатируется большое число водопропускных труб, которые составляют более половины всех искусственных сооружений. Преимущественному распространению труб способствуют простота конструкции и меньшая по сравнению с мостами стоимость. Однако, экономичность указанных сооружений может не оправдаться из-за возможного повышения эксплуатационных расходов при недостаточно организованном их техническом обслуживании.
Рациональность технических решений водопропускных труб определяется не только проектированием, постройкой, но и эксплуатацией. Поддержание исправного состояния труб в течение заданного срока службы обеспечивает гарантии безопасности движения поездов с установленными скоростями. В этой связи повышается роль оценки технического состояния сооружений, которое с увеличением продолжительности эксплуатации не остается неизменным.
Опыт эксплуатации водопропускных труб на Забайкальской Дальневосточной и Байкало-Амурской железных дорогах показал, что имеют место неисправные сооружения. Причем, наибольшая их часть отмечена в районах с наличием вечномерзлых грунтов, глубокого сезонного промерзания и наледеобразования. Так, на участках Зилово-Амазар и Сковородино-Шимановск Забайкальской железной дороги при среднем сроке службы, равном 60 годам, количество неисправных труб составляет ЪК% от общего числа; на линии Волочаевка-Комсо-мольск Дальневосточной железной дороги при средней продолжительности эксплуатации сооружений, равной 40 годам - 53,4^; на линии
Известковая-Чегдомын Байкало-Амурской железной дороги, при среднем сроке службы, равном 35 годам, - 40%.
Наличие большого количества неисправных сооружений, как показал опыт эксплуатации, является следствием: естественного износа конструкций, недостатков, допущенных при проектировании, изготовлении и строительстве, изменения режимов эксплуатации из-за увеличения скорости, интенсивности и веса поездов.
Техническое состояние является основной характеристикой способности труб обеспечивать нормальный эксплуатационный режим, связанный с безопасным пропуском поездов с установленными скоростями и бесперебойным пропуском водотока через тело насыпи. Основными показателями технического состояния принято считать фактическую несущую способность элементов труб, а также степень развития различных нарушений гидравлических и других функций работы сооружений.
Анализ применяемых методов оценки технического состояния эксплуатируемых сооружений показал, что долгое время в оценке железнодорожных объектов не было единого подхода. Информация о состоянии сооружений получалась, главным образом, на основе их осмотров и обследований, зависила от уровня квалификации и опыта обследователей, принятой методики обработки и анализа информации, и носила в большинстве своем субъективный характер. Как показал опыт, при приближенной оценке влияния неисправностей на работоспособность сооружений и безопасность движения поездов не всегда вырабатывались обоснованные и исчерпывающие рекомендации по повышению их эксплуатационной пригодности. Появилась необходимость в более надежных и объективных методах оценки состояний эксплуатируемых сооружений. Такой метод был разработан, лабораторией искусственных сооружений ВНИИЖТа при участии ХабИИЖТа /78,79/.
Он основан на оценке технического состояния сооружений по единому критерию - категории неисправности. Были разработаны качественные признаки для оценки состояния водопропускных труб по четырем категориям неисправности.
Опыт применения этой методики для оценки технического состояния труб, эксплуатируемых в суровых климатических условиях, показал, что она требует дальнейшего совершенствования по следующим вопросам:
расширению номенклатуры качественных признаков;
разработке количественных показателей оценки;
разработке стройной системы регламентов эксплуатации труб.
Кроме того, к числу объективных методов определения действительного технического состояния сооружений относится расчетный метод по оценке их несущей способности. Для водопропускных труб такого метода в настоящее время не разработано.
Разрешение указанных вопросов ставит новые задачи, которые находятся с ними в неразрывной связи. Прежде всего это задачи, связанные с обеспечением и повышением эксплуатационной надежности существующих конструкций труб в современных условиях.
Таким образом, решение отмеченных выше вопросов предопределило необходимость постановки и проведения специальных исследований, составивших предмет настоящей работы. Актуальность выбранной темы вытекает из необходимости разработки более совершенной методики оценки технического состояния труб и рекомендаций по повышению их эксплуатационной надежности на современном этапе развития железнодорожного транспорта.
