Методика оценки технического состояния причальных сооружений типа больверк

• Автор: Коваленко, Роман Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ
1.1 Типы конструкций
1.2 Методы оценки и прогнозирования надежности конструкций
1.3 Вероятностное моделирование коррозии
1.4 Роль численного моделирования в задачах технической диагностики
1.5 Обзор технического состояния причальных сооружений Дальнего Востока
1.6 Закономерности коррозионных процессов
1.7 Выводы
ГЛАВА 2 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ С УЧЕТОМ КОРРОЗИИ
2.1 Проектная и эксплуатационная надежность
2.2 Оценка и прогнозирование эксплуатационной надежности ГТС с учетом деградационных процессов
2.3 Подходы к описанию и моделированию морской коррозии стальных конструкций ГТС
2.3.1 Полиномиальная регрессионная модель коррозии
2.3.2 Вероятностная модель коррозии на основе дедуктивного подхода
2.3.3 Вероятностная модель коррозии на основе индуктивного подхода
2.4 Учет напряжено-деформированного состояния шпунтовых стенок в моделях
коррозии
ГЛАВА 3 ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МОРСКИХ ГТС НА ПРИМЕРЕ ШПУНТОВЫХ СТЕНОК
3.1 Полиномиальная регрессионная модель коррозии шпунта
3.1.1 Статистическая обработка и определение скоростей коррозии
3.1.2 Полиномиальная регрессионная модель коррозионного износа стального шпунта
3.1.3 Точность полиномиальной модели коррозии
3.2 Дедуктивная прогнозная модель коррозии шпунтовых стенок
3.2.1 Вероятностная модель коррозии шпунта
3.2.2 Оценка качества вероятностной модели
3.2.3 Уточнение вероятностной модели коррозии
3.2.4 Адаптация вероятностной модели для прогнозирования разрушения стенок произвольной толщины
3.2.5 Коррозия шпунтовых стенок с учетом влияния защитных покрытий
3.3 Индуктивная прогнозная модель коррозии шпунтовых стенок
3.3.1 Бимодальное распределение
3.3.2 Точность бимодальной вероятностной модели
ГЛАВА 4 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ БОЛЬВЕРКОВ С УЧЕТОМ КОРРОЗИИ
4.1 Рекомендации по расчету и моделированию причальных сооружений с учётом коррозионного износа
4.1.1 Сравнение моделей прогнозирования коррозии
4.1.2 Методика прогнозирования коррозионного износа
4.1.3 Сравнение с нормативным расчетом и рекомендации по применению методики
4.1.4 Рекомендации по контролю и управлению техническим состоянием причальных сооружений типа больверк

4.2 Численное моделирование больверков с учетом коррозионного износа
4.2.1 Прогнозирование надежности причального сооружения с учетом износа и сейсмических воздействий
4.2.2 Прогнозирование изменения надежности и несущей способности причального сооружения с учетом коррозии шпунтовой стенки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение А - Условия прочности КЭ больверков
Приложение Б - Оценка качества вероятностной модели
Приложение В - Расчет параметров поврежденного шпунта
Приложение Г - Эмпирические и теоретические распределения
Приложение Д - Аппроксимирующие функции
Приложение Е - Графики распределений
Приложение Ж - Распределения коррозионного износа для реальных причальных сооружений

ВВЕДЕНИЕ
По статистике, в России в настоящее время более половины от общего количества причальных сооружений имеют значительные уровни физического износа, что в свою очередь значительно снижает их надежность и повышает опасность возникновения аварийных ситуаций. Одной из причин, по которой в качестве исследуемого объекта было выбрано причальное сооружение в виде тонкой стенки -это его широкая распространенность (причальные сооружения в виде тонкой стенки (больверк) составляют около 65% от общего числа в России).
Федеральная программа «Модернизация транспортной системы России» предусматривает рост объема перевалки грузов в портах на 82%. В целях повышения эксплуатационной надежности сооружений необходимо совершенствование методов оценки, прогнозирования и контроля технического состояния. Федеральный закон «О безопасности ЕТС» предполагает повышение уровня научного обеспечения обследования ЕТС за счет разработки современных методов расчета прочности, безопасности, устойчивости и долговечности сооружений, а также внедрения информационных технологий для анализа данных и моделирования.
Коррозия наносит огромный экономический ущерб, по оценке некоторых исследователей, в настоящее время в России за счет коррозии теряется до 12% металлофонда ежегодно (соответствует 30% ежегодно производимого металла). В США ежегодные потери составляют около 6% национального дохода.
Еидротехнические сооружения постоянно подвергаются действию агрессивной среды, контактируя с морской водой. Для многих сооружений срок их службы и надежность определяются скоростью разрушения конструкций вследствие морской коррозии. Таким образом, косвенный ущерб от коррозии так же может быть довольно значительным и выражаться в снижении надежности сооружений, повышении расходов на ремонт, увеличении времени простоя из-за отказов, затрат на устранение последствий аварий и т.д.
Несмотря на то, что проблеме физического износа и коррозии в частности, уделяется большое внимание, существует много направлений, требующих допол-
5. Подповерхностная
6. Щелевая
7. Контактная.
Ржавчина ЩсРз-лИгО) о2
Воздух
(Катод)
02 + 4Н++ 4е-> 2Н20, или
02 + 2Н20 + 4е -> 40Н
Железо
(Анод)
Ре -» Ре2++ 2с
Рис. 1.19. Схема электрохимической коррозии стали без контакта с другими металлами
д е ж з
а — сплошная равномерная: б — сплошная неравномерная; а — структурно-избирательная; г — пятнами; д — язвами: е — точками (питтипговая); ж-— подповерхностная; з — межкристаллитпая
Рис. 1.20. Виды коррозии