Срок службы опор железобетонных: Срок службы железобетонных опор

Содержание

Срок службы железобетонных опор

Срок эксплуатации ЛЭП есть?

Добрый час!
Уважаемые, может кто подскажет, есть ли где в “правилах. ” или еще где, установленные сроки эксплуатации ЛЭП (линия после КТП, вроде – 0,4 ), после которых необходимо менять (не ремонтировать) линию (столбы, провода)?

umkas написал :
после которых необходимо менять (не ремонтировать) линию (столбы, провода)?

в эксплуатации графики осмотров и ППР есть.. опоры конторлируются систиматически, по результатам меняются..Так же пролеты провода, подтягиваются , меняются, изоляторы тоже.Нет у нее срока годности.. У вас же на выключателе розетке или на том же телевизоре тоже срок годности не написан.

проектная организация сказала что есть . но я – не поверил !

может где-то в нормативных документах и имеется такой абзац, но на практике можете себе представить вывод из строя какой-нить ВЛЭП -330 кВ протяженностью так километров пиццот ?
На такое дело надо кучу комиссий, актов протоколов пропечатать. .
плюс ко всему, как можно правилами устанавливать срок жизни линии в целом ?Разные грунты, климатические условия и т.д. Нельзя их под одну гребенку все..

4eh написал :
Нет у нее срока годности..

Есть. На железобетонных опорах у линии 0,4кВ срок эксплуатации 33 года. По белорусским нормам, происходящим от норм времён СССР. Не думаю, что российские цифры далеко ушли. Нормы эти – это нормы амортизации основных средств.

4eh написал :
вывод из строя какой-нить ВЛЭП -330 кВ протяженностью так километров пиццот

Выводят же.. Строят рядом новую, а старую – в металлолом.

rele_svg написал :
нормы амортизации основных средств.

Срок эксплуатации ЛЭП определяется сроком ее необходимости. В рамках этого срока, как уже совершенно верно отметили, производится ППР, осмотры, выбраковки и замены подлежащих замене элементов ЛЭП. Вновь веденное оборудование ложится на первоначальную (за вычетом амортизационных отчислений) стоимость ЛЭП. Даже по достижении расчетного срока службы ЛЭП (после полной амортизации первоначальной стоимости) стоимость ее не будет равна нулю. Для этого нужно полностью перестать ее ремонтировать (капремонт и реновация). И пока линия будет нужна в данном сетевом районе, она будет в работе. Не знаю, как в у сябров, а у нас на Кольском полуострове достаточно много линий построенных в 30-х годах прошлого века. И никто не объявляет, что срок их службы закончился, потому что они полностью самортизированы (по нормам).

vitil написал :
Для этого нужно полностью перестать ее ремонтировать (капремонт и реновация)

Капремонт не добавляет к стоимости ни копейки. Самортизировалась – значит самортизирована. Ремонтировать можно потом хоть сто лет, но как был 0, так и будет 0. Добавить остаточную стоимость и продлить срок эксплуатации может только реконструкция.

vitil написал :
много линий построенных в 30-х годах прошлого века.

Эхо войны знаете ли. . Из довоенного не осталось ничего.

vitil написал :
никто не объявляет, что срок их службы закончился,

Не объявляют, потому что деньги на другое попилены..

rele_svg написал :
Добавить остаточную стоимость и продлить срок эксплуатации может только реконструкция.

Вот Вы и ответили на вопрос.

rele_svg написал :
Не объявляют, потому что деньги на другое попилены..

Нет необходимости. Линии в порядке. Регион рабочий. Электроэнергия в избытке.

rele_svg написал :
Эхо войны знаете ли..

так о ” копанине ” говорят.. Тут другой случай..

4eh написал :
так о ” копанине ” говорят

Стали говорить с некоторых пор. Да и плановые разминирования у нас пару лет назад только закончили.

umkas написал :
проектная организация сказала что есть . но я – не поверил !

И правильно. У таких сооружений конкретного срока эксплуатации быть не может.

rele_svg написал :
Нормы эти – это нормы амортизации основных средств.

А вы не путайте свою шерсть с государственной бухгалтерские нормативы с эксплуатационными. Амортизация амортизацией, а эксплуатация эксплуатацией.

Изоляторы накроются на линии или столбы рухнут, менять станете, или окончания срока амортизации будете ждать?

Wazawai написал :
У таких сооружений конкретного срока эксплуатации быть не может.

Wazawai написал :
бухгалтерские нормативы с эксплуатационными.

Это говорит о том, что документов, регламентирующих эксплуатацию оборудования в глаза не видел и тем более в руках не держал

rele_svg написал :
документов, регламентирующих эксплуатацию оборудования в глаза не видел

имхо, вы оторваны от действительности, и кроме бумаг в руках мало что держите.. пройдитесь-ка по захудалым подстанциям РЭСов и посмотрите на года выпусков масленников ( в лучшем случае ) с Пружинно-моторными приводами. . у меня французы и японцы еще в 50хх годах как протянули свои кабели к технологическим цехам,- так они 60 лет и лежат в кабельных подвалах залитые азотной кислотой.и никто их из эксплуатации выводить не собирается.. пробился – откачали дерьмо из подвала, поставили муфту – и едем дальше.

4eh написал :
посмотрите на года выпусков масленников

Из около 700 выключателей 10 кВ около сотни осталось маляных. И то из-за этих самых сроков эксплуатации. Списать нельзя. Конец 80-х – середина 90-х. Все остальные – вакуумники.

4eh написал :
имхо, вы оторваны от действительности

Действительности разные немного

А за бумаги.. Не, их я терпеть не могу, но вынужден.

rele_svg написал :
Из около 700 выключателей 10 кВ около сотни осталось маляных. И то из-за этих самых сроков эксплуатации. Списать нельзя. Конец 80-х – середина 90-х. Все остальные – вакуумники.

уууу.. а выключатели нагрузки – с дугогасительными камерами как рожки от АКМа – у вас реликтовые ископаемые? Эхо войны ? У нас это роскошь еще, не говоря о маслянниках. . а вакуумник или элегаз – чудо враждебной техники,доступное только миллионерам..да на 110 и выше поменяли по-возможности, но пацаны говорили, что на 330 подстанции городской еще до сих пор пневматические выключатели стоят.. Представляете сколько им лет от роду ?

у меня на подстанции ВЭМы стоят до сих пор, рядом с частично менянными на елегаз.. Видели ВЭМ когда-нить ? Это 60-е года выпуска.. Воздушный выключатель на 10кв с дугогасительными воздушными камерами.. и стоять им еще, годы и годы..

Нормативные сроки службы основных средств

Группы и виды основных средств Нормативный срок службы, лет
Устройства электропередачи
Воздушные линии электропередачи напряжением от 0,4 до 20 кВ:
на металлических или железобетонных опорах 33,3
на опорах из пропитанной древесины 25,0*
на опорах из непропитанной древесины 16,7
Воздушные линии электропередачи напряжением 35 – 110 кВ:
на металлических опорах 50,0
на железобетонных опорах 40,0
на опорах из пропитанной древесины 25,0
Воздушные линии электропередачи напряжением 220 кВ и выше 50,0
Кабельные линии электропередачи со свинцовой оболочкой:
напряжением до 10 кВ, проложенные в земле, в помещениях 50,0
напряжением 6 – 10 кВ, проложенные под водой 25,0
Кабельные линии электропередачи напряжением до 10 кВ с алюминиевой оболочкой:
проложенные в земле 25,0
проложенные в помещениях
Кабельные линии электропередачи напряжением до 10 кВ с пластмассовой оболочкой, проложенные в земле, в помещениях 25,0
Кабельные линии электропередачи напряжением 20 – 35 кВ со свинцовой оболочкой
проложенные в земле, в помещениях 33,3
проложенные под водой 20,0
Кабельные линии электропередачи напряжением до 110 – 220 кВ маслонаполни-тельные низкого, среднего и высокого давления, проложенные в земле, в поме-щениях и под водой 50,0
Электродвигатели и дизель-генераторы
Электродвигатели:
с высотой оси вращения 63 – 450 мм 12,5
с высотой оси вращения свыше 450 мм 17,9
Дизель – генераторы со скоростью вращения:
до 500 об/мин 23,8
более 500 об/мин 16,1
Электроагрегаты типа АД-100С-Т400-Р (АСД-100-Т400-Р) и др. и передвижные электростанции 8,0
Передвижные железнодорожные электростанции малой мощности (до 9 кВт), дизельные электростанции на автомобильных прицепах и газотурбинные пере-движные электростанции с авиадвигателями, а также передвижные котельные 9,3
Вагоны – электростанции 18,2
Прочее силовое оборудование
Реакторы с парогенераторами, трансформаторы силовые 30,3
Силовое электротехническое оборудование и распределительные устройства (элект. оборудован открытых и закрытых распределительных устройств, выключатели, реа-кторы, шины, измерительные трансформаторы, изоляторы, силовые трансформато-ры, распределительные шины и сборки со всей аппаратурой, преоразователи и др. ) 22,7**
Щиты вводные и распределители 11,0

Продолжение приложения Е

Ветродвигатели 13,9
Выпрямители и преобразовательные устройства всех видов, в т. ч. стабилизаторы напряжений всех видов, преобразователи напряжения и частоты, инверторы 14,0
Аккумуляторы
стационарные кислотные 17,0
стационарные щелочные 8,0
переносные кислотные 3,0
Пускатели ручные и магнитные, фидерные автоматы, жидкостные реостаты, пусковые агрегаты, трансформаторы осветительные 4,5
Подстанции передвижные, ящики распределительные высоковольтные, преоб-разовательные подстанции, конденсаторы, выпрямители всех типов; трансфор-маторы и трансформаторные подстанции 9,5
Реверсоры переменного тока высокого напряжения от 3 до 12 кВ 7,0
Пускатели электромагнитные, взрывозащищенные (нереверсивные типа ПВ и ПВИ на ток 63, 250, 320, 114А, ПВВ и ПМВИ, реверсивные типа ПВИР). Комп-лектные устройства управления взрывозащищенные и рудничные (типа СУВ-350, КУУВ-350 и др.) 6,2
Аппаратура защиты и техники безопасности (типа АЗАК-380, АЗАК-660, АЗШ-3, РУ-380 и др. ) 5,0
Машины и оборудование для укладки кабелей
Навесное оборудование кабелеукладчиков самоходных гусеничных, кабелеук-ладчики несамоходные колесные и болотные, легкие и тяжелые; кабельные транспортеры колесные 3,0
Кабельные машины для размотки и укладки кабелей 6,0
Машины и оборудование для электрогазосварки и резки
Источники питания для электросварки (агрегаты передвижные с двигателями внутреннего сгорания, генераторы, преобразователи, трансформаторы) 8,0***
Механизированное электросварочное оборудование (автоматы и полуавтоматы, установки для дуговой сварки, наплавки и электрошлаковой сварки) 9,1

*Для линий на опорах из пропитанной древесины, построенных до 1990 года, применяется коэффициент 0,7.

**Для оборудования мачтовых и комплексных трансформаторных подстанций 6-35/0,38 кВ открытой установки применяется коэффициент 0,7.

***Для агрегатов передвижных с двигателем внутреннего сгорания, используемых в нефтегазовой промышленности, применяется коэффициент 0,8.

Железобетонные опоры ЛЭП — характеристики, преимущества

Железобетонные опоры ЛЭП изготовлены из бетона, который дополнительно армирован металлом, как понятно из названия. Им присвоена маркировка СВ, что означает «стойки вибрированные». Применяются они для прокладки линий электропередач 0,4-10 кВ.

Значительными преимуществами ж/б опор являются:

  • Коррозиестойкость
  • Невосприимчивость к низким температурам и влажности
  • Сейсмостойкость — степень устойчивости к землетрясениям
  • Стойкость к неблагоприятным воздействиям природы и стихий
  • Повышенная прочность и крепость – не подвергаются деформации и разрушениям
  • Нет необходимости в уходе (в чем, например, нуждаются деревянные опоры из сосны- пропитка)
  • Срок эксплуатации — не менее 50 лет

Недостатки тоже есть

Речь здесь идет, в первую очередь, про высокий вес подобной опоры, соответственно, монтаж опор такого типа должен производиться профессионалами высочайшего класса. Также имеется вероятность появления различных дефектов во время транспортировки (речь идет о трещинах, сколах). Кроме этого, из-за воздействия влаги и перепадов температур возможно выкрашивание бетона, что снижает прочность всей конструкции.

Характеристики железобетонных стоек ЛЭП

⇒Железобетонные столбы изготавливаются разных марок и обозначаются таким образом, например, стойка бетонная СВ 95-2, где 95 – длина стойки в дециметрах, а 2 – условная несущая способность.

Согласно ГОСТ 23009-78 стойки изготавливаются следующих типоразмеров:

  • L – 9,5 метров (СВ 95)
  • L – 10,5 метров (СВ 105)
  • L – 11 метров (СВ 110)
  • L – 16,4 метра (СВ 164)

Они различаются также по методу армирования, от которого зависит несущая способность.

Стойки опор ЛЭП СВ 95

Ж/б опоры СВ 95 широко применяются для прокладки и монтажа сетей с напряжением 0,4 кВ и для прокладки линий связи. Они преимущественно используются для подключения к электросетям дачников, при установке дополнительного электростолба. Для их изготовления используется тяжелый бетон (класс В30), который соответствует нормативам ГОСТ 26633-91. В качестве наполнителя данного бетона производители применяют гранитный щебень с показателем прочности не менее M 1200 – M 1400, морозоустойчивости F 300.

