Страница 7: ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2009. Споруди транспорту. Настанова з оцінювання і прогнозування технічного стану автодорожніх мостів (60645)

Для згинальних елементів прогонової будови математичне очікування реального коефіцієнта запасу обчислюється за формулою:

де μ_R – математичне очікування реального коефіцієнта запасу, обчислюється за даними натурних обстежень;

μ_g1 – математичне очікування згинального моменту від власної ваги елемента;

μ_g2 – математичне очікування згинального моменту елемента від другої частини постійного навантаження;

μ_p – математичне очікування моменту від тимчасового рухомого навантаження за період Т, визначеного на час обстеження, обчислюється за формулою:

де μ_Rb та μ_Rs – згинальні моменти – складові несної здатності перерізу за бетоном та арматурою, обчислені з урахуванням виявлених дефектів елемента;

B_Rb та B_Rs – коефіцієнти переходу від нормативних величин до математичних сподівань, обчислені за відповідними коефіцієнтами варіації.

Математичне очікування згинального моменту від власної ваги елемента обчислюється за формулою:

де μ_g1 – згинальний момент від власної ваги прогонової будови;

B_Q,g1 – коефіцієнт переходу від нормативної величини до математичного очікування навантаження власної ваги.

Математичне очікування згинального моменту елемента від другої частини постійного навантаження обчислюється за формулою:

де μ_g2- згинальний момент від другої частини постійного навантаження;

B_Q,g2 – коефіцієнт переходу від нормативної величини до математичного очікування другої частини постійного навантаження.

Математичне очікування моменту від тимчасового рухомого навантаження обчислюється за формулою:

де μ_p – згинальний момент від тимчасового рухомого навантаження за період Т, визначений на час обстеження;

B_Q,p – коефіцієнт переходу від нормативної величини до математичного очікування згинального моменту від тимчасового рухомого навантаження за період Т, визначеного на час обстеження.

В.4 Після визначення математичного очікування реального коефіцієнта запасу (В.5) за виразом (В.2) знаходиться шукана характеристика безпеки, визначена з урахуванням технічного стану елемента в період експлуатації. Виходячи з визначеної характеристики безпеки, класифікується стан моста.

ДОДАТОК Г

(обов'язковий)

АЛГОРИТМ ПРОГНОЗУВАННЯ ЗАЛИШКОВОГО РЕСУРСУ ЕЛЕМЕНТІВ МОСТІВ

Г.1 Залишковий ресурс елементів моста визначається розв'язанням рівняння (6.1)

де P_i – надійність елемента в i-му експлуатаційному стані;

λ – параметр інтенсивності відмов;

е – постійна, е = 2,718;

t – час.

Г.2 Показник інтенсивності відмов λ елемента знаходиться з рівняння (6.1) як його розв'язок при відомих початкових умовах:

а) надійність елемента в i-му експлуатаційному стані P_i , яку отримано з класифікаційної таблиці дискретних станів;

б) час t (у роках), що пройшов від початку експлуатації елемента до моменту класифікації його дискретного стану.

Г.3 Для практичного використання в таблиці Г.1 наведено розв'язання рівняння (6.1) відносно невідомої λ для станів 2, 3, 4, 5. Кожен із станів (2-4) у таблиці 5.1 поділений на 4 інтервали, для яких знайдено розв'язання при t = 1. Значення λ_i,t для часу t_i > t = 1, через лінійну залежність між λ та t обчислюється за виразом:

де λ_i,t – значення параметра інтенсивності відмов елемента в стані i для часу t=1;

t_i – час (в роках), що пройшов від початку експлуатації до стану i.

Г.4 3 достатньою для практики точністю значення параметра інтенсивності відмов елемента можна знайти за номограмами, наведеними на рисунку Г.1, які містять криві, що описуються рівнянням (6.1). На графік нанесено 12 кривих, які побудовано для значень параметра λ, наведених у таблиці Г.2. Для проміжних значень можна скористатися лінійною інтерполяцією.

