2022 gegužės 28 d. šeštadienis, 3:52
Reklama  |  facebook

Gelžbetonio tiltų ir viadukų defektai ir dinaminės elgsenos ypatumai

2021-03-18 07:18
Šiuo metu Lietuvoje yra eksploatuojama maždaug 4000 tiltų ir viadukų, kurių bendras ilgis siekia apie 93 km. Didžioji dauguma jų jungia automobilinius kelius ir tik maždaug 14% tiltų yra pastatytų geležinkelio transportui. Gelžbetonio tiltai sudaro maždaug 95% visų Lietuvos tiltų.
nuotrauka
Nuotraukų koliažas


Minimos įmonės
Kauno technologijos universitetas (KTU),
Vilnius Tech / Vilniaus Gedimino technikos universitetas,
Kelių ir transporto tyrimo institutas, VŠĮ

Skirtingai nei metalinių tiltų, gelžbetonio tiltų atsakas dinaminei, ciklinei, ilgalaikei apkrovai, ar jų kombinacijoms, yra netiesinis ir yra žymiai sudėtingiau prognozuojamas. Tai lemia kompozitinė dviejų medžiagų – betono ir armatūrinio plieno – tarpusavio elgsena, kuri priklauso išskirtinai nuo kontaktinių (sukibties) įtempių šių medžiagų sąlyčio vietoje. Priklausomai nuo kontaktinio sluoksnio, kuris gali būti vos kelių mikronų storio, standumo, betonas ir armatūra gali perimti tiltą veikiančias apkrovas pilnai kartu, iš dalies ar abu atskirai. Visuomet pageidaujamas kuo didesnis tarpusavio sąveikos atsakas.

Tačiau ilgainiui eksploatuojant gelžbetonio tiltus, netamprus betono atsakas dėl atsivėrusių plyšių, trumpalaikių plastinių, ilgalaikių susitraukimo, valkšnumo ir vibro-valkšnumo deformacijų, lemia tiltų defektus. Idealiuoju atveju šių defektų atsiradimas turėtų būti prognozuojamas teoriškai projektavimo stadijoje ar valdomas in situ.

Visgi, daugelis minėtų veiksnių reikalauja sudėtingų matematiškai teorinių modelių kūrimo ir taikymo, todėl daugeliu atvejų taikomi apytiksliai analitiniai metodai. Tai lemia prognozavimo paklaidas. Medžiagų savybių ir apkrovų kaita eksploatuojant konstrukcijas yra didelė, todėl tokioms sąlygoms esant, fizinių-mechaninių parametrų neapibrėžtis yra taip pat didelė, tad daugiausiai defektų ir pažaidų aptinkama po ilgalaikio gelžbetoninių tiltų eksploatavimo.

Šiuo metu didžiausią susirūpinimą kelia svarbiausiose Lietuvos magistralėse 1968–1983 m. statyti įtemptojo gelžbetonio rėminiai – dėžinio skerspjūvio viadukai. Tokie viadukai buvo statyti pusiausvyros principu. Surenkami gelžbetonio blokai tarpusavyje jungti epoksidiniais klijais. Pagal esamą pažaidų būklę tenka konstatuoti, kad šių viadukų būkle buvo susirūpinta gana vėlai, kuomet 1995 m., pradėjus statinius eksploatuojamų konstrukcijų bandymus, nustatyta, kad kai kurių viadukų būklė yra priešavarinė.

Nuo tada yra pradėti reguliariai stebėti visi viadukai. Todėl du kartus per metus stebimos viadukų perdangų lygmens altitudės niveliuojant, tikrinamas naujų normalinės, išilginės ir įstrižos krypties plyšių dėžinio profilio sijose atsivėrimas ar jų tolimesnis vystymasis. Gelžbetoninių tiltų defektus ir jų atsiradimo priežastis tyrė prof. Z. Kamaitis (1995, 2000, 2002, 2006), doc. V. Jokubaitis (2002, 2005).

Reikia pabrėžti, kad drastiškai padidėjusiems šiandienos transporto srautams, eksploatuojamų tiltų ir viadukų stebėjimai yra itin svarbūs šaliai ekonominiu mastu, norint tinkamai įvertinti eksploatuojamų konstrukcijų nusidėvėjimo laipsnį bei parenkant teisingus jų stiprinimo sprendimus.

