Белый Андрей Анатольевич

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРОДСКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009 г.

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» на кафедре «Мосты».

Научный руководитель: Кандидат технических наук, доцент

Карапетов Эдуард Степанович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Васильев Александр Ильич

Кандидат технических наук, доцент

Сырков Антон Владимирович

Ведущая организация: ЗАО «Институт «Стройпроект»

Защита состоится «18» марта 2010 года, в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 ВАК при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский пр., д. 64, ауд.42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).

Автореферат разослан «16» февраля 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

канд. техн. наук, проф. Н.В. Борисюк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На территории крупных городов (мегаполисов) эксплуатируются различные искусственные сооружения, предназначенные для пропуска городских видов транспорта. Интенсивность движения и весовые характеристики транспортных нагрузок, обращающихся на магистралях крупных мегаполисов, значительно превышают аналогичные характеристики транспортных средств, обращающихся на улицах и дорогах малых городов. В связи с этим дефекты и повреждения в конструктивных элементах мостовых сооружениях, обусловленные воздействием эксплуатационных нагрузок, появляются значительно раньше и развиваются более интенсивно.

На примере мостового парка Санкт-Петербурга, как одного из крупнейших городов Российской Федерации, представлена общая картина современного состояния мостового хозяйства мегаполиса, выявленных основных тенденций и перспектив.

Современный мостовой парк Санкт-Петербурга характеризуется наличием большого количества уникальных и внеклассных сооружений. Срок эксплуатации некоторых из них сопоставим с возрастом самого города.

Природно-климатические особенности города, расположенного на морском побережье, вызывают дополнительные и ускоряют характерные деградационные процессы в элементах его мостов и путепроводов.

В связи с этим подход к управлению техническим состоянием петербургских мостовых сооружений должен назначаться особенно ответственно, исходя из их уникальности и специфики эксплуатации в сложных природных и техногенных условиях.

Рассмотренные в качества объекта исследования железобетонные мостовые сооружения являются наиболее массовыми конструкциями Санкт-Петербурга, и составляют примерно половину от всех эксплуатируемых дорожных сооружений города (мосты, тоннели, трубы, путепроводы, эстакады, подпорные стены, плотины и пр.). Поэтому вопросы снижения эксплуатационных затрат и увеличения срока службы железобетонных мостовых сооружений приобретают актуальное значение в плане содержания их в условиях такого крупного мегаполиса, как Санкт-Петербург.

В этой связи в настоящее время назрела необходимость в проведении определенных исследований в части оценки и прогнозирования технического состояния и сроков службы железобетонных мостовых сооружений, эксплуатируемых на городских магистралях Санкт-Петербурга, с разработкой соответствующей методики. Она должна учитывать все негативные факторы, оказывающие воздействия на объекты исследования, и закономерности, возникающие при этом.

Целью работы является разработка методики оценки и прогнозирования технического состояния городских железобетонных мостовых сооружений, направленная на совершенствование надежности и функциональности их эксплуатации в условиях крупных мегаполисов.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

Проанализирована система управления техническим состоянием мостовых сооружений крупного города на примере одной из старейших эксплуатирующих организаций в стране – СПб ГУП «Мостотрест», даны предложения по ее совершенствованию;

На основе предложенного автором «трехступенчатого» подхода выполнен анализ технического состояния железобетонных мостов и путепроводов Санкт-Петербурга и выявлены основные дефекты и повреждения в элементах конструкций;

Рассмотрены и обобщены факторы, ухудшающие состояние эксплуатируемых сооружений Санкт-Петербурга, получены численные закономерности между факторами (природно-климатическими и техногенными) и возникающими повреждениями (в том числе прогнозируемые);

Сформулированы и градуированы основные технико-эксплуатационные показатели (ТЭП) для возможной оценки уровня технического состояния и получены зависимости между факторами (природно-климатическими, техногенными и др.) и ТЭП;

Проведена апробация методики оценки и прогнозирования технического состояния эксплуатируемых железобетонных мостовых сооружений в городской среде Санкт-Петербурга на основе результатов исследований, выполненных автором;

Сформулированы цели и задачи аналитически-информационной системы (АИС) процесса эксплуатации мостовых сооружений, предусматривающей использование основных результатов проведенных исследований.

Методы исследования. В соответствии с целью и задачами диссертационной работы анализы и расчеты выполнены на базе современных теоретических и инструментально-измерительных методов. Теоретические методы базировались на научных положениях математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, теории надежности. Натурные исследования проводились на конкретных мостовых сооружениях с использованием современных средств измерения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

Обобщены и определены специфические факторы, непосредственно влияющие на состояние эксплуатируемых железобетонных мостов и путепроводов Санкт-Петербурга, получены численные закономерности между данными факторами (природно-климатическими и техногенными) и возникающими повреждениями (в том числе прогнозируемые).