– Ордината лінії впливу згинального моменту від навантаження а-11: ;

(1+μ) - динамічний коефіцієнт, ; ;

А-11, А-15:

КПУ₁ = [0,6743+0,1221+0,6(0,0456-0,0078)] =0,4142;

КПУ_1АТ= (0,6743+0,21221+0,0456+0,0078)=0,4249;

КПУ₂= [0,1618+0,0979+0,6(0,0371+0,0068)]=0,1430;

КПУ_2АТ= (0,1618+0,0979+0,0371+0,0068)=0,1518;

КПУ_З= [ [0,0963+0,2712+0,6(0,1099+0,0193)]=0,2225;

КПУ_{З АТ}= (0,0963+0,2712+0,1099+0,0193)=0,2484;

КПУ₄= [ [0,0399+0,2855+0,6(0,2627+0,0484)]=0,2560;

КПУ_{4 АТ}= (0,0399+0,2855+0,2627+0,0484)=0,3183;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

Найбільший згинальний момент від навантаження А-11 виникає в балці №1.

Максимальний згинальний момент від навантаження А-15 визначаємо за формулою:

(2.12)

де q_A-15=15 кН/м;

P_AT=150 кН;

(1+μ) - динамічний коефіцієнт, ; ;

Розраховуємо коефіцієнти поперечної установки та згинальні моменти для кожної балки. В даному випадку вони дорівнюють КПУ при А-11. Визначаємо моменти для навантаження А-15.

Навантаження А-15:

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

Найбільший згинальний момент від навантаження А-15 виникає в балці №1

Максимальний згинальний момент від НК-80 визначається за формулою:

, (2.13)

де q_нк-80 ‒ еквівалентне рівномірно розподілене навантаження від НК-80, приймається за додатком Л, при l_р = 5,4 м q_нк-80 = 162,56 кН/м;

γ_f ‒ коефіцієнт надійності,γ_f =1,0;

(1+μ) ‒ динамічний коефіцієнт від НК-80, (1+μ)=1,0;

НК-80 (біля перильної огорожі):

КПУ₁ = (0,74+0,0726)=0,4063; КПУ₂= (0,148+0,0584)=0,1032;

КПУ₃ = (0,066+0,169)=0,1175; КПУ₄= (0,027+0,2888)=0,1579;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

Найбільший згинальний момент від навантаження НК-80 виникає в балці №1.

Оскільки формули для визначення згинальних моментів від навантаження НК-80 та НК-100 відрізняються лише навантаженням на вісь, тому згинальні моменти визначаємо: Навантаження НК-100(біля перильної огорожі):

кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м;

2.4 Визначення відносної вантажопідйомності

Відносну вантажопідйомність прогонної будови для навантаження Н-30 визначаємо за формулою:

, (2.14)

де ‒ фактичне граничне зусилля, яке враховує дефекти і пошкодження, які впливають на несучу здатність прогонної будови моста;

‒ зусилля від фактичного постійного навантаження;

‒ фактичні зусилля відповідно від навантаження Н-30;

т;

Згідно з [3], якщо визначена вантажопідйомність перевищує 25 т, тоді повторно обчислюється вантажопідйомність Р, на цей раз уже відносно нормативного рухомого навантаження Н-40 і саме це останнє значення має прийматись за шукану вантажопідйомність елемента.

_(2.15)

_{де ;}

q_eкв. – граничне значення еквівалентного навантаження;

Р_{екв.(Н-40)} – еквівалентне навантаження від нормативних тимчасових рухомих навантажень, що розглядаються.

_(2.16)

_{де М – момент, утворений від тимчасового рухомого навантаження (Н-30, Н40), приведений на рис.2.2.}

‒ площа ліній впливу, приведених на рис.2.2

Рис. 2.2 Лінії впливу від схеми тимчасових рухомих навантажень Н-40.