Стойки СВ 95 могут эксплуатироваться при температуре, достигающей -55 градусов Цельсия. Они успешно эксплуатируются в районах I-V категории и могут устанавливаться там, где сейсмичность не превышает 7 баллов по шкале Рихтера. Железобетонные опоры ЛЭП СВ 95.2 и СВ 95.3 оснащаются закладными изделиями, необходимыми для того, чтобы выполнять крепление конструкций и осуществлять присоединение необходимых элементов заземления. Данные стойки сужаются кверху и их длина составляет 9,5 метров. Сечение опор прямоугольное и равняется: в основании высота – 240 мм, вверху – 165 мм, ширина в основании и вверху одинаковая – 150 мм. Вес стойки равен 750 кг.

Железобетонный столб СВ-95 на предприятии — изготовителе снабжается закладными железными изделиями, предназначенными для присоединения конструкций и деталей заземления.

Стойки СВ 110

Железобетонные стойки СВ 110 предназначены для линий электропередач напряжением до 10 кВ. Они могут устанавливаться также и для линий связи. Ж/б столбы СВ 110 устойчивы к воздействию агрессивной среды, низкой и высокой температуры и могут с успехом устанавливаться в районах с повышенной степенью пожарной опасности.

Столбы железобетонные СВ 110 также находят свое применение и в качестве опор для освещения. Их изготовление ведется с применением тяжелого бетона методом вибропрессования. Данные бетонные смеси обладают классом прочности на сжатие В30.

Длина стоек СВ 110-3,5 и СВ 110-5 составляет 11 метров. В основании опоры высота равна 280 мм, а вверху высота составляет 165 мм. Ширина основания равна 170 мм, верхняя часть составляет 175 мм. Вес бетонной опоры равен 1150 кг. Стойки СВ 110-3,5 имеют расчетный изгибающий момент 35 кНм, а СВ 110-5 соответственно 50 кНм.

Железобетонные опоры СВ 110 изготавливаются из тяжелого бетона, обладающего следующими характеристиками:

  • Марка прочности – M 400
  • Морозостойкость – F 200
  • Водонепроницаемость – W 6

Каждая из них снабжена закладными металлическими изделиями, предназначенными для закрепления конструкций и подсоединения деталей конструкции заземления и изготавливается в строгом соответствии со стандартами ГОСТ и ТУ.

Все опоры в обязательном порядке имеют сертификат соответствия и паспорт качества.

Описание и разновидности железобетонных опор СВ

Перед каждым хозяином дома рано или поздно предстает вопрос о необходимости установки забора. Какому типу ограждения отдать предпочтение – кирпичному, сеточному или деревянному – не проблема выбора, основную сложность представляет собой выбор основы.

Железобетонные опоры СВ

О том, что такое железобетонные опоры электросетей, каковы их преимущества и недостатки, какой срок службы по ГОСТ и как возвести своими руками, читайте далее.

1 Разновидности конструкций

На сегодняшний день железобетонные стойки СВ разделяются на несколько видов.

  1. Промежуточные конструкции линий электропередач, имеющие высокий срок службы, позволяют удерживать вес висящих на них кабелей. Такие железобетонные опоры обычно применяются внутри участков ВЛ.
  2. Анкерные бетонные опоры ЛЭП 110, 95, 35, 10, 105 кВ позволяют компенсировать разность натяжения кабелей, обычно они применяются на прямых участках ВЛ.
  3. Угловые железобетонные опоры ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ.
  4. Концевой тип конструкций.
  5. Переходные железобетонные опоры ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ наружного освещения.
  6. Ответвительный тип сооружений.
  7. Перекрестная разновидность конструкций.

По самой конструкции:

  1. По конструкции различают портальные железобетонные опоры освещения ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ, оснащенные стяжками.
  2. Свободностоящие конструкции с встроенными стяжками.
  3. Многоточечные свободностоящие сооружения.

Железобетонные опоры и стойки ЛЭП

1.1 Преимущества и недостатки

Железобетонные опоры ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ имеют некоторые преимущества и недостатки. Для начала рассмотрим положительные стороны:

  1. Долгий срок службы. Именно срок службы линий электропередач делает их более востребованными на нашем рынке. Если сравнивать с другими материалами, к примеру, деревом, то срок службы бетонных опор линий электропередач наружного освещения всегда будет выше. Но следует учесть, что прочность и, соответственно, срок службы определяются качеством цемента, из которого изготовляются железобетонные опоры ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ согласно ГОСТ. Чтобы срок эксплуатации был более долгим, эксперты советуют использовать цемент марок М300-М500.
  2. На столбы наружного освещения линий электропередач можно нанести облицовку в виде штукатурки, пластика или же попросту покрыть краской.
  3. Несомненным преимуществом помимо того, что столбы линий электропередач 110, 95, 35, 10, 105 кВ по ГОСТ имеют более долгий срок эксплуатации, является удобство монтажа. Чтобы установить опору, вам не нужно будет использовать стройматериал или специализированное оборудование.

Если говорить о недостатках, то есть один, но очень существенный. Монтаж столбов подразумевает подготовку фундамента. Если железобетонные опоры будут установлены без фундамента, со временем это станет причиной деформации сооружения.

2 Делаем стойки самостоятельно

Процесс изготовления и монтажа стоек будет рассмотрен ниже. Для начала начнем с подготовки всех необходимых элементов.

Промышленная форма для отливки стоек СВ110

2.1 Собираем материалы

Если вы хотите установить забор высотой полтора метра, вам потребуется заранее подготовить железобетонные стойки высотой примерно 1.8 м. Чтобы изготовить столбы для линий наружного освещения 110, 95, 35, 10, 105 кВ по ГОСТ, подготовьте следующее:

  • молоток;
  • шурупы;
  • фанерный лист либо доску;
  • арматуру;
  • полиэтилен;
  • сварочное оборудование.

к меню ↑

2.2 Выполняем опалубку

Вибрированная опора или с приставкой по ГОСТ начинается с производства опалубки. Чтобы железобетонные опоры ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ были надежно установлены, опалубка должна получиться максимально прочной. В данном случае на качестве экономить ни в коем случае нельзя.

Наиболее простым методом обустройства опалубки будет изготовление сооружения в виде коробки. При отсутствии фанерных листов установка бетонных столбов под электричество может быть выполнена в конструкции из досок. Как в случае с обычной коробкой, торцы и три стороны необходимо скрепить между собой на саморезы. При этом верхняя часть конструкции остается открытой, поскольку в нее будет заливаться бетонная смесь.

Технология производства железобетонных опор ЛЭП своими руками

После скрепления досок коробки необходимо проложить полиэтиленом, в качестве дополнительного ограждения от вытекания смеси можно обшить коробки пластиком. Это также позволит предотвратить деформацию стенок. Также следует отметить, что бетон для столбов легче будет отделить от гладких стен, так что демонтаж опалубки не займет много сил.

Немаловажным моментом является обустройство опор таким образом, чтобы они были установлены наиболее прочно. В частности, для этого необходимо правильно замесить рабочий раствор, в котором соотношение цемента с песком должно составлять один к двум или один к трем.

Не стоит забывать и о надежном металле в виде арматуры. Если вибрированная или опора с приставкой будет установлена без использования арматуры, устойчивость сооружения в целом будет значительно ниже.

Для того чтобы правильно обустроить армированный каркас по ГОСТ, потребуется сварочное оборудование. Правильный каркас должен быть сварен из четырех прутьев, установленных вдоль и коротких прутьев, находящихся поперек. Короткие пруты необходимо установить с шагом от 50 до 150 мм.

Также учтите, что бетонный раствор должен охватить арматуру со всех сторон – это позволит предотвратить возникновение коррозии и, соответственно, дальнейшее разрушение.

2.3 Делаем раствор

Когда опалубка и армированный каркас готовы, можно приступать к разведению бетонной смеси. Щебень потребуется для заполнения опалубки, желательно использовать не крупный, размеры зерна по ГОСТ должны быть около 5-10 мм. Сам раствор замешивается вручную или в бетономешалке.

Раствор для опор можно замешивать вручную или в бетономешалке

Когда раствор замешан, его можно заливать в опалубку. Состав заливается осторожно, в процессе необходимо предотвратить образование воздушных пузырей в смеси, иначе это повлияет на показатель прочности. Для этого, когда вся смесь будет в опалубке, ее следует максимально уплотнить.

Когда заливка смеси для установки наружного столба ВЛ 110, 95, 35, 10, 105 кВ по ГОСТ окончена, при помощи мастерка или ровной деревянной доски необходимо максимально выровнять поверхность. Затем опалубка остается сохнуть, для этого потребуется минимум неделя.

2.4 Изготовление опор без опалубки

В соответствии с требованиями ГОСТ железобетонные опоры ВЛ могут быть установлены в округлые бетонные основания, при этом вам не потребуется делать опалубку. Для этого используйте железную трубу, заранее продумав, какой диаметр вам нужен, которая, собственно, и будет исполнять роль формы. Заливка бетонной смесью осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Сначала, в соответствии с требованиями ГОСТ, необходимо вкопать в землю железные трубы.
  2. Затем прямо в трубу на месте следует залить бетонный раствор.
  3. После этого осуществляется монтаж непосредственно каркаса.

Как показывает практика, данный метод дает возможность сэкономить время и, соответственно, силы, поскольку он является менее трудоемким. Осуществляется залив сразу той части опоры, которая вмонтирована в землю, а также той, которая будет исполнять роль самого столба, что значительно облегчает задачу.

Можно производить заливку в металлические трубы, которые выполняют роль формы

Когда пройдет минимум семь дней и бетонный раствор окончательно затвердеет, используя способ «скользящей опалубки» металлическое основание прорезается болгаркой вдоль. Затем следует приварить так называемые косынки, которые заранее должны быть обустроены отверстиями для винтов.

Вам нужно, чтобы обе части трубы могли без проблем раскрыться, поэтому внутреннюю часть необходимо смазать, для этого можно использовать обычное моторное масло.

Чтобы предотвратить деформирования сооружения в целом, заранее следует определить вертикальность конструкции, для этого используйте строительный метр. Данный метод производства опор дает возможность обустроить и гладкие, и декоративные опоры. Когда монтаж завершен, сверху можно поставить бетонные колпаки.

2.5 Производство железобетонных опор СВ (видео)

Опоры ЛЭП со сроком службы в семьдесят лет

В России мы привыкли видеть опоры ЛЭП железобетонными или металлическими. Деревянные опоры нам кажутся пережитком прошлого.

Предприятие было открыто в 1999 году. В основе производства – уникальная финская технология пропитки древесины. Для изготовления опор марки Turva использовалась только карельская сосна – одна из самых плотных пород в России. Именно поэтому завод разместили в Паданах, поселке, на сотни километров окруженном лесом.

География поставок у завода чрезвычайно обширна. Опоры, выпускаемые заводом, прекрасно показали себя в разных климатических условиях. Опоры Turva стоят в обеих столицах, на севере и юге, в Сибири и на Дальнем Востоке. Руководство завода с гордостью отмечает, что предприятие сыграло свою роль в безаварийном проведении зимних Олимпийских игр в Сочи, так как именно опоры завода были смонтированы в Красной поляне.

Как говорит представитель одного из партнеров предприятия, начальник отдела материально-технического снабжения Западно-Карельских электрических сетей «Карелэнерго» Валерий Гуля, «деревянные опоры действительно во многих случаях предпочтительнее железобетонных или металлических, особенно когда речь идет об электрических сетях напряжением 10 кВ и ниже. Главная проблема – в проверке качества опор. Раньше был единственный способ контроля: отпилить часть опоры. На Сеесъярвском мачтопропиточном заводе применяют более современный метод. Используя специальные реактивы, можно понять, насколько качественна опора, без механического воздействия на нее. В этом году опоры завода уже закуплены и будут использованы для ремонта и строительства электрических сетей «Карелэнерго».

Стоит отметить, что срок службы и безопасность использования пропитанных опор сильно зависят от качественного сырья. Сосна – материал, используемый для производства опор ЛЭП, – вырастающая до определенной высоты в разных регионах, имеет разный возраст. В Карелии возраст такого дерева в два раза больше, чем на любой другой территории РФ (исключая только Сибирь). Соответственно, выше плотность годовых колец, плотность древесины и будущей опоры ЛЭП.

Далее, залогом качества пропитанной деревянной опоры являются три принципа производства: бережная механическая обработка, качественный и точный процесс сушки и 100‑процентная пропитка склонной к загниванию части древесины (заболони).

Как подчеркивают на заводе, предприятие является единственным среди производителей опор ЛЭП в Российской Федерации, где процесс механической обработки древесины состоит из двух этапов. Вначале лес для будущей опоры ЛЭП поступает на окорочный участок, где снимается только кора по естественному сбегу леса. При этом луб (плотный слой древесины под корой) остается нетронутым. Для чего это нужно? Даже при использовании современных технологий сушки процесс смены температурных режимов зачастую приводит к появлению трещин на поверхности ствола. Трещины со временем увеличиваются, и деревянные опоры теряют свои физические свойства. Именно плотный слой луба защищает древесину в процессе сушки от растрескивания. Однако этот же слой может препятствовать проникновению пропитывающего состава внутрь древесины. Поэтому после выполнения своей защитной функции в сушке луб снимается на специальном станке, острыми фрезами. Окончательная механическая обработка проходит максимально аккуратно (снимается не более 3 мм), сохраняя естественную форму дерева, что, в свою очередь, обеспечивает сохранение прочностных характеристик столба.

Пропитка опор ЛЭП осуществляется водорастворимым антисептиком группы CCА, в который входят оксиды хрома, меди, мышьяка. Технология пропитки работает по принципу «вакуум-давление-вакуум» и контролируется фирменной системой автоматики автоклава. На первом этапе создается вакуум, «вытягивающий» из древесины воздух для облегчения последующего проникновения антисептика. После завершения данного этапа в автоклав подается раствор антисептика и создается давление, которое «загоняет» пропитку внутрь изделия. Давление выдерживается, пока древесина не перестает впитывать раствор. Затем вновь создается режим вакуума для того, чтобы пропитывающий состав более равномерно распределился внутри опоры ЛЭП.

