Ж. М. Адилов академик, доктор экономических наук, профессор

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
241
Методика расчета 
1. Определение водоцементного отношения бетонной смеси [4]: 
(В/Ц)
б
 = (0,23R
ц
+10)/(R
б
+8) 
где R
ц 
 и  R
б
- соответственно активность цемента и марка бетона, МПа. 
2. Расход воды определяют по таблице 3. 
 
Таблица 3. Ориентировочный расход воды для бетонной смеси 
 
Удобоукладываемость 
смеси 
Ориентировочный расход воды (кг) 
при наибольшей крупности (мм) 
Осадка 
конуса, см 
Жесткость, с 
гравия 
гравия 
10 
20 
 
40 
 
70 
 
10 
20 
40 
10…12 
5…1 
1…3 
— 
— 
— 
 
— 
— 
— 
8…12 
15…20 
22…30 
 
215 
205 
190 
175 
160 
155 
 
195 
180 
165 
155 
145 
140 
 
185 
175 
160 
145 
140 
135 
 
175 
160 
145 
135 
130 
125 
 
225 
215 
200 
185 
170 
165 
 
205 
195 
180 
165 
155 
150 
 
195 
185 
170 
155 
 
 
3. По расходу воды на 1 м³ бетона и водоцементному отношению бетонной смеси определяют 
расход  цемента  на  1  м³  бетона.  Ц=В/(В/Ц)
б
.  Если  расход  цемента  окажется  меньше  допустимого 
нормами,  то  следует  применять  минимально  допустимый  для  данных  условий  эксплуатации 
конструкций.  При  этом  следует  увеличить  и  расход  воды  с  учетом  увеличенного  расхода  цемента, 
сохранив расчетное значение В/Ц. 
 
4.  Суммарный  расход  заполнителей  (песка  и  щебня  (гравия),  кг)  на  1  м³  бетонной  смеси 
определяют  из  условия,  что  сумма  всех  составляющих  компонентов  бетонной  смеси  равна  1  м, при 
этом  межзерновые  пустоты  в  крупном  заполнителе  должны  быть  заполнены  цементно-песчаным 
раствором. 
5.  Готовят  пробный  замес  бетонной  смеси,  проверяют  ее  подвижность  и  при 
удовлетворительном  значении  делают  контрольные  образцы  для  определения  прочности.  Если 
удобоукладываемость  оказывается  меньше  требуемой,  то  добавляют  5…  0  %  воды  от  массы, 
использованной  на  пробный  замес.  Чтобы  не  изменилось  В/Ц,  одновременно  добавляют  такой  же 
процент  цемента.  Если  удобоукладываемость  выше  заданной,  то  добавляют  одновременно  5…10  % 
песка  и  щебня  от  их  расхода  на  пробный  замес.  Если  полученная  при  испытании прочность  бетона 
отличается от заданной более чем на 15 %, то изменяют В/Ц в большую или меньшую сторону. 
Окончательно  определенный  лабораторный  состав  бетона,  полученный  для  сухих  материалов, 
пересчитывают  на  рабочий  состав,  в  котором  учтена  влажность  заполнителей.  Для  этого 
рассчитывают количество воды, содержащейся во влажных заполнителях. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1.  Лещинский  М.Ю. Испытание бетона: Справ. пособие.- М.: Стройиздат, 1980.-360 с. 
2.  Бетоны правила подбора состава ГОСТ 27006-86. 
3.  Типовые  нормы  расхода  цемента  для  приготовления  бетонов  сборных  и  монолитных  бетонных, 
железобетонных изделий и конструкций СНиП 5.01.23-83. 
4.  МИ  2488-98.  ГСИ.  Материалы  цементные.  Методика  ускоренного  определения  водоцементного  
отношения, прогнозирования  и контроля  прочности  бетона  по контракции. 
 