Учитывая объем исследований, автор в своей работе разработал метод, основанный на статистическом обобщении натурного материала по эксплуатации труб с применением основных положений теории ве-
роятностей и математической статистики, методологии теории надежности, технической диагностики, а также статическом расчете с применением положений теорий строительной механики и механики грунтов.
В диссертационной работе дан анализ состояний водопропускных труб, эксплуатируемых на Дальневосточной, Забайкальской и восточном участке Байкало-Амурской железных дорогах. Из статистического обобщения по распространенности и влиянию на режимы эксплуатации труб установлены наиболее характерные неисправности, являющиеся важными для оценки технического состояния рассматриваемых сооружений.
На основе статистического анализа выборок распределения фактических численных значений неисправностей, установленных из опыта эксплуатации и ремонтов труб, обоснованы и определены количественные критерии для оценки их технического состояния.
Расчетно-теоретические исследования позволили произвести проверку влияния неисправностей с установленными количественными показателями на несущую способность водопропускных труб.
Разработана методика оценки технического состояния эксплуатируемых труб с применением качественных и количественных признаков. Методика основана на балльной системе, установленной из вероятностно-статистического обобщения состояний эксплуатируемых труб, и позволяет производить оценку эксплуатационной пригодности сооружений по комплексу неисправностей.
Разработаны рекомендации по практическому применению методики для обеспечения и повышения эксплуатационной надежности водопропускных труб. В частности, установлены средние наработки на состояния, соответствующие категориям неисправности труб, и разработаны примеры их применения в планировании ремонтов на текущий момент и на перспективу.
Работа выполнялась в соответствии с общим планом научных исследований института по темам И-32, И-2І: " Изучение причин деформаций водопропускных труб в районах вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания и разработка рекомендаций по обеспечению их устойчивости при эксплуатации" и была включена в раздел: "Анализ состояния водопропускных труб с разработкой методов оценки их долговечности и надежности", - выполняемой по утвержденному МПС координационному плану научных работ в области искусственных сооружений на 1975-80г.г., а также в раздел: "Совершенствование системы организации содержания и ремонта искусственных сооружений", являющийся составной частью научно-технической проблемы: "Совершенствование организации, технологии ремонта и обслуживания пути и сооружений на основе внедрения системы высокопроизводительных машин", - выполняемой по утвержденному МПС плану научных работ на 1981-86 г.г.
Результаты приведенных исследований и их практическая реализация будут способствовать выполнению основных задач по экономному и бережному использованию материальных средств на современном этапе развития железнодорожного транспорта, поставленных Партией и Правительством, повышению эксплуатационной надежности водопропускных труб и сокращению их эксплуатационных расходов.
Настоящая работа состоит из трех глав.
В первой главе рассмотрены деформации, повреждения и нару-шения гидравлических и других функций работы, характерные для водопропускных труб, эксплуатируемых на железных дорогах Дальнегос Востока и Забайкалья. Дано исследование причин возникновения неисправностей, приведены результаты статистических обобщений по распространенности неисправностей в трубах, эксплуатируемых на участках железных дорог. Произведена систематизация неисправностей
по конструкциям, материалу труб, а также по зонам климата. Установлены наиболее опасные неисправности, оказывающие влияние на оценку технического состояния труб. Дан анализ состоянию эксплуатируемых труб. Приведен краткий обзор существовавших и принятых в настоящее время методов оценки состояний и условного физического износа строительных конструкций и искусственных сооружений. Сформулированы цели, задачи и методика исследований.
Во второй главе приведено исследование влияния неисправностей на техническое состояние труб. Даны статистическое обобщение численных значений неисправностей эксплуатируемых труб, определение законов распределения статистических выборок фактических численных значений деформаций и повреждений. Разработаны принципы оценки технического состояния водопропускных труб. Произведено обобщение и определение количественных критериев для оценки состояний труб по категориям неисправности.
Произведено расчетно-теоретическое исследование влияния неисправностей на несущую способность водопропускных труб. Это исследование выполнено в увязке с критериальными значениями неисправностей.
Осуществлена разработка методики оценки технического состояния эксплуатируемых труб с применением качественных и количественных признаков. Методика основана на балльной системе, позволяющей производить оценку состояния труб по комплексу неисправностей.