Iš kairės: R. Balevičius, S. Zadlauskas ir M. Augonis  

Dažniausiai pasitaikanti gelžbetonio viadukų konstrukcinė schema parodyta (1.1. pav.). Skaičiuojamoji schema – trijų angų, šešis kartus statiškai neišsprendžiamas rėmas su lankstais kraštinėse atramose. Vienoje kraštinėje atramoje įrengtas paslankus lankstas, kitoje – nepaslankus. Rėmo sijos apačios aukštis kinta pagal kvadratinę parabolę ir ties atrama yra 170 cm aukščio, o angos viduryje – 120 cm. Skersiniame viaduko pjūvyje yra dvi dėžinio profilio sijos, tarpusavyje sujungtos monolitine gelžbetonine plokšte ir skersinėmis sijomis (diafragmomis) ties atramomis ir angos viduryje. Rėmo sijos sudarytos iš skirtingų ilgių segmentų (16–19 tonų svorio), sumontuotų pakabinamuoju būdu. Atramos suprojektuotos liaunos, kad nuo suvaržytų temperatūrinių, susitraukimo deformacijų jose nesivystytų dideli lenkimo momentai. Rėmo sijos (rygeliai) armuotos iš anksto įtemptais vielapluoščiais (gniūžtę vidutiniškai sudaro 24 aukšto stiprumo 5 mm skersmens vielos). Viduriniojo tarpatramio viduriniame pjūvyje „A“ ir „B“ sijų atramose būna maždaug 1,5 karto daugiau vienpluoščių gniūžčių nei tarpatramiuose.

2012–2015 metais tirti įtemptojo gelžbetonio viadukai turėjo tokius defektus:

• kiauri deformaciniai pjūviai virš paslankių ir nepaslankių viaduko lankstų (žr. 1.2 pav.),
• nelygi, banguota, nusidėvėjusi važiuojamoji kelio danga (žr. 1.3 pav.),
• kiauri šalitilčių deformaciniai pjūviai, neįrengta arba netinkamai įrengta vandens surinkimo ir nuvedimo sistema nuo viaduko,
• netinkamai įrengta (nesandari) hidroizoliacija ant perdangos sijų viršaus, montavimo metu nesandariai įrengtos blokų sandūros (žr. 1.4 pav.),
• pažeisti korozijos, o keliuose viadukuose ir nutrūkę sijų apatiniai vielapluoščiai (žr. 1.5 pav.),
• iš lauko ir iš vidaus pusės įstrižais plyšiais supleišėjusios sijų blokų sienutės (žr. 1.6 – 1.7 pav.),
• normaliniais plyšiais iš lauko pusės ir įstrižaisiais plyšiais supleišėję viadukų viduriniojo tarpatramio blokai.

Dėžiniuose įtemptojo gelžbetonio viadukuose itin dažnai atsiranda įstrižieji plyšiai. Jų atsiradimo priežastys ir nesandarių blokų sandūrų įtaka pleišėjimui buvo plačiai nagrinėta prof. Z. Kamaičio 1996, 2008 metais.


1.1 pav. a) išilginis pjūvis, b) skersinis pjūvis (metrais)

Galima teigti, kad normalinių plyšių atsiradimui įtemptojo gelžbetonio tiltų perdangos viduriniame pjūvyje didžiausią įtaką turi vielapluoščių korozija ir dinaminės apkrovos, kurios yra padidėjusios dėl pasikeitusių sunkiasvorių transporto priemonių srautų, kelio dangų defektų (išmuštos duobės, dangų įdubimai ir kt.). Augant transporto priemonės važiavimo per tiltą greičiui, didėja tilto dinaminis įlinkis. Kelio dangos nelygumai, priklausomai nuo jų dydžio, taip pat ženkliai prisideda prie dinaminio tilto poslinkio augimo.

Būtina pažymėti, kad paminėtų defektų vystymuisi ypač svarbus yra aplinkos poveikis. Atsivėrus kad ir nedideliems plyšiams, agresyvi aplinka ilgainiui pradeda veikti ne tik apsauginį betono sluoksnį, bet ir pasiekia armatūros strypus, todėl tiltų ar viadukų liktinis atsparis gana ženkliai pradeda mažėti. Mažėjimą taip pat lemia ciklinių apkrovų poveikis, dėl kurio pažeistų skerspjūvių sluoksniuose pradeda kauptis plastinės deformacijos.

Detaliau išnagrinėsime keletą svarbių defektų atsiradimo aspektų.

Tirti tiltai ir viadukai projektuoti pagal tuometines projektavimo normas (CH 200-62, 1962; CH 200-67, 1967), atsižvelgiant į du projektinių apkrovų tipus: H–30 ir HK–80. Projektinę H–30 apkrovą sudarė dviejose eismo juostuose išdėstytos dvi automobilių voros ir žmonių minios apkrova ant viaduko šalitilčių, o projektinė HK–80 apkrova – ratinė keturių ašių automobilinė apkrova, kurios kiekvienos ašies svoris – 20 t.

Tačiau šiandienos transporto srautai yra padidėję. Akivaizdu, kad projektuotų anuomet ir eksploatuojamų dabar tiltų ir viadukų konstrukcijos yra veikiamos perkrovų. Sunkiasvorių automobilių (miškovežiai, vilkikai ir kt.) srautai yra daug didesni ir augimas stebimas pastaruosius 20 metų, augant pervežimų skaičiui ne tik Lietuvoje, bet ir kaimyninėse šalyse. Atsiradę tiltų ir viadukų defektai rodo, kad apkrovų patikimumo (perkrovų) koeficientai, taikyti tuometinėse projektavimo normose apkrovoms ir medžiagų fiziniams-mechaniniams rodikliams susidariusios situacijos jau negelbsti.

