Автореферат (Оценка влияния агрессивной среды на грузоподъемность и долговечность конструкций железобетонных мостов в условиях КНР)

На правах рукописиЧЭНЬ ТАООЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫНА ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬКОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВВ УСЛОВИЯХ КНР05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов,аэродромов, мостов и транспортных тоннелейАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2019Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» на кафедре «Мосты, тоннелии строительные конструкции».Научный руководитель:Официальные оппоненты:Ведущая организациякандидат технических наук, доцентВалиев Шерали НазаралиевичПискунов Александр Алексеевичдоктор технических наук, профессорФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», зав. кафедрой «Мосты итоннели»Белый Андрей Анатольевичкандидат технических наук, доцентФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», зав.

кафедрой «Мосты»Открытое акционерное общество научноисследовательский институт транспортногостроительства (АО «ЦНИИС»)Защита состоится « 21» ноября 2019 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»,по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.Телефоны для справок 8-(499)-346-01-68 доб. 1324.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета и наофициальном сайте ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» http://www.madi.ruОтзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.Копию отзыва просим прислать на е-mail: uchsovet@madi.ruАвтореферат разослан «___» __________ 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,канд.

техн. наук, доцентБорисюк Никита Владимирович4ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темыНа дорогах КНР построено более 300 тысяч мостовых сооружений различного размера, включая железнодорожные виадуки длиной до 160 км, приэтом длина каждого десятого сооружения более одного километра. В КНР построено очень много вантовых мостов. Крупнейшие вантовые мосты мира(около 55%) находятся в Китае, а 20 из 40 самых крупных построены через реку Янцзы.С момента начала строительства железобетонных мостовых сооруженийв Китае прошло почти 60 лет – это довольно значительный срок для железобетонных сооружений.

Опыт США, Европы, РФ (бывший СССР) показывает,что довольно большое количество транспортных сооружений за такое продолжительное время эксплуатации подверглось значительной деструкции, вызванной совместным влиянием меняющихся с течением времени нагрузок иагрессивных условий эксплуатации.

Следует ожидать такое же ухудшение состояния железобетонных мостовых сооружений построенных и в Китае, приэтом значительному воздействию агрессивной эксплуатационной среды подвергаются мостовые сооружения, имеющие большой срок эксплуатации. Поэтому, проблема оценки изменения грузоподъемности и долговечности эксплуатируемых железобетонных мостов в КНР, с учетом воздействия агрессивной эксплуатационной среды, является актуальной.Степень разработанности проблемыТеоретические и практические аспекты диссертационного исследованиябыли сформированы на основе изучения и анализа работ российских, китайских и других зарубежных ученых в области железобетонных мостов и сооружений.Исследованиями в области прогнозирования поведения, оценки долговечности и грузоподъемности мостовых сооружений с учетом воздействияагрессивной эксплуатационной среды занимались и продолжают заниматься такие российские ученые как Чирков В.П., Васильев А.И., Шестериков В.И.,Щестовицкий Д.А., Подвальный А.Н., Новак Ю.В., Карапетов Э.С., БокаревС.А., Пискунов А.А, Анисимов А.В., Богданов Г.И., Овчинников И.Г., ГарибовР.Б., Валиев Ш.Н., Белый А.А., Овчинников И.И, и другие исследователи.

Проблемой прогнозирования поведения железобетонных строительных конструкций с учетом воздействия агрессивной эксплуатационной среды занимались:1Соломатов В.И., Травуш В.И., Бондаренко В.М., Петров В.В., Селяев В.П.,Ерофеев В.Т., Карпенко Н.И., Колчунов В.И., Овчинников И.Г., Васильев А.И.,Федосов С.В., Клюева Н.В., Трещев А.А., Полак А.Ф., Васильева В.Ф., СкачковЮ.П., Мигунов В.И., Гузеев Е.А., Попеско А.И. и другие.В работах выше указанных исследователей экспериментально и теоретически были изучены процессы коррозионного поражения железобетонныхконструкций и построены ряд модели взаимодействия железобетонных конструкций с учетом агрессивных воздействий различного вида, которые применялись с целью прогнозирования поведения различных железобетонных конструкций при совместном воздействии нагрузок и различных факторов агрессивной эксплуатационной среды.В КНР подобными проблемами занимаются ученые: Miao Jilun, QingYun, Zhang Jinge, Tingmin Mou, Bikun Fan, Bo Tian, Qiyu Tao, Chun-ShengWan, Mu-Sai Zhai, Yu-Jiao Wang, Yongchun Cheng, Yuwei Zhang, Guojin Tan,Yubo Jiao, Zhu X.; Cao Z.; Cheng X, Cheung, M.M.S.; Chan, B.Y.B., J.

Wu, S. X.Wu, Wang Baisheng, Y.Q.Ni и другие исследователи, а в Японии - MatsumotoT., Takewaka K. и другие.Зарубежные исследования в этой области были проведены специалистами: Лантух-Лященко А.И., Королевым В.П., Почтманом Ю.М., ЗеленцовымД.Г., Савицким Н.В.,Буселом АА., Леонович С.Н., П.