В третьей главе сформулированы задачи обеспечения и повышения эксплуатационной надежности водопропускных труб. Разработаны практические рекомендации применения методики оценки технического состояния труб для установления показателей надежности рассматриваемых сооружений. Определены средние наработки труб, эксплуатируемых на Забайкальской и Дальневосточной железных дорогах, на состояния,
оцениваемые категориями неисправности. Разработаны примеры планирования ремонтов на текущий момент и на перспективу с применением установленных показателей надежности эксплуатируемых труб.
Сформулированы основные выводы и предложения в целом по выполненным исследованиям.
Приведены основные публикации по рассматриваемым исследованиям, перечень выступлений на различных научно-технических и производственных конференциях, а также материалы по внедрению работы.
Диссертационная работа выполнена на кафедре "Мосты и тоннели"
Хабаровского института инженеров железнодорожного транспорта под < руководством заведующего кафедрой кандидата технических наук, и.о.профессора Ю.В.Дмитриева.
Причины образования неисправностей в эксплуатируемых трубах
Эксплуатация водопропускных труб в условиях сурового климата, как показал опыт, усложняется из-за действия различных внешних факторов.
Данная работа не предусматривает проведение специальных исследований о причинах возникновения неисправностей в эксплуатируемых трубах, поэтому для разрешения этих вопросов обобщаются исследования других авторов.
Осадки звеньев (секций) и оголовков (рис.П.1.1) зависят от гидрогеологических условий, высоты насыпи и рода оснований трубы /140/. Для труб, эксплуатируемых на Дальневосточной и Забайкальской железных дорогах, характерны неравномерные осадки (просадки) секций и оголовков. Осадки элементов водопропускных труб происходят вследствие следующих причин: потери несущей способности грунтов основания /63,130/, оттаивания вечномерзлых грунтов в основании фундамента /67,112,118/, проникновения воды из трубы сквозь осадочные швы /140/, изменения свойств грунтов основания при промерзании и оттаивании /62,140/, выдавливания слабых неустойчивых грунтов из-под подошвы насыпи в зоне трубы /63,67/, ошибок при проектировании, недостаточно учитывающем реальные физико-механические характеристики грунтов основания /46,47/, нарушения технологических процессов при сооружении труб /46,47,66,67/.
В результате обследований труб, произведенных на указанных железных дорогах, установлено,что относительная осадка рассматриваемых сооружений развивается до 1/4 I/I8 высоты насыпи в зоне трубы.
Опыт эксплуатации труб показал, что осадки звеньев и оголовков являются причинами появления других неисправностей, а также способствуют нарушению режимов эксплуатации. При наличии осадки элементов труб происходят: изменение положения профиля верхнего строения пути при невысоких насыпях, разрушение лотка или лотковой части, нарушение гидроизоляции, раскрытие деформационных швов между звеньями (секциями), крены звеньев и оголовков, отрыв оголовков от тела трубы, нарушение гидравлического режима, проявляющееся в напорной работе трубы во время ливневых дождей и обводнении насыпи в ее зоне, застой воды в трубе, заиливание русла,а также появление трещин в элементах.
Осадки звеньев (секций) и оголовков нарушают эксплуатационные режимы труб и должны учитываться в оценке их технического состояния.
Раскрытие деформационных швов между секциями (звеньями) (рис.П.1.2) зависит от высоты засыпки грунта над трубой и физико-механических характеристик грунтов основания.
Основными причинами появления деформации в виде раскрытия деформационного шва в трубах являются: образование пластических зон, способствующих пластическому сдвигу в основании сооружений /18, 67, 71, 84, 90, 91. 92, 97, 99/, недостаточно плотная заделка пазух котлованов после закладки фундамента /66, 67, 77, 78,88, 89/, нарушение технологических требований при сооружениий труб /18,66, 67/, глубокое сезонное промерзание, развитие наледных явлений в пределах земляного полотна и труб /18/, температурные деформации, зависящие от промерзания и оттаивания грунта вокруг трубы /116/, выдавливание слабых неустойчивых грунтов из-под подошвы насыпи /63,67/.
В трубах, эксплуатируемых в суровых климатических условиях, в наибольшей степени деформационные швы раскрыты в средней части, о чем свидетельствуют материалы обследований рассматриваемых со оружений и исследования /62, 84, 97, 98 /.
