Диссертация (1151675), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Можно определить неисправности, толщинуметалла, характеристику бетона, а также состояние арматуры и наличие неисправностей внутри массивных элементов такого сложного сооружения как дюкер,а также грунтового основания сооружения [42, 51].3.3.6 Результаты исследований мостовых переездов на водопроводящихсооружениях приборами неразрушающего контроляС помощью ПНК исследовались мостовые переезды Право − Егорлыкскойоросительной системы.Радарограмма №47 пройденная по мостовому переезду (рисунок 3.52), прирасшифровки радарограммы выявлены неисправности элементов так и грунтовогооснования.Рисунок 3.52 – Радарограмма №47 по оси мостового переездаНа радарограмме №47 в верхней части разреза, отчётливо виден раздел воздух-грунт.
Толщина элементов мостового переезда − 9-12 см, ниже залегает слойгрунтового основания вместе с придонными наносами.На рисунках 3.53 – 3.55 представлены радарограммы №№ 47, 48, 49, где показаны пустоты вследствие размыва грунтового основания под железобетоннымиэлементами, граница контакта с водой, зона соприкосновения с водой.162Рисунок 3.53 – Радарограмма №47 по оси мостового переездас выделенными пустотамиРисунок 3.54 – Радарограмма №48 по длине мостового переезда с арматуройи граница контакта с водойРисунок 3.55 – Радарограмма №49 по ширине мостового переездас выделенной арматурой и зоной соприкосновения с водой163При исследовании элементов мостового переезда установлены неисправности, снижающие работоспособность сооружения. Так опоры имеют характерные разрушения защитного бетона, оголения арматурной сетки в местах контактас водой (Rсж =35,4 МПа класс бетона В 30) и оголовок колонны (Rсж =43,2 МПакласс бетона В 35).
Исследования [13, 14, 15] показали отслоение бетона, его коррозию в зоне опирания на фундаментную плиту (Rсж =39,4 МПа класс бетонаВ 30).Результаты измерений прочности бетона на мостовом переезде приведены втаблице 3.9.Таблица 3.9 – Результаты измерений прочности бетона на мостовом переезде№Rсж,КлассРадарограммаМПабетона B1443,214ЭлементПримечаниеB 35Облицовочная плитаразрушающийся60,1B 50Облицовочная плитане разрушающийся1452,7B 45Облицовочная плитане разрушающийся1641,2В 30Облицовочная плитаразрушающийся1653,4В 45Облицовочная плитане разрушающийся1651,9В 45Облицовочная плитане разрушающийся1660,4В 50Облицовочная плитане разрушающийсяСтальные элементы перегораживающих сооружений (плоский и сегментныйзатворы) были исследованы на предмет изменения толщины металла от коррозииультразвуковым эхо-импульсным толщиномером А1209 (таблицы 3.10 – 3.12).При выборе прибора для оценки состояния металлических элементов исходили из его функциональных возможностей: допустимый диапазон толщины исследуемой арматуры, степень учёта кривизны и шероховатости поверхностей затворов, величина поглощения и рассеяния ультразвука в металле и другие характеристики.164Таблица 3.10 – Результаты измерений толщины металла металлическихсооружений Джалгинского перегораживающего сооружения№ замераммМесто измерения16,8сегментный затвор сверху26,5сегментный затвор снизу36,0плоский затвор сверху46,1плоский затвор снизуТаблица 3.11 – Результаты измерений толщины металла металлическихсооружений Тахтинского перегораживающего сооружения№ замераммМесто измерения16,8сегментный затвор сверху26,6сегментный затвор снизу33,0плоский затвор сверху40,5плоский затвор снизуТаблица 3.12 – Результаты измерений толщины металла металлическихсооружений Кевсалинского перегораживающего сооружения№ замераммМесто измерения16,6сегментный затвор вверху26,3сегментный затвор снизу36,0плоский затвор сверху45,8плоский затвор снизуПри выборе толщиномера для измерений исходили не только из диапазонатолщины металла сооружений, но учитывались также степень кривизны и шероховатости поверхностей затворов, величина поглощения и рассеяния ультразвукав металле и другие условия.Совместное использование различных ПНК в ходе проведённых исследований мостовых переездов выявило наличие скрытых дефектов и повреждений:165отслоение, коррозия и отшелушивания бетона, оголения арматурной сетки, образование продольных и поперечных трещин, коррозия металлических элементов.3.4 Выводы по главе1.
