ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

В работе рассмотрен подход к определению коэффициента интенсивности напряжений (КИН) в вершине усталостной трещины на базе принципов термодинамики. В основе предложенного подхода лежит модель Вестергаарда: изменение величины КИН ЛК! за цикл наблюдений (например, за время прохождения поезда по мосту) определяется по данным о напряженном состоянии вокруг вершины трещины. Такие данные получают методом инфракрасной термографии с использованием зависимости Кельвина между изменением суммы главных напряжений и изменением температуры поверхности вблизи вершины трещины. При этом знания длины трещины для вычисления КИН не требуется.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований развития усталостной трещины на образце, который имитирует работу участка стенки балки металлического пролетного строения, подкрепленной ребром жесткости с вырезом у вершины сварного шва. Для таких участков характерно развитие усталостных трещин типа Т-9, Т-10.

В статье рассмотрены условия применения метода инфракрасной термографии для определения поля напряжений вокруг вершины трещины, определены границы области выбора напряжений для вычисления КИН, а также требования к улучшению отношения сигнал/шум при использовании термографии.

Результаты исследования представлены в виде сопоставления значений КИН для экспериментального образца при различной длине усталостной трещины, рассчитанных известным методом линейной механики разрушения и разработанным на основе термодинамического подхода методом, показано хорошее их совпадение.

Статья посвящена вопросам прогнозирования долговечности и безотказности железобетонных пролетных строений мостовых сооружений. Предполагается, что данные параметры зависят от состояния главных балок, работоспособность которых определяется состоянием бетона и арматуры. Целью исследования является разработка методологического подхода к исследованию показателей надежности балок пролетного строения методами имитационного моделирования. Для исследования долговечности и безотказности, выявления закономерностей влияния стохастических параметров транспортного потока, технологий содержания и условий эксплуатации на состояние мостовых сооружений предложены алгоритмы имитационного моделирования и процедуры «процессно-событийной» генерации воздействий деструктивных факторов. Безотказность и долговечность балок пролетного строения определяются по изменению величины площади поперечного сечения арматуры с учетом совместного влияния на бетон и арматуру состава и интенсивности движения, технологических процессов строительства и содержания мостовых сооружений, физико-механических характеристик применяемых материалов и воздействия агрессивных сред. Разработка имитационной модели и проведение серии имитационных экспериментов позволили обосновать корреляционно-регрессионные и аналитические зависимости, отражающие статистические характеристики площади коррозионного разрушения арматуры и времени наработки на отказ балок пролетного строения в широком спектре воздействий нагрузок, противогололедных материалов, химически активных газов. Предлагаемый методологический подход позволяет проектным и дорожно-эксплуатационным организациям прогнозировать межремонтные сроки службы пролетных строений железобетонных мостов, разрабатывать мероприятия по увеличению их долговечности и безотказности, что способствует снижению затрат не только на эксплуатацию мостового сооружения, но и на своевременную ликвидацию последствий преждевременных разрушений.