(2.17)

M = кН;

(2.18)

Знаходимо граничне значення еквівалентного навантаження ( ):

_{Знаходимо момент від балок:}

Знаходимо еквівалентне навантаження від нормативних тимчасових рухомих навантажень:

Відносну вантажопідйомність прогонної будови для навантаження

(НК-80, НК-100) визначаємо за формулою:

_(2.19)

де ‒ фактичне граничне зусилля, яке враховує дефекти і пошкодження, які впливають на несучу здатність прогонної будови моста;

‒ зусилля від фактичного постійного навантаження;

Ω – розрахункові площі ліній впливу відповідних зусиль;

Розрахункові площі ліній впливу зусиль тимчасового навантаження, що розглядається, обчислюють за формулою:

_(2.20)

де - сумарна площа ліній впливу, яка дорівнює: ;

Ω=1,0 1,0 0,4063 3,65=1,483

Кн/м;

Еквівалентне навантаження для НК-80 та НК-100 отримуємо з додатку Л.1 [2].

кН/м;

кН/м;

Порівнюємо значення _та

У нашому випадку >

Тобто вантажопідйомність забезпечена

Відносну вантажопідйомність прогонної будови для навантаження (А-11, А-15) визначаємо за формулою:

_(2.22)

де ‒ фактичне граничне зусилля, яке враховує дефекти і пошкодження, які впливають на несучу здатність прогонної будови моста;

‒ зусилля від фактичного постійного навантаження;

Ω – розрахункові площі ліній впливу відповідних зусиль;

Розрахункові площі ліній впливу зусиль тимчасового навантаження, що розглядається, обчислюють за формулою:

_(2.23)

де γ_fА , (1+μ) – коефіцієнти відповідно надійності, динамічності тимчасових навантажень, що розглядаються;

η₁; η₂ – коефіцієнти впливу відповідно смуги та тандема;

ω_i – площа ділянок лінії впливу.

кН/м;

Еквівалентне навантаження для А-11 та А-15 отримуємо за формулами:

; (2.24)

; (2.25)

де та – ординати ліній впливу від навантаження А-11,А-15.

; ; (2.26;27)

=5,4/4=1,35; ;

Знаходимо еквівалентне навантаження А-11, А-15:

кН/м;

кН/м;

Порівнюємо значення _та

У нашому випадку >

2.5 Висновок

В результаті виконання розрахунків можна зробити висновок, що пропуск нормативних навантажень по мосту не забезпечується.

3 Визначення експлуатаційної оцінки стану моста

3.1 Оцінка технічного стану моста

Перший варіант розрахунку показника технічного стану _, за вимогами [2].

Технічний стан моста ‒ сукупність якісних та кількісних показників, що характеризують експлуатаційну придатність споруди.

Методика визначення технічного стану моста є інженерним інструментом оцінки надійності та довговічності. В курсовій роботі використано методику С.М. Коваленко, яка нині прийнята в Україні для експлуатаційної оцінки автодорожніх мостів.

За значенням коефіцієнтів К_i приймається рішення про класифікацію експлуатаційного стану моста в цілому.

Показник технічного стану елементів моста визначаємо за формулою:

, (3.1)

де k_j ‒ коефіцієнт стану елемента моста;

α_i ‒ коефіцієнт впливу стану елемента на загальний стан моста;

α₁ ‒ коефіцієнт ваги дефектності в’їздів та проїзної частини, α₁=0,07;

α₂ ‒ коефіцієнт ваги дефектності несучих елементів прогонової будови, α₂=0,46;

α₃ ‒ коефіцієнт ваги дефектності нес учих елементів опор, α₃=0,23;

α₄ ‒ коефіцієнт ваги дефектності несучих елементів фундаментів, α₄=0,27.

α₅ ‒ коефіцієнт ваги дефектності русла та підходів, α₅=0,07

Мостове полотно:

- руйнування деформаційних швів – 0,8;

- значна ямковість покриття –0,7;

Прольотна будова:

• Недостатня товщина захисного шару плит – 1,0;

• Відкол бетону плити №1 прогону 1-2 з оголенням та корозією арматури

– 0,7;

_Опори:

• недостатня товщина захисного шару бетону паль–0,8;

• відколи, раковини по поверхні паль –0,8

Русло та підходи:

• просадка конусу насипу– 0,8;

• руйнування конусу насипу – 0,8

Показник технічного стану моста дорівнює:

3.2 Показник умов руху транспорту по мосту

Цим показником оцінюють відповідність габаритних розмірів моста до вимог руху транспорту. Він визначається відношенням значень габаритів:

, (3.3)

де Г_i - існуючий габарит моста, Г_i = 6,9 м;

Г_н - необхідний габарит моста, визначають за вимогами [5], Г_н=10,0 м.