REFERENCES 
1.  Leszczynski M. et al Atlas Testing of concrete: Ref. manual.- M: stroiizdat, 1980.-360 с. 
2.  Concrete rules for selection of the composition of the GOST 27006-86. 
3.  Standard  norms  of  consumption  of  cement  for  preparation  of  concrete  precast  and  cast-concrete,  concrete 
products and structures SNiP 5.01.23-83. 
4.  MI  2488-98.  GSE.  Materials  cement.  The  methodology  for  the  rapid  determination  of  water-cement  ratio, 
forecasting and control of durability of concrete on the contraction. 
 

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
242 
Аканов Х.Г., Мухтарова М.Н., Нұрмұханова А.З., Нұрсейтова А.К., Қонақбаев Б.О.,Мукашева Г.К. 
Бетон құрамын зерттеу 
Түйіндеме:  Біз  бұл  мақалада  бетон  жасау  үшін  цементтің  құрамын,  маркасын,  күрделі    және    ауыр 
бетонның құрамын зерттедік. Бетон қоспасындағы  су  цементінің қатынасын анықтаудағы есептеу  әдістемесін 
жүргіздік. 
Түйін  сөздер:  бетон  құрамы,  цемент  шығыны,  цемент  маркасы,  қоспалар,  бақылау    ұлгілері,  тас-құм, 
құм, құрғақ материалдар. 
 
Akanov H.G., Mukhtarova M.N.,  Nurmukhanova A.Z., Nurseytova A.K., Konakbaev B. O.,  Mukasheva G.K. 
Investigation of the composition of concrete 
Summary.  This  article  provides  a  definition  of  concrete  composition,  choice  of  cement  for  concrete,  featured 
and valid grades of cement for heavy concretes on a large filler and the method of calculation for the determination of 
water-cement ratio of the concrete mix. 
Key  words:  the  structure  of  concrete,  cement  consumption,  the  brand  of  cement,  aggregates,  control  samples, 
crushed stone, sand, dry materials 
 
 
 
УДК 621.332.3 
М.С. Жармагамбетова, М.Б. Сатенова  
(Казахская Академия транспорта и коммуникаций,  Алматы, Республика Казахстан) 
 
ОПОРА КАК ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ 
 
Аннотация.  Основным  поддерживающим  устройством  контактной  сети  и  линии  электропередачи 
является  железобетонная  опора.  Качественное  содержание  и  исправное  состояние  железобетонных  опор 
контактной  сети  обеспечивает  безопасность  движения  поездов,  предотвращает  нарушение  графика  движения 
поездов.  В  настоящей  статье  для  оценки  несущей  способности  железобетонных  опор  контактной  сети 
рассмотрен  ультразвуковой  прибор  УК-1401.  Изложена  методы  диагностирования  железобетонных  опор 
контактной  сети.  Данная  статья  нацелена  на  определение  объективной  оценки  несущей  способности 
железобетонных опор контактной сети с помощью простого в эксплуатации ультразвукового прибора.   
Ключевые слова: железобетонная  опора, диагностирование, подземная часть,  ультразвуковой   прибор, 
оценка несущей способности. 
 
Объектом  технического  диагностирования  называют  изделие,  его  составные  части  или  
заготовку,  техническое  состояние  которых  подлежит  определению.  Техническое  диагностирование 
представляет  собой  процесс  определения  технического  состояния  объекта  диагностирования  с 
определенной  точностью.  Завершением  процесса  диагностирования  является  установление  вида 
технического  состояния.  Различают  следующие  виды  технического  состояния:  исправность  и 
неисправность, 
работоспособность 
и 
неработоспособность, 
правильное 
и 
неправильное 
функционирование [1]. 
Задача  диагностирования  состоит  в  том,  чтобы  своевременно  обнаружить  дефекты.  В  основе 
диагностического  обеспечения  любого  объекта  лежит  организация  его  тестового  (или) 
функционального  диагностирования.  При  разработке  соответствующей  системы  функционального 
или 
тестового 
диагностирования 
необходимо: 
выбрать 
метод 
и 
составить 
алгоритм 
диагностирования, анализируя модели  объекта формализованным путем, а при отсутствии модели  – 
интуитивно на основе опыта.  
Общий  порядок  действий,  приведенный  на  схеме  алгоритма  (рисунок  1),  не  зависит  от  вида 
разрабатываемой  системы  диагностирования  или  иерархического  уровня  и  «размеров»  составной 
части,  являющейся  объектом  диагностирования.  Тестовое  и  функциональное  диагностирование 
дополняют  друг  друга,  и поэтому  усиление  одного  из  них  может  ослабить  требования  к  другому,  и 
наоборот. 

