Усталостная долговечность сварных соединений ребер жесткости в пролетных строениях железнодорожных мостов

В первой главе приведены общие сведения о конструкции и техническом состоянии эксплуатируемых типовых болто-сварных пролетных строений железнодорожных мостов, выполнен анализ существующих методов оценки усталостной долговечности сварных соединений, представлены отечественные и зарубежные результаты экспериментальных исследований долговечности болто- сварных пролетных строений, показана необходимость уточнения существующего метода оценки усталостной долговечности сварных соединений в пролетных строениях мостов.
Около пяти тысяч металлических пролетных строений, эксплуатируемых на сети железных дорог России, являются болто-сварными. В настоящее время разработано более 10 типовых проектов этих конструкций, наиболее распространенные из которых приведены на рисунке 1. Несмотря на большое разнообразие конструкций болто-сварных пролетных строений, подавляющее большинство подвержено преждевременному образованию усталостных трещин в сварных швах элементов, работающих на местную нагрузку. Наиболее распространенные усталостные трещины образуются по концам сварных швов вертикальных ребер жесткости и развиваются в металле стенки балки (рисунок 2). Такие трещины, при существенном развитии, могут снижать несущую способность сечения и являться инициатором хрупкого разрушения конструкции.
Анализ технического состояния болто-сварных пролетных строений за несколько лет позволил определить динамику изменения количества болто- сварных пролетных строений с усталостными трещинами (рисунок 3) и продолжительность эксплуатации до образования первой трещины (рисунок 4, а). Кроме того, рассмотрение истории ввода в эксплуатацию таких пролетных строений позволяет выделить два периода с наибольшей интенсивностью: 1975- 1990 г.г. и 2000-2015 г.г. (рисунок 4, б).
Рисунок 1 – Наиболее распространенные типовые проекты болто-сварных пролетных строений
1600 1200 800 400 0
Сплошностенчатые с ездой понизу Решетчатые с ездой понизу Сплошностенчатые с ездой поверху Сталежелезобетонные
инв. No563 инв. No690 инв. No1293 инв. No821 инв. No2210 инв. No739
Количество пролетных строений, шт.
9 а) б)
Рисунок 2 – Усталостные трещины в болто-сварных пролетных строениях:
а – гистограмма распределения трещин; б – расположение трещин в конструкции
Рисунок 3 – Динамика изменения количества болто-сварных пролетных строений с усталостными трещинами
а) б)
800
600
400
200
0
Тип трещины
800
600
400
200
0
1000
600
200
0
60 50 40 30 20 10
Рисунок 4 – История эксплуатации болто-сварных пролетных строений: а – начало эксплуатации; б – время до образования первой трещины
По данным, представленным на рисунке 3, видно, что количество пролетных строений с трещинами неуклонно прогрессирует и в период с 2008 по 2015 г.г. увеличилось в 4 раза. Подобная динамика, вероятно, связана с тем, что к этому времени пролетные строения, установленные с 1975 по 1990 годы, находились в эксплуатации 20-30 лет, а, как видно из рисунка 4, вероятность образования трещин в этот период наибольшая. Подобное резкое увеличение количества пролетных строений с трещинами возможно и в будущем, когда
Количество пролетных строений, шт.
Количество трещин, шт.
Количество пролетных строений, шт.
Количество пролетных строений, шт.
Т-4 Т-6 Т-9
Т-10 Т-11 Т-12 Т-13 Т-23
“а” “б”
начнется интенсивное трещинообразование в пролетных строениях, установленных с 2000 года. Кроме того, на образование усталостных трещин в болто-сварных пролетных строениях может повлиять ввод тяжеловесных и длинносоставных поездов, которые ускорят процесс накопления усталостных повреждений.