Iš kairės: 1.2 pav. Kiauri viadukų deformaciniai pjūviai virš pirmos atramos; 1.3 pav. Nelygi, banguota, nusidėvėjusi kelio danga

Iš kairės: 1.4 pav. Nesandari blokų sandūra; 1.5 pav. Viadukuose koroduoja vielapluoščiai, dalis jų nutrūkę

Iš kairės: 1.6 pav. Atsivėrę įstrižieji plyšiai; 1.7 pav. Sijų sienutėse atsivėrę įstrižieji plyšiai

Tai turi lemiamos įtakos tiltų ir viadukų konstrukcijų tarnavimo trukmei. Padidėję transporto srautai lemia įlinkių didėjimą, o netaisomos kelių dangos iššaukia papildomą įlinkių dinaminės komponentės didėjimą, lemia laikančiųjų elementų vibracijas. Vibracijos prisideda prie neprognozuojamo naujų plyšių vystymosi, o tai, savo ruožtu, ilglaniui mažina elementų standumą.

Lietuvoje nuo 1995 m. iki 2021 m. įtemptojo gelžbetonio rėminių, dėžinio skerspjūvio viadukų plyšių pločių ir įlinkių monitoringą kasmet atliko VšĮ „Kelių ir transporto tyrimo instituto“ Tiltų tyrimų skyriaus darbuotojai. Remiantis daugiau nei 26 metus trukusių viadukų stebėjimo duomenimis, galima įvertinti viadukų įlinkių kitimo kreives per stebėjimo laikotarpį, priklausomai nuo kiekvienu viaduku pravažiuojančių sunkiasvorių transporto priemonių srautų per parą (1.8 pav.).

Nors šiuo metu Pareizgupio viadukas jau yra perstatytas, atsisakant gelžbetoninių sijų, tačiau jo įlinkio kaita nuo viaduko stebėsenos pradžios rodo, kad šis viadukas buvo vienas intensyviausiai apkrautų iki jo rekonstrukcijos. Jo įlinkių didėjimo greitis, kaip matome iš 1.8 pav., yra beveik dvigubai didesnis nei kitų, tirtų tokio tipo viadukų.

Kairėje:
1.8 pav. Viadukų įlinkių nuo jų savojo svorio kitimo kreivės per stebėjimo laikotarpį:
1) Rumšiškių,
2) Dauparų,
3) Gargždų ir
4) Pareizgupio viadukai.
Brūkšninės linijomis parodyta 1–3 viadukų įlinkių augimo aproksimacija tiesinėmis funkcijomis, parenkant jas mažiausių kvadratų metodu (R2 = 0,94-0,97)


Iš 1.8 pav. matyti, kad viadukų įlinkiai iš esmės monotoniškai didėja (brūkšninės linijos) juos eksploatuojant, todėl analizuojant viadukų būklę ar projektuojant naujus, į tai ypač svarbu atsižvelgti. Srautų augimo tendencijos, ekstrapoliuojant jų mastą į ateitį, taip pat turi būti vertinamos ir projektuojant, ir rengiant stiprinimo projektus.

Pagal tiltų (viadukų) įlinkių stebėsenos statistinius rezultatus galima prognozuoti likusią laiko resurso dalį juos eksploatuoti. Jeigu tam tikrą tilto eksploatacinį laikotarpį nebuvo atliekamas tilto įlinkių monitoringas, o po šio periodo buvo pradėta periodinė tilto įlinkių kaitos stebėsena (žr. 1.8 pav.) ir yra žinomi šių įlinkių prieaugių kaitos per laiką statistiniai įverčiai nuo stebėsenos pradžios, tuomet taip pat galima prognozuoti laikotarpį, per kurį tiltas (viadukas) netenkins tinkamumo ribinio būvio reikalavimų su norimu patikimumu.

Tarkime, kad tilto (viaduko) įlinkio prieaugių pagal tinkamumo ribinį būvį atsarga, praėjus laikotarpiui Δtz nuo pasirinkto laiko momento, yra atsitiktinis dydis Ztz)ÎN(mztz), sz2tz)), kur mztz) ir sztz) yra šio prieaugių atsargos realizacijų vidurkis ir vidutinis standartinis nuokrypis, esant Δtz. Tuomet atsargą galime išreikšti dviejų atsitiktinių dydžių skirtumo funkcija Ztz)= ΔUcrit – ΔUtz), kur tiltų įlinkių prieaugių atsitiktinio dydžio ΔUtz) Î N(mDUtz), s2DUtz)) realizacijų Δutz) skirstinys, esant Δtz, o ΔUcritÎ N(mDUcrit, s2DUcrit) yra tiltų (viadukų) įlinkių kritinių prieaugių skirstinys, dėl kurio realizacijų Ducrit  tiltas (viadukas) netenkins tinkamumo ribinio būvio reikalavimų (pvz., įlinkis viršys jo ribinę reikšmę pagal projektavimo normas, ar kt.).

