2024 vasario 25 d. sekmadienis, 13:42
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
2024-02-23 10:13
„Paraiškos užpildymo greitis bus esminis faktorius teikiant prašymą paramai saulės elektrinės įrengimui gauti. Pavyks sparčiausiems“, – sako Vaidas Brazinskas, vienos bendrovės atstovas.
nuotrauka
2024-02-21 15:07
Antradienį, vasario 27 d., gyventojai sulauks naujo paramos kvietimo nuosavoms saulės elektrinėms iki 10 kW savo gyvenamajame būste įsirengti ir tapti gaminančiais vartotojais. Šiam kvietimui Energetikos ministerija skyrė 12 mln. Eur.
nuotrauka
2024-02-20 10:26
Vilniaus miesto savivaldybė, įgyvendindama „LIFE GreenMe5" projektą, dalyje Salomėjos Neries gatvės išbandys įvairias priemones sumažinti transporto keliamą triukšmo ir oro taršą. Planuojama, kad pasiteisinusios priemonės vėliau bus pritaikomos ir kitose Vilniaus gatvėse.
nuotrauka
2024-02-20 09:56
Nacionalinė žemės tarnyba (NŽT) atnaujino 17 erdvinių duomenų rinkinių – M1:50 000 ir M1:250 00 georeferencinius erdvinių duomenų rinkinius, geografinių vietovardžių duomenų rinkinius. Erdvinių duomenų rinkinys – susistemintų ir metodiškai sutvarkytų erdvinių duomenų, kurie apibūdina konkrečią vietą...
nuotrauka
2024-02-19 10:28
Lietuvos automobilių kelių direkcija tęsia blogiausios būklės šalies kelių atnaujinimą. Įmonė skelbia pasirašiusi sutartį dėl beveik 10 km ilgio automobilių kelio Smiltynė-Nida remonto darbų atlikimo. Planuojama, kad kelio atnaujinimo darbai viename unikaliausių šalies regionų prasidės jau šį pavasa...
nuotrauka
2024-02-15 13:11
Lietuvos automobilių kelių direkcija informuoja, kad vasario mėn. pabaigoje, jei leis oro sąlygos, bus pradėtas kapitaliai rekonstruoti Marvelės sankryžos viadukas. Vykdant kapitalinio remonto darbus, eismas viaduku vyks viena eismo juosta, o po viaduku – dviem susiaurintomis eismo juostomis. Darbus...
nuotrauka
2024-02-13 15:04
Atliepiant Druskininkų gyventojų ir svečių poreikius turėti laivuojamą Nemuno upę visoje Druskininkų savivaldybėje, Druskininkų meras ir VVKD sukirto rankomis dėl vandens kelio (17,7 km) paruošimo, pritaikymo laivybai Nemuno upės atkarpoje ties Druskininkais.
nuotrauka
2024-02-12 14:34
Lietuvos automobilių kelių direkcija šiais metais didina dėmesį pasienio kelių ruožų infrastruktūros atnaujinimui ir plėtrai. Bendrovė pasirašė sutartį dėl kelio atnaujinimo darbų šalia Lazdijų pasienio punkto. Taip pat bus tvarkoma buvusio Lazdijų pasienio kontrolės punkto teritorija. Šiais metais ...
nuotrauka
2024-02-09 13:34
Už „Rail Baltica" geležinkelio Lietuvos teritorijoje statybas atsakinga „LTG Infra“ pradėjo konsultacijas su rinka dėl planuojamo viršutinės geležinkelio kelio konstrukcijos įrengimo darbų pirkimo ruože nuo Kauno Latvijos sienos link.
nuotrauka
2024-02-09 13:24
Lietuvos elektros perdavimo sistemos operatorė „Litgrid“ baigė Automatinio generacijos valdymo sistemos diegimo projektą. Tai vienas svarbiausių pasiruošimo sinchronizacijai su kontinentinės Europos tinklais projektų. Ši programinė įranga prisidės prie šalies elektros sistemos stabilumo užtikrinimo ...
