ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ УСТАЛОСТНЫХ ТРЕЩИН В СВАРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОЛЁТНЫХ СТРОЕНИЯХ

В настоящее время на сети железных дорог России эксплуатируют более четырех тысяч сварных пролетных строений. В процессе их эксплуатации было выявлено почти три десятка типов усталостных трещин, динамика появления трещин типа Т-9 и Т-10 существенно увеличилась в последние годы. На появление и скорость развития усталостных трещин влияют: остаточные сварочные напряжения, напряжённо-деформированное состояние конструкции в процессе эксплуатации, дефекты, повреждения и отступления от норм эксплуатации, район расположения моста и конструктивные особенности пролетных строений. Сейчас при эксплуатации сварных пролетных строений не применяют мероприятий, предупреждающих появление усталостных трещин в сварных пролетных строениях, и не выполняют ремонтных работ для трещин, длина которых меньше 20 мм. И только при достижении трещиной значительного размера нормативные документы предлагают засверливать стенку в устье трещины, чтобы остановить её развитие. Диаметр отверстия принимают равным примерно двойной толщине стенки. Для создания объемного напряжённого состояния, препятствующего дальнейшему росту трещины, а также для закрытия отверстия в стенке в него устанавливают высокопрочный болт. Как правило, выполняемого ремонта оказывается недостаточно, чтобы остановить процесс трещинообразования. В статье предложен целый набор мероприятий, основанный на индукционном нагреве металла для предупреждения образования трещин (проковка, устранение зазора между «сухариками» и горизонтальными листами поясов балок), ремонте (пайка устья трещин) и усилении (постановка накладок на стенку с отверстием).

1. Len Reid. Arresting Cracks in Steel Bridges // Western Bridge Preservation Partnership. San Diego CA. 2013. 12 May.

2. Repairing and Preserving Bridge and Steel Structure Using an Innovative Crack Arrest Repair System // VP Technology. 11th International Fatigue Congress, Melbourne, Australia, March 2–7, 2014.

3. Бокарев С.А., Мурованный Ю.Н., Прибытков С.С., Усольцев А.М. Условия обеспечения движения тяжеловесных поездов по искусственным сооружениям // Железнодорожный транспорт. 2017. № 7. С. 15–20.

4. Жунев К.О. Статистический анализ факторов трещинообразования в сварных пролетных строениях // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : сб. материалов VIII Международной научно-технической конференции. Т. 1. 2017. С. 455–460.

5. Бокарев С.А. Информационное обеспечение организаций, занятых проектированием, строительством или эксплуатацией мостов // Вестник СГУПС. Вып. 13. Новосибирск, 2006. С. 4–10.

6. Картопольцев В.М., Боровиков А.Г., Картопольцев А.В. Оценка остаточного ресурса конструкций металлических мостов по критерию трещинообразования // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 2. С. 176–183.

7. Летуновский А.П., Новиков Г.В. Снятие остаточных сварочных напряжений // Сфера Нефтегаз. 2010. № 1.

8. Кныш В.В., Кузьменко А.З., Войтенко О.В. Повышение сопротивления усталости сварных соединений высокочастотной механической проковкой // Автомат. Сварка. 2006. № 1. C. 43–47.

9. Han S.H., Han J.W. Fatigue Life Estimation of Fillet Welded Joints Considering Statistical Characteristics of Weld Toe's Shape and Multiple Collinear Surface Cracks // Journal of KWS. 2005. V. 23. № 3. P. 158–167.

10. Пат. № 2562622. Российская Федерация, МПК E01D 22/00 (2006.01). Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов / С.А. Бокарев, А.М. Усольцев, Ю.Н. Мурованный ; ФГБОУ ВПО СГУПС ; опубл. 13.08.2015.

11. Пат. № 2675120. Российская Федерация, МПК E01D 22/00 (2006.01). Способ усиления балки пролетного строения моста / С.А. Бокарев, А.М. Усольцев ; ФГБОУ ВО СГУПС ; опубл. 17.12.2018.

12. Пат. № 2642758. Российская Федерация, МПК E01D 22/00 (2006.01). Способ усиления имеющего трещину металлического тонкостенного элемента пролетных строений мостов / С.А. Бокарев, А.М. Усольцев, А.И. Служаев ; ОАО «РЖД», ЦУИС ; опубл. 25.01.2018.

13. Пат. № 2656645. Российская Федерация, МПК E01D 22/00 (2006.01). Способ торможения и предотвращения образования усталостных трещин / С.А. Бокарев, А.М. Усольцев, Е.Г. Попова ; ОАО «РЖД», ЦУИС ; опубл. 06.06.2018.