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
243
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1. Схема действий при разработке системы диагностирования 
 
Методология  диагностирования  бывает  при  проектировании,  в  производстве  и  эксплуатации. 
Диагностирование  –  системная  задача  этапов  проектирования,  производства  и  эксплуатации.В 
таблице 1 приведены задачи диагностирования с указанием, какие из них, на каком этапе и периоде 
жизненного  цикла  объекта  находят  применение.  Проверка  исправности  и  поиск  дефектов, 
нарушающих исправность, необходимы при изготовлении, наладке и ремонте объекта. 
 
Таблица 1. Задача диагностирования 
 
Жизненный цикл объектов 
Виды технического состояния ОД 
Этап 
Период 
Исправность 
Работоспособность 
Правильность 
функционирование 
проверка 
Поиск 
дефектов 
проверка 
Поиск 
дефектов 
проверка 
Поиск 
дефектов 
произво
дство 
Изготовление  
О 
О 
 
 
 
 
Наладка  
О 
О 
 
 
О 
О 
Сдача ОТК 
О 
 
 
 
 
 
Эксплуа
тация 
Применение  по 
назначению 
О 
 
 
 
О 
О 
Профилактика 
 
 
О 
О 
 
 
Ремонт 
О 
О 
 
 
О 
О 
Транспортирова
ние, хранение 
 
 
О 
О 
 
 
Проектирование 
О 
О 
О 
О 
О 
О 
Условное обозначение: О – операция выполняется 
 

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
244 
Сдача  объекта  основного  технического  контроля  (ОТК)  требует  только  проверки  его 
исправности  –  неисправный  объект  возвращается  изготовителю  для  поиска  и  устранения  дефектов. 
Системный  характер  задач  диагностирования  состоит  в  том,  что  они  должны  решаться  комплексно 
для  всех  периодов  и  этапов  жизненного  цикла  объекта.  Существуют  принципы  построения 
алгоритмов  поиска  дефектов.Если  при  определении  работоспособного  состояния  установлено,  что 
объект  диагностирования  (ОД)  неисправен,  то  возникает  необходимость  поиска  дефекта. 
Составление  алгоритмов  поиска  –  одна  из  основных  задач  технического  диагностирования.  Для 
составления  алгоритмов  используют  некоторые  критерии  эффективности,  например,  минимум 
средних потерь 9средние затраты на поиск дефекта. 
Алгоритмы  поиска  дефектов,  основанные  на  анализе  показателей  надежности.  Безусловный 
алгоритм  поиска  (метод  время  –  вероятность).  Их  проверяют  по  одному  в  определенной,  заранее 
заданной  последовательности.  Если  проверяемый  элемент  исправен,  то  проводят  проверку 
следующего элемента; если неисправен, то поиск прекращают, и объект восстанавливается. Качество 
алгоритма оценивают по среднему времени поиска неисправного элемента. 
Допустим,  что  ОД  состоит  из  n  элементов,  в  одном  их  которых  имеется  дефект.  Вероятности 
  дефектов  элементов  суммируются 
.  Время,  необходимое  для  проверки 
 
состояния i-го элемента, равно  . 
Для произвольного алгоритма диагностирования П1, стосавленного, например, в соответствие с 
нумерацией 
элементов, 
математическое 
ожидание 
времени 
поиска 
  Если  изменить  порядок  проверок  (например, 
  ), 
то 
для 
второго 
алгоритма 
поиска 
 