Как рассказывает менеджер по развитию Сеесъярвского мачтопропиточного завода Вадим Сергушенков, закрепление состава в древесине и глубина пропитки заболони всегда были проблемой для российских производителей, ведь антисептик должен проникать в 100 процентов заболони и не вымываться весь срок службы опор. Сеесъярвский мачтопропиточный завод использует финскую технологию по производству пропитанных опор ЛЭП, северную сосну, двухэтапную мех­обработку древесины (исключающую трещины в опорах после сушки), современную автоматику сушки и пропитки леса, глубину пропитки заболони 100. Именно после соблюдения такой технологии европейские специалисты гарантируют срок службы древесины более семидесяти лет. В итоге срок службы качественно изготовленной деревянной опоры превышает нормативный срок службы высоковольтной линии в целом.

Если же говорить о преимуществах деревянных опор, то, как отмечают на заводе, первым и порой ключевым преимуществом деревянных пропитанных опор для клиентов СМПЗ является их долговечность и надежность. Опоры, произведенные из ценной древесины карельской сосны, стоят в два-три раза дольше, нежели менее прочные железобетонные опоры.

Не стоит также забывать, что дерево по своей природе – это прочный, эластичный и, что самое важное, легкий материал. Деревянные опоры в три раза легче железобетонного аналога (например, девятиметровая опора с прочностью на изгиб 82 кН / м весит всего 260 кг, тогда как железобетонная опора прочностью 30 кН / м весит не меньше 700 кг). Соответственно, нормы загрузки автотранспорта и железнодорожного вагона увеличены в несколько раз, что существенно сокращает затраты на транспортировку.

Деревянные опоры, выпускаемые на Сеесъярвском мачтопропиточном заводе, не требуют фундаментов, устанавливаются непосредственно в грунт, бетонные пасынки не применяются. Кроме того, в отличие от деревянных опор, железобетонные опоры очень чувствительны к ударам, резким толчкам, рывкам и сбрасыванию; при вывозе опор на трассу необходимо не допускать их прогиба, каждый раз перекладывать деревянными прокладками. Все эти хлопоты исчезают, если использовать деревянные опоры.

Еще одним серьезным преимуществом деревянных опор является их устойчивость в сложных грунтах. Например, в северных регионах нашей страны одной из серьезных проблем является выпучивание опор ЛЭП из грунта, когда их выдавливает из земли на метр-полтора.
В отличие от железобетонных, деревянная опора полностью вмерзает в окружающий грунт, и силы сцепления примерзания противодействуют усилиям выпучивания от замораживания в активном слое.

Если еще говорить о сложных грунтах, то можно напомнить, что железобетонные стойки не выдерживают условий эксплуатации в обводненных и засоленных грунтах – срок их службы снижается до трех-семи лет. Деревянные же опоры, пропитанные антисептиком ССА, – долговечны и исключительно стойки к любым погодным условиям и среде эксплуатации, они не гниют и не увлажняются.

Наконец, как это ни парадоксально, деревянные опоры Сеесъярвского мачтопропиточного завода ничем не уступают железобетонным опорам при пожаре.

Дело в том, что высокоэффективный пропитывающий состав CCA препятствует не только гниению древесины, но и ее воспламенению. К тому же деревянные конструкции при пожаре противостоят разрушению дольше, чем металлические или железобетонные. Последние из‑за текучести металла могут обрушиться в первые 15‑20 минут пожара.

Как видим, у продукции Сеесъярвского мачтопропиточного завода есть масса преимуществ перед конкурентами.

И надо сказать, что предприятие не стоит на месте: в последние годы здесь значительно обновили оборудование, сделав ставку на повышение качества продукции. Кроме того, руководство предприятия планирует увеличить мощность завода до 1500 кубометров в месяц. Все это позволяет заводу смотреть в будущее с оптимизмом.

Опоры ЛЭП со сроком службы в семьдесят лет - Энергетика и промышленность России - № 09 (293) май 2016 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 09 (293) май 2016 года

В Европе уже давно поняли, что деревянные опоры имеют свои солидные преимущества перед конкурентами. Впрочем, и в России есть предприятие, выпускающее качественные деревянные опоры – Сеесъярвский мачтопропиточный завод.

Предприятие было открыто в 1999 году. В основе производства – уникальная финская технология пропитки древесины. Для изготовления опор марки Turva использовалась только карельская сосна – одна из самых плотных пород в России. Именно поэтому завод разместили в Паданах, поселке, на сотни километров окруженном лесом.

География поставок у завода чрезвычайно обширна. Опоры, выпускаемые заводом, прекрасно показали себя в разных климатических условиях. Опоры Turva стоят в обеих столицах, на севере и юге, в Сибири и на Дальнем Востоке. Руководство завода с гордостью отмечает, что предприятие сыграло свою роль в безаварийном проведении зимних Олимпийских игр в Сочи, так как именно опоры завода были смонтированы в Красной поляне.

Как говорит представитель одного из партнеров предприятия, начальник отдела материально-технического снабжения Западно-Карельских электрических сетей «Карелэнерго» Валерий Гуля, «деревянные опоры действительно во многих случаях предпочтительнее железобетонных или металлических, особенно когда речь идет об электрических сетях напряжением 10 кВ и ниже. Главная проблема – в проверке качества опор. Раньше был единственный способ контроля: отпилить часть опоры. На Сеесъярвском мачтопропиточном заводе применяют более современный метод. Используя специальные реактивы, можно понять, насколько качественна опора, без механического воздействия на нее. В этом году опоры завода уже закуплены и будут использованы для ремонта и строительства электрических сетей «Карелэнерго».

Стоит отметить, что срок службы и безопасность использования пропитанных опор сильно зависят от качественного сырья. Сосна – материал, используемый для производства опор ЛЭП, – вырастающая до определенной высоты в разных регионах, имеет разный возраст. В Карелии возраст такого дерева в два раза больше, чем на любой другой территории РФ (исключая только Сибирь). Соответственно, выше плотность годовых колец, плотность древесины и будущей опоры ЛЭП.

Далее, залогом качества пропитанной деревянной опоры являются три принципа производства: бережная механическая обработка, качественный и точный процесс сушки и 100‑процентная пропитка склонной к загниванию части древесины (заболони).

Как подчеркивают на заводе, предприятие является единственным среди производителей опор ЛЭП в Российской Федерации, где процесс механической обработки древесины состоит из двух этапов. Вначале лес для будущей опоры ЛЭП поступает на окорочный участок, где снимается только кора по естественному сбегу леса. При этом луб (плотный слой древесины под корой) остается нетронутым. Для чего это нужно? Даже при использовании современных технологий сушки процесс смены температурных режимов зачастую приводит к появлению трещин на поверхности ствола. Трещины со временем увеличиваются, и деревянные опоры теряют свои физические свойства. Именно плотный слой луба защищает древесину в процессе сушки от растрескивания. Однако этот же слой может препятствовать проникновению пропитывающего состава внутрь древесины. Поэтому после выполнения своей защитной функции в сушке луб снимается на специальном станке, острыми фрезами. Окончательная механическая обработка проходит максимально аккуратно (снимается не более 3 мм), сохраняя естественную форму дерева, что, в свою очередь, обеспечивает сохранение прочностных характеристик столба.

Пропитка опор ЛЭП осуществляется водорастворимым антисептиком группы CCА, в который входят оксиды хрома, меди, мышьяка. Технология пропитки работает по принципу «вакуум-давление-вакуум» и контролируется фирменной системой автоматики автоклава. На первом этапе создается вакуум, «вытягивающий» из древесины воздух для облегчения последующего проникновения антисептика. После завершения данного этапа в автоклав подается раствор антисептика и создается давление, которое «загоняет» пропитку внутрь изделия. Давление выдерживается, пока древесина не перестает впитывать раствор. Затем вновь создается режим вакуума для того, чтобы пропитывающий состав более равномерно распределился внутри опоры ЛЭП.

Как рассказывает менеджер по развитию Сеесъярвского мачтопропиточного завода Вадим Сергушенков, закрепление состава в древесине и глубина пропитки заболони всегда были проблемой для российских производителей, ведь антисептик должен проникать в 100 процентов заболони и не вымываться весь срок службы опор. Сеесъярвский мачтопропиточный завод использует финскую технологию по производству пропитанных опор ЛЭП, северную сосну, двухэтапную мех­обработку древесины (исключающую трещины в опорах после сушки), современную автоматику сушки и пропитки леса, глубину пропитки заболони 100. Именно после соблюдения такой технологии европейские специалисты гарантируют срок службы древесины более семидесяти лет. В итоге срок службы качественно изготовленной деревянной опоры превышает нормативный срок службы высоковольтной линии в целом.

Если же говорить о преимуществах деревянных опор, то, как отмечают на заводе, первым и порой ключевым преимуществом деревянных пропитанных опор для клиентов СМПЗ является их долговечность и надежность. Опоры, произведенные из ценной древесины карельской сосны, стоят в два-три раза дольше, нежели менее прочные железобетонные опоры.

Не стоит также забывать, что дерево по своей природе – это прочный, эластичный и, что самое важное, легкий материал. Деревянные опоры в три раза легче железобетонного аналога (например, девятиметровая опора с прочностью на изгиб 82 кН / м весит всего 260 кг, тогда как железобетонная опора прочностью 30 кН / м весит не меньше 700 кг). Соответственно, нормы загрузки автотранспорта и железнодорожного вагона увеличены в несколько раз, что существенно сокращает затраты на транспортировку.

Деревянные опоры, выпускаемые на Сеесъярвском мачтопропиточном заводе, не требуют фундаментов, устанавливаются непосредственно в грунт, бетонные пасынки не применяются. Кроме того, в отличие от деревянных опор, железобетонные опоры очень чувствительны к ударам, резким толчкам, рывкам и сбрасыванию; при вывозе опор на трассу необходимо не допускать их прогиба, каждый раз перекладывать деревянными прокладками. Все эти хлопоты исчезают, если использовать деревянные опоры.

Еще одним серьезным преимуществом деревянных опор является их устойчивость в сложных грунтах. Например, в северных регионах нашей страны одной из серьезных проблем является выпучивание опор ЛЭП из грунта, когда их выдавливает из земли на метр-полтора.

В отличие от железобетонных, деревянная опора полностью вмерзает в окружающий грунт, и силы сцепления примерзания противодействуют усилиям выпучивания от замораживания в активном слое.

Если еще говорить о сложных грунтах, то можно напомнить, что железобетонные стойки не выдерживают условий эксплуатации в обводненных и засоленных грунтах – срок их службы снижается до трех-семи лет. Деревянные же опоры, пропитанные антисептиком ССА, – долговечны и исключительно стойки к любым погодным условиям и среде эксплуатации, они не гниют и не увлажняются.

Наконец, как это ни парадоксально, деревянные опоры Сеесъярвского мачтопропиточного завода ничем не уступают железобетонным опорам при пожаре.

Дело в том, что высокоэффективный пропитывающий состав CCA препятствует не только гниению древесины, но и ее воспламенению. К тому же деревянные конструкции при пожаре противостоят разрушению дольше, чем металлические или железобетонные. Последние из‑за текучести металла могут обрушиться в первые 15‑20 минут пожара.

Как видим, у продукции Сеесъярвского мачтопропиточного завода есть масса преимуществ перед конкурентами.

И надо сказать, что предприятие не стоит на месте: в последние годы здесь значительно обновили оборудование, сделав ставку на повышение качества продукции. Кроме того, руководство предприятия планирует увеличить мощность завода до 1500 кубометров в месяц. Все это позволяет заводу смотреть в будущее с оптимизмом.

Определение среднего срока службы эксплуатируемых бетонных и железобетонных опор железнодорожных мостов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Информационные технологии и безопасность

203

Библиографический список

1. Инфракрасная техника / И. Б. Левитин. - Л. : Энергия, 1973. - С. 156.

2. Контроль температуры электротехнических, электромеханических и механических элементов и узлов методами инфракрасной пирометрии / Е. К. Галанов,

A. В. Корнух // Известия ПГУПС. - 2005. - № 2. - С. 50-54.

3. Оптические постоянные природных и технических сред / В. М. Золотарёв,

B. Н. Морозов, Е. К. Смирнова. - Л. : Химия, 1984. - 350 с.

4. Колебательно-вращательная спектроскопия водяного пара / А. Д. Быков, Ю. С. Макушкин, О. Н. Улеников. - Новосибирск : Наука 1989. - 370 с. - ISBN 5-02-028645-1.

УДК 624.21.03

И. Г. Ганиев

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО СРОКА СЛУЖБЫ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

Приведена методика определения среднего срока службы эксплуатируемых бетонных и железобетонных опор железнодорожных мостов. Установлено, что средний срок службы бетонных и железобетонных опор может быть принят в пределах 100...150 лет.

бетонные и железобетонные опоры, срок службы, конструкции мостов.

Введение

Как показывает сравнение полученных данных с результатами обследований железобетонных пролетных строений институтом ВНИИЖТ, относительная доля пролетных строений, имеющих II и III категории неисправностей, в Средней Азии в среднем на 10-15% выше, чем в условиях средней полосы России [1].

