Р В.2.3-218-03450778-793:2011. Рекомендации по повышению эксплуатационной надежности и долговечности мостовых сооружений

Для работы с текстом документа
(печать документа, поиск по тексту)
необходимо авторизоваться.

Войти в Личный кабинет

Бесплатные документы Ошибка в документе Заказать документ

Сервис содержит 18472 бесплатных документов, которые доступны зарегистрированным пользователям. Регистрируйся бесплатно >>>


  • Информация о документе
  • Ссылки на документы
  • Ссылки из других документов
Наименование документаР В.2.3-218-03450778-793:2011. Рекомендации по повышению эксплуатационной надежности и долговечности мостовых сооружений
Дата начала действия21.12.2011
Дата принятия21.12.2011
СтатусДействующий
Утверждающий документПротокол от 21.12.2011 № 4
Вид документаРекомендации
Шифр документаВ.2.3-218-03450778-793:2011
РазработчикГП «Государственный дорожный научно-исследовательский институт имени М.П. Шульгина» (ГП «ГосдорНИИ»)
Принявший органГП «Государственный дорожный научно-исследовательский институт имени М.П. Шульгина» (ГП «ГосдорНИИ»)


В данном документе нет ссылок на другие нормативные документы.

Державна служба автомобільних доріг України

(Укравтодор)

Державний дорожній науково-дослідний інститут імені М.П.Шульгіна

(ДерждорНДІ)

Рекомендовано

Науково-технічною радою

Державної служби автомобільних доріг України (Укравтодор)

Протокол від   21.12. 2011 р.

№  4

Рекомендовано

Науково-технічною радою ДерждорНДІ

Протокол від    22.11.2011 р.

№   10

рекомендації щодо підвищення експлуатаційної надійності та довговічності мостових споруд

Р В.2.3-218-03450778-793:2011

ПОГОДЖЕНО

 РОЗРОБЛЕНО

Начальник Управління науково-

Директор ДерждорНДІ,

                                      канд.техн.наук

технічної політики Укравтодору

                               В.М.Нагайчук

     ____________ О.Є.Крижанівський

__________________   2011 р.

  _______________   2011 р.

 

ПОГОДЖЕНО

Директор Департаменту автомобільних доріг Укравтодору

Науковий керівник,

Завідувач відділу штучних споруд,

                                              канд. техн. наук ________________Р.І.Полюга

    ____________   О.В.Сухоносов

  __________________   2011 р.

_________________2011 р.

ПОГОДЖЕНО

Головний науковий співробітник,

                                              Д-р техн. наук                                     

Начальник відділу стандартизації

та метрології ДерждорНДІ

                          А.І.Лантух-Лященко                                                           

      ________________ О.В.Мозговий

___________________  2011 р.

__________________   2011 р.

Київ - 2011


ВСТУП

Ці Рекомендації встановлюють важелі управління в системі експлуатації надійністю і довговічністю мостів. В частині уточнення оцінки технічного стану і прогнозування довговічності Рекомендації надають  розвиток чинного нормативного документу з оцінювання і прогнозування технічного стану елементів автодорожніх мостів ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2009.

 


1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Ці Рекомендації призначено для використання в системі експлуатації автодорожніх мостів Укравтодору, як методичне забезпечення управління надійністю та довговічністю автодорожніх мостів.

Рекомендації поширюються на мости всіх систем, що експлуатуються на автомобільних дорогах загального користування.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цих рекомендаціях є посилання на такі нормативні акти та нормативні документи:

ДБН В.2.3-6-2009 Споруди транспорту. Мости та труби. Обстеження і випробування

ДСТУ-Н Б В.2.3-23:2009 Споруди транспорту. Мости та труби. Настанова з оцінювання і прогнозування технічного стану автодорожніх мостів

П-Г.1-218-113:2009 Технічні правила ремонту та утримання автомобільних доріг загального користування України

3 ТЕРМІНИ,  ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ, познаки та скорочення

У цих рекомендаціях використано терміни, установлені в ДСТУ-Н Б В.2.3-23 (визначальний елемент, дефект, експлуатаційний стан, довговічність, експлуатація споруди, капітальний ремонт, міст, надійність, обстеження, пошкодження, реконструкція, ремонт, ресурс, технічний стан споруди, характеристика безпеки)

Нижче подано терміни, вжиті в цих рекомендаціях, та визначення основних понять.