Tuomet apskaičiavę Cornell‘io patikimumo indekso btz)= mztz)/ sztz) reikšmę, tikimybė, kad tiltas netenkins tinkamumo ribinio būvio reikalavimų praėjus laikotarpiui Δtz, yra lygi:

a (Ztz)<0)=1–F(btz)),
sztz)=(s2DUcrit+s2DUtz))0,5
mztz)= mDUcritmDUtz).

Čia F(b) yra Gauso-Laplaso funkcija.

Pasirinkus tikimybę a(Ztz)<0), iš šios integralinės lygties, laikotarpio Δtz rasti analitiškai neįmanoma, nes Gauso-Laplaso funkcija nėra analitiškai integruojama. Tačiau galima skaičiuoti tikimybę a pasirinktiems laikotarpiams, kol jos reikšmė pasieks ribinę, reglamentuotą projektavimo normomis. 

Tarkime, kad įlinkių prieaugių atsargos funkcijos kaita per laikotarpį Δtz yra tiesinė. Tuomet tiltų įlinkių prieaugių greičių skirstinio DÚÎ N(mDÚ, s2DÚ) realizacijų reikšmės per stebėjimų laikotarpį Dú(t0)= Dú(tn)@const (1.8 pav.). Tuomet įlinkių prieaugių vidurkis ir vidutinis standartinis nuokrypis esant Δtz yra lygūs: mDUtz)= mDU(0)+ mDÚΔtz, sDUtz)= sDU(0)+ sDÚΔtz, kur mDU(0) ir sDU(0) yra šių dydžių pradinės reikšmės pagal paskutinį stebėjimą. 

Pagal viadukų monitoringo rezultatus Rumšiškių, Dauparų ir Gargždų viadukai (1.8 pav.) buvo apkrauti panašiu transporto srautu (nuo 285 iki 332 automobilių/per parą), todėl tokio tipo eksploatuojamų perdangų patikimumui ir likusiam laiko resursui prognozuoti galima imti šių viadukų įlinkių prieaugių statistinius duomenis. Rumšiškių, Dauparų ir Gargždų viadukai pastatyti apie 1970–1976 m., tačiau stebėjimo rezultatai fiksuoti 1996-2008 m. laikotarpiu.

Brūkšninėmis linijomis parodyta, kad šių viadukų įlinkių prieaugių augimas per laiką gali būti pakankamai tiksliai (R2 = 0.94-0,97) aproksimuotas tiesinėmis funkcijomis, parenkant jų parametrus mažiausių kvadratų metodu pagal viadukų įlinkių matavimo rezultatus (1.8. pav.). Trijų viadukų įlinkio prieaugio vidutinis greitis pagal aproskimacijos rezultatus  yra mDÚ=1,062 mm/metai, o jo vidutinis standartinis nuokrypis - sDÚ=0,127 mm/metai (žr. 1.8 pav.). Pradinis trijų viadukų įlinkių prieaugių vidurkis imamas iš stebėjimo pabaigoje (2008 m.) nustatytų reikšmių ir yra lygus, mDU=11,67 mm, o vidutinis standartinis nuokrypis - sDU=2,31 mm. 

Įlinkių kritinių prieaugių vidutinė reikšmė, pasiekus kurią viadukai netenkina tinkamumo ribinio būvio reikalavimų, yra imama iš rekonstruotų viadukų (pvz., Pareizgupio viadukas ir kt.) statistinių stebėjimų duomenų ir yra maždaug lygi mDUcrit=25 mm, o sDUcrit=1,184 mm. Ši reikšmė yra tik nuo viaduko savojo svorio, kuomet matuojamas neapkrauto viaduko įlinkis prieš pradedant stiprinimo ar rekonstrukcijos darbus. 

Viadukų tikimybės pasiekti ribinį tinkamumo būvį ir jų patikimumo indeksai pateikti 1 lentelėje.

1 lentelė.
Nagrinėjamų viadukų patekimo į ribinį būvį tikimybės ir patikimumo indeksas
 

Skaičiavimai rodo (1 lentelė), kad nagrinėti viadukai netenkins tinkamumo ribinio būvio reikalavimų ribiniam įlinkiui po 20 metų, juos eksploatuojant esamomis sąlygomis. Kaip matome, daugiau nei 70% šių viadukų netenkins šio būvio reikalavimo jau maždaug po 15 metų.

