Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Логин*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Логин
    (3-15 символов)*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X
 

Оценка и прогнозирование состояния мостов на автомобильных дорогах в системе управления их эксплуатацией

Шестериков Владимир Иванович

Оценка и прогнозирование состояния мостов на автомобильных дорогах в системе управления их эксплуатацией

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва - 2004

Диссертация | 2004 | Россия | pdf | 14.82 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей.
Введение.
Главнейшей задачей дорожной отрасли России,
непосредственно связанной с развитием народного хозяйства,
является коренное улучшение состояния автомобильных дорог и
сооружений на них. Проблема улучшения состояния автодорожных
мостов в России, как наиболее сложных и ответственных элементов
автомобильных дорог, усугубляется большим количеством
сооружений с неудовлетворительным состоянием, как на дорогах
общего пользования России в целом, так и на Федеральной сети.
В последние 10 лет участились случаи разрушения несущих
элементов мостов под эксплуатационными нагрузками или
воздействием водного потока Очень медленно улучшается общее
техническое состояние сооружений, не получается пока полностью
избавиться от аварийных мостов, большой процент сооружений
(-20%) продолжает оставаться в неудовлетворительном состоянии.
Для мостового хозяйства России сохраняется общая
негативная оценка состояния, характерная и для сети
автомобильных дорог в целом, что отражено в "Государственной
концепции создания и развития сети автомобильных дорог в
Российской Федерации" [14]. Показателями негативного состояния
мостового хозяйства являются:
- недостаточная пропускная способность большого количества
мостовых сооружений, особенно на подходах к областным и
региональным центрам и другим крупнейшим городам;
- недостаточная грузоподъемность мостовых сооружений,
заставляющая принимать меры по ограничению массы
обращающихся транспортных средств и нагрузок на их оси;
- пока еще высокие темпы износа (накопления повреждений в
конструкциях), снижающие в конечном счете сроки службы
сооружений;
- низкий уровень безопасности движения по многим сооружениям,
вызванный несвоевременным устранением повреждений
элементов мостового полотна;
- постепенно снижающаяся по мере роста масс транспортных
средств надежность мостовых конструкций (особенно на
магистралях и дорогах европейского класса);
- наличие на сети сооружений с предельным износом.
Неудовлетворительное состояние мостового хозяйства в целом
по сети приводит к большим социально-экономическим потерям в
стране. Это заставляет пересмотреть сложившийся в прежние годы
подход к проблеме улучшения мостовых сооружений, определить
желательные изменения в политике отрасли в области мостов,
которая должна в конечном счете устранить указанные выше
недостатки. Выработка нового взгляда на проблему
совершенствования мостового хозяйства, определению и решению
конкретных задач этой проблемы и посвящена данная
диссертационная работа. В частности работа отражает такие важные
составляющие проблемы совершенствования мостового хозяйства
как формирование методической основы системы эксплуатации
мостов и создание Системы управления эксплуатацией (управления
состоянием, качеством, надежностью, финансами .).
Структурно диссертация состоит из трех блоков (частей)
исследования.
Первый блок посвящен обобщению и анализу состояния
сооружений на федеральной сети. На основании этого анализа и с
учетом [15] обосновываются концептуальные положения улучшения
состояния мостов и основные направления исследований и действий
для реализации Концепции [16]. Кроме того, определены основные
цели и задачи диссертационной работы.
Второй блок посвящен созданию Системы управления
эксплуатацией мостов (СУЭМ) и не только включает анализ
современных зарубежных Систем управления, но и отражает опыт
поэтапного создания СУЭМ в России, в том числе и по
рекомендациям автора, начиная с 1990г. Пути усовершенствования