Результаты обследования и испытания мостов

Результаты анализа материалов обследований показывают, что в большинстве пролетных строений имеются обнажение и коррозия арматуры, а также выключение части рабочей арматуры из работы из-за механического удара негабаритным грузом [2]. Поэтому при оценке ресурса пролетных строений очень важно изучение условий работы арматуры.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Информационные технологии и безопасность

По результатам обследований и испытаний определены классы по грузоподъемности пролетных строений. Расчеты выполнялись в соответствии с Руководством по определению грузоподъемности железобетонных пролетных строений с учетом фактического физического состояния конструкций. Результаты расчета занесены в табл. 1, из которой видно, что классы плиты проезжей части и главной балки в целом больше, чем классы подвижных нагрузок, обращаемых в настоящее время на железных дорогах, - 5,0...6,7. Следует отметить, что в плите проезжей части относительная доля классов менее 5,0 по прочности и выносливости бетона и арматуры выше, чем в главной балке. Это объясняется, по-видимому, малой прочностью бетона плиты и коррозией рабочей арматуры, возникающей в результате нарушения гидроизоляции.

ТАБЛИЦА 1. Результаты расчета классов пролетных строений по грузоподъемности (145 пролетных строений)

№ п/п Вид расчета Количество пролетных строений, имеющих класс

выше 14 14-8 8-5 менее 5

Главная балка

1 Прочность по нормальному

сечению в середине пролета 35 85 11 3

2 Выносливость:

бетона 25 89 12 8

арматуры 31 87 10 6

Плита балластного корыта

3 Прочность по нормальному

сечению 64 65 12 3

4 Выносливость:

бетона 68 42 19 7

арматуры 72 38 17 9

Следует отметить, что в 13 пролетных строениях внешние консоли плиты имели прогибы более 1,5.2,0 см, что выше допустимых значений, хотя класс плиты в целом был больше класса обращаемой нагрузки.

Грузоподъемность по выносливости арматуры является ограничивающей в 4,6% пролетных строений. Основными причинами этого являются: снижение площади сечения рабочей арматуры элементов пролетного строения из-за коррозии; увеличение доли постоянной нагрузки в результате наращивания балластного слоя и борта плиты проезжей части, введение в обращение в последние годы тяжелых восьмиосных цистерн.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Информационные технологии и безопасность

205

Кроме указанных причин, следует обратить внимание на отсутствие должного технического обслуживания эксплуатируемых пролетных строений. В настоящее время на линейных предприятиях дорог СНГ отсутствуют специальные подразделения по наблюдению и профилактическому ремонту мостовых конструкций, а в развитых странах такие подразделения стали создаваться только в последние десятилетия.

Аналогичное состояние отмечено при обследовании железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов и путепроводов на линиях промышленных предприятий.

В связи с подъемом экономики Узбекистана в последние годы на железных дорогах крупных промышленных предприятий существенно увеличился грузооборот и произошел интенсивный рост временной подвижной нагрузки, а в ближайшее время намечается ввод в обращение тяжеловесных рудовозов, восьмиосных вагонов и новых мощных локомотивов. При этом условия работы пролетных строений мостов во времени изменяются, процесс нарастания различных повреждений интенсифицируется [3].

Режим работы мостов на подъездных дорогах существенно отличается от обычных. Например, на мосту подъездной дороги к газоконденсатному комплексу «Шуртангаз» практически постоянно маневрируют составы с гружеными 8-осными цистернами.

Одной из особенностей дорог промышленных предприятий является формирование вагонов с однотипными схемами. Кроме этого, на мостах промышленных предприятий в одном направлении движутся постоянно груженые составы, а в противоположном - порожние. Как показали исследования кандидата технических наук Р. З. Низамутдиновой [4], пролетные строения на дорогах промышленных предприятий испытывают более высокие уровни загружения, чем пролетные строения, эксплуатируемые на общей сети. Однако количество циклов нагружения в них значительно меньше.

Кроме этого, существенной особенностью работы мостов на предприятиях является практически полное отсутствие служб эксплуатации мостового хозяйства. Фактически не производятся текущие и периодические осмотры конструкций. Во многих случаях эксплуатируемые мосты не имеют технической документации. Ремонт конструкций производится после обнаружения повреждений и неисправностей. Профилактика для предупреждения неисправностей не производится.

В развитых странах эксплуатация мостов на линиях промышленных предприятий производится министерствами транспорта, где имеются специальные подразделения по эксплуатации, созданы специальные информационные службы, мостовые инспекции и ремонтно-строительные

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Информационные технологии и безопасность

подразделения. Постоянно ведется учет дефектов в каталоге, разработаны специальные машины и механизмы для ремонта, восстановления и усиления мостов, созданы нормативные и рекомендательные документы. В результате этих работ средний срок службы конструкций пролетных строений повышен в США до 40.. .50 лет, в Германии - до 50.. .60 лет.

Отсутствие в Республике Узбекистан специализированных мостовых служб на железнодорожных линиях промышленных предприятий способствовало снижению общего срока эксплуатации пролетных строений. По данным [4], срок службы тяжелонагруженных железобетонных пролетных строений не превышает 25.30 лет. Из обследованных 16 пролетных строений, эксплуатируемых на дорогах АГМК и «Шуртангаз», в 9 балках имелись различные повреждения в виде трещин, нарушения гидроизоляции и др.

Таким образом, настало время создания системной эксплуатации мостов, включающей разработку основных вопросов теории эксплуатации мостов, организации специальных служб для производства

организационно-технологических мероприятий для поддержания

надежности сооружений.

Опоры железнодорожных мостов в Республике в основном бетонные и железобетонные. Старые опоры, возведенные до 1960-х годов, выполнены из монолитного бетона или железобетона, позднее появились сборные и сборно-монолитные опоры различных систем.

Официальные нормативные документы по определению

грузоподъемности и накопленного износа опор до настоящего времени отсутствуют. При оценке технического состояния следуют указаниям Руководства. При этом категория моста устанавливается по состоянию массивных опор.

В случае удовлетворительного состояния кладки опор и отсутствия дефектов или повреждений, свидетельствующих о недостаточной прочности основания (осадки и крены опор, поперечные трещины в фундаментах, зажатые пролетные строения), мосты по состоянию опор следует относить ко II категории. При этом стабилизировавшиеся деформации опор не учитываются. При расстройстве кладки или продолжающихся деформациях опор, не затрудняющих нормальную эксплуатацию, мосты следует относить к категории, соответствующей обращающейся нагрузке (III - на участках обращения поездов с восьмиосными и шестиосными вагонами, IV - на участках обращения поездов только с четырехосными вагонами).

В случае ограничения скорости движения поездов из-за наличия в опоре дефектов или повреждений категория моста по его состоянию принимается на единицу ниже категории, соответствующей обращающейся нагрузке (но не ниже V).

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Информационные технологии и безопасность

207

При необходимости проверки прочности опор расчетом, впредь до выпуска специального Руководства по определению грузоподъемности опор железнодорожных мостов, разрешается пользоваться следующими указаниями Руководства по определению грузоподъемности металлических железнодорожных мостов (М. : Транспорт, 1945).

Проверка массивных опор производится по их состоянию и в необходимых случаях расчетом согласно Техническим условиям проектирования мостов и труб (ТУМП-47). При этом угол внутреннего трения грунта принимается ф = 35о. В случае отсутствия в опорах дефектов и повреждений, заставляющих предполагать влияние неудовлетворительного состояния основания (трещины, осадки, сдвиг, крен), допускаемые давления на грунт могут быть соответственно повышены, но не более чем на 50% по сравнению с приведенными в технических условиях на проектирование мостов и труб; этим учитывается происходящее с течением времени уплотнение грунта.

Если фундамент опоры заключен в сплошное шпунтовое ограждение, то допускаемое давление на грунт может быть повышено до 75% по сравнению с приведенным в указанных технических условиях.

Проверка прочности свайных опор производится согласно КМК 2.05.03-97. Если свайное основание заключено в сплошное шпунтовое ограждение, то допускаемое давление на сваю или допускаемое давление на грунт на уровне острия сваи может быть повышено до 30% по сравнению с нормативными значениями. Расчет опор производится с учетом тормозной силы (10% от веса подвижной нагрузки).

Допускаемые напряжения для кладки массивных опор разрешается принимать по табл. 2.

ТАБЛИЦА 2. Допускаемые напряжения для кладки массивных опор

Материал опоры Допускаемое напряжение [о], МПа (кгс/см2)

Осевое сжатие Растяжение

Бутовая кладка:

на известковом растворе 1,0 (10) От 0 до 0,2 (2)

на цементном растворе 1,5 (15) 0,25 (2,5)

Кирпичная кладка:

на известковом растворе 0,8 (8) От 0 до 0,2 (2)

на цементном растворе 1,2 (12) 0,2 (2)

Примечание. Наибольшее из указанных допускаемых напряжений на бутовую кладку следует принимать лишь для опор, не подверженных постоянному действию воды.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Информационные технологии и безопасность

При перерасчете опор, находящихся в безупречном состоянии, допускаемое напряжение на кладку разрешается повышать до 50% по сравнению с приведенными в табл. 2.

Заключение

Окончательно вопрос о дальнейшем использовании опор решается на основании данных перерасчета и результатов наблюдения за их состоянием.

В ГИН 07-036-03 сроки службы бетонных или железобетонных опор установлены в пределах 80... 10 лет, однако указания по установлению износа отсутствуют.

Обобщение и анализ выполненных обследований более 320 опор железобетонных мостов [1], [2] показали их достаточную несущую способность для пропуска обращаемой нагрузки. Замена или переустройство опор выполнялись в основном при появлении деформаций от размыва.

Из обследованных опор, построенных в 1907-1931 гг., всего 12% имели категорию IV и обеспечивали обращение поездов только с вагонами, имеющими погонную нагрузку до 75 кН/м при нагрузке от оси локомотивов и вагонов на рельсы до 260 кН, при этом допускался пропуск транспортеров грузоподъемностью до 300 т включительно со скоростью не менее 15 км/ч. Все остальные опоры имели категории I—III, обеспечивающие безопасный пропуск обращаемой нагрузки.

Таким образом, можно считать, что средний срок службы бетонных и железобетонных опор может быть принят в пределах 100.150 лет, что близко к рекомендуемым аналогичным конструкциям опор автодорожных мостов [5].

Библиографический список

1. Нормирование износа эксплуатируемых пролетных строений железнодорожных мостов / И. Г. Ганиев // Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте : тез. Докл. VII Междунар. конф. 23—24 апреля 2008. — Санкт-Петербург, 2008. — С. 46—48.

2. Результаты обследования и испытания эксплуатируемых пролетных строений железнодорожных мостов в условиях сухого жаркого климата / И. Г. Ганиев, Ш. О. Эрбоев // Проблемы прочности материалов и сооружений на транспорте : тез. докл. VII Междунар. конф. 23—24 апреля 2008. — Санкт-Петербург, 2008. — С. 50—52.

3. Повреждения железобетонных сооружений и прогнозирование их остаточного ресурса / Р. К. Мамажанов, Ч. М. Ахмедов // Транспорт: наука, техника, управление. — 2002. — № 10. — С. 38—40.

4. Ресурс железобетонных пролетных строений мостов, эксплуатируемых на железнодорожных линиях промышленных предприятий : дис. ... канд. техн. наук: 05.23.15 / Р. З. Низамутдинова. — Ташкент : ТашИИТ, 1994. — 157 с.

5. Методология нормирования сроков службы мостов и нагрузок от

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Информационные технологии и безопасность

209

автотранспортных средств / А. П. Васильев // Транспортное строительство. - 2002. - № 1. - С. 11-12.

ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС

2008/3

Воздушные линии электропередач - Официальный сайт ГК "Теплоцентрстрой"

Стальные решетчатые опоры

Стальные решетчатые опоры применяются при строительстве ВЛ напряжением 35-1150кВ в населенной и открытой местности, в I-V климатических гололедно-ветровых регионах с максимально низкой температурой окружающей среды до -65°С.

Типовые решетчатые опоры могут быть одностоечными и многостоечными, свободностоящими и на оттяжках и т.д. Унифицированные решетчатые опоры ВЛ представляют собой пространственные решетчатые конструкции, состоящие из большого числа элементов изготовленного из углового проката. Соединение этих элементов может быть двух типов: болтовое или сварное. Закрепление стальных опор в грунте производится путем их установки на фундамент.

Преимуществом решетчатых опор является экономия средств на транспортировку за счет компактности, возможность создания конструкций на весьма большие механические нагрузки , относительно малая масса и высокая механическая прочность, технологичность сборки на трассах, также данные опоры пригодны для горячего оцинкования, что повышает их эксплуатационные характеристики, и расширяет область применения.

Получение консультации и расчет проекта

+7 (495) 787-25-27 доб. 148
Власова Оксана ВитальевнаОтправить запрос

Деревянные опоры

Основным преимуществом деревянных опор является низкая стоимость.
Такие опоры широко применяются для переходов ВЛ 6-10 кВ через естественные препятствия и инженерные сооружения в сельских районах, в I–IV районах по ветру и гололеду при температуре воздуха от -40 до +40 °C., вдоль автомобильных и шоссейных дорог I–IV категорий; железных дорог, несудоходных и судоходных рек; трубопроводов и канатных дорог.
Для опор ВЛ применяется древесина по качеству не ниже 3-го сорта.
По средним расчетам срок службы деревянных опор составляет от 15 до 20 лет (лиственница), от 4 до 5 лет (сосна), от 2 до 3 лет (ель).
Срок службы опор может существенно меняться в зависимости от климатических условий, поэтому особое внимание уделяется ее пропитке антисептиками, которая может увеличить срок службы древесины до 40 лет

СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) по стандарту: Арх ЛЭП 98.02

Стойки железобетонные СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) повсеместно используют в различных сферах строительства и теплоэнергетики. Без этих элементов многие направления не могут быть освоены в полной мере, так как высокая прочность и надежность железобетона пока не нашла своей достойной замены. Именно поэтому стойки СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) для опор ЛЭП применяют в обязательном порядке. Это конические железобетонные столбы переменного сечения, которые используют для опоры линий электропередач.