Таблиця Г.1 – Значення параметра інтенсивності відмов λ_i,t для t = 1

Визначення залишкового ресурсу

Г.5 Із рівняння деградації елемента (6.1) за відомою надійністю елемента в стані n – Р_t,n та визначеним на попередньому кроці параметром інтенсивності відмов елемента λ_e знаходиться час Т_n, який прогнозується, що пройде від початку експлуатації елемента до стану n . У випадку n = 5 час Т_n буде прогнозуванням залишкового ресурсу.

У таблиці Г.2 наведено розв'язок рівняння (6.1) для фіксованих значень інтенсивності відмов елемента λ_e. Для проміжних значень λ_e розв'язок знаходиться за лінійною інтерполяцією. Значення ресурсу (в роках) у таблиці Г.2 округлені до цілого числа.

Г.6 3 достатньою для практики точністю значення часу, що прогнозується, від початку експлуатації до стану n можна знайти за номограмами рисунка Г.1. Номограми побудовані за рівнянням (6.1) для фіксованих значень параметра інтенсивності відмов, наведених в таблиці Г.3.

Таблиця Г.2 – Залишковий ресурс елементів

Таблиця Г.3 – Значення параметра λ до номограм рисунка Г.1

Процес із відновленням

Г.7 Модель деградації (6.1) також узагальнюється на випадок процесу з відновленням, тобто на випадок ремонту, який повертає елемент із стану i до вищого стану j < і. У цьому випадку за алгоритмом, який наведено вище, обчислюється нове значення параметра інтенсивності відмов λ_j < λ_i, що відповідає новим фізико-механічним властивостям елемента, які описуються іншою деградаційною кривою (рисунок Г.2) з ресурсом T_p,j > T_p,i.

Г.8 Для випадку відновлення вихідними даними для визначення залишкового ресурсу елемента є:

а) визначена за класифікаційною таблицею надійність елемента P_i у стані до відновлення та час t_i що пройшов від початку експлуатації, до стану i;

P_t – надійність; β – характеристика безпеки; λ – інтенсивність відмов.

Рисунок Г.1 – Номограми визначення остаточного ресурсу

б) визначена за класифікаційною таблицею надійність елемента P_k у стані k після відновлення, k < і.

Очевидно, що в цьому випадку P_k > P_t. (Видимо, должно біть P_k> P_i??)

Г.9 Алгоритм визначення залишкового ресурсу складається з двох кроків.

Крок 1

На першому кроці із рівняння деградації елемента (6.1) за відомою надійністю елемента після відновлення P_k та параметром інтенсивності відмов елемента до відновлення λ визначається віртуальний строк служби елемента T_v від початку експлуатації до стану k.

Рисунок Г.2 – Перехід елемента у вищий дискретний стан

Приблизне значення віртуального часу T_v при відомому параметрі інтенсивності відмов елемента λ та надійності P_k можна знайти за номограмами, наведеними на рисунку Г.1.

Крок 2

На другому кроці вираховується приріст строку служби (ресурсу), отриманий у результаті відновлення:

де t_i – дійсний час, що пройшов від початку експлуатації, до стану i.

З урахуванням отриманого приросту строку служби ресурс елемента після відновлення становить:

де Т_i – ресурс, обчислений для елемента в стані i (до відновлення)

Г.10 Після відновлення елемент має отримати нове значення параметра інтенсивності відмов λ. Процедура його визначення є наступною. Із рівняння деградації елемента (6.1) за відомими ресурсом T_res та надійністю елемента в стані 5 – Р₅ знаходиться новий параметр інтенсивності відмов елемента λ₁. Очевидно, що отриманий параметр λ₁ < λ. Наближене значення параметра інтенсивності відмов елемента λ₁ можна знайти за номограмами, наведеними на рисунку Г.1. Саме це значення в подальшому є паспортною характеристикою деградації елемента.

Код УКНД 93.040

Ключові слова: оцінка технічного стану, прогноз технічного стану, залишковий ресурс, вантажопідйомність, характеристика безпеки.

78