УЧЕТ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К БЕТОНАМ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Сизова Н.Д.¹, Михеев И.А.²

¹Профессор, доктор физико-математических наук,

²Кандидат технических  наук,

Харьковский национальный университет строительства и архитектуры

УЧЕТ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К БЕТОНАМ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы проектирования состава бетонов для железнодорожных конструкций и сооружений, целесообразность использования информационных технологий и пример реализации программного обеспечения для поиска оптимальных составов бетона.

Ключевые слова: состав бетона, железнодорожные конструкции, программное обеспечение.

Sizova N.D.¹, Mikheev I.A.²

¹Professor, Doctor of Physical and Mathematical Sciences,

²Candidate of Technical Sciences,

Kharkiv National University of Construction and Architecture

ACCOUNTING OF SPECIAL REQUIREMENTS FOR CONCRETE OF RAILWAY CONSTRUCTIONS

Abstract

The article discusses the design of concrete for railway constructions and, the appropriateness of the use of information technology and an example of software implementation to find optimal compositions of concrete.

Keywords: composition of concrete, railway constructions, software.

Бетон и железобетон является одним из основных строительных материалов благодаря своим ценным качествам - это, в том числе, способность воспринимать различные виды статических и динамических нагрузок, долговечность, возможность выполнять конструкции различной сложной геометрической формы. Самые ответственные и сложные конструкции для зданий и сооружений по всему миру, как правило, выполняют с применением бетонов различных видов [1].

Бетоны для железных дорог отличаются от бетонов для конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений некоторыми специфическими особенностями: работа конструкций в средах с агрессивной степенью влияния, в условиях повышенной влажности,  с изменяемыми температурными характеристиками, периодическим замораживанием-оттаиванием в осенне-зимне-весенний период, с неравномерными нагрузками и т.д.

При решении задачи проектирования состава бетона для железнодорожных конструкций и сооружений очень важен учет всех параметров и компонентов бетона [2].

Прочность и долговечность бетона напрямую зависят не только от качества применяемых материалов, способа уплотнения бетонной смеси и условий выдерживания бетона, но и, главным образом, от правильности подбора состава бетонной смеси, ее подвижности (жесткости) и дозировки материалов.

Наиболее часты случаи разрушения бетонных железнодорожных конструкций при замораживании и оттаивании в увлажненном или насыщенном водой состоянии. Поэтому повышение водонепроницаемости и морозостойкости бетона является важнейшей задачей для увеличения стойкости и долговечности железнодорожных конструкций и сооружений. Предотвращение разрушения цементного камня в бетоне напрямую зависит от возрастания водонепроницаемости и морозостойкости бетона, позволяет сохранить существующие и увеличить долговечность строящихся сооружений, и тем самым сэкономить огромные затраты при производстве бетонных изделий и сооружений.

Многофакторность влияния условий и управляющих действий, многовариантность возможных решений приводит к необходимости использования современных методов математического моделирования и информационных комплексов, основанных на  технологиях искусственного интеллекта [2]. Применение информационных технологий для решения задачи проектирования состава бетона обусловлены их высокой скоростью и точностью в обработке огромных массивов данных, таких как характеристики используемых материалов, требуемые свойств бетонной смеси и бетона в проектном возрасте, методологий расчета и т.д. Целесообразность и актуальность предложенного подхода подтверждается существованием программного обеспечения для решения подобных вопросов, его активным развитием и усовершенствованием, а также позитивным опытом авторов в разработке подобных проектов.

Для разработанного авторами программного обеспечения [3] сформулированы определенные требования согласно специфике предметной области и эксплуатации программы в производственных условиях, разработана структура и интерфейс пользователя, справочная документация и база данных применяемых материалов и комплектующих в составах бетона (рис. 1).

Для адаптации алгоритма поиска оптимального состава бетона с учетом требований по морозостойкости и водонепроницаемости с целью получения оптимальных по заданному критерию составов в систему ограничений было введено дополнительное условие – ограничение по В/Ц и расходу воды для обеспечения морозостойкости и водонепроницаемости. Выбирая класс бетона по морозостойкости (F50-F1000) и водонепроницаемости (W2-W20), пользователь тем самым задает ограничения, учитывающиеся при поиске решения.

Рис. 1 – Интерфейс пользователя программного обеспечения

Литература

1. Баженов Ю. М. Технология бетона. – М.: АСВ, 2003. – 500 с.
2. Плугин А. А. Программное обеспечение системы проектирования состава бетона для конструкций и сооружений железных дорог //А.А. Плугин, О.А. Калинин, Н.Д. Сизова, И.А. Михеев // Технологический аудит 2013, № 6/1(14) – С. 38-40.
3. Сизова Н.Д. Особенности создания программного обеспечения для проектирования состава бетона // Н.Д. Сизова, И.А. Михеев // Восточно-европейский журнал передовых технологий, 2013, № 6/2( 66) – С. 27-31.