Применение только деревянных опор экономически не оправдано, так как дерево даже со специальной обработкой служит не так долго, как железобетон, при этом стоит отметить, что данный материал может быть использован на "сложных" грунтах и в агрессивных условиях эксплуатации.

1.Варианты написания маркировки изделий.

Стойки СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) , изготавливаемые из железобетона, изготавливают согласно ГОСТ 23613-79 и Серии 3.407.1-136, все условия обязательны к соблюдению. Маркировка включает специальное обозначение, где указывают тип изделия и его размерные группы. Написание строго не регламентируется и может быть выполнено несколькими вариантами:

1. СВ 110-2;

2. СВ 110-2 а;

3. СВ 110-2 н;

4. СВ 110-2,2 а;

5. СВ 110-2,5;

6. СВ 110-2,8-2б.

2.Основная сфера применения.

Железобетонные стойки вибрированные СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) разрабатывают и используют при прокладке и обустройстве линий электропередач напряжением от 0,4-10 кВт, а также при проведении монтажных работ осветительных электросетей. Применять данные изделия можно в различных средах, в том числе в условиях повышенной сейсмоактивности (вплоть до 7-9 баллов по шкале Рихтера), а также в ветреных районах l-lV типа, а также в условиях гололеда.

Заглублять переходные стойки СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) можно в различные грунты, в том числе с повышенной кислотностью. Так как стойки проходят специальную обработку, то они служат достаточно долго, не разрушаясь и не теряя своих эксплуатационных характеристик. СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) применяют для таких типов опор, как анкерно-угловые и промежуточные, на которые подвешивают провода воздушных ЛЭП.

Железобетонные столбы воспринимают существенные нагрузки, в основном это вырывающие деформации, поэтому для технологии изготовления данных элементов используют специальные бетоны, а также для соблюдения требований по прочности и долговечности стойки СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) изготавливают унифицированными. Заявлен срок эксплуатации вибрированных стоек не менее чем 50-75 лет. Кроме этого, железобетонные стойки в зависимости от условий и требований проекта совместно используют такие изделия, как анкера цилиндрические АЦ-1 и плиты опорно-анкерные тип П.

3.Обозначение маркировки изделий.

Стойки железобетонные для опор ЛЭП СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) маркируют согласно действующему Стандарту – Серии 3.407.1-136 и ГОСТ 23613-79, указывают тип изделия СВ – стойка вибрированная, и размерная группа – 11000х185х280 , где:

1. 11000 – длина или номинальная высота изделия;

2. 185х280 – сечение изделия.

Дополнительно должны быть указаны такие параметры, как:

1. Расчетный изгибающий момент - 2 тс*м.;

2. Геометрический объем – 0,5698 ;

3. Масса изделия – 1125 ;

4. Объем бетона на одну стойку составляет 0,45 .

Маркировка наносится на боковую сторону стойки несмываемой черной краской, дополнительно наносят дату изготовления партии, товарный знак производителя и массу элемента.

4.Материалы и характеристика изделий.

Стойки железобетонные изготавливают по технологии вибропрессования. За счет высокого уплотнения бетонной смеси, изделия получают с высокими прочностными характеристиками. В качестве сырья используют тяжелые бетоны, мелкофракционный песок и гранитный щебень. Все это позволяет повысить морозостойкость и надежность стоек СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) при длительной эксплуатации.

Основные характеристики бетона по ГОСТ 26633, а также в соответствии с установленными требованиями ТУ 5863-002-00113557-94:

1. Марка по прочности на сжатие – М300;

2. Класс бетона по прочности – не менее В25;

3. Морозостойкость – 200 циклов замораживания-размораживания, применение может осуществляться в условиях критически низких температур, до -55 градусов по Цельсию включительно;

4. Водонепроницаемость – марка W4, дополнительно выполняют гидрофобную защиту.

Для обеспечения прочности СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) армируют согласно ГОСТ 23613-79. В качестве арматуры используют предварительно напряженные стальные прутки класса А-III, Ат-I, Ат-VI, Ат-V диаметром 10-14 мм. (некорродирующий металл для внешних петель и закладных деталей – болты, при помощи которых крепят изделия к фундаменту). В нижней части изделия используется проволочная арматура с обратной конусностью. Сталь и бетон обрабатывают специальными антикоррозионными составами.

5.Хранение и транспортировка.

Стойки вибрированные СВ 110-3,5 IV (ЛЭП 98.02) транспортируют при помощи спецтранспорта. Все торцы должны быть ориентированы в одну сторону. Машинная норма составляет – 17 изделий. При перевозке все элементы надежно фиксируют и прокладывают деревянными досками. Хранят стойки в штабелях, также прокладывая послойно деревянные доски или подкладки.

Уважаемые покупатели! Сайт носит информационный характер. Указанные на сайте информация не являются публичной офертой (ст.435 ГК РФ). Стоимость и наличие товара просьба уточнять в офисе продаж или по телефону 8 (800) 500-22-52

Какие бывают опоры ЛЭП на существующих воздушных линиях электропередач?

Существующие в настоящее время опоры линий электропередач настолько привычны для нашего глаза, что мы и не задумываемся о том, почему бывают деревянные опоры ЛЭП, бетонные столбы электропередач и металлические опоры ЛЭП. В зависимости от назначения линии, её напряжения, количества проводов и тросов, их расположения, климатических и других условий применяют различные конструкции деревянных, железобетонных или металлических опор.

Так какие бывают линии электропередач (ЛЭП)?

Все существующие опоры ЛЭП можно классифицировать на деревянные, железобетонные (ЖБ) и металлические. Первое, с чего началась эволюция конструкций ЛЭП это деревянные опоры. Такие столбы из дерева были использованы при прокладке первых ЛЭП, и они до сих пор существуют на воздушных линиях электропередач. Какое используется дерево? Это круглые столбы из сосны, реже лиственницы. В Украине такие опоры применяют для линий электропередач с напряжением до 220 кВ, а в США бывают классы напряжений ЛЭП до 345 кВ, использующих деревянные столбы.

Деревянные опоры применяют совместно с железобетонными приставками. Опоры и приставки скрепляют в двух местах бандажом из мягкой стальной оцинкованной проволоки диаметром 4 мм, число витков – 12; диаметром 5 мм, число витков – 10; диаметром 6 мм, число витков – 8. Допускается крепление бандажом из неоцинкованной проволоки. Затяжку бандажей выполняют так, чтобы все витки проволоки плотно соприкасались друг с другом и были равномерно натянуты. Концы проволоки загибают и забивают в дерево на глубину 20–25 мм.

Наибольшее достоинство существующих деревянных опор ЛЭП – дешевизна, они очень просты в изготовлении особенно при условии наличия местной древесины! Однако существенный недостаток - гниение древесины, в связи с чем срок их эксплуатации деревянных опор ЛЭП составляет от 4 до 6 лет. Используя современные пропитки, которые предотвращают гниение, срок эксплуатации увеличивается до 25 лет!

Простейшей конструкцией деревянных опор являются одиночные столбы. Также бывают другие формы деревянных конструкций ЛЭП: А - образные и П-образные.

Второй тип существующих на линиях электропередач опор – это железобетонные столбы. 

Какие бывают электрические столбы?

 Электрические столбы ЛЭП бывают марок СВ, СК, СЦ. Такие столбы изготавливают из армированного металлом бетона и требуют меньше металла, не подвержены коррозии, долговечнее деревянных, а поэтому и получили распространение при сооружении ЛЭП. Высота столба, как гласят Правила устройства электроустановок (ПУЭ) должна быть минимум 5 м, и максимум 12, на практике применяются 7-метровые бетонные опоры.

По способу уплотнения бетона при изготовлении бывают опоры вибрированные и центрифугированные. Стальная арматура может быть ненапряжённой, частично напряжённой и напряжённой. Предприятие-изготовитель снабжает опоры паспортом, в котором указывает тип опор, марку бетона, вид армирования, дату изготовления и отгрузки. При перевозке и разгрузке опор наблюдают за тем, чтобы они не подвергались ударам, резким толчкам и рывкам. Нельзя разгружать опоры сбрасыванием. Запрещается транспортировать железобетонные опоры и детали по земле волоком. Их развозят по трассе специальными опоровозами, оборудованными приспособлениями для погрузки и выгрузки.

Железобетонные опоры устанавливают на линиях электропередач с напряжением от 35 кВ и до 380 кВ. Столбы СВ имеют гораздо более высокие характеристики по прочности в сравнении с деревянными. Однако существуют и недостатки - большие размеры и масса железобетонных опор. Поэтому их тяжело и экономически невыгодно транспортировать на большие расстояния. Срок службы железобетонных опор для ЛЭП приблизительно 50 лет.

Последний существующий тип опор, используемых для высоковольтных ЛЭП – это металлические опоры. Изготавливают такие высоковольтные конструкции из специальной высокопрочной стали, отдельные элементы скрепляют друг с другом с помощью болтов. Бывают и сварные металлоконструкции ЛЭП.

Какие существуют опоры воздушных линий электропередач в Украине?

Стальные опоры ЛЭП бывают типов:

1. Решетчатые опоры ЛЭП – представляют собой металлический каркас, который собирают из стального проката при помощи болтов. Решетчатого вида опоры очень экономичны при перевозках благодаря компактности пакетов и относительно небольшому весу составных деталей. Для продления срока службы металлических конструкций опор ВЛ существуют методы защиты от коррозии: их оцинковывают или окрашивают специальными красками. Срок эксплуатации оцинкованных конструкций ЛЭП более 50 лет.

2. Многогранные опоры ЛЭП – это граненая коническая конструкция, изготовленная из стального листа, который изгибают в виде короба и продольно сваривают. Существуют многогранные опоры, которые достигают 40 метров в высоту. Мачты такого типа считаются более выгодными с экономической точки зрения и надежными в конструкции по сравнению с решетчатыми конструкциями ЛЭП, а так же имеют лучшую транспортабельность.

Бывают опоры ЛЭП транспозиционные, повышенные, пониженные, анкерные, угловые, промежуточные, перекрёстные и ответвительные. Также существует классификация по количеству подвешиваемых проводов/цепей. В неё входят одно-, двух-, многоцепные линии. Помимо всего, они различаются по типу конструкции. Бывают одностоечные, свободностоящие, с оттяжками и др.

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально; на опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов может быть произведено проволочной вязкой. Существующие нагрузки на промежуточные опоры ЛЭП можно разделить на горизонтальные от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. В этом случае помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры ВЛ, существуют дополнительные нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. При больших углах поворота могут быть установлены анкерно-угловые опоры.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от высоковольной опоры, существующие нагрузки от тяжения проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. Если существует необходимость, провода с одной и с другой стороны от опоры могут быть натянуты с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на существующую опору ЛЭП будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.

Линии передач бывают высокого напряжения (35, 110, 220 и 500 кВ), которые используются для транспортировки электрической энергии от вырабатывающих ее электростанций до специальных электроподстанций, а линии низкого напряжения (0.4, 6, 10 кВ), отходящие от подстанций, предназначаются для распределения электроэнергии между потребителями. Линии электропередач (ЛЭП) бывают 3 типов: воздушные, кабельные и смешанные — кабельно-воздушные.

Выбор вида опор ЛЭП при проектировании воздушных линий электропередач обычно основывается на наличии соответствующих материалов в районе постройки линии электропередачи, экономической целесообразностью и техническими характеристиками строящегося объекта.

Деревянные опоры, железобетонные приставки и железобетонные опоры

Деревянные опоры воздушных линий связи и высоковольтно-сигнальных линий СЦБ изготавливают из сосны, лиственницы, ели, кедра. Столбы имеют длину 5; 5,5 и 6,5 м с диаметром в вершине (верхнем отрубе) от 12 до 25 см, длиной 7,5; 8,5 и 9,5 м - с диаметром от 14 до 24 см и длиной 11 и 13 м - с диаметром от 18 до 24 см. На линиях связи столбы длиной 11 и 13 м используют для переходных опор через полотно железной дороги, на переездах и т. п. Деревянные столбы имеют коническую форму. Диаметр столбов выбирают в зависимости от числа подвешиваемых на опоре проводов и типа линии, а длину - исходя из габаритных размеров, установленных для данной линии.

Деревянные опоры подвержены гниению под воздействием грибков, разрушающих древесину. Для повышения срока службы деревянных опор столбы пропитывают антисептиками, препятствующими жизнедеятельности грибка, или применяют установку опор в искусственные основания, что наиболее эффективно. Способы пропитки древесины столбов бывают заводские и полевые.

Срок службы столбов при их пропитке и установке в искусственных основаниях в среднем может быть принят равным:

Для столбов, установленных непосредственно в грунт, пропитанных способами:

полевыми........10-12 лет заводскими........18-22 года

Для столбов в искусственных основаниях:

непропитанных....... 16-20 лет пропитанных....... 25-30 »

Для повышения срока службы деревянных опор предусматривают установку опор в приставках, так как в этом случае комлевая часть опор находится под поверхностью земли и, следовательно, столбы гниют меньше. Наибольшее распространение получили железобетонные приставки, но находят применение и деревянные приставки из пропитанных столбов.

Железобетонные приставки к деревянным опорам воздушных линий применяют не только для продления срока службы деревянных столбов, но и при необходимости для увеличения длины опор в местах перехода линии через железные и автомобильные дороги.

На линиях связи используют приставки прямоугольного сечения типа ПР (рис. 12, а) и таврового сечения, а на высоковольтных линиях трапецеидального сечения - типа ПТ (рис. 12, б). Их длина от 3,0 до 4,5 м.

