Остаточный ресурс железобетонных пролетных строений автодорожных мостов, подверженных солевой коррозии

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире, за счет расширения магистральных сетей дорог, увеличения объемов перевозок пассажиров и грузов, в развитии инфраструктуры больших городов имеют важное значение различные транспортные сооружения, в том числе мосты. В Великобритании, по данным Департамента Транспорта, мосты, подлежащие ремонту из-за коррозионных повреждений, составляют около 10% всего мостового парка. Основная причина разрушения железобетонной мостовой конструкции - это появлении коррозии из-за воздействия хлоридов. В связи с этим зарубежом уделяется особое внимание предотвращению коррозии от воздействия агрессивных хлоридов.
В странах мира особое значение придается выполнению целевых научных исследований по совершенствованию методов расчета долговечности и прочности, продлению сроков службы транспортных сооружений, а также в сфере изучения влияния коррозии бетона и арматуры на прочность и показателей качества транспортных сооружений. В этом направлении, в частности, совершенствование методов учета влияния коррозии бетона и арматуры в расчетах ресурса пролетных строений мостов, а также в повышении долговечности эксплуатируемых конструкций, бетон и арматура которых подвержены коррозии. Оценки грузоподъемности и прочности пролетных строений, подверженных коррозии с использованием современных компьютерных технологий считается одним из важных задач.
С приобретением независимости нашей Республики в системе транспортных коммуникаций, большое значение придавалось качественному совершенствованию процессов проектирования, строительства и эксплуатации надземных сооружений. В настоящее время в Республике эксплуатируется более 7 тыс. мостов. По повышению надежности и расчету на прочность этих мостов выполнены ряд задач. Наряду с этими требуется совершенствование методов расчета по ресурса искусственных сооружений в системе транспортных коммуникаций. В Стратегии действий дальнейшего развития Республики Узбекистан, в том числе определены следующие задачи «... осуществления целевых программ по развитию и модернизации дорожно-транспортных, инженерно-коммуникационных и социальных инфраструктур, ... ».
Приобретает в широком смысле важное значение научно-исследовательский подход к расчету ресурса автодорожных мостов в этом плане, повышение эксплуатационной надежности, и обеспечение надежности вновь возводимых и эксплуатируемых мостов.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан №ПП-2313 от 6 марта 2015 г. «О Программе развития и модернизации инженерно-коммуникационной и дорожно-транспортной инфраструктуры на 2015-2019 годы», №ПП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», Постановление Президента Республики Узбекистан №ПП-5066 от 1 июня 2017 г. «О мерах по коренному повышению эффективности системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» и Постановлением Кабинета Министров №242 от 24 августа 2001 г. «О дальнейшем совершенствовании государственной системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях Республики Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является совершенствование методов определения ресурса пролетных строений автодорожных мостов с учетом влияния коррозии бетона и арматуры.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработан способ количественной оценки солевой коррозии бетона;
разработаны методы определения грузоподъемности пролетных строений с учетом солевой коррозии бетона и арматуры;
оценка степени солевой коррозии бетона и арматуры усовершенствованы на основе теории линейного накопления повреждений;
разработаны зависимости для описания процесса коррозии в бетоне и арматуре во времени;
разработаны методы расчета остаточного ресурса эксплуатируемых железобетонных пролетных строений автодорожных мостов.
Заключение
На основе результатов исследований, проведенных по теме «Остаточный ресурс железобетонных пролетных строений автодорожных мостов, подверженных солевой коррозии» диссертации доктора философии (PhD) представлено следующее заключение:
l.Ha основе анализа имеющихся результатов обследования эксплуатируемых пролетных строений автодорожных мостов, установлено, что в настоящее время основным способом борьбы против наледи на мостах является использование хлоридсодержащих солей. Содержание хлористого натрия в применяемой соли в Республике больше чем в солях, применяемых в других странах СНГ.
2. Одним из основных причин ухудшения технического состояния железобетонных пролетных строений автодорожных мостов является использование солей с высоким содержанием хлоридов и низкий уровень организации эксплуатационного процесса. В результате этого уменьшается ресурс пролетных строений.
3. Разработан практический способ определения степени влияния солевой коррозии на состояние бетона и арматуры. Получены математические зависимости для определения величины снижения прочности бетона и площади сечения арматуры во времени.
4. Установлено, что солевая коррозия бетона и арматуры способствует уменьшению несущей способности пролетных строений почти в 2 раза.
Предложен практический способ оценки снижения несущей способности пролетных строений по данным технической диагностики.
Полученные результаты позволят установить планирование работы пролетных строений с момента технической диагностики.
5. Степень солевой коррозии предложено оценить мерой повреждения. Предложен расчетный способ определения меры повреждения.
6. Разработан практический способ расчетного определения остаточного ресурса железобетонных пролетных строений, подверженных солевой коррозии. Основным параметром для расчетов является мера повреждения, определяемая в процессе технической диагностики. Показано, что солевая коррозия бетона и арматуры может почти в 3 раза уменьшить остаточный ресурс эксплуатируемых пролетных строений.
Сведения по остаточному ресурсу пролетных строений позволят определить ремонтные сроки в процессе эксплуатации.
7. Рекомендованы эффективные мероприятия борьбы против коррозии бетона и арматуры. Разработаны практические рекомендации, содержащие указания по защите от коррозии бетона и арматуры в пролетных строениях.
8. Показано, что существующая структура обеспечения технического обслуживания мостов не отвечает современным требованиям эксплуатации. Наблюдающиеся ухудшения состояния эксплуатируемых пролетных строений являются результатом недостаточной организации работ службы эксплуатации.
9. Предложена структурная перестройка службы эксплуатации мостового хозяйства. При внедрении предложенной структуры увеличения штатного персонала не происходит, и появляются укрупненные производственные подразделения, хорошо оснащенные механизацией для производства ремонтных работ, налаживается учет информации о состоянии конструкций.