3.1.2 Расчет главных балок

При расчете главных балок на временную нагрузку выделяется одна наиболее нагруженная балка, а также балки, имеющие дефекты, которые снижают грузоподъемность. Расчет ведется на одну полосу нагрузки, но с умножением на коэффициент поперечной установки (КПУ), учитывающий долю участия данной балки в восприятии всей действующей на пролетное строение нагрузки. Определение КПУ удобно производить при помощи линии влияния давления на данную балку.

По методу внецентренного сжатия уравнение линии влияния давления имеет вид:

y_j =1/n + x*a_j /  a²_i,

где n - количество главных балок, a_i - расстояния от оси пролетного строения до осей балок;

a_j - расстояние от оси пролетного строения до оси рассчитываемой балки. Величины х и a_j принимают со своим знаком.

; ; ; .

;

КПУ = Y₁+Y₂.

Рисунок 3.11 – Линии влияния давления на главные балки

В соответствии с рисунком 3.11 – КПУ=0,497

После определения КПУ загружаем линии влияния искомых усилий расчетными нагрузками (линия влияния изгибающего момента в середине пролета от нагрузки НК), как показано на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12 – Линия влияния М_0,5.

Также как и при расчете плиты проезжей части, величину изгибающего момента в середине пролета главной балки находим в долях нагрузки на ось Р_к. Для нагрузки НК:

М_нес=171,2 кН

М_пост=57,8кH

q=0,01*1,6*2,3*1,2=0,044 тс/м

Тогда тс*м

Мс=171,2-57,8=113,4 тс*м

Р_ос =113,4/7,95*1,34*1,21*0,497=113,4/6,406=17,7кН

3.2 Оценка технического состояния моста

Оценка технического состояния сооружения производится с целью правильного назначения режима эксплуатации сооружения, планирования ремонта или усиления.

Согласно действующим ГОСТам техническое состояние может быть следующим:

исправное - значение всех параметров, характеризующих состояние сооружения, соответствует всем требованиям нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации;

неисправное - состояние сооружения не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации;

работоспособное - значение параметров, характеризующих способность сооружения выполнять заданные функции, соответствует всем требованиям нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации;

неработоспособное - хотя бы один параметр, характеризующий способность сооружения выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации;

предельное - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, а восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

3.2.1 Балльная оценка технического состояния автодорожных мостов

В основе методики лежат экспертные оценки влияния дефекта (под дефектом, в данном случае, понимают неисправность, повреждение, отступление от норм проектирования или содержания) на показатели надежности: безотказность (вероятность отказа или категория по безопасности и снижение грузоподъемности), долговечность (остаточный ресурс или срок службы до капитального ремонта) и ремонтопригодность (вид ремонтных работ, стоимость или трудоемкость ремонта).

Дефекты, влияющие на показатели надежности, с учетом степени их развития, были отнесены экспертами к одной из трех категорий. В таблице 3.2.1 приведены характеристики категорий для каждого показателя надежности.

Таблица 3.2.1 Категории и показатели надежности

Показатели		Категории
	I	II	III
Безопасность	Мелкие дефекты, не влияющие на безопасность движения.	Дефекты, оказывающие влияние на, безопасность движения.	Серьезные дефекты, оказывающие существенное влияние на безопасность движения.
Грузоподъемность	Дефекты, теоретически снижающие грузоподъемность несущих элементов конструкции. Обеспечен пропуск расчетной нагрузки.	Дефекты, снижающие грузоподъемность конструкции. Обеспечен пропуск без ограничений обращающихся нагрузок (обеспечен неконтролируемый режим для пропуска грузовых автомобилей типа КрАЗ, Татра)	Дефекты, снижающие грузоподъемность до уровня, при котором необходимо вводить ограничения движения обращающихся нагрузок
Долговечность	Дефекты, не снижающие долговечность конструкции. Сооружению обеспечен срок службы более 50 лет.	Дефекты, снижающие долговечность конструкции. Сооружению обеспечен срок службы от 5 до 50 лет.	Дефекты, снижающие долговечность конструкции. Сооружению обеспечен срок службы от 0 до 5 лет.
Ремонто-пригодность	Мелкие отдельные неисправности, устраняемые в рамках выполнения нормативных работ и профилактического ремонта.	Дефекты, требующие проведения ремонтных работ, условно относимых к планово-предупредительным, и выполняемым при текущем содержании	Дефекты, требующие выполнения сложного ремонта (по спец.проекту, кап.ремонт или реконструкция)

Ведомость дефектов представлена в приложении Г.

