Модель снижения несущей способности железобетонных элементов транспортных сооружений в системе оценки конструктивной безопасности

Объектом исследования являются железобетонные несущие конструкции объектов транспортного строительства — мостов, путепроводов, тоннелей, а также зданий и сооружений транспортной инфраструктуры. Актуальность определена необходимостью количественного прогноза безопасности транспортных сооружений в условиях деградации железобетона, включая доэксплуатационные дефекты и эксплуатационные воздействия. Метод исследования основан на обобщенной математической модели снижения несущей способности с раздельным учетом доэксплуатационного повреждения и эксплуатационной деградации, а также на кусочно-заданном описании ремонтных воздействий на основе линейной и нелинейной функций деградации. Получены аналитические зависимости для прогнозирования несущей способности и срока безопасной эксплуатации до капитального ремонта. Введены количественные границы работоспособного, ограниченно работоспособного и аварийного состояний: R _огр = 0,9 и R _авар = 0,75. Для перехода от отдельных элементов к сооружению в целом предложены величины значимости конструкций, определенные методом Дельфи. Разработан метод учета ремонтов и формирования обобщенных показателей несущей способности и скорости деградации для сооружения в целом

1. Кореньков П. А., Хохлунов С. Е. Оценка живучести железобетонных рамных конструкций транспортных сооружений при хрупком и пластическом разрушении // Московский транспорт. Наука и проектирование. — 2026. — № 1(5). — С. 47–55.

2. Тарарушкин Е. В., Провоторов А. А. Фосфогипсовое вяжущее для транспортного строительства // Московский транспорт. Наука и проектирование. — 2026. — № 1(5). — С. 56–63.

3. Рекомендации по оценке и обеспечению надежности транспортных сооружений. — Москва: ЦНИИС Минтрансстроя СССР, 1989. — 94 с.

4. Федоров В. С., Асмаловский Д. Р. Экспериментальная оценка огнестойкости сжатых элементов из легкого высокопрочного бетона для зданий и сооружений транспортного комплекса // Московский транспорт. Наука и проектирование. — 2025. — № 1(1). — С. 33–42.

5. СП 143.13330.2014. Приложение Б. Управление сроком службы транспортных тоннелей и метрополитенов, а также инфраструктурных объектов, выполненных из бетона и железобетона редакция СНиП 2.06.09–84. — Москва, 2014.

6. Xue Y., Li Z., Qiu D. et al. Prediction model for subway tunnel collapse risk based on Delphi-ideal point method and geological forecast // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 2019. — № 3. — С. 12–18. — DOI 10.1007/s11204–019–09587-w.

7. Бондарев Б. А., Акчурин Т. К., Борков П. В., Бондарев А. Б., Жидков В. К. Оценка железобетонных конструкций моста в составе гидротехнического сооружения // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2025. — Т. 21, № 1. — С. 45–52.

8. Терехов И. А., Ямалов А. В. Учет взаимного влияния дефектов на категорию технического состояния конструкций // Московский транспорт. Наука и проектирование. — 2025. — № 3(3). — С. 47–55.

9. Раткин В. В., Кокодеев А. В. Построение модели деформирования сжимаемых железобетонных конструктивных элементов транспортных сооружений, эксплуатируемых в агрессивных средах // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2015. — № 1(9). — С. 21– 27. — URL: trts.esrae.ru/15–64 (дата обращения: 13.05.2026).

10. An X., Shawky A. A., Maekawa K. The collapse mechanism of a subway station during the Great Hanshin earthquake // Cement and Concrete Composites. — 1997. — Vol. 19, No. 3. — P. 241– 257. — DOI 10.1016/S0958–9465(97)00012–3.

11. Shin J. H., LeeI. K., Lee Y. H., Shin H. S. Lessons from serial tunnel collapses during construction of the Seoul subway line 5 // Tunnelling and Underground Space Technology. — 2006. — Vol. 21, No. 3. — P. 296–297. — DOI 10.1016/j.tust.2005.12.130.

12. Detournay E., John C. M. S. Design charts for a deep circular tunnel under non-uniform loading // Rock Mechanics and Rock Engineering. — 1988. — Vol. 21, No. 2. — P. 119–137. — DOI 10.1007/BF01043134.

13. Sterpi D., Cividini A. A physical and numerical investigation on the stability of shallow tunnels in strain softening media // Rock Mechanics and Rock Engineering. — 2004. — Vol. 37, No. 4. — P. 277–298. — DOI 10.1007/s00603–003–0021–9.

14. Jeon S., Kim J., Seo Y., Hong C. Effect of a fault and weak plane on the stability of a tunnel in rock: a scaled model test and numerical analysis // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. — 2004. — Vol. 41, No. 3. — P. 658–663. — DOI 10.1016/j.ijrmms.2004.03.082.

15. Nazimko V. V., Lapteev A. A., Sazhnev V. P. Rock mass self-supporting effect utilization for enhancement stability of a tunnel // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. — 1997. — Vol. 34, No. 3–4. — P. 657. — DOI 10.1016/S1365–1609(97)00197–4.

16. Zhou Z. P., Li Q. M., Deng X. P., Cai Y. Analysis of metro collapse accident on the basis of accident mechanism and management factors: with the collapse of Hangzhou metro as an example // China Safety Science Journal. — 2009. — Vol. 19. — P. 139–145.

17. Пастушков В. Г. Долговечность железобетонных конструкций транспортных сооружений. — Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2023. — 212 с.

18. Vanus D. S., Zharikhin A. A. Calculation and forecasting of operational durability of reinforced concrete structures // E3S Web of Conferences. — 2024. — Vol. 533. — P. 02025. — DOI 10.1051/e3sconf/202453302025.

19. Скоробогатов С. М., Куршпель А. В. К расчету остаточного ресурса железобетонных конструкций существующих зданий и сооружений // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. — 2016. — № 3(31). — С. 148–155. — DOI 10.20291/2079–0392–2016–3–148–155.

20. Келасьев Н. Г., Трекин Н. Н., Кодыш Э. Н. [и др.] Повышение экономической эффективности железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. — 2025. — № 6. — С. 32–38. — DOI 10.33622/0869–7019.2025.06.32– 38. — EDN RTSCMM.