Pagal atliktą skaičiavimą galima pastebėti, kad analizės rezultatai gali būti tikslinami didinant įlinkių imtis, įtraukiant kuo daugiau atitinkamų savybių viadukų. Kaip matome, esant normaliesiems atsitiktinių dydžių skirstiniams, tikimybiniu metodu nesudėtinga prognozuoti likutinę tilto eksploatavimo trukmę. Pagal tai galima planuoti rekonstrukcijai reikalingos resursus, imtis priemonių ribojant transporto srautus ir kt., tačiau tam būtina reguliari tiltų elgsenos stebėsena.

Stebimą įlinkių monotonišką augimą per laiką lemia ne tik padidėję transporto srautai, bet ir automobilinių pakabų vibracijos bei mašinų judėjimo greičiai. Todėl prognozuojant tilto atsaką, būtina vertinti ir minėtus transporto priemonių parametrus. Tilto ir ant jo važiuojančios transporto priemonės dinaminį atsaką galima aprašyti tokia dviejų dinaminių lygčių sistema:

m1uʺ+u= –m0wʺsinx,
m2wʺ+w=usinx.

Šioje sistemoje u=uc(t)/u0c  yra tilto įlinkio uc(t) dinamiškumo koeficientas, rodantis, kiek kartų didėja tilto statinis įlinkis u0c=Gv/kc (čia Gv- transporto priemonės svoris, kc- tilto standumo konstanta). Transporto priemonės pakabos amortizatorių atstojamasis vertikalios krypties poslinkis wv(t) yra taip pat išreišktas santykiniu dydžiu tilto statinio įlinkio atžvilgiu, w= wv(t)/ u0c. Šių nežinomųjų išvestinės uʺ, wʺ, uʹ ir wʹ dinamininėse lygtyse išreiškia pagreičius ir greičius bedimensinio laiko kintamojo x=pt/tu atžvilgiu, kur t yra laikas, atskaitomas nuo mašinos užvažiavimo ant tilto momento iki laiko tu =c/L, reikalingo jai pravažiuoti L ilgio tiltą pastoviu greičiu c. Koeficientai m išreiškia transporto priemonės priverstinio q=pc/L, savųjų svyravimų wv dažnių santykius su tilto savųjų svyravimų dažniu wc: m1=q2/w2c, m2=q2/w2v, m0=q2mv/kc. Tilto efektyvioji masė mc yra lygi pusei tilto masės, o mv yra transporto priemonės masė.

Gauti dinaminių lygčių sistemos sprendiniai rodo pakankamai sudėtingą tilto įlinkio atsaką į transporto priemonės pakabos keliamas vibracijas (1.9 pav.). Šiuo atveju, tilto įlinkio sprendinys –uc(t)sinqt= –mvv(t)/kv wv(t) susideda iš dviejų įlinkio komponenčių, t.y., tilto įlinkio nuo transporto priemonės pakabos vertikaliųjų virpesių kilusios inercijos jėgos –mvv(t) bei dinaminio pakabos poslinkio wv(t) (žr., 1.9 pav.). Dinaminė analizė atlikta taikant gelžbetoninio tilto per Šušvės upę tyrimų duomenis. Pagal statinius bandymus, jo įlinkis, užvažiavus 25 t masės mašinai, yra u0c=2,74 mm. 

Judant transporto priemonei nedideliu 5 m/s greičiu, gauname, kad tilto dinaminis įlinkis padidėja labai nedaug, t.y. u=1,016 karto nepriklausomai nuo pakabos savųjų svyravimo dažnio fv (1.9 pav.). Tačiau įlinkio kaitos per laiką grafikas parodo,  kad tilto sijas veikia gana nemažo dažnio vibracijos, kurias sukelia pakabos inercijos jėga. Šios jėgos sukelta tilto įlinkio komponentės amplitudė yra apie tris kartus didesnė, jei mašinos pakaba yra liauna ir turi ilgą svyravimų periodą, nei standžios pakabos atveju (fv=2.7 Hz). Tačiau, kaip minėta, abiem pakabos standumo atvejais tilto įlinkio kitimas išlieka beveik tas pats, nes skiriasi pakabos dinaminio poslinkio wv(t) kitimas ir jo amplitudė (1.9 pav.). Padidėjus pakabos savųjų svyravimų dažniui 5,4 karto (nuo 0,5 Hz iki 2,7 Hz), pakaba tampa standesnė 29,2 karto, tačiau tilto įlinkio dinaminio koeficiento reikšmė išlieka maždaug ta pati. 

Transporto priemonių greičio ir srautų ribojimai paprastai taikomi remontuojant eksploatuojamus tiltus. Atlikta dinaminė analizė rodo, kad, važiuojant transporto priemonei nedideliu greičiu, tilto dinaminis įlinkis, iš esmės, lieka lygus statiniam įlinkiui, tačiau atsiranda tilto vibracijos, kurios lemia senų plyšių plitimą sijų skerspjūviuose ir sandūrose tarp jų.