О. Пшінько, В. В. Марочка, В. В. Ковальчук, І. В. Калашніков, А. В. Гуменюк, Mullek R.F., WrightJames, Frohnsdorf G, Enright M.P., Frangopol D.M., Biondini, F., Bontempi,F., Frangopol, D. M., Malerba, P. G., Jung S. Kong, Ayman N., Dan M. Frangopol,Yunping Xi, Maarten-Jan Kallen, Jan M.

van Noortwijk, Fabio Biondini, FrancoBontempi, Pier Giorgio Malerba, Andrade, C.; Garcés, P.; Martínez, I.Объектом исследования являются железобетонные конструкции автодорожных и пешеходных мостов на территории КНР.Предметом исследования является напряженно-деформированное состояние, а также несущая способность и долговечность железобетонных конструкций мостовых сооружений, подвергающихся совместному воздействиюнагрузки и агрессивной эксплуатационной среды.Целью диссертационного исследования является разработка детерминированной и вероятностной методик оценки влияния различных факторовагрессивной эксплуатационной среды на несущую способность и долговечность железобетонных конструкций мостовых сооружений в условиях КНР.2Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:– выполнен анализ экспериментальных данных о влиянии различныхфакторов агрессивной среды на механические характеристики компонентовжелезобетона и на поведение железобетонных конструкций мостовых сооружений;– выполнен анализ существующей методики расчета и прогнозированияповедения железобетонных конструкций в зависимости от различных факторов агрессивной эксплуатационной среды;– разработана детерминированная методика прогнозирования поведенияжелезобетонных элементов мостовых конструкций при совместном воздействии нагрузок и различных факторов агрессивной среды и применена дляоценки несущей способности и долговечности некоторых железобетонныхэлементов;– разработана вероятностная методика прогнозирования долговечностижелезобетонных конструкций мостовых сооружений с учетом воздействияхлоридсодержащих сред и применена для прогнозирования изменения несущей способности и оценки долговечности ряда железобетонных элементов;- разработаны эффективные меры по ограничению влияния различныхфакторов агрессивной среды на механические характеристики компонентовжелезобетона и поведение железобетонных конструкций мостовых сооружений в условиях КНР;- разработаны рекомендации по практическому использованию предложенных методик для прогнозирования поведения и оценки долговечности некоторых железобетонных элементов мостовых сооружений.Научная новизна работы заключается в:– систематизации и анализе экспериментальных данных о влиянии различных факторов агрессивной среды на механические характеристики компонентов железобетона и поведение железобетонных конструкций мостовых сооружений;– выполнении анализа существующих методов расчета и прогнозирования поведения железобетонных конструкций в зависимости от различныхфакторов агрессивной эксплуатационной среды;3– разработке и применении детерминированной методики прогнозирования поведения железобетонных элементов мостовых конструкций при совместном воздействии нагрузок и различных факторов агрессивной среды,оценки несущей способности и долговечности некоторых железобетонныхэлементов мостовых сооружений;– разработке и применении вероятностной методики расчета несущейспособности и прогнозирования долговечности железобетонных элементовконструкций мостовых сооружений с учетом воздействия хлоридсодержащихсред и оценки долговечности железобетонных элементов мостовых сооружений;- проведении проверки достоверности и обоснованности разработанныхматематических моделей.- разработке рекомендаций по практическому использованию разработанных методик для оценки несущей способности и прогнозирования долговечности некоторых железобетонных элементов мостовых сооружений дляусловий КНР.Практическая значимость исследований состоит в том, что разработанные модели и методики расчета могут быть использованы с целью оценкинесущей способности и прогнозирования долговечности железобетонных конструкций мостовых сооружений с учетом совместного воздействия нагрузок иразличных факторов агрессивной среды.

Применение разработанных методикпозволит более корректно оценивать несущую способность и долговечностьжелезобетонных элементов мостовых сооружений с учетом реальных условийих эксплуатации.Методология и методы исследованияВ процессе выполнения диссертационной работы использован комплексметодов исследования, включающий в себя: метод системного анализа втранспортном строительстве, литературный поиск, анализ экспериментальныхданных, компьютерное моделирование, а также синтез результатов теоретических и экспериментальных работ.Положения, выносимые на защиту:– результаты систематизации и анализа экспериментальных данных повлиянию хлоридсодержащих сред и карбонизации на механические характе4ристики компонентов железобетона и поведения железобетонных элементовконструкций мостовых сооружений;– результаты анализа существующих методик расчета и прогнозирования поведения железобетонных элементов конструкций в зависимости от различных факторов агрессивной эксплуатационной среды;– детерминированная методика прогнозирования поведения и оценкидолговечности железобетонных элементов мостовых конструкций при совместном воздействии нагрузки и хлоридсодержащей среды, а также результаты применения этой методики для прогнозирования поведения и оценки долговечности пролетного строения–вероятностнаяметодикапрогнозированиянапряженнодеформированного состояния и долговечности железобетонных элементовконструкций мостовых сооружений с учетом воздействия хлоридсодержащихсред и результаты ее применения для прогнозирования поведения насадкиопоры мостового сооружения.Степень достоверности представленных научных положений ивыводов подтверждается корректным построением расчетных моделейдеформирования железобетонных элементов мостовых конструкций присовместном воздействии нагрузок и различных факторов агрессивной среды,корректной идентификацией коэффициентов моделей по надежным экспериментальным данным, а также сопоставлением ряда результатов расчетажелезобетонных элементов мостовых конструкций с некоторыми экспериментальными данными, а также с некоторыми результатами, полученнымидругими авторами.Апробация основных результатов диссертационного исследованиябыла проведена на: заседаниях кафедры «Мосты, тоннели и строительныеконструкции» и на 75-78 научных конференциях Московского автомобильнодорожного государственного технического университета (МАДИ), а также наследующих конференциях: I Международной науч.- практ.