3.1 безпека споруди

Безпека споруди є характеристика того, як контролюється випадковість відмови споруди, тобто ризику і яким чином ризик обмежується до певного розумного рівня (вводиться вперше)

3.2деградація

Втрата початкових механічних, фізико-хімічних і естетичних характеристик. Рівень деградації в функції часу може прогнозуватись відповідними моделями

3.3експлуатаційне утримання

Заходи, що проводяться для збереження стану конструкцій, за якого вони здатні виконувати функції, передбачені проектом, з параметрами, визначеними проектом та вимогами нормативних документів з експлуатації споруд

3.4 познаки та скорочення

АЕСУМ  - аналітична експертна система управління мостами

pk - вектор-стрічка розміром (1 х п) абсолютних надійностей елемента у експлуатаційному стані на час Т (виміряється в роках);

p0 - вектор-стрічка розміром (1 х п) початкових надійностей;

Pk - однокрокова матриця ймовірності переходів розміром (п х п) піднесена до ступеню k (матриця P помножена сама на себе k разів).

R - вектор коефіцієнтів стану елемента.

4 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

4.1 На всіх етапах життєвого циклу моста персонал системи експлуатації має подбати про забезпечення його безпеки. За своєю суттю - це основна мета діяльності інженера. Очікується, що міст протягом життєвого циклу експлуатації буде задовольняти не тільки своєму функціональному  призначенню, але й не заподіє шкоди здоров’ю людей,  які виконують роботи з утримання, не заподіє шкоди навколишньому середовищу, економіці, соціальному стану прилеглого району.

Персонал організацій, включених до  реєстру Мінрегіону, який займається обстеженням та випробуванням мостів, зобов'язаний мати ліцензію та необхідне обладнання.

4.2 Підтримання належного рівня безпеки експлуатації є обов’язком підрозділу, який здійснює нагляд і утримання моста, згідно з вимогами підрозділу 8.1. П-Г.1-218-113.

4.3 Центральною метою нагляду є своєчасний вияв дефектів і пошкоджень. Дані натурних спостережень мають заноситися до паспорту та передаватись в базу даних АЕСУМ.

4.4 В цілях підтримання надійності моста та забезпечення довговічності власник зобов’язаний виконувати  планові обстеження мостів у строки встановлені в ДБН В.2.3-6, якщо інші строки не встановлені попереднім актом обстеження, або рекомендаціями, які є результатом аварії на мосту, раптового руйнування визначального елемента споруди чи будь-яких інших непередбачених подій, що суттєво погіршують технічний стан споруди. Споруди, визначальні елементи яких знаходяться в п’ятому експлуатаційному стані, мають бути обстежені один раз на рік, якщо інші строки не встановлені попереднім актом обстеження відповідно до ДСТУ-Н Б В.2.3-23.

4.5 Очікується, що всі експлуатаційні заходи з нагляду, утримання і ремонту матимуть довгостроковий соціальний і економічний ефект виражений в підвищення надійності та довговічності автодорожніх мостів.

5 ВАЖЕЛІ УПРАВЛІННЯ НАДІЙНІСТЮ І ДОВГОВІЧНІСТЮ АВТОДОРОЖНІХ МОСТІВ

5.1 Фундаментальними принципами підвищення надійності і довговічності мостів мають бути:

- суворе дотримання вимог ДБН В.2.3-6 та додатка А цих рекомендацій щодо періодичності обстеження мостів;

- своєчасне занесення даних паспортизації і обстежень до Аналітичної експертної системи управління мостами (АЕСУМ);

- регулярне виконання оцінки і прогнозування технічного стану елементів моста згідно ДСТУ-Н Б.В.2.3-23 та цих Рекомендацій;

- виконання експлуатаційної оцінки (рейтингу) моста в цілому згідно ДСТУ-Н Б.В.2.3-23, що є узагальненою характеристикою експлуатаційної придатності за станом всіх його елементів і служить для ранжування мостів у рамках певної дорожньої мережі за потреби ремонту або реконструкції;

- регулярне складання стратегічних планів ремонтів мостів на основі бази знань АЕСУМ, що дозволить встановити пріоритети в їх фінансуванні;

 - вчасне, згідно стратегічних планів, виконання ремонтів.

5.2 Дані натурних спостережень та обстежень мають бути аналізовані поряд з теоретичними прогнозами життєвого циклу елементів моста. Для несних елементів має бути ідентифіковано деградаційний  механізм.

5.3 Для несних елементів належить вчасно виконані захисні заходи, такі як відновлення захисного шару, покриття захисту бетону, вчасно виконані попереджувальні ремонти.

5.4 Запорукою успішного управління надійністю і довговічністю автодорожніх мостів є своєчасне визначення згідно цих Рекомендацій уточненої оцінки і прогнозу експлуатаційного стану елементів моста.

6 УТОЧНЕНА ОЦІНКА І ПРОГНОЗ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОГО СТАНУ ЕЛЕМЕНТІВ МОСТА

6.1 Процес деградації елемента протягом життєвого циклу в експлуатації описується дискретною моделлю випадкового марковського процесу з неперервним часом. Життєвий цикл елемента поділено на дискретні стани згідно з таблицею 1.