Разность 
математических 
ожиданий 
времени 
поиска 
 
по 
алгоритмам 
П1 
и 
П2 
равна: 
.  Очевидно,  что  алгоритм  П1  эффективнее  алгоритма  П2,  если 
<
. Таким образом, упорядочив проверки в соответствии с отношением 
>
 ….>
 
n,  получим  алгоритм,  при  осуществлении  которого  математическое  ожидание  времени  поиска 
минимально.  В  этом  случае,  если  после  проведения  п  –  1  –  проверки  дефектный  элемент  не 
обнаружен,  то  вследствие  того,  что 
,  за  дефектный  принимают  последний  элемент  и  не 
проверяют его. Учет этого факта (так называемого концевого эффекта) приводит к дополнительному 
уменьшению средних потерь на указание дефектного элемента 
. 
Опоры  контактной  сети  являются  как  объекты  диагностирования  эксплуатации.  Определения 
неисправности опор и опорных конструкции относятся к методологиям эксплуатации.  
Одним  из  основных    элементов  контактной  сети  являются  опоры  контактной  сети.  Основной 
задачей  технического  обслуживания  опор  должно  быть  поддержание  их  в  работоспособном 
состоянии,  недопущение  падения  или  разрушения  при  минимальных  затратах  времени,  труда  и 
средств  на  проведение  технического  обслуживания  и  ремонта  опорных  конструкций.  Техническое 
обслуживание и ремонт опорных конструкций выполняется по технологическим картам, ведется учет 
и анализ их работоспособности. 
 
     
 
 
Рис. 2. Арматура опор СЖБК, СК, СКУ, СКЦ, С 
 

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
245
Основным  видом  опор  контактной  сети  являются  железобетонные  (95%),  процесс 
совершенствования  которых  привел  к  эксплуатации  большого  количества  различных  типов  опор, 
конструктивные особенности которых влияют на их техническое обслуживание и срок службы [2]. 
На  магистральной  сети  АО  «НК  «ҚТЖ»  по  электрифицированному  участку  Алматы  –  Отар  с 
1997  г.  введен  в  действие  ГОСТ  19330-83  "Стойки  железобетонные  для  опор  контактной  сети 
железных дорог"  типа СКЦ, в соответствии которому термин опора включает в себя конструкцию в 
целом  (с  закладными  деталями,  консолью  и  т.  д.),  само  же  железобетонное  изделие  называется 
стойка. На рисунке 2 показана структура  арматуры железобетонных опор. 
 Вместе  с  тем  существует  ряд  факторов,  агрессивно  воздействующих  на  железобетон: 
природные  воды,  которые  вымывают  из  бетона  его  составляющие,  в  первую  очередь  гидрооксид 
кальция,  углекислота,  содержащаяся  в  природных  водах,  присутствующая  в  почвах,  воздухе, 
СО
2
+Са(ОН)
2 
=  СаСО
3
+Н
2
О  -  химическая  реакция,  образуется  карбонат  кальция,  наблюдаемый  на 
поверхности  бетона  в  виде  белых  пятен  и  натеков,  циклическое  замерзание  и  оттаивание 
содержащейся  в  капиллярах  и  порах  бетона  влаги  вызывает  постепенное  разрушение  структуры 
бетона.Механические  повреждения  вследствие  наездов  путевой  техники,  ударов  и  т.  д.  Таким 
образом,  комплекс  погодно-климатических  и  эксплуатационных  факторов  приводит  к  потере 
прочности  железобетона.  Такие  процессы  развиваются  во  всех  опорах  с  той  или  иной  степенью 
интенсивности,  наиболее  быстро  в  бетоне  опор  с  низким  качеством  изготовления  и  прежде  всего  с 
несоблюдением толщины стенки. 
На  электрифицированном  участке  Алматы  –  Отар  филиала  АО  «НК  «ҚТЖ»  Алматинской 
дистанции  электроснабжения  согласно  графика    предупредительного  ремонта  проводится 
диагностика железобетонных опор с целью определения несущей способности конструкций, когда ее 
снижение  происходит  под  влиянием  скрытых  дефектов  и  повреждений  в  бетоне  и  арматуре. 
Существующие  методы  и  приборы  предназначены  для  диагностики  центрифугированных 
железобетонных  опор  контактной  сети.  В  зависимости  от  места,  где  проводится  диагностика,  и 
причин,  вызывающих  снижение  несущей  способности  этих  конструкций,  различают  два  вида 
диагностики:  диагностику  надземной  части  и  подземной  части  опор.  По  результатам  диагностики 
надземной  части  проводится  оценка  несущей  способности  опор,  изменение  которой  должно 
происходить  вследствие  старения  бетона  и  уменьшения  его  прочностных  характеристик. 
Диагностика  подземной  части  опор  проводится  для  оценки  состояния  проволочной  арматуры  и 
уровня  снижения  несущей  способности  при  электрокоррозии  арматуры.  Подобная  диагностика 
должна  проводиться  и  при  коррозионном  повреждении  бетона  под  воздействием  агрессивных 
грунтов. 
Согласно  инструкции  ЦЭ-18  «По  техническому  обслуживанию  и  ремонту  опорных 
конструкций  контактной  сети»,  по  участку  Алматы-Отар  произведена  оценка  состояния 
железобетонных  опор  и  фундаментов  по  виду  и  размерам  повреждений.  Выполнены  работы  по 
проверке состояния подземной и надземной части железобетонных опор контактной сети. 
Все дефектные опоры подлежат к первой категории, наличие которых не оказывает существенного 
влияния на прочность и деформативность конструкции, но снижает их долговечность [3].  
Результаты  проверки  занесены  в  таблицу  1,  приведены  определения  дефектных 
железобетонных  опор  контактной  сети,  степень  опасности  повреждения  является  1-й  категорией, 
которые в эксплуатации находятся с 1981 года. Состояние опор проверено ручным способом методом 
надземной и подземной части диагностирования. 
 