СУЭМ нашли отражение в разработанной автором ’’Программе
усовершенствования Системы управления эксплуатацией мостов в
России”, представленной на рассмотрение в государственную
службу дорожного хозяйства Минтранса России ("Росавтодор”).
Именно в этой программе отмечается важнейшая роль разработки и
внедрения новой методологии оценки состояния мостовых
сооружений и методологии прогнозирования состояния, что
составляет третий блок исследования в диссертации.
Методология оценки состояния (глава Ш) базируется на новых
методиках и включает различные методы решения конкретных
(частных) задач. К особенностям этой методологии можно отнести
то, что она
- является многокритериальной - состояние оценивается не
по одному показателю, а по совокупности показателей, что
повышает достоверность оценки;
— отражает изменение основных потребительских свойств
сооружения (грузоподъемность, безопасность и
долговечность), в связи с чем пришлось разрабатывать
несколько специальных методических и нормативных
документов; 
- учитывает изменение состояния каждого элемента;
- дает количественную, а не качественную, как было раньше,
оценку с конкретными значениями показателей
безопасности (безопасная скорость движения по мосту,
км/ч) и долговечности (остаточный ресурс сооружения и
его элементов, годы);
- дает возможность не только констатировать, но и позволяет
определить режим эксплуатации, используя установленные
количественные показатели, и определить виды и
стоимость необходимых работ на мосту.
Новая методология прогнозирования работ по содержанию,
ремонту (капитальному ремонту) и реконструкции (глава IV)
основывается на более объективной оценке состояния и
предусматривает использование новых методик, разработанных
автором или при участии автора:
- прогнозирования состояния элементов и конструкций при
сетевом планировании, когда рассматривается большая
группа мостов [70];
- расчетного прогнозирования срока службы
железобетонных пролетных строений [191];
- определения оптимальных стратегий эксплуатации -
позволяет установить требуемые объемы работ [71];
- определения приоритетности капитальных вложений, что
позволяет составить ранжированный ряд объектов;
- планирования работ на сетевом и локальном уровне с
учетом реально имеющихся ресурсов;
- прогнозирования усталости отдельных элементов [191].
Четвертый блок работы посвящен вопросам внедрения (глава
V). В нем не только имеется перечень документов, объектов,
Управлений (дирекций) автомобильных дорог, где осуществлено
внедрение* работ автора, но и сформулированы принципиальные
положения методики среднесрочного планирования работ по
ремонту и содержанию.
Теоретические и экспериментальные исследования, сбор
фактических данных о состоянии сооружений на сети, которые
нашли отражение в диссертации, были начаты одновременно с
работой над кандидатской диссертацией в начале 70-х годов. Однако
новый подход к определению и оценке состояния сооружений был
опробован лишь в конце 80-х годов, когда было начато
формирование базы данных по мостам для Молдавии.
За двадцать лет работы над проблемой улучшения состояния
мостов автором и коллективам сотрудников Отдела эксплуатации
мостов РосдорНИИ, которым руководил автор, фактически была
сформирована научно-методическая основа Системы эксплуатации и
отработана оптимальная модель управления эксплуатацией мостов.
В этой модели и нашли воплощение новые методологии
оценки и прогнозирования состояния мостов для дорог различной
категории и различных климатических районов, которые и являются
ключевыми разделами в диссертации.
При выполнении исследований автором использованы
современные методы расчетов, в частности определения несущей
способности и грузоподъемности, применялись линейные и
нелинейные математические модели, устанавливающие
корреляционные зависимости, использовались принципы
системного подхода и методы теории надежности, математической
статистики, проводились экспериментальные исследования и
теоретический анализ, включая обобщение опыта, использовались
современные возможности компьютерной техники.
Диссертация выполнена в Государственном предприятии
ТП "РосдорНИИ".

