К вопросу надежности несущих балок пролетных строений мостов (ООО «ДИАМОС», ТГАСУ, г. Томск)

Актуальность. В качестве одного из критериев оценки надежности несущих элементов пролетных строений мостов рассматриваются пиковые значения величин временной подвижной нагрузки, возникающие в отдельные короткие промежутки времени и значительно превышающие нормативный уровень нагружения.

Пиковые нагрузки интерпретируются как непрерывный случайный процесс в виде случайной последовательности некоторых импульсов, проявляющихся через случайный промежуток времени ti и обладающих случайной длительностью во времени  Dti. 

Цель. В статье предпринята попытка представить изменения временных подвижных нагрузок во времени в виде простого пуассоновского потока, где события, моменты появления нагрузки на пролетном строении моста независимы между собой, а периоды повторяемости и продолжительности действия случайной нагрузки представляются независимыми случайными величинами.

Результаты. При заданном нормативном сроке службы мостов авторами рассмотрены три случая в обеспечении и определении достаточно малого значения вероятности появления разрушающей или близкой к ней одной или группы временных подвижных нагрузок в течение определенного срока. Исходя из видов отказов определено среднее время безотказной работы пролетного строения моста, а также время наработки на возможный отказ при длительном или конкретном превышении значения нагрузки.

1. Аугусти Г., Баратта А., Кашпати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. Москва : Стройиздат, 1988. 573 с.

2. Wen Y.K. Shochastic dependendies in load combination, proceedings // Structural safety and reliability : proceedings of ICOSSAR '81, the 3rd International Conference on Structural Safety and Reliability, the Norwegian Institute of Technology, Trondheim, Norway, June 23–25, 1981 / Ed. T. Moan, M. Shinozuka. Elsevier Scientific Pub. Co., 1981. P. 89–103.

3. Булычев А.П., Сухов Ю.Д. Применение теории надежности для нормирования расчетных значений нагрузок // СМРС. 1973. № 4. С. 15–19.

4. Ржаницын Р.А. Расчет конструкций на сочетание нагрузок // Проблемы надежности в строительном проектировании. Свердловск, 1972. С. 184–191.

5. Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании. Москва : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1998. 302 с.

6. Володин Б.Г., Ганин М.П., Динер И.Я., Комаров Л.Б., Свешников А.А., Старобин К.Б. Сборник по теории вероятностей, математической статистики и теории случайных функций / под общ. ред. А.А. Свешникова. Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2008. 445 с.

7. Картопольцев В.М., Картопольцев А.В., Алексеев А.А. К вопросу прогнозирования динамической надежности пролетных строений мостов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. Т. 24. № 6. С. 170–181. DOI: 10.31675/1607-1859-2022-24-6-170-181

8. Болотин В.В. О сочетании случайных нагрузок, действующих на сооружения // Строительная механика и расчет сооружений. 1962. № 2. С. 1–5.

9. Raizer V.D. Reliability of structures. analysis and applications. USA : Backbone Publishing Company, 2009. 146 p. ISBN: 978-0974201979.

10. Цейтлин А.И., Гусева Н.И. Расчет конструкций на синхронные групповые воздействия // Строительная механика и расчет сооружений. 1977. № 6. С. 46–52.

11. Ditllevsen O, Madsen H.O. Structural reliability methods. 2nd edition. Department of Mechanical Engineering Technical University of Denmark, 2007. 373 p.

12. Тихонов В.И. Выбросы случайных процессов // Успехи физических наук. 1962. Т. 77. Вып. 3. С. 449–480.

13. Райзер В.Д. Методы теории надежности в задачах нормирования расчетных параметров строительных конструкций. Москва : Стройиздат, 1986. 186 с.

14. Racwitz R, Schrupp K. Quality control, prof testing and structural reliability // Structural Safety. 1985. V. 2. P. 239–244. https://doi.org/10.1016/0167-4730(85)90030-X

15. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. Москва, 1969. 329 с.

16. Тимошенко С.П. Прочность и колебания элементов конструкций. Москва : Наука, 1975. 704 с.

17. Сидоров В.И. О методах расчета надежности работы систем, содержащих большое число элементов // Известия АН СССР. ОТН. 1954. № 6. С. 3–12.

18. Faber M.H. On the treatment of uncertain-ties and probabilities in engineering decision analysis // Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 2005. V. 127. № 3. P. 243–248. DOI:10.1115/1.1951776

19. Боровиков А.Г., Картопольцев В.М. Оценка грузоподъемности сталежелезобетонных пролетных строений металлических автодорожных мостов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 4. С. 273–279.

20. Гордеев В.Н., Лантух-Лященко А.И., Пашинский В.А., Перельмутер А.В., Пичигин С.Ф. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. Москва : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. 478 с.

21. Картопольцев В.М., Картопольцев А.В. Разработка перспективных (гибридных) конструкций пролетных строений мостов из сталей различной прочности // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 3. С. 171–182.