Приложение 24

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ГЛАВНЫХ ФЕРМ

1. Основные положения

1. Настоящие Методические указания предназначены для оценки усталостного ресурса преимущественно растянутых раскосов, подвесок и нижних поясов, клепаных главных ферм с треугольной решеткой, балочных разрезных пролетных строений, изготовленных из углеродистых сталей.

2. Усталостный ресурс ¹ – наработка объекта от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние, за которое принято повреждение элемента усталостной трещиной.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта.

Ресурс связывается с вероятностью отказа (предельного состояния). Вероятность отказа оценивается отношением числа поврежденных трещинами элементов к общему числу одинаковых по конструкции элементов при одинаковой наработке.

Остаточный ресурс представляет собой разницу между ресурсом элемента и наработкой к рассматриваемому моменту времени.

Ресурс и наработка определяются либо пропущенным тоннажем, либо повреждением от расчетного поезда.

В Методических указаниях учтена вероятность появления отказов в среднем по сети дорог для групп пролетных строений и для отдельных элементов, изменение основных характеристик усталостной прочности, грузонапряженности и структуры грузопотоков за время эксплуатации мостов.

3. В Методических указаниях даны приближенные способы определения ресурса и наработки. Таблицы мер повреждений оставлены для элементов главных ферм с треугольной решеткой, в предположении о практическом отсутствии сил трения между элементами пакета. Таблицы коэффициентов наработки даны в укрупненном виде.

При необходимости расчета ресурса для элементов из низколегированных сталей, других конструктивных форм и условий работы, уточнения расчетов или отражения индивидуальных особенностей пролетных строений следует использовать методики, имеющиеся в научных организациях (см. разд. 3).

2. Оценка ресурса.

2.1. Оценка ресурса раскосов и подвесок производится по величине пропущенного тоннажа.

2.2. Исходной информацией для определения величины пропущенного тоннажа за рассматриваемый период является грузонапряженностью участка на известный год (данные службы пути).

¹ Терминология приянта в соответствии с ГОСТ 27.002-83 «Надежность в технике. Термины и определния».

Тоннаж определяется с помощью кривых изменения грузонапряженности А, В и С (рис. П.24.1) по табл. П.24.1.

Если значение грузонапряженности не лежит на кривых и (или) границы рассматриваемого периода не совпадают с приведенными в табл. П.24.1, следует пользоваться линейной интерполяцией и экстраполяцией.

В случае скачкообразного изменения грузонапряженности за период эксплуатации пролетного строения (строительство параллельных дорог, новых веток, вторых путей и т.п.) пропущенный тоннаж определяется как сумма по периодам с плавным изменением грузонапряженности.

Рис. П.24.1. Изменение грузонапряженности участков железных дорог q_k:

А – среднесетевые данные; В – средние данные по главным путям; С – средние данные по высокодеятельным участкам сети

Таблица П.24.1. Пропущенные тоннаж в зависимости от грузонапряженности и продолжительности эксплуатации пролетного строения, млн. т.

Годы	Грузонапряженность участка дороги по кривым				Годы		Грузонапряженность участка дороги по кривым
	А	В	С			А		В	С
1900	1	2	4	1950		82		133	340
1910	2	4	10	1960		171		281	710
1920	7	10	26	1970		316		521	1319
1930	16	25	64	1980		516		850	2154
1940	37	59	151	1990		751		1239	3143

2.3. Вероятность образования трещин в элементах главных ферм пролетных строений определяется с помощью табл. П.24.2 (в подвесках) и табл. П.24.3 (в раскосах) пропорционально значению пропущенного тоннажа.

Исходными данными для определения вероятности являются нормы проектирования конструкции, длина панели, очертание поясов ферм и положение рассматриваемого раскоса.

Приведенные в табл. П.24.2 и П. 24.3 значения пропущенного тоннажа являются средними, т.е. половина соответствующих случаев образования трещин вызвана пропущенным тоннажем, не превосходящим указанной величины.

В табл. П.24.2 и П.24.3 указаны два значения вероятности отказа: по всей совокупности конструкций на сети дорог и по совокупности только тех конструкций, в элементах которых наблюдались трещины.

Принадлежность рассматриваемого пролетного строения к конструкциям, в которых были замечены трещины, определяется по табл. П.24.4. Для этих конструкций величины вероятности отказов, приведенные в табл. П.24.2 и П.24.3 для конструкций с трещинами, следует рассматривать как более точные.

2.4. Если значение пропущенного тоннажа соответствует вероятности отказа элемента 2% и более, следует, руководствуясь физическим состоянием прикрепления, решать задачу об усилении прикрепления или замене конструкции. До выполнения этих мероприятий необходимо установить тщательное наблюдение за узлами прикрепления элементов к верхнему поясу.

Таблица П.24.2. Среднесетевые данные на 1984 г. по вероятности образования трещин в подвесках, %

Пропущенный тоннаж, млн. т	Нормы проектирования	Длина панели, м	Вероятность
			По всей совокупности конструкций	По конструкциям с трещинами
500 700	1884 г. 1896 г.	3,9-4,4 5,5	1,1 0,9	1,7 2,5
750 700	1907 г.	5,5 4,2	1,4 0,7	1,7 1,4

Таблица П.24.3. Среднесетевые данные на 1984 г. по вероятности образования трещин в раскосах