Таблиця 1 - Загальні характеристики експлуатаційних станів

№ стану

Назва стану

Характеристика стану

1

Справний

Елемент відповідає всім вимогам проекту та діючих норм

Проміжний

2

Обмежено справний

Елемент частково не відповідає вимогам діючих норм. Проте не порушуються вимоги ані першої, ані другої груп граничних станів.

Проміжний

3

Працездатний

Елемент частково не відповідає вимогам проекту і діючих норм. Проте не порушуються вимоги першої групи граничних станів. Можливе часткове порушення вимог другої групи граничних станів, якщо це не обмежує нормального функціонування споруди.

Проміжний

4

Обмежено працездатний

Елемент експлуатується в обмеженому режимі і вимагає спеціального контролю за його станом. Потребується капітальний ремонт.

Проміжний

5

Непрацездатний

Елемент має ознаки порушень вимог першої групи граничних станів і з’ясовується неможливість їх запобіганню та необхідність припинення експлуатації елемента.

Аварійний

Елемент має порушення вимог першої групи граничних станів, що вимагають негайне припинення експлуатації

6.2 Кожен із п’яти експлуатаційних станів описується добіркою кількісних та неформалізованих якісних показників деградації, що характеризують ієрархію відмов елемента згідно класифікаційних таблиць ДСТУ-Н Б В.2.3-23. Експлуатаційні стани які при номеру мають буквений індекс «а», описуються, як проміжні між відповідними експлуатаційними станами нормативного документу.

6.3 Для кожного із експлуатаційних станів, за відомою початковою надійністю в першому стані (задається експертом), визначається надійність елемента за першою групою граничних станів. Для випадку початкової надійності= 0.9998, (= 3,8) в табл. 2 наведені значення надійності в 10 дискретних станах. (Тут  - характеристика безпеки, числовий параметр зв’язаний з надійністю співвідношенням: , де Ф - стандартна функція нормального розподілу).

 

Таблиця 2  Початкова надійність елемента в експлуатаційних станах

№ стану

Назва стану

Надійність

P(t)

Характеристика безпеки

b

Коефіціент стану

1

Справний

0,9998

3,8

9

Проміжний

0,9992

3,6

8

2

Обмежено справний

0,9984

3,0

7

Проміжний

0,9952

2,7

6

3

Працездатний

0,9925

2,4

5

Проміжний

0,9868

2,3

4

4

Обмежено працездатний

0,9798

2,1

3

Проміжний

0,9628

1,9

2

5

Непрацездатний

0,9583

1,7

1

Аварійний

0,9356

1,6

0

6.4 Для кожного із 10 експлуатаційних станів в табл. 2 визначено безрозмірний коефіцієнт стану в діапазоні від 9 до 0.

6.5 Вводиться матриця переходів Pnxn,

де n - прийнята для системи кількість дискретних станів. Елемент матриці переходів Pij є ймовірністю того, що система із стану i перейде в стан j в заданий відрізок часу. Для n = 10 матриця переходів наведена в додатку Б.

6.6 Майбутній стан може бути прогнозованим для довільного заданого часу Т. Залежність майбутнього стану від довільного початкового визначається формулою (1):

pk = p0Pk ,

(1)

де pk - вектор-стрічка розміром (1 х п) абсолютних надійностей елемента у експлуатаційному стані на час Т (виміряється в роках);

p0 - вектор-стрічка розміром (1 х п) початкових надійностей;

Pk - однокрокова матриця ймовірності переходів розміром (п х п) піднесена до ступеню k (матриця P помножена сама на себе k разів).

Змінна k в формулі (1) приймає значення часу прогнозу: k = Т.

Вектор-стрічка початкових надійностей p0 першого експлуатаційного стану містить такі значення

p= [1  0  0  0  0  0  0]                                       (2)

Однокрокова матриця ймовірності переходів розміром 10 х 10 для випадку початкової надійності елемента P(t=0)= 0.9998, (β = 3,8) наведена в додатку Б.

6.7 Оцінка стану елемента в час Т виражається через добуток вектора (2) на вектор коефіцієнти станів системи R:

R = [n, n-1, … , 2, 1,0]Т,

(3)

де n - прийнята для системи кількість дискретних станів, п = 10.

Для випадку n = 10 компоненти вектора R у відповідності з табл. 2 мають значення:

R = [9, 8, …, 2, 1, 0]Т,

(4)

Формула обчислення коефіцієнта стану елемента в час Т має вид:

Rk = p0PkR

(5)

Алгоритм і приклад прогнозу технічного стану елементу наведено в додатку В.