Таблица 1. Анализ состояния контактной сети 
 
Наименование 
РКС 
ед. 
изм. 
Количество 
проверенных 
опор 
Количество 
дефектных опор 
по категориям 
Степень опасности 
повреждения 
Примечание 
ЭЧК-Отар 
шт 
2293 
12 
1-я категория 
1981 года выпуска 
ЭЧК-Казыбек-бек 
шт 
3033 
654 
1-я категория 
1981 года выпуска 
ЭЧК-Чемолган 
шт 
1348 
11 
1-я категория 
1981 года выпуска 
ЭЧК-Алматы 
шт 
1403 
 
1-я категория 
1981 года выпуска 
Итого по ЭЧ-19 
Алматы 
 
8077 
677 
 
 
 

●
 Технические науки 
 
                                                    
№2 2014 Вестник КазНТУ  
                    
246 
Контроль  осуществляется  работниками  дистанций  электроснабжения.  Цель  контроля  - 
проверка  качества  изготовления  и  соответствия  их  требованием  ГОСТа.  Контроль  включает  в  себя 
следующие  этапы:1)  проверка  документации;  2)  проверка  наличия  предусмотренных  проектом 
закладных  деталей  3)  Проверка  гидроизоляционных  и  антикоррозийных  покрытий;  4)  Измерение 
сопротивления  заземлителя  прибором  М  –  416.  Результаты  оформляются  актом  (протоколом)  и 
заносятся в книгу опор ЭУ-87, на дефектные опоры оформляют карточки.  
В  практике  эксплуатации  железных  дорог  также  используется  достаточно  простой  метод 
оценки несущей способности центрифугированных железобетонных стоек опор контактной сети.Она 
основана на измерениях скорости распространения продольных ультразвуковых волн в теле стойки в 
продольном  и  поперечном  направлениях  [4].  В  качестве  основного  измерительного  средства  при 
контроле опор используется ультразвуковой тестер УК1401 (рисунок 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 3. Ультразвуковой тестер УК-1401 
 