Kuomet transporto priemonė juda per tiltą dideliu 40 m/s greičiu (1.9 pav.), dinaminis tilto atsakas pasikeičia iš esmės. Tilto dinaminis įlinkis padidėja gana ženkliai ir priklauso nuo pakabos savųjų svyravimo dažnio (1.9 pav.). Standžios pakabos virpesiai didina tilto įlinkį (u padidėja 1.20 karto, esant fv=5,4 Hz ir 1.15 karto, kai fv=0,5 Hz). Įlinkio kaitos per laiką grafikas rodo, kad tiltas jau nėra veikiamas tokio dažnio vibracijų, kurias kėlė mažu greičiu judanti transporto priemonė.

Standžios pakabos atveju tilto įlinkį lemia maždaug vienodom proporcijom tiek dėl pakabos inercijos jėgos atsiradusi tilto įlinkio komponentė, tiek ir dinaminis pakabos poslinkis wv. Pastarąjį, inercijos jėga mažina (1.9 pav.).



1.9 pav. Tilto įlinkio uc kaita, važiuojant transporto priemonei skirtingais greičiais c, esant skirtingiems pakabos savųjų svyravimų dažniams fv.

Liaunos pakabos atveju, kai transporto priemonė važiuoja dideliu greičiu, maksimalią tilto įlinkio reikšmę lemia išskirtinai pakabos savųjų svyravimų sukelta inercijos jėga (žr. 1.9 pav.). Šiuo atveju įlinkio komponentė wv(t) dėl ilgo liaunos pakabos svyravimų periodo Tv, ilgainiui yra labai maža ir pradeda augti, tik transporto priemonei pasiekus tilto tarpatramio vidurį. Jeigu mašina važiuotų dar didesniu greičiu, tilto įlinkį lemtų išskirtinai tik pakabos inercijos jėga, o įlinkis kitimą atitiktų pirmąją svyravimų formą su įlinkio reikšmės maksimumu per vidurį tarpatramio. Šiuo atveju, esant liaunai pakabai, kuomet k>> kv ir T>> tu, o transporto priemonė juda, kaip minėta, dideliu greičiu, tilto įlinkio dinaminį koeficientą galima imti u»(1–m10,5 sin(0,5p/m10,5))/(1–m1).

Kartais kyla klausimas, kokia gali būti maksimali tilto įlinkio dinaminio koeficiento reikšmė. Teoriškai maksimalus įlinkis galimas tik tilto rezonanso atveju. Kadangi tilto ilgis nėra begalinis, o laikas pravažiuoti tiltą tu yra baigtinis, tad rezonanso atveju maksimalus tilto įlinkis bus maxuc(t)= uc(tu). Teoriškai, kuomet transporto priemonės pakaba yra liauna, o k>> kv, rezonanso sąlyga yra m1®1. Tokiu atveju, tilto savųjų svyravimų periodas yra lygus Tc=2tu, o maksimali galima tilto dinaminio koeficiento reikšmė teoriškai yra lygi umax=p/2. Iš šių sąlygų galima nesunkiai rasti transporto priemonės maksimalų greitį, kuris lemtų tilto rezonansą. Gelžbetoniniams tiltams dėl didelio jų standumo, šis greitis yra labai didelis. Kai pakaba yra standi, tuomet maxuc(t) paieška rezonansui galima tik skaitiniu keliu, tačiau rezultatai rodo, kad bus umax<p/2. Dėl energijos disipacijos dinaminio atsako metu, dinaminis tilto įlinkio koeficientas mažėja. Kita vertus, energijos disipacija lemia, kad realiom sąlygomis gelžbetonio tilto rezonansas vyksta retai. Tačiau sąlyga maxuc(t)= uc(tu) rodo, kad eilė mašinų išsidėsčiusių tam tikrais atstumais ir važiuodamos dideliais greičiais per tiltą gali lemti poveikius artimus rezonansiams.

Reziumuojant pateiktą medžiagą, galima akcentuoti keletą išvadų:

• Pagal atliktus Lietuvoje pastatytų įtemptojo gelžbetonio, dėžinio skerspjūvio tiltų tyrimus nustatyta, kad pagrindinės šių tiltų pažaidos yra nusidėvėję pakloto elementai, sijų sienutėse atsivėrę įstrižieji ir normaliniai plyšiai, bei dideli įlinkiai perdangos viduriuose pjūviuose. Šių defektų atsiradimo priežastys yra įvairios, tačiau didelę įtaką tiltų pleišėjimui ir padidėjusiems įlinkiams turi suintensyvėję sunkiasvorių transporto priemonių srautai, aplaidus konstrukcijų eksploatavimas laiku netvarkant tiltų dangų;
• Vertinant dažniausiai pasitaikančius defektus reikia paminėti, kad nemažą jų galima išvengti ilgainiui imantis tam tikrų jų pašalinimo, ar net stiprinimo priemonių. Tačiau turi būti atliekamas reguliarus tokių tiltų stebėjimas, siekiant laiku šiuos defektus užfiksuoti. Kai kuriais atvejais tiltai, viadukai turi būti remontuojami kompleksiškai, įvertinus atskirų pažaidų poveikį, galbūt, ne tik stiprinant pažeistas korozijos vietas, tačiau ir išlyginant dangos nelygumus, ar griežtai ribojant transporto priemonių svorį ir jų srautus;
• Pateikti dinaminės analizės aspektai rodo, kad prognozuojant tiltų dinaminį atsaką, negali būti ignoruojamos transporto priemonių pakabų vibracijos, o tilto ir transporto priemonės poveikis turi būti analizuojamas bendrai, atsižvelgiant į tilto dangų nelygumus. Pastarasis efektas gali būti vertinamas modifikuojant pateiktų diferencialinių lygčių kraštines sąlygas;
• Esamų pažaidų atsiradimo analizė, tinkamas jų vystymosi prognozavimas yra ypač aktualūs ne tik naujų tiltų projektavimui, atsižvelgiant į padidėjusius šiandienos transporto srautus Lietuvoje, tačiau ir itin svarbūs šaliai ekonominiu mastu.

 

  Autoriai –
M. Augonis, R. Balevičius, S. Zadlauskas, 
Kauno technologijos universitetas, Vilniaus Gedimino technikos universitetas
Statybunaujienos.lt