Анализ исследований, посвященных определению усталостной долговечности сварных соединений металлоконструкций, позволил установить три метода для решения этой задачи: по измерениям деформаций в зонах трещинообразования, на основе численного моделирования роста трещины, при помощи кривых усталости. Стоит отметить, что оценка усталостной долговечности по изменению деформаций в зонах возможного трещинообразования и на основе численного моделирования роста трещины не получили широкого распространения из-за высокой трудоемкости и применяются в исследовательских целях для уникальных конструкций и сооружений. Для прогноза усталостной долговечности преимущественно используют модель линейного суммирования повреждений и зависимости числа циклов до разрушения от амплитуды или максимальных напряжений цикла, представленные в виде кривых усталости (рисунок 5). Такая инженерная методика хорошо зарекомендовала себя и используется в большинстве нормативных документов, регламентирующих оценку усталостной долговечности.
Рисунок 5 – Кривые усталости AASHTO LRFD 2012 Bridge Design Specifications
Аналогичный подход был применен отечественными исследователями в 90-х годах прошлого века при разработке метода оценки усталостной долговечности сварных соединений. Определение долговечности некоторых сварных соединений по этой методике имеет низкую достоверность. Особенно это заметно при определении долговечности сварных швов вертикальных ребер жесткости в болто-сварных пролетных строениях. Расчетная долговечность соединений, подверженных образованию наиболее распространенных трещин Т-9 и Т-10, получается больше в 2-3 раза выше фактической.
Анализ результатов отечественных и зарубежных экспериментальных исследований, касающихся усталостной долговечности сварных соединений в

пролетных строениях, показал, что появление усталостных трещин в элементах конструкций в процессе эксплуатации может быть связано со следующим рядом факторов:
– остаточнымисварочныминапряжениями;
– особенностями воздействия подвижного состава и передачи подвижной нагрузки мостовым полотном;
– наличием неплотности опирания верхнего пояса балки на вертикальные ребра жесткости;
– изгибными деформациями стенки балки на длине выреза ребра жесткости.
Совокупность этих факторов может значительно увеличивать действующие напряжения в трещиноопасной зоне по сравнению с проектными и приводить к снижению усталостной долговечности сварного узла. На основании изложенного в первой главе определены задачи диссертационного исследования.
Во второй главе представлены методика проведения и результаты обследований 14 болто-сварных пролетных строений, изготовленных по типовым проектам инв. No 563, No 690, No 821 и имеющих усталостные трещины в сварных соединениях. В процессе обследований пролетных строений и камеральной обработки данных были определены следующие параметры:
– положение рельсового пути и главных балок пролетного строения в профиле;
– эксцентриситетпути;
– конструкция мостового полотна на пролетном строении, соответствие нормам содержания;
– тип и длина трещин в сварных швах и металле околошовной зоны;
– наличие зазора в примыкании вертикальных ребер жесткости к верхнему поясу главных балок и балок проезжей части;
– наличие неплотности опирания пролетного строения на опорные части;
– величина напряжений в трещиноопасных узлах под обращающейся нагрузкой.
Проведенные обследования подтвердили, что подавляющее большинство усталостных трещин образуется у вертикальных ребер жесткости и соответствует трещинам типа Т-9 и Т-10. В результате статистического анализа значимой зависимости между количеством усталостных трещин в пролетном строении и типом или неисправностями мостового полотна выявлено не было. Это может указывать на то, что неисправности мостового полотна, которые увеличивают вибрацию конструкции, как правило, не распространяются по всей длине пролетного строения и влияют на образование и дальнейшее развитие трещины локально, около определенного ребра жесткости (рисунок 6). Примером еще одной неисправности пролетного строения, оказывающей локальное влияние на трещинообразование, может служить неплотное опирание пролетного строения на опорные части, при наличии которого образуются усталостные трещины у опорного ребра жесткости (рисунок 6).

12 а) б)
Рисунок 6 – Развитие трещин в сварных швах вертикальных ребер жесткости в результате: а – неплотного опирания пролетного строения на опорные части; б – слабых или развернутых лапчатых болтов
Статистически значимого влияния грузонапряженности участка на продолжительность эксплуатации конструкции до образования усталостных трещин не было установлено, но было выявлено сильное влияние этого фактора на количество трещин в пролетном строении (рисунок 7). Статистически было подтверждено, что развитию трещин значительной длины (более 50 мм) способствует наличие зазоров более 1 мм между вертикальным ребром жесткости и верхним поясом.