В зависимости от числа проводов, подвешиваемых на линии связи, и типа линии опоры устанавливают в одной (рис. 13, а) или в двух (рис. 13, б) приставках.

На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ промежуточные опоры располагают в двух приставках, а на всех сложных опорах - по одной к каждому столбу. Приставки скрепляют со столбом проволочными хомутами, при этом в нижней части приставок устанавливают железобетонный или деревянный вкладыш, увеличивающий устойчивость опоры.

Подземную (комлевую) часть железобетонных опор и приставок для предотвращения их разрушения от воздействия блуждающих токов и находящихся в земле химических веществ на длине 2,2 м обмазывают битумной мастикой слоем толщиной 4-5 мм. После припасовки к опоре приставок битумной мастикой покрывают детали подземного крепления.

Железобетонные опоры используют при строительстве воздушных линий связи, высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линий автоматики и телемеханики. Они отличаются от деревянных повышенной прочностью, пожаростойкостью и долговечностью. Для воздушных линий предназначены опоры конической формы с предварительно напряженной стальной арматурой, изготавливаемые методом центрифугирования в виде полых конических труб (стоек).

Стальной каркас такой железобетонной опоры (стойки) состоит из продольной арматуры в виде нескольких цилиндрических стальных стержней из стали переменного профиля, располагаемых по окружности опоры. Стержни скрепляют сваркой со стальными обручами из проволоки диаметром 5 мм, которые размещают по длине каркаса опоры на расстоянии 1 м друг от друга. Подготовленный таким образом каркас обвивают по окружности спиралью из стальной арматурной проволоки и заключают в форму, внутренние размеры которой равны внешним размерам будущей железобетонной стойки. Форму с каркасом устанавливают на станок, заполняют жидким бетоном и вращают, постепенно увеличивая число оборотов формы. Под действием центробежной силы бетон равномерно распределяется по стенкам формы, уплотняется и в результате получается полая коническая железобетонная труба (стойка) с толщиной стенки 40- 55 мм.

При строительстве высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линий (ВЛ и ВСЛ) СЦБ применяют железобетонные опоры (стойки) марок С 1,85/10,1; С 2,55/10,1 и С 2/11,1 длиной 10,1 м и 11,1 м.

Рис. 14. Центрифугированная стойка железобетонной опоры

Цифры 1,85; 2 и 2,55 означают значение несущей способности (трещино-стойкости) стойки (тс • м) на расстоянии 1,7 м от нижнего торца стойки*.

Опоры из железобетона предназначены для одноцепных и двухцепных высоковольтных линий. Центрифугированная стойка железобетонной опоры (рис. 14, а), применяемая при строительстве В Л и ВС Л СЦБ, имеет верхнюю 1 и нижнюю 3 бетонные заглушки и отверстия 2 для крепления траверс и подкосов. - 170 мм, а нижней части (12 = 320 -г- 335 мм.

Для закрепления траверс, брусков, верхушечных штырей и другой арматуры в стойках предусмотрены отверстия (рис. 14, б) - два отверстия 1 диаметром 22 мм и девять отверстий 2 диаметром 18 мм. В нижней части стоек, предназначенных для сборки угловых, концевых и переходных опор, можно предусматривать отверстия диаметром 34 мм для закрепления анкерных плит.

Железобетонные стойки имеют провод заземления диаметром 6 мм, который проложен в бетоне. В верхней и нижней частях стоек находятся выводы с резьбой для подключения заземляемых элементов.

При сооружении воздушных линий связи применяют железобетонные опоры конической формы типов ОСНЦ и СНЦ (рис. 15) с диаметром в вершине 230 мм и длиной 6,5; 7,5 и 8,5 м. Тип стойки расшифровывается следующим образом. Например, стойка типа СНЦ-2,2-6,5: С - стойка; Н - с напряженной арматурой; Ц - центрифугированная, 2,2 тс • м - несущая способность стойки на уровне закопки; 6,5 м - длина стойки.

Рис. 15. Коническая железобетонная опора типа СНЦ, применяемая при строительстве воздушных линий связи

⇐Материалы и арматура воздушных линий | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Основные типы опор воздушных линий СЦБ и связи⇒

(PDF) Соображения относительно прогноза срока службы железобетонных конструкций, помещенных в хлоридную среду

Для улучшения этого прогноза предлагается модель проникновения, которая учитывает характеристики бетона и условия окружающей среды

, связанные с хлоридным транс-

.

порт. Основной характеристикой этой модели является ее простое применение

, где переменные, включенные в формулу

, легко получаются путем сбора данных и / или путем прямых измерений

.

Был проведен сравнительный анализ моделей

с целью проверки проникновения хлорид-ионов в кон-

крит. В качестве примера исследования

использовалась конструкция, расположенная в морской атмосфере в Бразилии,

, срок службы которой составляет 22 года. Было проведено сравнение профилей хлоридов в двух разных точках структуры

, и результаты показали, что предложенная модель

дает значения проникновения хлоридов, близкие к значениям, определенным при осмотре конструкции.

Таким образом, предложенная модель может быть использована для оценки

ресурса железобетонных конструкций. Однако отсутствие доступных данных

является проблемой для завершения проверки модели

. Во время проверки в структуре

некоторые данные, относящиеся к определенным условиям микросреды

, обычно не собираются, а просто проводится характеристика макросреды. Кроме того, исследователи

часто не имеют доступа к данным за период строительства

для их анализа, например, по используемому типу цемента

или прочности бетона на сжатие (28 дней).

Таким образом, было бы интересно, чтобы представленная модель

использовалась большим количеством исследователей и была бы доработана в будущем, чтобы давать более точные прогнозы.

Предложенная модель проста в применении, однако она представляет

неопределенностей относительно присущей изменчивости бетона

и его деградации. Тем не менее, модель

может использоваться как инструмент для аппроксимации реальной деградации бетона из-за действия хлорида

в конструкции для обеспечения долговечности.

Для будущих исследований предлагается получение новых данных о естественной деградации

для калибровки коэффициентов

модели. Данные могут быть получены путем выполнения экспериментальных планов

, таких как дробно-факторный план, разделенный график, 2k, или

путем компиляции экспериментальных данных из реальных структур или не

ускоренных тестов из литературы. Эти данные могут быть смоделированы

для уточнения коэффициентов модели с помощью линейного или отличного от

линейного моделирования, искусственных нейронных сетей, среди других методов

, доступных для комплексного моделирования.

Благодарности Авторы выражают признательность A.

Nepomuceno, VA Paulon, P. Helene, PJM Monteiro, R. Cre-

monini, A. Masuero, A. Abreu и F. Vieira за их время и помощь

в этом расследовании.

Ссылки

1. Bamforth P (1996) Прогнозирование риска коррозии арматуры

в морских сооружениях. В: Mehta PK (ed) Odd E. Gjorv симпозиум

по бетону для морских сооружений, Нью-Брансуик

2.Хамада М. (1969) Нейтрализация бетона и коррозия арматурной стали

. В: Материалы 5-го международного симпозиума

по химии цемента, Токио, том 3, стр. 346–351

3. Ho DWS, Льюис Р.К. (1987) Карбонизация бетона и ее прогноз

. Cem Concr Res 17 (3): 489–504. DOI: 10.1016 / 0008-

8846 (87)

-3

4. Jiang L, Lin B, Cai Y (2000) Модель для прогнозирования карбонизации

бетона с крупнослойной летучей золой.Cem Concr Res 30 (5): 699–702.

doi: 10.1016 / S0008-8846 (00) 00227-1

5. Поссан Э. (2010) Моделирование карбонизации и срока службы до

железобетонных конструкций в городской среде.

Докторская диссертация, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул, Порту

Алегри

6. Андраде Дж.Дж. (2001) Contribuic¸a

˜oa

`Previsa

˜o da Vida U

до

до

Estruturas de Concreto Armado Atacadas pela Corrosa

˜oda

Armadura: Iniciac¸a

˜o por Cloretos.Tese, UFRGS, Porto Alegre

7. Пападакис В.Г., Вайенас К.Г., Фардис М.Н. (1991) Фундаментальное моделирование

и экспериментальное исследование карбонизации бетона.

Mater J. doi: 10.14359 / 1863

8. Саэтта А.В., Виталиани Р.В. (2004) Экспериментальное исследование и

численное моделирование процесса карбонизации в железобетонных конструкциях

: часть I: теоретическая формулировка. Cem Concr Res

34 (4): 571–579. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2003.09.009

9. Мейер WJ (2004) Концепции математического моделирования. Dover

Science, New York

10. Muntean A, Meier SA, Peter MA, Bo

¨hm M, Kropp J. Примечание об ограничениях

на использование ускоренных испытаний карбонизации бетона для обслуживания

- живые прогнозы. Научный отчет. Бремен: Universita

¨t

Bremen2005. Номер отчета: 05-04

11. Pauletti C (2009) Estimativa da carbonatac¸a

˜o natural de materiais

cimentı

´cios a partir de ensaios acelerados e de modelos de pre-

dic¸ а

˜o.Tese, UFRGS, Porto Alegre

12. Thie

´ry M (2005) Mode

´lisation de la карбонатационная атмосфера

´rique

das

´ton - приз в сочетании с

эффектами 9000 ´2

tiques et de l'e

´volu-

´microstructure et de l'e

´tat hydrique.

` se de Doctorat,

Ecole Nationale des Ponts et Chausse

´es, Paris

13. Bender EA (2000) Введение в математическое моделирование.Dover

Publications, New York

14. Коллепарди М., Марсиалис А., Туррициани Р. (1972) Проникновение ионов хлора

в цементное тесто и бетон. Am Ceram Soc

53: 534–535. doi: 10.1111 / j.1151-2916.1972.tb13424.x

15. Maage M, Helland S, Poulsen E, Vennesland O, Jan Erik C

(1996) Прогноз срока службы существующих бетонных конструкций

, подверженных воздействию морской среды . Mater J. 93 (6): 602–608. DOI: 10.

14359/9866

16.Лян М., Ван К., Лян С. (1999) Прогноз срока службы

железобетонных конструкций. Cem Concr Res 29 (9): 1411–1418.

doi: 10.1016 / S0008-8846 (99) 00109-X

17. Бодди А., Бенц Э, Томас М., Хутон Р. (1999) Обзор

и исследование чувствительности мультимеханической модели переноса хлоридов

. Cem Concr Res 29 (6): 827–837. doi: 10.1016 / S0008-

8846 (99) 00045-9

18. Uji K, Matsuoka Y, Maruya T. (1990) Формулировка уравнения

для содержания хлоридов на поверхности бетона из-за проникновения хлорида

.В кн .: Коррозия арматуры в бетоне. Общество

Химическая промышленность. Лондон, стр. 258–267

19. Амей С.Л., Джонсон Д.А., Милтенбергер М.А., Фарзам Х (1998)

Прогнозирование срока службы бетонных морских конструкций: экологическая методология

. ACI Struct J 95 (2): 205–214. DOI: 10.

14359/540

20. Mejlbro L (1996) Полное решение второго закона Фика

диффузии с зависящим от времени коэффициентом диффузии и поверхностной концентрацией

.В: Sandberg P (ed) Прочность бетона в среде солевого раствора

, Lund

21. NORDTEST (1995) Бетон затвердевший: ускоренное проникновение хлорида

. Эспоо, Финляндия: NT BUILD 443

J Build Rehabil (2017) 2: 6 Стр. 7 из 8 6

123

Дизайн срока службы - обзор

3.5 Будущие тенденции

Разработка самовосстанавливающихся высокопроизводительных вычислений, или даже UHPC, в основном основывается на необходимости гарантировать долговечность бетонных конструкций в экстремальных условиях окружающей среды и / или эксплуатации.Концепция основана на сочетании двух инновационных технологий, HPC и автономных самовосстанавливающихся бетонов, с целью разработки долговечных бетонных конструкций. Как упоминалось ранее, бетон, разработанный в будущем, будет служить в тяжелых условиях эксплуатации и окружающей среды с высокими требованиями к долговечности, такими как высокая механическая усталость и экстремальные температуры. Фактически, несколько новых инфраструктурных проектов потребуют длительного срока службы, который часто будет превышать тот, который сформулирован в стандартах, например, бетон для использования в морских сооружениях или подземных сооружениях (где ожидаются большие перепады температур и высокое давление) или бетонные конструкции. для установки вдоль береговой линии (высокое содержание хлоридов), в субарктических или арктических районах (низкие температуры и истирание льда), пустынных районах (высокие температуры и резкие перепады температур между днем ​​и ночью) и т. д.В большинстве из этих упомянутых ситуаций потребуется срок службы более 100 лет, но эти периоды значительно превышают текущий расчетный срок службы. Поскольку срок службы можно продлить более экономично с помощью прочной первоначальной конструкции, чем с помощью будущей реабилитации, самовосстановление HPC значительно снизит затраты на обслуживание в этих особых ситуациях, хотя ожидается, что они увеличат начальную стоимость инфраструктуры.

Согласно уже опубликованным исследованиям, разработка самовосстанавливающихся бетонов с высокими эксплуатационными характеристиками является фактом.После растрескивания возможно заживление трещин шириной более 300 мкм, и это заживление трещин эффективно обеспечивает герметичность бетонной конструкции, тем самым ограничивая или даже избегая проникновения агрессивных агентов. Однако восстановление исходных механических свойств пока не достигнуто. Поскольку в обычных бетонах достигается только частичное восстановление механических свойств после залечивания трещин, этот аспект будет более трудным для HPC из-за более высоких начальных механических свойств.Кроме того, необходимо также попытаться залечить более широкие трещины, и это будет важно, когда рассматриваются очень агрессивные среды или агрессивные условия эксплуатации бетонных конструкций. Для достижения обоих этапов необходимо использовать самовосстанавливающиеся системы, очень совместимые с бетонной матрицей. В этом смысле использование нанотехнологий будет ключевым, как уже показали предварительные исследования, упомянутые в этой главе. Фактически ожидается, что использование самовосстанавливающихся систем на основе наночастиц будет менее негативно влиять на конечные начальные механические свойства, чем системы на основе микрочастиц (таких как микрокапсулы).

