Диссертация (1173089), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Имеет место процесс проникания углекислого газа ихлоридов в стойку и деструкция защитного слоя. Этот этап продолжается впределах: tгр < t £ tinc, причем tinc определяется по формуле:2tincæ æd ööç C 0 ç aз + 2 ÷ ÷ø÷ .=ç èç a (C0 - Cкр ) ÷ç÷èø(4.39)Здесь аз – размеры защитного слоя. Разрешающее уравнение на этомэтапе имеет вид:N = ea 21 - e 3a 22 + e m a 23 ,PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com(4.40)100в которомé1æöùa 21 = p ê Ac R 2 - kcaC0a t ç R - a t ÷ú ;3èøûëé1æöùa 22 = p ê Bc R 2 - kcbC0a t ç R - a t ÷ú ;3èøûë(4.41)a 23 = a 03 .Третий этап. Происходит деструкция бетона и протекает процесскоррозионного разрушения арматуры.
Этот этап продолжается tinc < t £ tкор.Разрешающее уравнение на этом этапе:N = ea 31 - e 3a 32 + e m a 33 ,(4.42)в которомa31 = a 21;Каквидно,a32 = a 22 ;процедураp nsa33 = a å (d0i - 2k (t - tinc ))2 .4 i =1численногомоделирования(4.43)поведенияжелезобетонной стойки состоит из трех стадий: стадии нагружения (1),стадии начального взаимодействия с средами, вызывающими карбонизациюи хлоридную коррозию (2); стадии деформирования железобетонной стойкиво времени при изменении свойств бетона и коррозии арматуры (3).Для расчета сечение стойки покрывается дискретной сеткой, в узлахкоторой вычисляется концентрация углекислого газа и хлоридов, а такжехарактеристикибетонаинапряженно-деформированноесостояние.Рассчитывалась железобетонная стойка, к которой приложена вертикальнаянагрузка, и эта стойка подвергается карбонизации и действию хлоридов.Размеры стойки: D = 0,2 м; защитный слой бетона имеет толщину aз = 0,03 м;диаметр стержневой арматуры d = 0,010 м.
Нагрузка составляет 0,8 отпредельной.Некоторые результаты расчета приведены на рисунках 4.22 и 4.23.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com101Напряжение, МПа410400390380370360051015202530354045Время, годыРисунок 4.22 – Кинетика роста напряженийв арматурных стержнях во времениНапряжения, МПа55504540-0.15-0.1-0.0500.050.10.15Координаты по диаметру стойки, мt=0tпредРисунок 4.23 – Изменение эпюры напряжений в результатесовместного действия карбонизации и хлоридов.Прямая линия – напряжения в начальный момент времени,отмеченная прямоугольниками в момент,когда наступает предельное состояниеВ таблице 4.5 приведены результаты расчета продолжительностиинкубационного периода tinc и времени наступления предельного состоянияtпред при различных вариантах взаимодействия карбонизации и хлориднойкоррозии.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com102Таблица 4.5Случай воздействияагрессивной средыКритическая концентрацияхлоридов, % от веса цементаtinc, сут.tпред, сут.хлоридная коррозияопережает карбонизацию0,4119412751карбонизация опережаетхлоридную коррозию0,299712554Как видно, при совместном действии карбонизации и хлоридов времядоначалакоррозииарматурысокращается,такжесокращаетсяидолговечность железобетонной стойки.4.6.
Прогнозирование поведения железобетонного пролетного строения,подвергающегося воздействию хлоридовПрофессоромпревышенияВ.И.уровнейВасильевымпредложеногрузоподъемностиоцениватьжелезобетонныхрискпролетныхстроений мостов из-за роста автомобильных нагрузок и физического износапролетных строений. Причем вводятся понятия о таких рисках, как:нежелательном, при котором ограничивается эксплуатация моста илиснижается его долговечность; недопустимым, при котором прекращаетсяэксплуатация моста и критическом, при котором имеется опасностькатастрофического обрушения.ДляВ.И.определенияВасильевымпрогнозируемогоиспользуетсясрокамодельпервогосниженияремонтафактическойгрузоподъемности и роста эксплуатационных нагрузок, схематическиприведеннаянагрузоподъемностирисунке4.24.пролетногоПристроенияэтомкинетикаопределяетсяснижениякинетикойкоррозионного износа арматуры, вызванного действием агрессивной среды.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com103Рисунок 4.24 – Кинетика снижения грузоподъемности (зеленым) и ростанагрузки.
Здесь Г – обеспеченностьКак видно, в подходе В.И. Васильева учитывается только коррозияарматуры и не учитывается деструктирующее действие агрессивной среды набетон, нарушение сцепления корродирующей арматуры с бетоном и ряддругих факторов. Однако такой подход позволяет хотя бы в первомприближении прогнозировать снижение грузоподъемности пролетногостроения в условиях хлоридной коррозии. Поэтому применим методологиюВ.И. Васильева к расчетному моделированию поведения железобетонногопролетного строения балочного моста (рисунки 4.25, 4.26) в условияххлоридной коррозии.Рисунок 4.25 – Общий вид мостаPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com104Рисунок 4.26 – Поперечник пролетного строенияПо результатам обследования установлено, что грузоподъемностьмоста снижена из-за большой толщины дорожной одежды (14 см).Балки пролетного строения выполнены по т.п.