40
35
30
25
20
15
10
0
40 60 80 100 120 140 160
Грузонапряженность участка, млн. т.
Рисунок 7 – Зависимость количества трещин в пролетном строении от грузонапряженности участка
Измерения деформаций в стенках балок около обрывов сварных швов вертикальных ребер жесткости были проведены в соответствии с разработанной программой испытаний пролетных строений под обращающейся нагрузкой. Для проведения непосредственных измерений деформаций были использованы съемные датчики тензометрического комплекса «Тензор-МС», разработанного сотрудниками СибНИИ мостов СГУПС. Тензометрические датчики
y = 0,74*e0,022*x
Количество трещин, шт.
устанавливали перпендикулярно наиболее вероятному направлению развития трещин на расстоянии 20 мм от ребра жесткости (рисунок 8). В процессе испытаний сплошностенчатых пролетных строений измерения фактических деформаций производили у всех вертикальных ребер жесткости в верхней части обеих главных балок. При испытаниях решетчатых пролетных строений измерения фактических деформаций производили в первой панели у вертикальных ребер жесткости в верхней и нижней частях обеих продольных балок проезжей части.
а) б)
Рисунок 8 – Расположение тензометрических датчиков на стенке балки: а – схема; б – фотография
Результаты измерений показали, что от прохода подвижного состава стенки главных балок сплошностенчатых пролетных строений с ездой поверху и продольных балок решетчатых пролетных строений с ездой понизу испытывают поперечный изгиб на длине «выкружки» ребер жесткости. При этом характер изгиба стенок балок зависит от типа мостового полотна: при движении по безбалластным плитам происходят поперечные синхронные колебания верхних поясов; при движении по мостовым брусьям происходит синхронный поворот поясов во внутрь. Максимальные напряжения достигают 20,0 МПа с исправными сварными швами и минимальным зазором между торцом ребра жесткости и верхним поясом. При наличии зазора величиной около 1 мм максимальные напряжения могут достигать 60,0 МПа. Фрагменты тензограмм в стенке продольной балки около вертикального ребра жесткости показаны на рисунке 9.
При проходе подвижного состава по сплошностенчатым пролетным строениям с ездой понизу стенки главных балок около верхнего обрыва сварного шва вертикальных ребер жесткости испытывают деформации растяжения. При исправном сварном соединении максимальные напряжения достигают 15,0 МПа, при наличии неисправностей напряжения в стенке балки могут увеличиваться в два раза. Тензограмма в стенке главной балки около верхнего конца сварного шва вертикального ребра жесткости сплошностенчатого пролетного строения с ездой понизу показана на рисунке 10.

14 а) б)
Рисунок 9 – Фрагменты тензограмм в стенке продольной балки около вертикального ребра жесткости:
а – у верхнего конца сварного шва; б – у нижнего конца сварного шва
Рисунок 10 – Тензограмма в стенке главной балки около верхнего конца сварного шва вертикального ребра жесткости сплошностенчатого пролетного строения с ездой понизу
Спектральный анализ колебаний стенок главных и продольных балок показал, что стенки балок испытывают поличастотный характер нагружения. Наиболее значительные по мощности компоненты находятся в диапазоне частот 0,5-5,2 Гц и связаны с собственными колебаниями конструкции, пульсацией статических прогибов и вилянием подвижного состава. При этом схематизация циклов изменения напряжений от прохода подвижного состава по методу «падающего дождя» показала, что наиболее часто в стенках балок действуют циклы напряжений с коэффициентом асимметрии от -0,3 до +0,3.
Численное моделирование работы стенок балок при проходе подвижной нагрузки подтвердило результаты непосредственных измерений деформаций стенок балок под обращающейся нагрузкой. Увеличение зазора между торцом

ребра жесткости и верхним поясом до 0,5 мм приводит к увеличению напряжений в 2 раза по сравнению с плотно приторцованными ребрами жесткости (рисунок 11).
