Испытания на выносливость стальных образцов без концентраторов напряжений, вырезанных из разных элементов пролетных строений, находившихся в эксплуатации от 70 до 100 лет, не выявили каких-либо усталостных повреждений основного металла за время эксплуатации мостовых конструкций [1]. Величины предела выносливости исследованных марок стали соответствуют аналогичным характеристикам современных марок стали такого же класса прочности. Результаты испытаний на выносливость металла с концентраторами напряжений в виде отверстий не находят удовлетворительного объяснения на основе обычно используемой гипотезы накопления усталостных повреждений в элементах пролетных строений при напряжениях ниже предела выносливости. Следует отметить наличие противоречия между фактическим усталостным ресурсом эксплуатируемых стальных пролетных строений мостов и его расчетной величиной, определяемой по Руководству [2]. Для назначения сроков замены таких конструкций необходимо иметь более достоверную методику оценки остаточного ресурса пролетных строений, особенно в случае ввода в эксплуатацию более тяжелых поездных нагрузок. Следует уточнить зависимость долговечности элементов мостовых конструкций от характера их нагружения и, в частности, величину минимальных напряжений, вызывающих усталостные повреждения стальных пролетных строений.
Анализ результатов испытаний металла пролетного строения, снятого с эксплуатации
Приведённые в статье [1] результаты испытаний на выносливость образцов, вырезанных из фрагмента нижнего пояса пролетного строения длиной 65,88 м, представлены на рисунке 1. Красной линией показана линия регрессии, соответствующая долговечности образцов с вновь образованными отверстиями, синей линией – с отверстиями от удаленных соединительных заклепок соответственно. Приведенные данные свидетельствуют о том, что образцы с отверстиями от соединительных заклепок по сравнению с образцами из того же металла с вновь образованными отверстиями при уровне нагружения выше предела выносливости имеют меньшую долговечность, т.е. меньший коэффициент живучести k = tgφ. Этот результат объясняется постепенным накоплением в течение срока эксплуатации пролетного строения необратимых искажений кристаллической решетки стали в зоне заклепочных отверстий [3].