Масштабирование разработанной технологии самовосстановления в HPC с лабораторных до реальных условий еще не производилось. Очевидно, что это увеличение будет зависеть от конкретных условий окружающей среды и условий эксплуатации, ожидаемых в каждой конструкции. Во многих случаях потребуется сочетание различных систем самовосстановления и общее улучшение совместного действия аутогенного и автономного подходов. Эта последняя проблема является явным преимуществом при рассмотрении HPC, поскольку этому типу бетона присуще аутогенное заживление.Но необходимо не только увеличение масштабов оценки самовосстановления HPC в реальных условиях, но и увеличение масштабов производства самовосстанавливающейся системы, чтобы обеспечить ее коммерциализацию.

Наконец, учитывая самовосстанавливающиеся материалы на основе цемента в целом, а не только высокоэффективные, действительно необходима унификация применимых, надежных и более точных критериев оценки, чтобы лучше охарактеризовать разработанные стратегии самовосстановления. Тем не менее, с учетом уже упомянутых значительных достижений, самовосстанавливающиеся HPC, несомненно, будут реализованы во многих бетонных конструкциях в ближайшем будущем.

Расчет срока службы для коррозии, вызванной карбонизацией, на основе требований воздухопроницаемости

Основные моменты

Коррозия, вызванная карбонизацией, в железобетонных конструкциях.

Расчет срока службы с использованием полного вероятностного подхода.

Определение коэффициента воздухопроницаемости и требований к глубине покрытия.

Обновление вероятностного срока службы после оценки в исполнительных конструкциях.

Реферат

Расчет с полным вероятностным сроком службы является наиболее точным подходом к оценке долговечности железобетонных конструкций. Целью этого исследования было разработать метод расчета полного вероятностного срока службы, основанный на показателе долговечности, который можно оценить на месте, что позволит упростить контроль соответствия. Экспериментальные данные и комбинация существующих моделей были применены для оценки срока службы железобетонных конструкций, подверженных коррозии, вызванной карбонизацией.Кроме того, была установлена ​​условная функция плотности вероятности уровней карбонизации с учетом коэффициента воздухопроницаемости. Функции плотности вероятности срока службы для различных сценариев были получены с помощью метода моделирования Монте-Карло. Анализ этих кривых позволил составить проектные схемы, которые позволяют специалистам-практикам установить глубину покрытия и характеристики воздухопроницаемости для предполагаемого срока службы, а также определить расчетный срок службы железобетонной конструкции по фактической глубине покрытия и воздухопроницаемости. , оценивается в исполнительной конструкции.Результаты предлагаемого подхода демонстрируют справедливое согласие с другими методологиями проектирования, основанными на характеристиках.

Ключевые слова

Карбонизация

Бетон

Воздухопроницаемость

Срок службы

Вероятностный расчет

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2020 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Оценка коррозии и оценка срока службы (WJE CASLE ™)

WJE - лидер в сфере услуг по оценке долговечности железобетонных конструкций.В поддержку нашей практики компания WJE разработала программное обеспечение для моделирования срока службы WJE CASLE ™ для прогнозирования развития повреждений бетонных конструкций, связанных с коррозией. Эти прогнозы помогают нашим инженерам более эффективно оценивать оставшийся срок службы и принимать решения по ремонту существующих конструкций, а также разрабатывать планы долговечности и стратегии защиты для новых конструкций. WJE CASLE ™, разработанный собственными силами, предлагает полный контроль над процессом оценки и способствует индивидуальному подходу к обстоятельствам и условиям воздействия, уникальным для каждого проекта.

ПРИЛОЖЕНИЕ

WJE CASLE ™ использовался для моделирования срока службы как существующего, так и нового строительства, включая транспорт, производство электроэнергии, промышленные и правительственные структуры.

Основным преимуществом программного обеспечения является то, что оно учитывает условия конкретной площадки, включая геометрию конструкции, поведение материалов, герметики, покрытия, коррозионно-стойкую арматуру, наличие и установку накладок, ранее существовавшие профили из хлорида, растрескивание бетона и два условия двустороннего воздействия, по отдельности или в комбинации.

В отличие от программ моделирования с открытым исходным кодом, WJE CASLE ™ был разработан, чтобы быть гибким и настраиваемым, чтобы предоставлять решения для оценки долговечности. WJE часто дополняет или улучшает возможности программного обеспечения в соответствии с потребностями конкретного проекта.

МЕТОДОЛОГИЯ

Эффективность WJE CASLE ™ основана на двух основных концепциях: 1) входные данные получены на основе результатов оценки состояния, измеренных непосредственно на основе существующей конструкции или проектных параметров и условий воздействия, характерных для новой конструкции, и 2) прогнозы будущих характеристик должны учитывать изменчивость ключевых параметров контроля коррозии в данном элементе.WJE CASLE ™ учитывает эти элементы с помощью вероятностного моделирования.

В случае существующих конструкций этот подход используется для прогнозирования площади поверхности бетона или процента элементов, затронутых повреждениями, связанными с коррозией. Это означает, что коррозия - это локальный процесс, который со временем может развиваться в нескольких местах конструкции. Прогнозируемое повреждение сравнивается с установленным проектом сроком службы.

В новых конструкциях вероятность повреждения со временем прогнозируется на основе статистических распределений, описывающих потенциальное изменение ключевых параметров, влияющих на коррозию, в пределах построенной конструкции.

WJE CASLE Обзор


Осмысление процесса коррозии

Повреждение бетона, связанное с коррозией, можно концептуально разделить на две стадии: 1) время начала (ti), время, прошедшее до начала реакции коррозии; и 2) время распространения (tp), время, прошедшее с момента начала коррозии и до того момента, когда накопление продуктов коррозии станет достаточным, чтобы вызвать повреждение бетона. Для хлоридно-индуцированной коррозии время начала моделируется на основе воздействия хлоридов, сопротивления бетона проникновению хлоридов (включая эффект трещин) и бетонного покрытия над встроенной стальной арматурой.Основанное на конечных разностях представление диффузии Фика используется для расчета эволюции концентрации хлоридов с глубиной во времени. Для коррозии, связанной с карбонизацией, время начала моделируется на основе сопротивления бетона процессу карбонизации и бетонного покрытия стержней. Для обоих механизмов коррозии время распространения коррозии связано со скоростью коррозии.


Преимущества подхода к моделированию WJE CASLE ™ Подход

WJE основан на идее, что лучший прогноз будущей производительности существующей конструкции производится путем тщательной оценки ее прошлой производительности и ее фактического, текущего состояния.Наши методы оценки долговечности основаны на характеристиках бетона и стали внутри конструкции на месте. Вероятностный подход учитывает собственные вариации железобетонной конструкции, воздействия и износа. В отличие от детерминированных подходов, которые предполагают, что коррозия прогрессирует одинаково по всей моделируемой конструкции, вероятностный подход признает, что повреждение вероятно произойдет в тех областях, где возникают перекрывающиеся условия, способствующие коррозии (например,, суровое воздействие и низкое укрытие). Этот подход был подтвержден путем сравнения с наблюдаемыми полевыми условиями в многочисленных существующих сооружениях, включая мосты, портовые сооружения, прибрежные сооружения и электростанции. Кроме того, поскольку компания WJE выполняет полевые исследования, анализ материалов и моделирование срока службы собственными силами, цели проекта остаются на переднем крае, что позволяет ускорить получение результатов.

Для новых конструкций WJE использует настраиваемый подход для рассмотрения обстоятельств и условий воздействия, уникальных для моделируемой конструкции, чтобы направлять разработку всеобъемлющих планов долговечности.WJE CASLE ™ опирается на наш обширный опыт проверки, тестирования и анализа существующих конструкций и регулярно совершенствуется, чтобы отразить наше постоянно расширяющееся понимание факторов, влияющих на долговечность.

методов уменьшения коррозии мостовидных протезов показывают неоднозначные результаты 20 лет спустя

Хорошо задокументированные усилия, предпринятые два десятилетия назад для уменьшения коррозии железобетонного моста на шоссе 394, дали исследователям идеальный сценарий для оценки долгосрочной эффективности обработок.Результаты испытаний неоднозначны: современные методы электрохимической экстракции хлоридов и обертывание элементов мостовидного протеза из армированного волокном полимера хорошо работают в сочетании, но плохо изолированы друг от друга.

Фон

В таких климатических условиях, как Миннесота, коррозия от воздействия воды и хлоридных солей для борьбы с обледенением может сократить срок службы железобетонных мостов. Коррозия начинается, когда хлориды концентрируются на глубине арматурной стали.

Хотя коррозия в первую очередь поражает настилы мостов, воздействие брызг от вспашки, а также негерметичные компенсаторы и дренажные системы могут привести к повреждению усиленных оснований. При отсутствии контроля коррозия может значительно снизить несущую способность мостов из-за уменьшения объема стали или расширения ржавчины, которое приводит к растрескиванию или растрескиванию бетона. Ремонт обычно включает удаление поврежденного бетона, очистку оголенной арматуры и укладку ремонтного материала.

Этот ремонт может быть недолгим, если соседний бетон также загрязнен хлоридом или коррозионная активность является скрытой.Чтобы повысить долговечность ремонта или ограничить повторение коррозии, бригады могут герметизировать или покрывать бетон, чтобы предотвратить проникновение воды, или могут удалять ионы хлора из прочного бетона. Однако для многих стратегий долгосрочная эффективность остается неясной.

«В то время это были новые технологии. Это была уникальная возможность оценить фактическую производительность после 20 лет службы в нашей среде. Результаты были неоднозначными, но не удивительными », - сказал Марк Човен, заместитель директора, Wiss, Janney, Elstner Associates Inc.

В 1998 году исследователи протестировали несколько стратегий уменьшения коррозии на опорах моста по шоссе 394, построенного в 1970 году над бульваром Данвуди к западу от центра Миннеаполиса. Исследователи оценили пять опор - каждый с тремя колоннами и крышкой опоры - обработанных электрохимической экстракцией хлорида (ECE), довольно новым вариантом в конце 1990-х годов; различные покрытия и обычный ремонт; и обертки из армированного волокном полимера (FRP).

Какова была наша цель?

Офису MnDOT Bridge Office необходимо было оценить эффективность этих методов лечения через 20 лет.Исследователи стремились определить эффективность оберток ECE и FRP с точки зрения затрат и выгод.

Что мы сделали?

Исследователи под руководством исследователя, участвовавшего в исследовании 1998 года, обычно повторяли стратегию проверки и тестирования, применявшуюся 20 лет назад. Исследователи визуально осмотрели и провели обширное ударное зондирование крышек опор, а также составили карту 1998 года и текущие оценки разрушения бетона. Они также провели испытания потенциала коррозии и извлекли 46 бетонных кернов вблизи участков с пробами бетона 1998 года для лабораторного анализа содержания хлоридов.Используя данные за 1998 и 2018 годы, исследователи сравнили нанесенный на карту износ, уровни содержания хлоридов и другие показатели коррозии.

Что мы узнали?

Вместе, обертка ECE и FRP очень хорошо зарекомендовала себя в борьбе с повреждениями, связанными с хлоридом 1998 года, и противостоянием новым повреждениям, связанным с коррозией. Ни одна из других комбинаций лечения или отдельных применений обертывания ECE или FRP также не дала результатов.

Наибольшее повторение бедствия произошло на участках, получивших ECE, за которыми следовали проникающие герметики, которые были сопоставимы с контрольными участками, которые не получали ECE, FRP или обработки для защиты поверхности.Воздействие новой влаги, по-видимому, влияет на долговечность ремонта больше, чем какой-либо конкретный подход к лечению.

Проникновение воды и хлоридов приводит к коррозии и обнажению арматуры в мостах.

Сокращение содержания хлоридов, по-видимому, не было устойчивым при сохранении воздействия хлоридов. Все опоры показали значительное увеличение загрязнения хлоридом за 20 лет, что указывает на то, что сами по себе обертки и герметики не предотвращают проникновение хлоридов в течение длительного времени. Хотя ЕЭК добилась значительного и немедленного снижения содержания хлоридов в 1998 году, к 2018 году уровни хлоридов почти всегда превысили уровни предварительной обработки, независимо от используемых упаковок и герметиков.

Обертки

FRP не обеспечивали эффективную водонепроницаемость обработанных элементов и препятствовали визуальному осмотру. В тех случаях, когда стеклопластик использовался для ремонта или для бетона, загрязненного хлоридами, новое повреждение за оберткой, подверженное значительному воздействию влаги, было выявлено с помощью ударного зондирования, метод, который обычно не выполняется во время проверок.

«Обработка хлоридом, проведенная в 1998 году, сначала была успешной, но теперь уровень хлоридов снова высокий. Самый большой урок заключался в том, чтобы попытаться сохранить источники утечек и стыки в хорошем состоянии », - сказал Пол Пиларски, инженер по строительству мостов и определению объема работ, MnDOT Bridge Office.

Обычные методы ремонта бетона показали высокую частоту повторения повреждений, но оказались наиболее экономически эффективными подходами в 1998 году. Хотя сочетание ECE и FRP было наиболее успешным подходом, оно также было самым дорогим. Обработка ECE также требует долгосрочного доступа, что непрактично для районов, где движение транспорта невозможно изменить в течение нескольких недель. Высокие расходы, время строительства и требования к доступу ограничивают жизнеспособные места в качестве кандидатов для подачи заявки на ECE.