Рисунок 11 – Изменение напряжений по высоте балки на расстоянии 20 мм от ребра жесткости
По результатам проведенных натурных обследований и испытаний болто- сварных пролетных строений были уточнены условия эксплуатации и содержания искусственных сооружений, влияющие на трещинообразование, особенности работы стенок балок около обрывов сварных швов вертикальных ребер жесткости и характеристики циклов напряжений (максимальные напряжения, коэффициенты асимметрии) при воздействии подвижной нагрузки.
В третьей главе представлены результаты экспериментально- теоретических исследований долговечности сварных соединений при действии циклически изменяющегося изгибающего момента. В 2019-2020 г.г. в лаборатории СибНИИ мостов СГУПС были проведены испытания на усталость 42 металлических образцов со сварными ребрами жесткости. Отличительной особенностью исследований было испытание большого количества сварных образцов, находящихся в напряженно-деформированном состоянии аналогичном сварным соединениям вертикальных ребер жесткости реальных конструкций. Конструкция лабораторного образца была аналогична конструкции сварного соединения вертикальных ребер жесткости со стенкой балок (рисунок 12). В качестве материала применена сталь 15ХСНД обычного исполнения.
а) б)
Рисунок 12 –Лабораторный сварной образец:
а – эскиз; б – расположение датчиков около сварного шва Необходимость проведения такого эксперимента обусловлена исследованием долговечности сварных соединений при действии изгибающего момента и получением экспериментальных данных для уточнения метода оценки усталостной долговечности сварных соединений пролетных строений
железнодорожных мостов.
Для создания, изменяющихся по гармоническому закону, изгибных
деформаций горизонтального листа использовали вибродвигатель, прикрепленный к свободному концу консольно закрепленного образца. Величину средних напряжений цикла задавали грузом, подвешенным к свободному концу образца. Амплитуду колебаний изменяли при помощи частотного преобразователя, подключенного к вибродвигателю, а ее величину контролировали при помощи тензодатчика, установленного на верхней поверхности листа на расстоянии 20 мм от ребра жесткости с двух сторон перпендикулярно вероятному направлению развития усталостных трещин. Схема и фотография установки для испытаний приведены на рисунке 13.
а) б)
Рисунок 13 – Установка для усталостных испытаний образцов при изгибе: а – схема; б – фотография
На основании результатов исследования фактической напряженности сварных соединений под обращающейся нагрузкой в рамках лабораторного исследования были проведены испытания образцов в диапазоне максимальных локальных напряжений цикла ( ) от 30,0 до 110,0 МПа при трех коэффициентах асимметрии цикла (ρ): -0,3, 0, +0,3. Для построения кривой усталости при одном коэффициенте асимметрии цикла использовали не менее трех значений максимальных напряжений, а на каждом уровне максимальных напряжений цикла испытывали 1 до 5 образцов в зависимости от разброса значений долговечности. Испытания проводили на базе 4 млн. циклов. В качестве критерия разрушения образца было принято образование усталостной трещины величиной 3 мм в основном металле. Момент образования трещины и дальнейшее изменение напряженно-деформированного состояния трещины фиксировали по показаниям тензометрических датчиков, размер трещины определяли при помощи метода капиллярной дефектоскопии.

Результаты испытаний были аппроксимированы степенными уравнениями с высокой степенью достоверности (рисунок 14). Уравнение долговечности сварного соединения, работающего на изгиб, в зависимости от максимальных номинальных напряжений цикла, коэффициента асимметрии цикла и вероятности безотказной работы соединения было выражено следующей формулой:

=(( + )(1− )) , (1)
где , − эмпирические коэффициенты кривой усталости, = 550, = 3,83; − максимальные номинальные напряжения цикла, МПа;
− квантиль нормального отклонения распределения для вероятности P; − среднеквадратическое отклонение предела выносливости, МПа;
− коэффициент асимметрии цикла.