Содержание

Введение 4
Глава 1. Анализ состояния мостовых сооружений на Федеральной сети дорог и пути их усовершенствования
1.1. Характеристика парка мостов 8
1.2. Состояние мостовых сооружений 12
1.3. Тенденции и проблемы 29
1.4. Концепция улучшения состояния мостов 35
1.4.1. Постановка задачи 35
1.4.2. Требуемые объемы ремонтных работ 36
1.4.3. Концептуальные положения 40
1.4.4. Идеология содержания 50
1.5. Выводы по главе I. 57
Глава П. Разработка модели Системы управления
эксплуатацией мостов
2.1. Состояние проблемы управления эксплуатацией
мостовых сооружений 58
2.1.1. Первая Российская Система управления 58
2.1.2. Принятые направления совершенствования
СУЭМ . 61
2.2. Предлагаемая модель Системы управления 66
2.2.1. Модули Системы (блоки) 66
2.2.2. Особенности СУЭМ 73
2.2.3. Организационные связи "Системы*' 81
2.3. Предложения по усовершенствованию Системы
. управления 82
2.3.1. Совершенствование сбора и обработки
информации о мостовых сооружениях 82
2.3.2. Совершенствование планирования работ по
ремонту и содержанию 88
2.4. Выводы по главе П. 90
Глава HI, Методология оценки состояния мостовых
сооружений.
3.1. Общие положения 91
3.2. Определение показателей и оценка транспортно-эксплуатационного состояния мостовых 94
сооружений
3.2.1. Общий методический подход к исследованию 95
3.2.2. Исследование влияния на условия движения 
состояния элементов мостового полотна 101
3.2.3. Исследование влияния недостающего .
габарита на скорость движения автомобилей
по мосту . 121
3.2.4. Исследование влияния углов перелома в про-
дольном профиле над опорами на условия
движения . 150
3.2.5. Нормирование и оценка условий движения 154
3.3. Определение износа конструкций и элементов 158
3.3.1. Принципиальный подход к разработке
методики определения износа 158
3.3.2. Предельные значения износов 170
3.3.3. Основные положения методики определения
износов 172
3.3.4. Износ конструкций мостового сооружения 178
3.3.5. Оценка состояния конструкций по
показателю долговечности 186
3.3.6. Оценка состояния сооружения в целом 191
3.4. Выводы по главе III. ' '* 200
Глава IV. Методология прогнозирования состояния
мостовых сооружений
4.1. Прогнозирование изменения показателя износа
элементов и конструкций 202
4.1.1. Принципиальный подход . 202
4.1.2. Сбор исходных данных 205
4.1.3. Определение функции износа 215
4.1.4. Нормирование показателей износа и срока
службы 217
4.2 Прогнозирование безопасной скорости движения и
грузоподъемности 227
4.2.1. Безопасная скорость движения 227
4.2.2. Грузоподъемность 234
4.3. Расчетное прогнозирование срока службы 239
4.3.1. Состояние вопроса и основные теоретические принципы 239
4.3.2. Модели деградации материалов 243
4.3.3. Расчетное прогнозирование работоспособности железобетонных пролетных строений . 253
4.3.4. Расчетное прогнозирование остаточного ресурса эксплуатируемых железобетонных
пролетных строений 262
4.3.5. Расчетное прогнозирование работоспособности сталежелезобетонных пролетных строєний 268
• Расчет по прочности 269
• Расчет на выносливость . 279
4.4. Выводы по главе IV. 282 -
Глава V. Внедрение результатов исследования
5.1. Обзор состояния мостовых сооружений и Система
Управления эксплуатацией (по главам I и И) 284
5.2. Новая методология оценки состояния
(по гл. III) 284
5.3. Новая методология прогнозирования 285
5.4. Мониторинг 300
5.5. Планирование ремонтных работ . 304
5.6. Апробация и публикации *. 309
Общие выводы по работе 310
Список литературы . 314
Приложения Том 2

Диссертация | 2004 | Россия | pdf | 14.82 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Оценка и прогнозирование состояния мостов на автомобильных дорогах в системе управления их эксплуатацией

релевантные научные источники:

Другие источники по дисциплине Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей: