Метод определения безотказности пролетного строения моста на основе структурно-функционального подхода

Актуальность. Несмотря на принимаемые меры в области повышения качества проектирования, строительства и эксплуатации мостовых сооружений, количество случаев преждевременных отказов в работе конструктивных элементов мостов не сокращается. Во многом это обусловлено воздействием увеличивающейся интенсивности транспортных потоков и агрессивным влиянием на материалы конструкций химически активных атмосферных газов и противогололедных материалов. Однако нормативно-техническая база проектирования автомобильных дорог и мостов для обоснования безотказности и долговечности мостовых конструкций эти факторы не учитывает и предлагает использовать коэффициенты запаса прочности, основанные на ретроспективных статистических данных о дорожном движении и эксплуатации мостов. В результате сложилось противоречие между практикой обеспечения безопасности работы мостов и состоянием научно-методической базы решения этих вопросов. Для разрешения противоречия необходима разработка метода прогнозирования показателей безотказности пролетного строения моста, который учитывает совместную работу его конструктивных элементов, стохастический характер и динамику параметров транспортных потоков, а также деструктивное воздействие на мост агрессивных сред в течение расчетного срока службы.

Целью является разработка методологического подхода к оценке и прогнозированию показателей безотказности железобетонных пролетных строений мостов.

Методы. Предлагаемый метод определения показателей безотказности балочных пролетных строений железобетонных автодорожных мостов основан на применении математического аппарата структурных функций надежности сложных технических систем, определения показателей диффузии жидкостей и газов, имитационного моделирования работы балок пролетного строения.

Результаты. Полученные при реализации метода функции плотности распределения показателей безотказности пролетных строений с учетом стохастического характера состава и интенсивности движения, технологических процессов строительства, содержания мостовых сооружений и применяемых материалов, природно-климатических факторов позволяют прогнозировать сроки межремонтной службы мостов, разрабатывать организационно-технические и конструктивные решения по повышению безопасности мостовых сооружений.

1. Савчинский Б.В. Критерии оценки надежности железобетонных пролетных строений автодорожных мостов // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2007. № 19. С. 229–231.

2. Сафронов В.С., Антипов А.В., Черников А.В. Надежность и долговечность сборно-монолитного плитного пролётного строения автодорожного моста // Строительная механика и конструкции. 2019. Т. 2. № 21. С. 76–88. EDN: RNJLAX

3. Сафронов В.С., Мельхиор Н. Показатели надежности железобетонных пролетных строений проектируемых автодорожных мостов для современных российских и европейских нормативных временных нагрузок // Строительная механика и конструкции. 2020. Т. 2. № 25. С. 44–57. EDN: ZGFFJM

4. Козак Н.В., Сырков А.В., Быстров В.А., Ярошутин Д.А. Анализ влияния отказов элементов объединения на эксплуатационную надежность сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов // Транспортные сооружения. 2023. Т. 10. № 3. URL: https://t-s.today/PDF/07SATS323.pdf. DOI: 10.15862/07SATS323

5. Краснощеков Ю.В. О безопасности железобетонных мостов с плитными пролетными строениями // Вестник СибАДИ. 2018. Т. 15. № 6 (64). С. 922–932. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-6-922-932

6. International Organization of Standardization ISO 2394:2015 – General principles of reliability for structures, 2015.

7. Тур В.В., Тур А.В., Дереченник С.С. О назначении требуемых мер надежности при разработке национальных нормативных документов по проектированию строительных конструкций // Вестник Брестского государственного технического университета. 2020. № 1. С. 2–15. DOI: 10.36773/1818-1212-2020-119-1-2-15

8. Хан Д.Д., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах / пер. с англ. Е.Г. Коваленко ; под ред. В.В. Налимова. Москва : Мир, 1969. 395 с.

9. Шестовицкий Д.А. Обоснование надежности и сроков службы проектируемых мостов // Дороги и мосты. 2021. № 2. С. 203–227.

10. Белый А.А., Мячин В.Н., Вуколов С.А. Методика оценки и прогнозирования надежности постоянных мостовых переходов на автомобильных дорогах оборонного значения // Вестник Военной академии материально-технического обеспечения. 2021. № 2. С. 105–111.

11. Кандаева И.В., Бородай Д.И. Исследование надежности железобетонных пролетных строений автодорожного путепровода // Современное промышленное и гражданское строительство. 2017. Т. 13. № 2. С. 47–56. EDN: YZLGJJ

12. Белый А.А., Андрушко С.Б. Пути повышения надежности эксплуатации железобетонных мостов для пропуска сверхнормативной нагрузки // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2018. Т. 15. № 1. С. 17–29.

13. 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

14. Medina P.A., González F.J.L., Todisco L. Data-driven prediction of long-term deterioration of RC bridges // Construction and Building Materials. 2022. V. 317. P. 125790.

15. Белый А.А. Вероятностное прогнозирование технического состояния эксплуатируемых железобетонных мостовых сооружений мегаполиса // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 2. С. 64–74. DOI: 10.23968/1999-5571-2017-14-2-64-74