25
21
17
13
9 7 5
N = (200,0/σmax)6,25 R2 = 0,8348
N = (702,0/σmax)3,57 R2 = 0,8143
N = (572,0/σmax)3.55 R2 = 0,9255
5,0E+04 5,5E+05 1,1E+06 1,6E+06 2,1E+06 2,6E+06 3,1E+06 3,6E+06 4,1E+06 Количество циклов до разрушения соединения, шт.
ρ = -0,3 ρ = 0,0 ρ = 0,3
Рисунок 14 – Кривые усталости, полученные в результате испытания сварных соединений при действии изгибающего момента
Приведенные кривые усталости отражают зависимость количества циклов до образования трещины от максимальных номинальных напряжений с вероятностью 0,50. Пределы выносливости в зависимости от коэффициента асимметрии цикла получены равными: 0,3 = 19,0 МПа, 0 = 12,0 МПа, −0,3 = 8,0 МПа. Сравнение кривых усталости, полученных при разных схемах нагружения образцов, показывает, что долговечность лабораторных образцов при испытаниях на изгиб ниже в 6 раз по сравнению с долговечностью образцов, испытываемых при растяжении-сжатии.
Для уточнения действующих напряжений в сварном образце была создана объемная конечно-элементная модель в программном комплексе для термических расчетов – Sysweld, позволяющем смоделировать процесс приварки ребер жесткости и определить поля остаточных сварочных напряжений. В программе моделировали приварку двух ребер жесткости четырьмя сварными швами при
Максимальные напряжения цикла, МПа
помощи MIG сварки. Формирование сварного шва осуществляли за один проход теплового источника. Воздействие теплового источника имитировали при помощи модели двойного эллипсоида Голдака. В результате было установлено, что по границе сплавления шва с основным металлом действуют растягивающие сварочные напряжения, достигающие 300,0 МПа, постепенно переходящие в сжимающие при удалении от границы сплавления. Разработан алгоритм определения напряжений в конечно-элементной модели сварного элемента на основании объединения результатов термомеханических расчетов при моделировании сварочного процесса и результатов механических расчетов при моделировании воздействия внешних нагрузок в различных программных комплексах.
Кроме того, в рамках лабораторных испытаний была определена фактическая скорость роста трещин в диапазоне размаха локальных напряжений цикла от 60,0 до 110, МПа и в диапазоне длин трещин от 2 до 27 мм. Подтверждено наличие зависимости между скоростью роста трещины и ее длиной, в соответствии с формулой Пэриса-Эрдогана:
величины размаха напряжений:
4348,0 2,63 =( ∆ ) .
(3)
= (∆ √ ) ,
(2)
где − длина трещины, мм;
− количество циклов;
∆ − размах напряжений в цикле, МПа;
, , − коэффициенты, зависящие от геометрии образца, свойств материала и
условий испытания.
Получено уравнение для определения среднего количества циклов,
необходимых для приращения усталостной трещины на 1 мм, в зависимости от
В четвертой главе представлен уточненный метод оценки усталостной долговечности сварных соединений пролетных строений железнодорожных мостов. В целом, оценка сводится к определению расчетного ресурса и наработки сварных соединений при заданной вероятности безотказной работы, а условие обеспечения долговечности можно представить в виде неравенства:
≤ , (4) нр
где н − наработка соединения за период эксплуатации сооружения; р − расчетный ресурс соединения или наработка до отказа.
Мерой усталостного ресурса и наработки соединений железнодорожных мостов служит накопленное повреждение, вызываемое воздействием эталонного поезда. В качестве эталонного поезда принят набор подвижных единиц, состоящих из локомотива ВЛ-80 и полногрузных четырехосных вагонов, общей длиной состава 750 м. Подвижные единицы, составляющие эталонный поезд, были выбраны из-за того, что они обладают достаточной осевой нагрузкой для усталостного воздействия и высокой распространенностью на сети железных дорог. Схемы подвижных единиц эталонного поезда приведены на рисунке 15.