Обследования труб показали,что в эксплуатационных уаловиях величина раскрытия деформационных швов между секциями для рассматриваемых районов наблюдаются в пределах от 5 до 60 см.
Рассматриваемые деформации нарушают режимы эксплуатации труб и вызывают: неустойчивость земляного полотна в зоне трубы из-за намокания, провалы насыпи с образованием воронок, осыпание грунта через швы в русло, уменьшая живое сечение водотока, засорение трубы. Во многих случаях они сопровождаются осадкой секций, чаще всего неравномерной, с уступами и перекосами /62, 71,98/, и вызывают различные неисправности элементов труб в виде трещин, нарушения гидроизоляции, отслоения штукатурного слоя.
Деформация в виде раскрытия деформационных швов влияет на изменение эксплуатационных показателей труб, поэтому должна учитываться в оценке технического состояния труб.
Пучение концевых звеньев и оголовков (рис.П.1.3). Водопропускные трубы находятся в благоприятных условиях в отношении возможности образования пучин /140/.
Морозное выпучивание фундаментов концевых звеньев и оголовков обусловлено: наличием глинистых или других грунтов с большим содержанием глинистых частиц в основании /103/, глубоким сезонным промерзанием пучинистых грунтов /42/, примерзанием к фундаменту грунта /103/, увеличением объема находящейся в грунте воды при переходе ее в лед /103/.
Общая оценка состояний водопропускных труб, эксплуатируемых на железных дорогах Забайкалья и Дальнего Востока
Анализируя причастность неисправностей к "опасным" состояниям водопропускных труб, следует отметить наиболее значимые из них с позиции влияния на режим эксплуатации сооружений.
Из деформаций (см.табл.1.8) такими являются неравномерные осадки звеньев или секций, раскрытие деформационных швов между секциями или звеньями, крены звеньев; из повреждений (см.табл. 1.9) - трещины, развиваемые в звеньях, а также раздавливание звеньев; из нарушений гидравлических функций работы сооружений (см.табл.1.10) - закупорка отверстий труб наносами, размывы насыпи в зоне труб, перелив воды через насыпь, различные нарушения, возникающие при воздействии наледей.
Следует отметить, что неисправности оголовков труб не оказывают "опасного" влияния на эксплуатационные показатели рассматриваемых сооружений в силу своего конструктивного назначения. Однако, все неисправности звеньев и оголовков определяют объем и номенклатуру ремонтно-восстановительных мероприятий, поэтому должны учитываться при оценке технического состояния труб.
Таким образом, статистический по распространенности и логический анализы неисправностей по их влиянию на режимы эксплуатации труб позволили в первом приближении установить наиболее опасные, которые необходимо учитывать при оценке технического состояния труб.
Изучение и анализ технической документации дистанций и служб пути Дальневосточной и Забайкальской железных дорог (книги малых искусственных сооружений, паспорта, отчеты Мостоиспытательных станций и института Дальгипротранс) по эксплуатируемым трубам, а также непосредственное их обследование позволяют констатировать, что рассматриваемые участки дорог характеризуются наличием неисправных водопропускных труб (рис.1.5). В первом приближении к неисправным отнесены сооружения, имеющие такие деформации, повреждения и другие нарушения функций работы, численные значения которых превышают допуски, установленные нормативно-проектной документацией / 26, 28, 117, 118, 121 /. Картина распространенности неисправных труб в условиях эксплуатации рассмотренных железных дорог (см.рис.I.5) настораживает и требует детального изучения.
Сравнение вероятностей распространения неисправных труб при эксплуатации их в условиях сурового (СК), холодного (ХК) и умеренного (УК) климатов, приведенных к нормируемому сроку службы (рис.1.6), показывает, что значения этих вероятностей составляют, соответственно, СК-1,0; ХК-1,0; УК-0,72. При статистической обработке установленные выборки распределения количества неисправных труб в зависимости от срока их службы не противоречат закону "равнобедренного треугольника! /21/ (см.рис.1.6). Кривые Симпсона (см.рис.1.6) описывают появление неисправных труб во времени без производства им ремонтных работ. Анализ показывает, что в суровых климатических условиях эксплуатации водопропускным трубам при указанном подходе свойственны значительные вероятности распространения неисправных состояний в течение срока службы меньше нормируемого. Изложенный подход к оценке состояний эксплуатируемых труб, базирующийся на существующих методах, является жестким и не всегда оправданным.