Так як показник умов руху транспорту по мосту К₂=0,69 знаходиться в інтервалі 0,5<K₂<1, необхідно обмежити швидкість руху по мосту, розширити проїзну частину моста.

3.3 Показник оцінки ситуації

Показник ситуації враховує можливе зниження швидкості на мосту порівняно зі швидкістю руху по дорозі внаслідок розташування моста або підходів на горизонтальній чи на вертикальній кривій малого радіусу, на стику двох кривих тощо. Визначається коефіцієнт за формулою:

, (3.4)

де V_м - допустима швидкість руху на мостовому переході, V_м=55 км/год.;

V_д - середня швидкість руху на дорозі, V_д=45 км/год.

Оскільки показник оцінки ситуації К₃=0,82<1, знижують швидкість, наносять роздільні смуги на мосту та підходах.

3.4 Показник оцінки пропуску води під мостовою спорудою

Оцінку умов пропуску води під мостовою спорудою визначають коефіцієнтом отвору:

, (3.5)

де Ω_м - фактичний отвір;

Ω_н - розрахунковий отвір.

Так як за період нагляду не виявлено розмивання та підмиву опор, укосів та конусів, приймаємо К₄=1.

3.5 Оцінка вантажопідйомності

За показник вантажопідйомності моста приймається мінімальний з трьох показників, вирахуваних для прогонової будови, опор:

, (3.6)

де - фактичне граничне зу силля;

- максимальне фактичне зусилля від тимчасового навантаження;

- зусилля від фактичного постійного навантаження.

4 визначення режиму експлуатації, технічного стану,

міжремонтного періоду та залишкового ресурсу моста

4.1 Визначення технічного стану моста

Технічний стан споруди – сукупність якісних та кількісних показників, що характеризують експлуатаційну придатність споруди та елементів.

За значенням коефіцієнтів К_i обчислених у попередній главі, приймається рішення про класифікацію експлуатаційного стану моста в цілому. Кількість дискретних станів, їх узагальнений опис приймається такими, як і для окремих елементів моста. Коефіцієнти експлуатаційного стану моста приймають числові значення (1,0;0,5). Таким чином, за обчисленими коефіцієнтами експлуатаційного стану маємо:

К₁=0,81 – стан 3 – працездатний;

К₂ = 0,69 – стан 4 – обмежено праце здатним;

К₃=0,82- стан 2 – обмежено справний;

К₄=1,0 – стан 1 - справний;

К₅=1,14 – стан 4 - обмежено праце здатним;

Отже, міст знаходиться в працездатному стані.

Другий варіант розрахунку показника технічного стану за вимогами [3].

Визначаємо процент зносу елементів моста, за табл. A1, дод. А [3]

Мостове полотно:

- руйнування деформаційних швів – 14% (стан 3);

- значна ямковість покриття – 33%(стан 4);

Прольотна будова:

• Недостатня товщина захисного шару плит – 1% (стан 1);

• Відкол бетону плити №1 прогону 1-2 з оголенням та корозією арматури

– 33%(стан 4);

_Опори:

• недостатня товщина захисного шару бетону паль–14%(стан 3);

• відколи, раковини по поверхні паль –14%(стан 3);

Русло та підходи:

• просадка конусу насипу – 14% (стан 3);

• руйнування конусу насипу – 14%(стан 3).

Обчислюємо експертну оцінку технічного стану споруди за формулою:

(3.2)

де D_i – номер експлуатаційного стану групи конструктивних елементів споруди згідно з класифікаційною таблицею 4.1; [3]

α_i – коефіцієнти впливу стану i-го елемента на загальний стан споруди (нормалізовані коефіцієнти ваги), i = 1, 2, ..., 7.

Значення вагових коефіцієнтів отримуємо з таблиці 7.1. [3]

(балів);

За табл. 7.2 [3] визначаємо, що міст відноситься до 3го стану(працездатний).

Експлуатаційні заходи для 3го стану:

Ведуться планові обстеження, скорочуються терміни між періодичними оглядами, виконуються поточні ремонти. За необхідності, обмежується швидкість руху