3.2. Прогнозирование долговечности ригеля

Долговечность (срок службы конструкций в работоспособном состоянии) в основном зависит от имеющихся запасов прочности и «скорости их расходования» - скорости коррозионного износа. Запасы прочности всегда имеются, несмотря на то, что расчет конструкций ведется по методу предельных состояний. С теоретической точки зрения этот метод не должен допускать какого-либо резервирования. Но за счет введения разного рода коэффициентов, практически всегда имеется 20-30-процентный запас, а иногда и больший. Поэтому действующими нормами допускается 20-процентный коррозионный износ элементов конструкций контактной сети.

В общем случае запасы прочности могут быть двух видов:

• образующиеся за счет неточностей расчета;

• образующиеся за счет недогруза.

Считая, что коррозионный износ приводит только к уменьшению толщин элементов, срок исчерпания резервов прочности можно приравнять к сроку допустимого коррозионного износа σ1 мм. Тогда общий срок службы конструкций Т можно найти следующим образом:

Т= , (3.3)

где Т₁ – срок службы защитных покрытий;

n – количество наносимых покрытий за время эксплуатации;

Т₂ – срок допустимого коррозионного износа.

Для реально применяемых масляных красок сроки службы начальных защитных покрытий обычно составляют 2-4 года. Обычно ригели опоры, оттяжки и другие элементы перекрашивают через 4-6 лет. Применение грунтового состава ГС-2 позволяет пропитывать ржавчину толщиной не более 150-200 мкм.

По истечении суммарного срока службы защитных покрытий металлические конструкции подвергаются коррозионному износу. Учитывая, что несущие конструкции изготавливаются из уголковой стали и коррозия протекает на всех поверхностях, суммарный коррозионный износ σ составит

σ= 2, (3.4)

где величины σ_оив приведены в табл. 3.2.

Зная допустимый износ σ в мм, можно вычислить Т₂:

Т₂=. (3.5)

Таблица 3.2

Средние значения параметров коррозионного износа

Коррозионный район	Начальный износ σо (мкм/г) при расположении коррозирующих элементов			Коэффициент вариации начального износа,vк	Коэффициент затухания коррозионного процесса, в
	вертикально	под углом 45о к горизонту	горизонтально
1	27	31	34	0,25	0,71
2	25	29	31	0,20	0,68
3	20	23	25	0,20	0,62
4	16	18	20	0,20	0,61
5	10	12	13	0,18	0,56

Рассчитывать сроки Т2 необходимо, выбирая наиболее нагруженные среди равных по назначению элементов. Например, для ригелей жестких поперечин проверить скорость исчерпания резерва прочности нужно у поясных участков в середине пролета и у каждого стыка, у раскосов и стоек - в приопорной зоне ригеля, т.е. на концевых участках, у связей – тоже на концевых участках.

Причем скорость начальной коррозии σ_о нужно принимать с учетом угла наклона коррозирующих элементов.

По формуле 3.5 определяется средний срок службы элементов конструкций. При более высокой достоверности, например, α=0,95 или α=0,99 величину σ_оα необходимо находить по формуле

σ_{оα =} σ_о(1+βv_к), (3.6)

где v_к – коэффициент вариации, определяется по табл. 3.2;

β – характеристика безопасности, определяется по табл. 3.3.

Таблица 3.3

Значения коэффициентов α и β

Последняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Α	0,9	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99
Β	1,24	1,32	1,4	1,48	1,56	1,64	1,72	1,80	1,88	1,96

в – коэффициент затухания коррозионного процесса;

σ – суммарный коррозионный износ;

σ_о – начальный коррозионный износ.

Тогда срок допустимого коррозионного износа Т₂ определяется по формуле

Т₂=, (3.7)

где - толщина коррозионного износа связей, раскосов и стоек;

- толщина коррозионного износа поясов.