Обоснование предельных значений неисправностей по категориям технического состояния труб
Сравнение критериев (jCwS. и jf ) показало, что расхождение экспериментальных и теоретических частот является незначимым. Следовательно, рассмотренные распределения генеральных совокупностей численных значений неисправностей труб с достаточной достоверностью могут описываться логарифмически нормальными функциями распределения случайных величин.
Анализ основных характеристик генеральных совокупностей численных значений неисправностей, (см.табл.2.8) показал, что имеет место достаточно высокая изменчивость величин. Коэффициент вариации ( V ) может служить в качестве объективной характеристики изменчивости значений неисправностей труб. Статистические расчеты показали, что для выборок распределения величин неисправностей труб по срокам службы: V = 0.628-Ю.987 (см.табл. 2.2), по типам: If - О,377-Ю,980 (см.табл.2.5), а генеральных совокупностей: Т- 0,544-Ю.980 (см.табл.2.8). Рассмотренные статистические совокупности численных значений неисправностей труб имеют примерно одинаковую изменчивость. Данное обстоятельство также подтверждает правомерность статистического анализа генеральных распределений численных значений неисправностей эксплуатируемых труб.
При эксплуатации объекты постепенно утрачивают ряд функциональных свойств материалов, приводящих к изменению выходных параметров. Поэтому должны быть заданы определенные пределы допустимых изменений этих параметров при воздействии внешних факторов, дестабилизирующих нормальное функционирование водопропускных труб.
Разработка критериев оценки технического состояния эксплуатируемых сооружений и их элементов, равно как и классификация
конструкций, по их состоянию, представляют важную и актуальную задачу. Решение этой задачи позволило бы с большой уверенностью оценивать эксплуатационную надежность конструкций, точнее определять необходимые меры по обеспечению безопасной эксплуатации и сохранности элементов сооружений.55
Водопропускные трубы являются ремонтируемыми объектами. Техническая эксплуатация этих сооружений предусматривает установление технического надзора, проведение текущего и капитального ремонтов для поддержания и восстановления их рабочих параметров, а также реконструкции на границе отказа сооружения. Следовательно, установление критериальных значений неисправностей должно быть произведено с учетом технических состояний водопропускных труб, соответствующих указанным видам ремонтов.
Как было указано, для оценки технического состояния труб принят обобщающий критерий - степень развития характерных деформаций и повреждений, - которым является категория неисправности. Следовательно, регламентирование деформаций и повреждений труб необходимо произвести по категориям, дифференцированных по степени раЗ-вития неисправностей и уровням ремонтопригодности. Технические состояния труб должны быть увязаны с эксплуатационными режимами. Таким образом, все основные неисправности, компонующие категорию, должны быть сгруппированы по степени "опасного" влияния на эксплуатационные режимы рассматриваемых сооружений. хАнализ существующих методов оценки технического состояния и разработка критериев отнесения искусственных сооружений к слабым и дефектным (отчет)/ ВНИИЖТ, по теме 2І8-П-78, р.26: Руководитель П.Е.Помогаев № ГР 78015484, инв.№ Б689642,- М., 1978,- 58с.
Терминология в соответствии с ГОСТ 13377-75 /31/
В связи с принятой концепцией оценки технических состояний труб, основные деформации и повреждения по своей величине могут быть объединены в категории неисправности по уровням ремонтопригодности,которым соответствуют принятые виды ремонтов.
Установление предельных значений деформаций и повреждений, являющихся наиболее значимыми в формировании оценки технического состояния труб, по категориям неисправности может быть произведено в соответствии со следующими положениями:
Для нулевой категории - ограничение их в таких пределах, при которых не нарушается работоспособность сооружений, и численные значения их не превышают нормируемые величины, установленные нормативно-технической документацией. При этом трубы считаются исправными сооружениями и требуется установление планового технического надзора.