nuotrauka
2024-02-09 13:15
Daugelį metų pavojų pėstiesiems ir vairuotojams kėlusi keturšalė sankryža Ginkūnuose, Šiaulių rajone, dar šiemet bus rekonstruota į žiedinę. Darbai čia turėtų prasidėti jau kovo mėnesį. Sutarties vertė – 1,318 mln. eurų, darbai šioje sankryžoje turi būti atlikti per 7 mėnesius.
nuotrauka
2024-02-09 09:49
Siekdama gerinti šilumos tiekimo kokybę, centralizuotai šilumą tiekianti AB „Panevėžio energija“ tęsia nuoseklią šilumos tinklų rekonstrukciją, tad šiemet planuoja atnaujinti 6,24 km įvairaus skersmens vamzdynų visame bendrovės eksploatuojamame regione. Bendra investicijų vertė sieks apie 4,2 mln. e...
nuotrauka
2024-02-08 12:41
Klaipėdos gatvėse remonto darbai aktyviai vyksta ir žiemą. Dėl temperatūros pokyčių atsirandantys asfalto pažeidimai – kasmetinė daugelio miestų ir rajonų problema. Siekiant užtikrinti eismo saugumą ir komfortą, Klaipėdoje pavasario nelaukiama ir duobės tvarkomos iškart. Kol neturima pakankamos karš...
nuotrauka
2024-02-06 11:44
Didžiausia Lietuvoje vandentvarkos bendrovė „Vilniaus vandenys" šią savaitę išsiunčia paramos atsarginėmis dalimis siuntą į Ukrainos Mykolajivo sritį. Atsarginės dalys bus naudojamos vandentiekio ir nuotekų infrastruktūrai atkurti karo nuniokotame regione. Tai yra trečioji „Vilniaus vandenų" siunta,...
nuotrauka
2024-02-05 10:50
Lietuvos automobilių kelių direkcija šių metų pavasarį planuoja pradėti tilto per Kruną tvarkymą. Pastarasis užimą pirmąją vietą prasčiausios būklės tiltų šalyje sąraše. Įmonė paskelbė viešojo pirkimo konkursą tilto rekonstrukcijos ir laikino tilto statybos darbams atlikti.
nuotrauka
2024-02-02 08:41
Paskelbtas kvietimas įmonėms teikti paraiškas įsirengti biometano dujų gamybos ir valymo įrenginius. Šiai priemonei skirta 11,8 mln. eurų iš Ekonomikos gaivinimo ir atsparumo didinimo priemonės lėšų.
nuotrauka
2024-02-01 13:39
Lietuvos automobilių kelių direkcija paskelbė Jonavos aplinkkelio statybų (I etapo) ir kelio Jonava-Žasliai-Kalniniai Mijaugonys rekonstravimo rangos darbų viešąjį konkursą. Jonavos aplinkkelis papildys magistralinį kelią Kaunas-Zarasai-Daugpilis, bus ypatingai svarbus karinėms reikmėms bei leis sum...
nuotrauka
2024-01-30 09:39
Kuršių nerijoje, vos tik leidus orams, bus pradėti rekonstruoti du paskutinieji populiaraus pėsčiųjų ir dviračių tako, jungiančio Smiltynę su Nida ruožai. Taip pat bus sutvarkyti takai, jungiantys Preilos ir Pervalkos miestelius su pagrindiniu krašto keliu bei pajūriu. Lietuvos automobilių kelių dir...
nuotrauka
2024-01-26 10:49
Energetinė nepriklausomybė – anksčiau nei planuota: sparčiai augant Lietuvoje pagaminamos elektros daliai bendrame vartojime, prognozuojama, jog visiškai savarankiškai apsirūpinti elektra Lietuva galės jau 2027-aisiais, t.y., trejais metais anksčiau nei planuota šios Vyriausybės programoje.
nuotrauka
2024-01-26 08:44
VĮ Ignalinos atominėje elektrinėje (IAE) tęsiami išmontavimo darbai. 2023 m. IAE personalas išmontavo 4,6 tūkst. tonų įrangos bei 5,2 tūkst. tonų konstrukcijų (pastatų gelžbetonio ir metalo konstrukcijų komponentai). Daugiausia įrangos išmontuota vykdant reaktoriaus technologinės įrangos išmontavimo...

Statybunaujienos.lt » Infrastruktūra