Infrastruktūra

nuotrauka
2022-05-25 10:38
Lankydamasis Alytuje, susisiekimo ministras Marius Skuodis su miesto meru Nerijumi Cesiuliu ir savivaldybės atstovais aptarė regiono kelių tvarkymo ir priežiūros klausimus. Siekiant gerinti valstybei svarbių vietinės reikšmės kelių būklę, susisiekimo komunikacijoms Ulonų, Pulko, Santaikos gatvėse Al...
nuotrauka
2022-05-23 13:53
Reaguodama į Rusijos invazijos į Ukrainą sukeltus pasaulinės energijos rinkos sutrikimus, Europos Komisija pristatė planą RePowerEU, kuriame numato priemones, kaip pertvarkyti Europos energetikos sistemą, kad ji nebebūtų priklausoma nuo Rusijos iškastinio kuro, kuris naudojamas kaip ekonominis ir po...
nuotrauka
2022-05-20 09:17
VĮ Lietuvos automobilių kelių direkcija paskelbė viešąjį pirkimą magistralinio kelio A5 Kaunas–Marijampolė–Suvalkai („Via Baltica“) ruožo nuo 72,50 km iki 79 km rekonstravimo darbams. Planuojama, kad sėkmingai atlikus viešųjų pirkimų procedūras, sutartis su rangovu būtų sudaryta šių metų III ketvirt...
nuotrauka
2022-05-20 05:51
Šnipiškės toliau atsinaujina – tarp Žalgirio iki Lvivo gatvių šiandien šventiškai atidaryta nauja beveik kilometro ilgio Kernavės gatvė. Gatvė įrengta rūpinantis, kad ji būtų patogi, saugi, žalia, gyva, kaimyniška, jauki.
nuotrauka
2022-05-19 10:42
Dėl prasidėjusio karo Ukrainoje Europos Sąjunga (ES) pasiryžo dar labiau skatinti žaliosios energijos transformaciją. Tokiu būdu ketinama pasiekti strateginių tikslų - drastiškai sumažinti savo priklausomybę nuo iškastinio kuro importo, spręsti klimato kaitos problemas ir suvaldyti įsibėgėjusią infl...
nuotrauka
2022-05-19 10:15
Vakarų Lietuvoje toliau modernizuojamas kelių tinklas ir išasfaltuojama vis daugiau kelių su žvyro danga. Savo eilės sulaukė ir rajoninis kelias Kretingalė-Plikiai-Smilgynai, kurio dviejų paskutinių dar neasfaltuotų ruožų remontu rūpinsis tvarių miestų plėtros ir statybų bendrovė „YIT Lietuva“. Netr...
nuotrauka
2022-05-17 15:32
Lietuvos elektros perdavimo sistemos operatorė „Litgrid“ kviečia Lietuvos mokslo ir verslo bendruomenes susipažinti su pirmąja Baltijos šalyse prie perdavimo tinklo prijungta 1 MW galios ir 1 MWh talpos baterija ir ją išmėginti.
nuotrauka
2022-05-17 10:14
Valstybinius kelius prižiūrinti AB „Kelių priežiūra“ praneša 2022–2025 m. sieksianti užtikrinti atliekamų darbų kokybę ir prisidėti prie saugumo keliuose didinimo.
nuotrauka
2022-05-16 14:51
Valstybinė energetikos reguliavimo taryba (VERT), išnagrinėjo ginčą tarp vartotojo ir AB „Energijos skirstymo operatorius“ (ESO) dėl išduotų saulės elektrinės prijungimo sąlygų ir apskaičiuotos saulės elektrinės prijungimo įmokos pagrįstumo.
nuotrauka
2022-05-13 10:18
Susisiekimas su Mažeikiais ir aplink esančiais miesteliais jau greitai taps patogesnis ir saugesnis. Tvarių miestų plėtros ir statybų bendrovė „YIT Lietuva“ imsis krašto kelio Nr. 164 Mažeikiai-Plungė-Tauragė ruožo nuo 29 km iki 39 km remonto darbų. Lietuvos automobilių kelių direkcijos užsakymu atl...
nuotrauka
2022-05-12 09:40
Susisiekimo ministerija po diskusijų ir pokalbių su savivaldybių atstovais ir visuomene patvirtino optimalią „Rail Balticos“ geležinkelio trasos nuo Kauno (Jiesios) iki Lietuvos-Lenkijos valstybių sienos alternatyvą. Atsižvelgus į gyventojų daugumos nuomonę, pasirinktas trumpiausias ir labiausiai nu...
nuotrauka
2022-05-11 07:31
Lietuvos elektros perdavimo sistemos operatorė „Litgrid“ paskelbė viešąjį pirkimą 330/110/10 kV Kruonio hidroakumuliacinės elektrinės transformatorių pastotės rekonstrukcijai atlikti. Šios pastotės atnaujinimas bus vienas didžiausių pastaraisiais metais „Litgrid“ inicijuotų rekonstrukcijos projektų,...
nuotrauka
2022-05-10 15:43
Naujosios Vilnios seniūnijoje planuojama Džiaugsmo gatvės rekonstrukcija, dėl kurios sprendinių projektuotojai netrukus kvies gyventojus į viešą konsultaciją.
nuotrauka
2022-05-04 14:27
Dalis Vilniaus arkivyskupijos bažnyčių, švietimo įstaigų, Caritas centrų, rekolekcijų namai jau yra aprūpinami saulės energija iš nutolusių saulės elektrinių.
nuotrauka
2022-05-02 07:30
2022 m. gegužės 1 dieną, 12.40 val., kaip ir buvo numatyta, pradėjo veikti Lietuvą ir Lenkiją jungiantis dujotiekis GIPL. Naująja dujų jungtimi perduoti pirmieji fiziniai ir komerciniai dujų srautai.
nuotrauka
2022-04-29 10:08
Balandžio 28 d. Seimas priėmė įstatymų projektus, pagal kuriuos patvirtintos nuostatos dėl atsinaujinančių išteklių energijos (AIE) bei biomasės kuro panaudojimo. Pagal naujus įstatymus, didieji šilumos tiekėjai ir nepriklausomi šilumos gamintojai privalės naudoti tik sertifikuotą ir tvarų biokurą.
nuotrauka
2022-04-29 09:37
Klaipėdoje pradedama uostamiestį su magistraliniu keliu Klaipėda-Liepoja jungiančios Kelmiškės gatvės rekonstrukcija. Ją už daugiau kaip 2,5 mln. eurų atliks tvarių miestų plėtros ir statybų bendrovė „YIT Lietuva“.
nuotrauka
2022-04-28 14:36
Elektrėnų savivaldybėje darbą pradėjo savivaldybei priklausanti nutolusi saulės elektrinė, kuri žaliąja elektra aprūpins savivaldybei priklausančias įstaigas: Elektrėnų darželius, mokyklas, socialinės globos centrus, ligoninę, kultūros centrą, biblioteką ir kitas savivaldybės įstaigas.
nuotrauka
2022-04-26 07:00
Fiziniams asmenims pratęsiamas prašymų pateikimo terminas iki 15 mėnesių dėl saulės elektrinių išlaidų kompensavimo. Tokį sprendimą Energetikos ministerija priėmė atsižvelgdama ne tik į rekordinį pateiktų paraiškų skaičių, bet ir pandemiją bei geopolitinę situaciją, lėmusias pakitusią saulės elektri...
nuotrauka
2022-04-21 06:22
Balandžio 20 d. Čiūdų kaime (Jonavos raj.) įkasus statybos darbus žymintį simbolinį kelio ženklą, oficialiai pradėtos „Rail Baltica“ geležinkelio infrastruktūros statybos Latvijos sienos link – pradedami tiesti privažiuojamieji keliai.

Statybunaujienos.lt » Infrastruktūra

nuotrauka

Lietaus nuotekų valdymo sistema: kaip išvengti vandens taršos, didesnių mokesčių ir panaudoti lietaus vandenį

Tinkamas lietaus nuotekų srautų suvaldymas lietaus vandens kaupimosi vietose gali užkirsti kelią potvyniams. Universali Pipelife lietaus nuotekų valdymo sistema „Raineo“ – tai galimybė ne ti...