Для первой и второй категорий - регламентирование неисправностей в таких пределах, при которых нарушается нормальное функционирование труб, снижаются их эксплуатационные режимы, долговечность и надежность элементов, а также дестабилизируются эксплуатационные показатели (бесперебойность и безопасность пропуска подвижного состава, проектное положение верхнего строения пути в зоне сооружений, гидравлический режим). При этом трубы считаются неисправными и требуют проведения восстановительных мероприятий для стабилизации рабочих параметров, соответственно, текущего капитального ремонтов.
Примеры установления показателей надежности труб, эксплуатируемых на Забайкальской и Дальневосточной железных дорогах
С учетом изложенного выше, для овоидальных и круглых труб предельно допускаемая интенсивность временной нагрузки при наличии в них трещин определится из выражения д WfTT ) (2 9) где 2.1/ip сумма изгибающих моментов рассматриваемых сечений трубы от постоянных нагрузок; У - коэффициент, учитывающий условия опирання звеньев водопропускных труб, определяемых по /19/; 2 - средний радиус закругления свода овоидальной и круглой труб; уУ - коэффициент бокового давления грунта /117/; " №- высота засыпки над трубой.
Для прямоугольных труб предельно допускаемая интенсивность временной нагрузки при наличии в них трещин определится:
а) для сечений в стенках прямоугольных труб из выражения Р_ f#see. Z.7)Ы&Між. - -Z-MLP) Л -ръ ;—7Z (2.10) OQ51 + OOZI/LAJF где ь - расчетный параметр трубы /128/; шр- высота звена трубы; б) для сечений в ригеле прямоугольных труб из выражения ]{= мм- +2 dfe2і Ml і нес. - zМІР) {2..11) 005 tL
В соответствии с выражениями (2.9-2.II) были произведены расчеты, результаты которых представлены в приложении 3, рис. П.3.4 - П.3.5.
Анализ расчетов показал, что полученные значения допускаемых интенсивностей временной нагрузки при развитии в трубах различного рода трещин, численные значения которых соответствуют критериальным по категориям неисправности, значительно превышают интенсивности обращающейся и перспективной временной нагрузки. Следовательно, установленные статистическими методами граничные значения трещин по категориям, не снижают грузоподъемность труб, и могут определять количественные показатели оценки технического состояния рассматриваемых сооружений.
Методика оценки технического состояния эксплуатируемых труб
Критериальные значения деформаций и повреждений по категориям неисправности (см.табл.2.17), установленные на основе обобщения опыта эксплуатации труб в суровых климатических условиях, определяют количественные показатели оценки технического состояния рассматриваемых сооружений.
Следует отметить, что предельные значения неисправностей по категориям установлены на основе статистического материала, характерного для условий эксплуатации труб в восточных регионах страны. В условиях данных районов в силу многих объективных причин, к которым относятся дефицит рабочей силы, малонаселенность, водопропускные трубы подвергаются вынужденной эксплуатации без своевременного производства ремонтов, особенно текущего содержания. Возможно, такая политика технического обслуживания труб носит временный характер. Однако,условия вынужденной эксплуатации труб без производства своевременных ремонтов приближены к экстремальным и позволили увеличить диапазон предельных состояний конструкций. Важность допущения такого подхода усиливается еще и тем, что обобщение неисправностей произведено для сооружений, эксплуатируемых в реальных условиях при действующих нагрузках и внешних воздействиях. Это, в свою очередь, позволило расширить значения запасов несущей способности существующих конструкций водопропускных труб и пересмотреть принятые способы оценки технического состояния. В этом видится резерв режимов эксплуатации труб в современных условиях. Из вышесказанного следует, что разработанные критерии оценки технических состояний могут применяться не только для труб, эксплуатирующихся в суровых климатических условиях, но и для сооружений 5 других условиях, т.к. режимы эксплуатации могут иметь одинаковый характер.
Исследования, проведенные для эксплуатируемых водопропускных труб показали,что для них характерно большое разнообразие и многочисленность деформаций, повреждений и других нарушений функций работы. И, на первый взгляд, это создает трудность по одновременному учету влияния всех неисправностей на состояние труб и их элементов.
Анализ состояния эксплуатируемых труб показал,что все многообразие деформаций и повреждений обычно складывается из одновременного проявления в различной форме и сочетаниях нескольких основных неисправностей, характерных для рассматриваемых сооружений. Это приводит к возможности разработки балльной системы оценки технического состояния труб.