Обобщенную балльную оценку технического состояния К_об определяют по формуле:

К_об = K _г ·a_г +K_б ·a_б+ K_д ·a_д + K_р ·a_р ,

где K_б, K_д, K _{г ,} K_р- приведенные балльные оценки соответственно по безопасности, долговечности, грузоподъемности и ремонтопригодности;

a_г ,a_б, a_д , a_р - соответствующие весовые коэффициенты, имеющие следующие величины – 0.3, 0.3, 0.2, 0.2.

Оценку (балл) технического состояния по грузоподъемности сооружения определяют по формуле:

K_г = K_г^баз ,

где K_г^баз - базовая оценка грузоподъемности сооружения, определенная расчетом. При снижении класса грузоподъемности относительно расчетных нагрузок А-11 и НК-80, выражаемом через коэффициент снижения К= Q_ф/Q_тр

K_г^баз =4 при 1  K  0.9

K_г^баз =3 при 0.9 > K  0.8

K_г^баз =2 при 0.8 > K  0.4

K_г^баз =1 при К < 0.4

K_г^баз =4

Оценку (балл) технического состояния по безопасности движения для сооружения определяют по формуле:

K_б = K_б^баз - (n _I α _I + n _II α _II + n _III α _III ),

где K_б^баз - базовая оценка безопасности движения по сооружению, определенная дефектом наибольшей категории по безопасности, который обнаружен на искусственном сооружении

K_б ^баз=5-КD _б ^max

где КD _б ^max – максимальная категория по безопасности у дефектов, обнаруженных на сооружении.

K_б ^баз=5

n_I, n_II, n_III - количество дефектов соответственно первой, второй и третьей категорий по безопасности;

α_I, α_II, α_III - коэффициенты, учитывающие опасность дефектов соответственно первой, второй и третьей категорий и имеющие величины 0.01, 0.03, 0.1.

Таким образом, итоговая оценка (балл) по безопасности, определяется не наличием дефекта с худшей категорией, а учетом и всех прочих дефектов, оказывающих в той или иной мере влияние на безопасность движения.

K_б = 5

Оценку (балл) технического состояния по долговечности сооружения определяют по формуле:

K_д = K _д ^баз ,

где K _д ^баз - базовая оценка долговечности сооружения, определенная дефектом наибольшей категории по долговечности, который обнаружен на искусственном сооружении.

K _д ^баз=5-КD _д ^max,

где КD _д ^max – максимальная категория по долговечности у дефектов, обнаруженных на сооружении.

K _д ^баз=5-3=2

Оценку (балл) технического состояния по ремонтопригодности сооружения определяют по формуле:

K_р = K_р ^баз - ( n _I ß _I + n _II ß _II + n _IIIß _III),

где K _р ^баз - базовая оценка ремонтопригодности сооружения, определенная дефектом наибольшей категории по ремонтопригодности сооружения, который обнаружен на искусственном сооружении.

K_р ^баз=5-КD_р ^max

где КD_р^max – максимальная категория по ремонтопригодности у дефектов, обнаруженных на сооружении.

K_р ^баз=5-3=2

n_I, n_II, n _II - количество дефектов соответственно первой, второй и третьей категорий по ремонтопригодности;

ß_I, ß_II, ß_III - коэффициенты, учитывающие ремонтопригодность дефектов соответственно первой, второй и третьей категорий и имеющие величины 0.01, 0.03, 0.1.

K_р = 2-(13*0,01+10*0,03+8*0,1)=0,77

К_об =4*0,3+5*0,3+2*0,2+0,77*0,2=3,254

Таким образом, в итоге получаем 4 приведенные (частные) балльные оценки состояния сооружения по безопасности, долговечности, грузоподъемности и ремонтопригодности и одну интегральную обобщенную оценку, объединяющую приведенные оценки.

Таблица 3.2.2 Характеристика бальных оценок

Обобщенная балльная оценка Коб (Балл)	Состояние сооружения
Коб > 3. 5	«Хорошее»
3. 5  Коб > 3	«Посредственное»
3  Коб > 2. 5	«Неудовлетворительное»
Коб  2.5	«Возможна аварийность»

Характеризуя обобщенную бальную оценку по таблице 3.2.2, получается, что наш мост находится в неудовлетворительном состоянии и даже возможна аварийность.

Представленное соответствие диапазонов значений обобщенной балльной оценки одному из 4-х уровней состояния получено по результатам статистической обработки итогов более 1000 обследований, в ходе которых информация по дефектности вводились в базу данных и обрабатывалась по приведенной методике, а опытные специалисты, проводившие обследование, выставляли каждому сооружению собственную экспертную оценку. Что касается аварийности, то в общем случае однозначный вывод о достижении этого состояния может быть сделан только квалифицированным экспертом. Поэтому, низкое значение балльной оценки следует расценивать только как повышенную вероятность наступления аварийного состояния.