Что дальше?

Это исследование подтвердило, что лучший подход к уменьшению коррозии - это минимизация воздействия воды и хлоридов посредством технического обслуживания и текущего ремонта палубных стыков и дренажных систем. Уровни загрязнения хлоридами, обнаруженные на этом участке, превысили пороговые значения, при которых обычно наблюдается коррозия. Дальнейшие исследования могут помочь улучшить руководство по толерантности стали к хлоридам в бетоне в северном климате.

аварийных зон, обнаруженных в 2018 году, будут отремонтированы весной 2020 года.Обертка из стеклопластика будет удалена, и будут выявлены повреждения бетона и коррозия стали, что позволит оценить влияние обертки из стеклопластика и ожидаемую коррозию, прогнозируемую текущими рекомендациями по хлоридам.

Этот пост относится к Отчету 2019-45, Оценка электрохимической экстракции хлоридов, армированных волокном полимерных оберток и бетонных герметиков для смягчения коррозии в железобетонных мостовых конструкциях, опубликованного в декабре 2019 года.

Нравится:

Нравится Загрузка...

Связанные

Измерение и анализ скорости коррозии бетона

Железобетонные конструкции формировали наши города на протяжении тысячелетий, от исторических зданий, построенных еще во времена римлян до наших дней, таких как трехэтажный гараж, примыкающий к мегаторговому центру в нескольких милях от вашего дома. Как люди, живущие в 21, и годах, знакомство с историческими зданиями - это благословение и то, за что мы все благодарны - успехи архитекторов прошлого.Эти великолепные, иногда устрашающие сооружения продолжают строиться. Сюда входят большие пролетные мосты, правительственные здания, многоцелевые многоэтажные дома и многое другое.

Однако за фотогеничным фасадом скрывается инженерная система армирования - стальная арматура. Тщательно спроектированная стальная арматура является важной частью многофункциональной системы, обеспечивающей целостность конструкций. Каждая железобетонная конструкция имеет расчетный срок службы - «предполагаемый период, в течение которого конструкция должна использоваться по назначению с плановым обслуживанием, но без необходимости капитального ремонта» (1).

Начальная конструкция, а именно заливка, отверждение и дизайн бетонной смеси, необходимы для достижения или превышения расчетного срока службы. Кроме того, важно со временем осмотреть железобетонную конструкцию, чтобы увидеть какие-либо признаки разрушения, и, если необходимо, выполнить ремонтные работы.

Методы контроля ресурса железобетонных конструкций

Самый распространенный метод осмотра железобетонных конструкций - визуальный осмотр.Этот метод включает, помимо прочего, проверку на наличие трещин, расслоения, дезинтеграции, пыления, утечки и образования накипи. Более подробную информацию можно найти в «ACI 201: Руководство по проведению визуального осмотра бетона в эксплуатации» . Отчеты о визуальном осмотре, собранные с течением времени, предоставляют ценную информацию о состоянии конструкции.

Однако визуальный осмотр - это всего лишь визуальный осмотр. Эти проверки часто дополняются неразрушающими испытаниями, разрушающими испытаниями и другими методами расследования.Цель этих испытаний - понять состояние бетона и стальной арматуры, что позволит инспектору сделать вывод о состоянии конструкции после интерпретации данных. Дефекты, обнаруженные при визуальном осмотре, могут потребовать немедленных действий.

Разрушающие испытания могут включать взятие керна бетона для определения прочности на сжатие, глубины карбонизации, наличия сульфатов и хлоридов и уровня pH в бетоне. Эти испытания, особенно при одновременном проведении, могут предоставить значительный объем данных о прочности бетона и состоянии конструкции.Тесты карбонизации и pH оценивают потерю щелочности (естественный протектор стальной арматуры). Отбор проб сульфатов и хлоридов позволяет увидеть вредные вещества, которые могут присутствовать в бетонном покрытии, их количество и глубину. Последнее, проникновение хлоридов, является наиболее частой причиной разрушения железобетона в Северной Америке и во многих частях мира.

Учитывая значительное влияние хлоридов на долговечность конструкции, инспекторов интересует множество параметров коррозии.На рисунке 1 показаны этапы срока службы конструкций, подверженных риску коррозии, вызванной хлоридом.

Рисунок 1: Схематическое изображение этапов срока службы конструкций, подверженных риску коррозии, вызванной хлоридом

Кроме того, правильное понимание времени возникновения хлорид-индуцированной коррозии является важным шагом для оценки оставшегося срока службы конструкций. Окончание срока службы можно обобщить как время до появления трещин в результате образования продуктов коррозии.

Что такое скорость коррозии?

Основные задачи инспекций бетонных конструкций - понять серьезность коррозии, другими словами, где в течение срока службы конструкции мы находимся и когда начиналась коррозия стали. Один параметр, который очень полезно знать, - это скорость коррозии. Скорость коррозии можно определить как скорость, с которой любой металл в определенных средах портится (3). На рисунке 2 показана модель срока службы бетонной конструкции, подверженной воздействию хлоридов.

Рисунок 2: Модель срока службы бетонной конструкции, подверженной воздействию хлоридов (2)

На рынке существуют различные методы измерения скорости коррозии арматурной стали, однако все они используют уравнение Штерна-Гири (показано в уравнении ниже).

Уравнение Штерна-Гири для определения скорости коррозии металлов.

Уравнение Штерна-Гири рассчитывает скорость коррозии путем измерения поляризационного сопротивления (R p ), которое представляет собой наклон графика вольт-амперной характеристики, как правило, от приложенного тока и измеренного изменения потенциала металла в электролит (бетон).A p представляет область поляризации. B - постоянная коррозии, рассчитанная по анодному и катодному наклону Тафеля (4).

Назначение устройств для измерения скорости коррозии, таких как iCOR®, заключается в измерении тока коррозии на поверхности арматурного стержня из-за переноса электронов от анода к катоду. Это показано на рисунке 3. Значения скорости коррозии обычно выводятся в двух единицах: плотность коррозии (мкА / см 2 ) и скорость коррозии (мкм / год).Важно отметить, что измеряемое значение - это ток коррозии арматурного стержня в данный момент времени. Это можно понимать как моментальный снимок коррозионной активности в определенный момент срока службы конструкции.

Рисунок 3: Электрохимический процесс коррозии стали в бетоне

Что я могу сделать со значениями скорости коррозии?

Как правило, как инспектор, чем больше в вашем распоряжении методов анализа, тем лучше. Другие методы, такие как потенциал полуячейки и удельное сопротивление бетона, часто используются в сочетании с измерениями скорости коррозии.Чем выше частота тестирования (в разумных пределах), тем лучше. Выполнение измерений с течением времени имеет решающее значение для понимания состояния конструкции и оценки оставшегося срока ее службы.

6-летнее исследование, проведенное на опоре автострады и моста, подвергшейся воздействию антиобледенительных солей в Копенгагене, иллюстрирует отличный пример важности испытаний скорости коррозии, факторов, влияющих на измерения, и того, как интерпретировать результаты (5). В рамках части исследования проводились измерения скорости коррозии в одних и тех же местах в течение 6-летнего периода, как показано на Рисунке 4.Это отчетливо видно, когда начался период распространения коррозии.

Рисунок 4: Значения скорости коррозии, измеренные методом гальваностатических импульсов

Влажность и температура влияют на результаты скорости коррозии. Сушка и более теплые месяцы замедлят коррозионную активность, когда сезоны сильных дождей более благоприятны для коррозии, как показано на Рисунке 5. Исходя из факторов, которые могут повлиять на значения скорости коррозии, увеличение скорости коррозии с течением времени не будет всегда быть линейным.На рисунке 5 показано, как активность коррозии может изменяться в разное время года.

Рисунок 5: Значения скорости коррозии, определенные с помощью датчиков, установленных на стойке

Цель испытания скорости коррозии - понять скорость, с которой арматурный стержень корродирует, а также понять, какой диаметр арматуры был потерян с течением времени, где 20% потери массы является критическим порогом разрушения конструкции. Чтобы понять общую потерю массы, важно знать активность скорости коррозии с течением времени.Интеграл измерений коррозии может быть рассчитан для приблизительного определения потерянной массы. Также важно понимать время начала коррозии, чтобы дать хорошую оценку.

Наконец, с этими данными инспектор может спрогнозировать срок службы конструкции. Один из способов интерпретации может следовать указаниям К.С. Clear (6), чья модель основана на сочетании исследований на открытом воздухе, лабораторных и полевых исследований.

Рисунок 6: Оценка срока службы на основе значений скорости коррозии
Источники
  1. Мониторинг коррозии в бетоне
  2. Расчет на долговечность бетонных конструкций в морской среде
  3. Скорость коррозии
  4. Измерение скорости коррозии стали в полевых бетонных конструкциях
  5. Измерения скорости коррозии арматуры для оценки срока службы
  6. Скорость измерения Коррозия стали в полевых бетонных конструкциях

ATENA | Cervenka Consulting

Расширенный инструмент инженерного нелинейного анализа.Удобное программное обеспечение для нелинейного расчета железобетонных конструкций.

Пользователь ATENA Ричард Мальм говорит в своей докторской диссертации. Тезис:

«Одним из преимуществ использования ATENA для анализа методом конечных элементов является то, что он рассчитывает все свойства материала на основе прочности куба с помощью уравнений из Model Code 2010. Еще одним большим преимуществом этой программы является то, что она специально разработана для бетона, что упрощает ее выполнение. user, поскольку даны хорошие значения по умолчанию.Основное преимущество заключается в том, что, несмотря на то, что анализ описал серьезное взломание, у программы никогда не возникало проблем с поиском конвергентного решения. Начинающий пользователь может довольно легко создавать продвинутые модели в ATENA ».

С помощью ATENA вы можете моделировать реальное поведение бетонных и железобетонных конструкций, включая растрескивание, раздавливание и деформацию арматуры. ATENA дает вам возможность проверять и проверять конструкцию вашей конструкции в удобной для пользователя графической среде.

Проверено более чем 2500 установками по всему миру.

Последние обновления продукта

8 апреля 2020 г.

ATENA версия 5.7

Прочность была усовершенствована и усовершенствована. ATENA может использоваться для оценки долговечности железобетонных конструкций в течение срока их службы.

Подробнее

Зачем использовать ATENA

  • ATENA предназначена для инженеров, которые хотят понять реальное поведение конструкции.
  • Это отличное дополнение к стандартным программам проектирования, которое обычно помогает инженерам работать быстро и соответствовать требованиям кода,
  • ATENA отлично подходит для проверки конструкции арматуры в критических сечениях.
  • При проектировании экономичных железобетонных конструкций - ATENA автоматически учитывает перераспределение внутренних сил из-за растрескивания, что может привести к экономии арматуры.
  • Для оценки существующих конструкций.
  • Это помогает обнаружить дополнительную грузоподъемность.
  • Поддерживает передовые исследования в области железобетонных конструкций или современных вяжущих материалов.

Скачать и попробовать Запросить информацию

Как это работает

Моделирование арматуры

Произвольное расположение арматуры может быть легко включено в модель либо в виде дискретных стержней, либо в виде размазанной арматуры.

Разрыв связи может быть активирован одним щелчком мыши. Также поддерживаются кабели предварительного напряжения и внешние кабели.
Визуализация результатов в реальном времени

Только в ATENA инженеры могут наблюдать форму деформации и структуру трещин даже во время анализа, используя уникальные и обширные возможности визуализации во время выполнения.

Визуализация трещин

ATENA поддерживает реалистичную визуализацию трещин и трещин на всех этапах нелинейного анализа и постобработки. Трещины могут отображаться не только на поверхности, но и в интерьере. Для более реалистичной визуализации можно отфильтровать только видимые трещины.

Основные характеристики

  • Имитирует реальное поведение железобетонных конструкций
  • 3D-среда
  • Удобное моделирование арматуры
  • Уникальная визуализация распространения трещины
  • Отображение результатов в реальном времени даже во время нелинейного анализа
  • На основе метода конечных элементов и механики разрушения
  • Расширенные модели материалов для бетона, арматуры, стали, горных пород, грунта и кирпичной кладки
  • Поддержка анализа современных фибробетонных материалов: SHCC, ECC, HPRFC, UHPFRC
  • Динамика, статика, ползучесть, термический анализ и анализ влажности
  • Моделирование высокотемпературных и пожарных нагрузок на бетонные конструкции
  • Программное обеспечение для проектирования или оценки новых или существующих бетонных конструкций
  • Моделирование прочности конструкций и коррозии арматуры

Техническое обслуживание и поддержка

Мы решительно поддерживаем наших пользователей в их аналитической работе с ATENA.Поддержка в основном предоставляется по электронной почте и по телефону. Ответы на многие вопросы можно найти также в нашем FAQ и онлайн-форуме. Новые версии ATENA выходят каждый год.

Техническое обслуживание предоставляется бесплатно в течение одного года после покупки программного обеспечения. После этого она может быть продлена по годовой ставке до 15% от стоимости программы.

Системные требования

Минимум: ПК с MS Windows 7 SP2, 64-разрядная версия, 6 ГБ оперативной памяти и жесткий диск 256 ГБ, видеокарта с OpenGL 1.1 и разрешением 1024x768. GiD 14 или выше (для ATENA Sci / Full).

Рекомендуется: ПК с MS Windows 10, 64-разрядная версия, 32 ГБ оперативной памяти, жесткий диск 4 ТБ, дискретная видеокарта с разрешением 1920x1080 и OpenGL 1.4 с 3D hw-ускорением, разработанная для САПР (например, nVidia - Quadro, AMD - Radeon Pro ).