56 Д. Прочность бетонабалок удовлетворяет требованиям т.п. 56 Д. Расчет производится попространственным расчетным схемам в ПК «Midas Civil». Расчетная схема:разрезнаяоднопролетнаябалка.Приопределениигрузоподъемностипролетных строений коэффициенты надежности для временных подвижныхвертикальных нагрузок, сочетания нагрузок и коэффициенты, учитывающиевоздействие нагрузки с нескольких полос движения, приняты:– для автомобильной нагрузки в виде схемы АК по СП 35.13330.2011γf(телега) = 1,5;S1телега = 1;S2телега = 0,6;γf(полоса) = 1,25;S1полоса = 1;S2полоса = 0,6;(1 + µ)телега =1,3;(1 + µ)полоса =1,0;– для эталонной тяжелой одиночной нагрузки по схеме НК по СП35.13330.2011 γf = 1,1; (1 + µ) = 1,0;– для эталонного трехосного грузовика ЭН3, находящегося в составеколонны таких же автомобилей с дистанцией 12 м, как для тележки нагрузкиPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com105АК по СП 35.13330.2011 γf = 1,5; (1 + µ) = 1,3; коэффициенты полосностипринятыпоОДМ218.4.025-2016.Коэффициентынадежностидляпостоянных нагрузок приняты по ОДМ 218.4.025-2016 п.
5.1.1.Временные вертикальные нагрузки: автомобильная – АК, ЭН3 итяжелая одиночная НК устанавливались в невыгодное по длине положениядля каждого параметра усилий, автоматически при использовании «MovingLoad Analysis». Так как сооружение симметричное, полосы АК, ЭН3устанавливались в одно положение, соответствующее крайнему правому(левому) положению в пределах проезжей части и мостового полотна.
Схемызагружения приведены на рисунках 4.27 и 4.28.Рисунок 4.27 – Схема загружения пролетного строения вертикальнойвременной нагрузкой по схемам АК, ЭН3Рисунок 4.28 – Схема загружения пролетного строения вертикальнойвременной нагрузкой по схеме НКРасчет производился с применением комплекса «Midas Civil». Призагружении модели были рассмотрены все временные подвижные нагрузки,PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com106предусмотренные заданием на расчет.
Они устанавливались в различныефиксированныеположенияпоперексооружения.Вдольсооруженияиспользовался поиск невыгодных положений временных нагрузок длякаждого элемента модели.Результатами расчетов являлись наборы усилий от различныхсочетаний постоянной и временных нагрузок, вызывающих максимальныевоздействия. На рисунке 4.29 приведено поперечное сечение главной балки всередине пролета в соответствии с т.п. 56Д.Рисунок 4.29 – Поперечное сечение и армирование балкиПолученные расчетным путем действующие и предельно-допустимыеусилия приведены в таблице 4.6.Как видно, действующие усилия в расчетных сечениях балокприближены к предельным, однако при условии сохранения площадисечения рабочей арматуры, условие прочности выполняется.Рассмотрим теперь ситуацию, когда имеет место коррозионный износарматуры, вызванный действием хлоридсодержащей среды.Определимзначенияпредельногоизгибающегомоментаврассматриваемых главных балках пролетного строения с учетом коррозиирабочей арматуры причем скорость коррозии составляет 20 мкм/год.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com107Таблица 4.6 – Расчетный изгибающий момент My в главных балках в ½длины пролета№балкиЭталоннаяавтомобильная(по схеме ЭН3)по схеме АКОдиночная (посхеме НК)Эталоннаяавтомобильная(по схеме ЭН3)по схеме АКОдиночная(по схеме НК)Предельный изгибающиймомент, воспринимаемыйсечением, тс·мИзгибающий моментот временной ипостоянной нагрузки, тс·мИзгибающий момент отсобственного веса (в т.ч.от дополнительного слояасфальтобетона), тс·мИзгибающий моментот временнойнагрузки, тс·м159.053.452.842.8112.4111.8101.8134.4257.667.362.561.3124.9120.1118.9134.4357.775.364.759.1133.0122.4116.8134.4457.575.364.759.1132.8122.2116.6134.4557.167.362.561.3124.4119.6118.4134.4658.053.452.842.8111.4110.8100.8134.4Рассмотрим три периода существования конструкции: первый период:5 лет после определения первоначальной грузоподъемности сооружения;второй период: 10 лет после определения первоначальной грузоподъемностисооружения; третий период: 20 лет после определения первоначальнойгрузоподъемности сооружения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