где – индекс уровня максимальных напряжений цикла ;
– число циклов данного уровня;
= ∑ ,
(6)
Рисунок 15 – Схемы подвижных единиц эталонного поезда Ресурс соединения определяют по формуле:
= 1. (5)
Накопленное повреждение от совокупности циклов изменения напряжений при проходе эталонного поезда ( э) определяют на основании гипотезы линейного суммирования накопленных усталостных повреждений по формуле Пальмгрена- Майнера (6). Допускаемое количество циклов нагружения (Nk) при заданной вероятности безотказной работы (P) в зависимости от величины действующих напряжений вычисляют по формуле (1). Для определения допускаемого количества циклов нагружения каждого соединения используют характерную кривую усталости, соответствующую материалу и напряженному состоянию конструкции.
р
э

– предельное число циклов до разрушения, принимаемое по усталостным кривым (диаграммам Вёлера).
В зависимости от конструктивно-технологических особенностей сварных соединений пролетных строений для расчета усталостного ресурса применяют различные кривые усталости. Характеристики кривых усталости сварных соединений получены из существующей методики и по результатам лабораторных испытаний. В таблице 1 приведено описание сварных соединений, соответствующих кривых усталости и их характеристики. На рисунке 16 приведены кривые усталости для расчета ресурса сварных соединений. Кривые усталости 1-4 были построены по результатам усталостных испытаний сварных образцов, приведенным в РД 50-694-90. Номера кривых усталости в таблице 1 соответствуют кривым усталости 3а, 4а, 5б, 6а в порядке возрастания номеров. Кривая усталости 5 была построена по результатам лабораторных испытаний сварных образцов при изгибе.
В связи с тем, что для железнодорожных мостов характерно как большое число схем поездных нагрузок, так и их существенная изменчивость в течение срока эксплуатации, для определения наработки сооружения целесообразным
оказывается выражение накопленных усталостных повреждений от
обращающихся нагрузок ( ) через повреждение от эталонного поезда ( э): = .
(7) Номер Среднеквадратическое Коэффициенты
н э
Таблица 1 – Описание соединений и характеристики кривых усталости Описание сварного соединения
(тип трещины)
Швы сплавления верхнего поясного шва со стенкой балки (Т-13, Т-16, Т-17, Т-18, Т-22, Т-23) Швы прикрепления вертикальных ребер жесткости к верхним поясам балок (Т-4, Т-14)
Швы прикрепления горизонтальных ребер жесткости к вертикальным (Т-6, Т-11) Швы прикрепления связей или фасонок (Т-1, Т-2, Т-3, Т-5, Т-7, Т-8)
кривой отклонение, МПа m C усталости
1 24,0 5,65 2305 2 20,0 5,00 2709 3 24,0 3,79 4560 4 12,0 3,45 5580
Швы прикрепления вертикальных и горизонтальных ребер жесткости к стенке балки (Т-9, Т-10, Т-12, «а», «б», «в»)
5
4,3
3,83
550
250
150
50
0
1,0E+04 1,0E+06
5,0E+06
2,0E+06 3,0E+06 4,0E+06 Количество циклов до разрушения соединения, шт
12345
Рисунок 16 – Кривые усталости для расчета ресурса сварных соединений
Для определения коэффициента наработки за определенный период производится математическое моделирование потока подвижных нагрузок на основе данных, содержащихся в годовых отчетностях дорог. Формирование поездных нагрузок производится на основе информации о количестве, типе и загрузке вагонов, роде груза в вагоне, среднем весе поездов, типах локомотивов, количестве груженых и порожних поездов, прошедших за год. В результате
Максимальные напряжения цикла, МПа
анализа парка вагонов, локомотивов и структуры грузопотока происходит моделирование поездопотока на основе метода Монте-Карло.