    Додаток А

    (довідковий)

Планові  обстеження мостів (ДБН В.2.3-6)

Власник зобов’язаний провести планові обстеження споруд у строки, наведені в таблиці А.1, якщо інші строки не встановлені попереднім актом обстеження, або рекомендаціями, які є результатом аварії на мосту, раптового руйнування визначального елемента споруди чи будь-яких інших непередбачених подій, що суттєво погіршують технічний стан споруди.

Таблиця А.1 - Періодичність обстеження мостів

Міст

Вік моста, років

1-20

21-40

41-60

61-80

80, більше

Періодичність обстеження, років

Металевий,

сталезалізобетонний

5

4

3

2

1

Залізобетонний

7

6

5

3

1

Споруди, визначальні елементи яких знаходяться в п’ятому експлуатаційному стані, мають бути обстежені один раз на рік, якщо інші строки не встановлені попереднім актом обстеження.


    Додаток Б

(довідковий)

Матриця перехідних ймовірностей для випадку початкової надійності елемента P(t=0)= 0.9998, (β = 3,8)

При n = 10  компоненти матриці перехідних ймовірностей за один крок мають такі значення: 

Матриця перехідних ймовірностей  одного кроку (Б.1) дає можливість визначити надійність елемента в кожному із дискретних станів за відомою початковою надійністю в першому стані за основною формулою  моделі

pk = p0Pk

(Б.2)


Додаток В

(довідковий)

Алгоритм прогнозу експлуатаційного стану за експертною оцінкою

Крок 1 Задається матриця ймовірності переходів Р. Ця матриця може бути взята з Додатку Б або складена експертом на основі статистичних даних з експлуатації мостів.

Крок 2 Задається вектор коефіцієнтів станів R.

Крок 3 За формулою експертної оцінки (5) обчислюється оцінка елемента на час Т

Крок 4 За таблицею В.1 визначається експлуатаційний стан елемента на час Т. Вхідною величиною для таблиці є обчислена на час Т експертна оцінка елемента.

Таблиця В.1  Значення коефіцієнтів для випадку 10  експлуатаційних станів

№ стану

Назва стану

Надійність

P(t)

Характеристика безпеки

b

Обчислена коефіцієнт стану

Rk

1

Справний

0,9998

3,8

9 > Rk > 8

Проміжний

0,9992

3,6

8 > Rk > 7

2

Обмежено справний

0,9984

3,0

7 > Rk > 6

Проміжний

0,9952

2,7

6 > Rk > 5

3

Працездатний

0,9925

2,4

5 > Rk > 4

Проміжний

0,9868

2,3

4 > Rk > 3

4

Обмежено працездатний

0,9798

2,1

3 > Rk > 2

Проміжний

0,9628

1,9

2 > Rk > 1

5

Непрацездатний

0,9583

1,7

1 > Rk > 0

Аварійний

0,9356

1,6

 Rk = 0

Приклад

Для системи із 7 дискретних станів задана матриця ймовірності переходів Р та вектор коефіцієнтів станів R:

В початковому першому стані, що відповідає експертній оцінці 9, вектор початкових надійностей має значення:

p= [1  0  0  0  0  0  0]

Потребується прогнозувати експертну оцінку після 6 років експлуатації.

За формулою (5) отримаємо оцінку

Rk = p0P6R = 7,159

Отримана оцінка свідчить, що після 6 років експлуатації система буде знаходитися наприкінці другого дискретного стану (8 > Rk > 7).


Додаток Г

(довідковий)

БІБЛІОГРАФІЯ

1. Богданоф Дж., Ф.Козин Вероятностные модели накопления повреждений. - М.: 1989

2. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. - М.: Высш. шк., 2000

3. Лантух-Лященко А.І. Уточнення оцінки експлуатаційного стану мостів. Зб. Дороги і мости. Вип. 9, ДерждорНДІ - К., 2008. с.12-18

4. Probabilistic Model Code. - 12th draft. Joint Committee on Structural Safety. PART I - BASIS OF DESIGN - JCSS-OSTI/DIA/VROC-10-11-2000, ETH Zurich, 64 p (Імовірнісний зразковий код.  12th проект. Об'єднана комісія зі структурної безпеки. Частина І - Основа проекту. JCSS-OSTI/DIA/VROC-10-11-2000, ETH Цюріх, 64 стор.)

5. ISO 2394. - General principles on reliability for structures. - European Committee   for Standardization. Brussels.1998: - 62 p (ISO 2394 - Загальні принципи надійності конструкцій.  Європейський комітет зі стандартизації. Брюссель, 1998, 62 стор.)

Для более удобной работы с текстом документа
(печать документа, поиск по тексту, оглавление) необходимо авторизоваться...

Войти в Личный кабинет

© 2019 Все права защищены
Разработчик сервиса ООО "Computer Logic Group"
Тел.: +38 (057) 341-80-81 E-mail: online@budstandart.com