Интеграция теорий накопления повреждений в рискориентированную парадигму оценки предельных состояний мостовых сооружений

Цель работы – развитие рискориентированного подхода к оценке предельного состояния мостовых сооружений путем интеграции фундаментальных теорий накопления повреждений (Л. М. Качанова, Ю. Н. Работнова, А. Р. Ржаницына) и обоснование нового типа предельного состояния по кинетическим критериям. 
Выполнен сравнительный анализ трех классических подходов: феноменологической теории Л. М. Качанова (параметр сплошности), кинетической теории Ю. Н. Работнова (параметр поврежденности) и вероятностного метода А. Р. Ржаницына (характеристика безопасности). Раскрыты физические основы каждой теории, показаны их преимущества и ограничения применительно к задачам мостостроения. 
Обоснован выбор комбинированной модели, объединяющей кинетические уравнения Ю. Н. Работнова для описания скорости накопления повреждений, параметр поврежденности Качанова – Работнова как интегральную меру деградации и вероятностный аппарат А. Р. Ржаницына для учета случайного характера нагрузок и прочностных свойств. 
Конкретные результаты работы: предложена модифицированная классификация уровней риска с пятью градациями (от «хорошо» до «недопустимо») и количественными критериями по параметру поврежденности и скорости его накопления; разработана методика определения индикативных показателей предельного состояния на основе приращений относительных деформаций с использованием кинетических уравнений поврежденности; обосновано предельное состояние третьего типа как момент достижения критической скорости накопления повреждений (в отличие от первого типа, связанного с критическим значением параметра поврежденности, и второго типа – с допустимыми деформациями), что позволяет выявлять режим прогрессирующего разрушения до возникновения макроскопических дефектов. Разработанная методика может быть интегрирована в системы мониторинга технического состояния мостов, а предложенные критерии – использованы при формировании нормативных требований к эксплуатации сооружений в условиях повышенных нагрузок и агрессивных сред. 

1. Валиев Ш. Н., Васильев А. И. Оценка параметрической надежности мостовых сооружений // Транспорт- ное строительство. 2022. No 2. С.4-6. EDN TLWEZH.

2. Васильев А. И. Основы теории надежности автодорожных мостов и тоннелей: учебное пособие. Москва; Вологда: Инфра-Инженерия, 2024. 312 с.

3. Овчинникова Т. С., Валиев Ш. Н. Современные подходы к оценке и обеспечению надежности мостовых сооружений: анализ проблем и перспективы развития // Материалы IV Международной научно-практической конференции «Исследование, проектирование, строительство и эксплуатация искусственных сооружений: про- блемы и пути их решения на протяжении жизненного цикла». Новосибирск : Издательство Сибирского госу- дарственного университета путей сообщения, 2025. С. 27-35.

4. Длительные деградационные процессы, влияющие на снижение грузоподъемности и долговечности мо- стовых сооружений в период их эксплуатации / А. И. Васильев, Ш. Н. Валиев, В. С. Шмидт, И. Г. Овчинников // Вестник Евразийской науки. 2022. Т. 14, No 2.

5. Научные основы оценки предельного состояния мостовых сооружений по критериям допустимости риска нежелательного события / Ш. Н. Валиев, В. С. Надеждин, Д. А. Кочетков [и др.] // Транспорт. Транспорт- ные сооружения. Экология. 2024. No 3. С. 30–40. DOI 10.15593/24111678/2024.03.04.

6. Валиев Ш. Н. Методы формирования индикативных показателей риска при эксплуатации мостовых со- оружений // Транспортные сооружения. 2024. Т. 11, No 4. DOI 10.15862/12SATS424.

7. Оценка технических рисков в техническом регулировании дорожного хозяйства / Ю. Э. Васильев, Ш. Н. Валиев, С. В. Ильин [и др.]. Москва: МАДИ, 2017. 295 с.

8. Качанов Л. М. О времени разрушения в условиях ползучести // Известия АН СССР. ОТН. 1958. No 8. С.26-31.

9. Качанов Л. М. Основы механики разрушения. Москва: Наука, 1974. 312 с.

10. Работнов Ю. Н. О механизме длительного разрушения // Вопросы прочности материалов и конструк- ций. Москва: Издательство АН СССР, 1959. С. 5-7.

11. Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. Москва: Наука, 1966. 752 с.

12. Ржаницын А. Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. Москва : Стройиздат, 1978. 239 с.

13. Ржаницын А. Р. Строительные конструкции : сборник статей / под ред. А. Р. Ржаницына. Москва : ЦНИИСК, 1970. Вып. 8. 312 с.

14. Овчинников И. И. Вопросы нелинейной механики конструкций, взаимодействующих с агрессивными средами и физическими полями : специальность 2.1.9 «Строительная механика»: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Овчинников Илья Игоревич. Саратов, 2023. 494 с.

15. Овчинников И. И., Седдак А. Применение теории накопления повреждений Ю. Н. Работнова к модели- рованию коррозионного растрескивания предварительно напряженной арматуры // Труды III Всероссийской конференции «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций». Новосибирск, 2014. C. 47-52.

16. Работнов Ю. Н. Введение в механику разрушения. Москва: Наука, 1987. 80 с.

17. Локощенко А. М. Ползучесть и длительная прочность металлов. Москва: Физматлит, 2016. 506 с.