Для определения наработки вся история эксплуатации сооружения разбивается на несколько периодов, каждый из которых характеризуется числом прошедших поездов и соответствующими коэффициентами наработки. Общую величину наработки за весь срок эксплуатации моста определяют по формуле:
=∑ ,
,
где п , − количество i-х нагрузок, прошедших за j-й период по участку дороги;
н , − коэффициент наработки соединения от прохода i-й нагрузки за j-й период эксплуатации сооружения.
Оценка остаточного ресурса определяется вероятностью безотказной работы сварного соединения, при которой расчетный ресурс больше фактической наработки. Таким образом, чем больше наработка соединения, тем ниже вероятность безотказной работы и хуже оценка остаточного ресурса. В таблице 2 указаны состояния сооружения и соответствующие интервалы вероятности безотказной работы, принятые на основе рекомендаций Инструкции по оценке состояния и содержания искусственных сооружений ОАО «РЖД». Для обработки большого количества исходных данных, возможности моделирования поездопотока, расчета наработки и усталостного ресурса применяется программа «Арго-Ресурс».
Состояние
S0 S1 S2
S3
S4 S5
Оценка и характеристика ресурса сварного соединения
Отличное
Неограниченный запас усталостного ресурса соединения
Хорошее
Большой запас усталостного ресурса соединения
Удовлетворительное
Низкий запас усталостного ресурса соединения. Необходимо тщательное наблюдение за соединением Неудовлетворительное
Низкий запас усталостного ресурса соединения. Необходима точная оценка усталостного ресурса Предотказное
Высокая вероятность образования усталостной трещины.
Отказ
Образование трещины. Необходимо усиление.
Вероятность безотказной работы / квантиль ≥0,9995 / ≥3,3
0,9995…0,9970 / 3,3…2,7 0,997…0,98 / 2,7…2
0,98…0,95 / 2…1,5 0,95…0,90 / 1,5…1,3
<0,9 / <1,3 н п , н , (8) Таблица 2 – Классификация состояний сварного соединения Расчет экономического эффекта от внедрения результатов исследований выполнен на основании обоснованного исключения работ по осмотру сварных соединений при обследовании пролетных строений. Экономическая эффективность от применения метода оценки долговечности сварных соединений может составить от 80 до 180 тыс. руб. в год (в зависимости от длины пролетного строения) на содержание одного пролетного строения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе проведенных исследований была достигнута цель и получены следующие основные научные выводы. 1. Проведенные натурные испытания болто-сварных железнодорожных пролетных строений под обращающейся нагрузкой позволили определить зависимость деформирования стенок балок около вертикальных ребер жесткости от типа мостового полотна, уровня езды и плотности опирания верхнего пояса на ребра жесткости. Было установлено, что стенка балки около обрыва сварного шва вертикального ребра жесткости испытывает поперечный изгиб (при езде по верхнему поясу балок) или растяжение (при езде по нижнему поясу балок). При этом величина максимальных напряжений может находиться в диапазоне 15,0- 60,0 МПа в зависимости от величины зазора между верхним поясом и ребром жесткости, а коэффициенты асимметрии цикла изменяться от -0,3 до +0,3. 2. В результате лабораторных испытаний 42 сварных образцов на усталость при действии изгибающего момента были получены три кривые усталости сварных крестообразных соединений в диапазоне максимальных напряжений цикла от 30,0 до 110,0 МПа при трех коэффициентах асимметрии цикла: -0,3, 0, +0,3. Кроме того, была определена скорость роста усталостных трещин в сварных образцах в диапазоне размаха напряжений цикла от 60,0 до 110,0 МПа и в диапазоне длин трещин от 2 до 27 мм. 3. На основании натурных и лабораторных испытаний предложен вероятностный метод оценки усталостной долговечности сварных соединений в болто-сварных пролетных строениях, использующий характерные кривые усталости, меру расчетного ресурса и наработки в виде железнодорожной нагрузки, достоверный алгоритм формирования поездопотока. Перспективой дальнейших исследований является разработка метода оценки усталостной долговечности автодорожных и железнодорожных пролетных строений на стадии распространения трещины и влияния ее на несущую способность конструкций.