ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ИЗНОСА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ КОРРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ



Физические сроки службы мостовых конструкций определяются динамикой их износа, и в первую очередь, снижением грузоподъемности. Одна из ряда основных причин — деградация материалов конструкций, а именно, карбонизация бетона и коррозия арматуры. Кроме того, на каждом сооружении факторы, определяющие скорость процесса потери грузоподъемности, носят случайный характер, присущий именно этому мосту. И кстати, https://vipmetalstroi.by предлагает Вам свои высококачественные услуги!

Зависимость грузоподъемности Б конструктивного элемента от степени износа арматуры иа для железобетонных мостовых элементов, работающих на изгиб, можно приближенно описать формулой должны иметь разные значения.

Примем за основу критерии ШЬЕМ, которые определяют соответствие между снижением уровня грузоподъемности и вероятностью такого снижения. Введем три критерия.

Первый критерий — снижение грузоподъемности в 3 раза. При этом в = 3,8 и обеспеченность минимальной величины грузоподъемности составляет 0,9999.

Второй критерий — снижение грузоподъемности в 2 раза, в = 3,1, обеспеченность грузоподъемности равна 0,999.

Третий критерий — снижение грузоподъемности в 1,5 раза, что соответствует в = 2,35 и обеспеченность равна 0,99.

Пересечение уровней грузоподъемности и соответствующих квантилей определяет долговечность конструктивного элемента по каждому критерию.

Поэтому логично подходить к оценке грузоподъемности так же, как и к коррозионному износу, на основе статистического подхода, рассматривая ее как случайный процесс.

Расчетные значения коррозионному износу конструкции определяются исходя из заданного (нормативного) уровня надежности РН. Поскольку распределение вероятностей случайных величин усилий от временной нагрузки и несущей способности с некоторым допущением можно аппроксимировать нормальным законом, уровень надежности удобно задавать в виде введенной в свое время А.Р.

Для компенсации возможных неучтенных отклонений от принятых в расчете параметров различных факторов, наличия неблагоприятных систематических обстоятельств и т.п. целесообразно ввести по аналогии с методикой расчета по предельным состояниям специальный коэффициент надежности к получаемой расчетным путем оценке остаточного ресурса долговечности. В первом приближении величину этого коэффициента можно было бы принять равной 0,85 для первого критерия, 0,9 — для второго и 0,95 — для третьего.

Как уже указывалось, деградация железобетонных конструкций в основном происходит в виде двух следующих процессов: карбонизация бетона и коррозия арматуры. Проанализируем их подробнее.

Карбонизация бетона начинается с поверхности железобетонной конструкции и ее скорость определяется как влажностью, так и структурой самого бетона.

С этими числами согласуются результаты обследований мостов, показывающие, что коэффициенты вариации иА обычно находятся в пределах 0,18.0,21.

Отметим, что распределение толщины защитного слоя практически не меняется во времени и его коэффициент вариации обычно составляет 0,15.0,2.

Зная вероятнос т н ые распределен ия коэффициента А (А и иА) и толщины защитного слоя (к и ик), можно рассчитать с заданной вероятностью время его полной карбонизации. Для этого требуется построить суперпозицию этих распределений.

Как видим, значения коэффициента К определяются заданной надежностью и климатическими условиями. Например, для морского побережья Вьетнама при у = 0,95 коэффициент К равен 1,2; 0,94 и 1,0 соответственно для северных, центральных и южных районов страны. При этом глубина карбонизации бетона в 2,5 см будет достигнута за 6.7 лет, в 4,0 см — за 11.18 лет. Для обеспечения защиты арматуры от коррозии в течение 40 или, тем более, 80 лет необходимо иметь толщину защитного слоя бетона соответственно 7 и 12 см. Однако назначать толщину защитного слоя бетона больше 4 см нецелесообразно, поскольку в этом случае резко снижается его трещиностойкость.

Таким образом, представляется, что увеличение нормативной толщины защитного слоя бетона до 4,0 см в условиях Вьетнама является эффективной мерой, позволяющей отодвинуть начало коррозии арматуры на 5.11 лет.

Этот же вывод можно сделать и для российского побережья Черного, Азовского и Каспийского морей.

Коррозия арматуры обычно происходит в ходе окисления ее поверхностных слоев. При этом продукты коррозии занимают объем примерно в 2,5 раза больший, чем окислившийся металл, и распирают наружный слой бетона, в котором образуются вследствие этого трещины, а затем происходит его отслоение от арматуры и полное разрушение.

Итак, определение момента начала ач коррозионного процесса арматуры необходимо в ряде случаев выполнять с учетом времени полной карбонизации защитного слоя бетона. На практике коррозия арматуры начинается после 10.20 лет эксплуатации моста.

После достижения критической концентрации хлоридов на поверхности арматуры начинается ее коррозия и затем через 3-5 лет происходит отслоение защитного слоя. Процесс коррозии арматуры можно разделить на 2 стадии, как показано на рис. 2.

По вычисленным средним значениям и статистическим параметрам скорости коррозии арматуры можно построить различные квантили ее износа как функции времени. Это позволяет оценить остаточные значения грузоподъемности и долговечности по рассмотренным критериям.

Износ мостовых конструкций представляет собой случайный временной процесс. Поэтому оценки их долговечности необходимо выполнять на основе вероятностного подхода.

Предложенные в статье критерии оценки долговечности железобетонных мостовых конструкций, основанные на рекомендациях RILEM, привязаны к принятой в России методике расчета по предельным состояниям.

На основе статистической обработки результатов обследования конкретных мостов можно рассчитывать износ конструкции, а также прогнозировать долговечность сооружений.

Процесс коррозии бетона и арматуры в условиях тропического морского климата протекает быстрее, чем в континентальных условиях, что требует увеличения нормативной толщины защитного слоя бетона.


Похожие статьи

НАЗНАЧЕНИЕ: удаление бетонной, каменной и древесной пыли, ...

Все мы знаем, что отделочные материалы на кухне испытывают ...

ТИП ИНСТРУМЕНТА: бытовой. ТЕХНИЧЕСКИЕ ...


Комментарии к теме

Комментариев пока нет...

Добавить комментарий

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.


© 2013 Квартира - все о недвижимости.
При использовании материалов с нашего сайта активная гиперссылка обязательна Яндекс.Метрика