Выполнено исследование технического состояния водопроводящих сооружений неразрушающими приборами контроля в опытно-производственныхусловияхфункционирующихоросительныхсистемюгаРФ.Натурно-экспериментальные исследования водопроводящих сооружений проводились длямагистральных, межхозяйственных и внутрихозяйственных каналов, дюкеров,трубопроводов и мостовых переездов с использованием оборудования: георадарОКО-2 с антенным блоком АБ-400, электронный измеритель прочности ИПСМГ4.01, ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер А1209.2.
По результатам проведённых натурно-экспериментальных исследованийводопроводящих сооружений неразрушающими приборами контроля полученыданные радарограмм и ударно-импульсных исследований водопроводящих сооружений, описывающие состояние бетонных и металлических элементов водопроводящих сооружений по параметрам надёжности.3. Исследования подтвердили эффективность применения методов неразрушающего приборного контроля для оценки технического состояния водопроводящих сооружений за счёт расширения, как перечня обследуемых элементов, таки показателей, и критериев их технического состояния, в сравнении с практикующимися визуальными методами качественной оценки состояния мелиоративных объектов.
Результаты НИР могут служить научным обоснованием рациональности применения приборов неразрушающего контроля при обследованиигидротехнических сооружений оросительных систем;4. Применение методов неразрушающего контроля повышает информационное обеспечение управленческих решений по распределению ограниченныхинвестиций на текущий и капитальный ремонты ГТС и планированию мероприятий технической эксплуатации.166ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГОСОСТОЯНИЯ ВОДОПРОВОДЯЩИХ СООРУЖЕНИЙ МЕТОДОМКОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ4.1 Принятые допущения для численного метода расчётаводопроводящих сооруженийЦель выполненного в составе настоящих исследований численного эксперимента − определить на основе математического моделирования степень надёжности водопроводящих сооружений в ходе длительного срока эксплуатации (более 50 лет).
Рассматривались и изучались различные виды неисправностей водопроводящих сооружений, наиболее часто встречающиеся в практике эксплуатации оросительных систем, выявленные в процессе формирования проблемы данного научного исследования.На первой стадии эксперимента были построены твёрдотельные модели(рисунки 4.2, 4.16, 4.31, 4.46) напряжённо-деформированного состояния водопроводящего канала, с защитным покрытием из железобетона, лотка, мостового переезда и металлического дюкера, как типовых сооружений. Математические моделисоздавалась на основании экспериментальных исследований [13, 14, 15, 16, 17, 19,23, 24, 25, 41]. Согласно проведённым расчётам, сделан авторский вывод, что железобетонную облицовку и лоток следует рассматривать как тонкостенную пространственную конструкцию и изучать их функционирование с учётом пространственной определённости.
Все расчёты были выполнены на известных программных продуктах: SCAD office и SolidWorks, работа которых основана на методеконечных элементов и суперэлементов [30, 50, 295].Основными видами неисправностей водопроводящих сооружений являются продольные, поперечные и косые трещины (рисунок 2.4, глава 2). К ним относятся также оголение арматуры на внешней стороне элементов и отшелушениебетона (рисунок 2.1, глава 2). Указанные неисправности значительно сокращают167срок службы водопроводящих сооружений, их долговечность (рисунки 2.1 – 2.14,глава 2).В качестве материала водопроводящих сооружений был принят железобетон и металл, соответствующий нормативным документам [97, 98, 99, 105, 107].4.2 Математическая модель напряжённо-деформированного состоянияводопроводящих сооруженийМетод конечных элементов (МКЭ) занимает исключительное место в теории расчёта конструкций, а его обобщение – метод суперэлементов – позволяетестественным образом ввести и описать идею иерархически построенных сложных систем.Z3Z 2 x3x3576Z18 1x1246345453 x1x2 2x3x31x2x211322x14x1x23Рисунок 4.1 – Семейство объёмных конечных элементовВ существующих схемах МКЭ, использующих трёхмерные изопараметрические конечные элементы, перемещения узловых точек задают в глобальной, какправило, декартовой системе координат.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