Тестер  представляет  собой  малогабаритный  (удерживаемый  в  руке)  электронный  блок  с 
цифровым индикатором результатов измерений и двумя встроенными в его корпус ультразвуковыми 
преобразователями  с  сухим  акустическим  контактом.  На  рисунке  4  показаны  положения  прибора 
УК1401 при контроле стойки опоры. Точки установки преобразователей тестера при прозвучивании 
поперёк стойки выбирают так, чтобы продольные трещины, если они есть, проходили не ближе 30 мм 
к  любому  из  преобразователей,  и  на  пути  прохождения  ультразвуковых  волн  между 
преобразователями не было ни одной трещины. 
 
 
а)                                      б) 
 
Рис. 4. Контроль несущей способности стойки опоры прибором УК1401:а - направления прозвучивания стойки 
в выбранном месте контроля; б - расположение прибора относительно трещин при поперечном прозвучивании 
стойки.  
1 - ультразвуковой тестер УК1401; 2 - тело стойки; 3 - трещины; 4 - пути прохождения ультразвуковых волн 
между ультразвуковыми преобразователями; 5 - точки установки преобразователей при поперечном 
прозвучивании стойки; 6 - точки установки преобразователей при продольном прозвучивании стойки. 
 
При  продольном  прозвучивании  стойки  в  этом  же  месте  прибор  располагают  между  пучками 
продольной  арматуры,  чтобы  максимально  уменьшить  её  влияние  на  результат  измерений.  Для 
определения положения арматуры используют электромагнитный измеритель защитного слоя бетона.  
 

●
 Техникалық ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014  
 
247
Измерения проводят, как правило, в местах, где стойка наиболее нагружена, например, со стороны пути. 
Сам  процесс  контроля,  если  не  учитывать  осмотр  стойки  и  выбор  мест  измерений,  занимает 
несколько минут. В выбранном месте, держа прибор горизонтально, прижимают его к стойке на 10 - 
15 секунд, после чего считывают результат измерения с индикатора и записывают его в таблицу. 
Оценки  состояния  опор  контактной  сети  методом  надземной  части  и  подземной  части 
недостаточно  выявляют  дефект  поврежденной  опоры,  в  сложившейся  ситуации  приобретение 
ультразвукового прибора УК-1401, основанная на измерениях скорости распространения ультразвука 
в теле стойки в продольном и поперечном направлениях в АО «НК «ҚТЖ» необходим.  
Невозможно  определить  прочность  и  рабочую  нагрузку  бетона,  несущую  способность 
железобетонных  опор.  Откопка  каждой  железобетонной  опоры  при  выполнении  осмотра  занимает 
много времени и значительное количество задействованных монтеров.  
С  помощью  ультразвукового  прибора  УК-1401  легко  и  эффективно  определить,  оценку 
несущей  способности  железобетонных  опор  контактной  сети,  предоставляется  достоверная 
информация.  Исключает  возможность  падения  опор,  к  аварийным  случаям,  нарушения  графика 
движения поездов, обеспечивается безопасность. 
Осуществляется 
неразрушающим 
контролем 
ультразвуковым 
методом 
(допускается 
применение  других  стандартизованных  методов)  прибором  УК1401  путем  поверхностного 
прозвучивания стоек по линии, перпендикулярной направлению рабочей арматуры. 
Для определения дефектности опор, которые подлежат к замене стоек,  требуется пользование 
ультразвукового прибора УК-1401. Такие обследования предотвращают также излишнюю отбраковку 
опор. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
1.  В.В.  Клюев,  Техническое  диагностирование    -  этап  обеспечения  надежности  систем,  М.,  Транспорт 
1991, 305с. 
2.  К.Г. Марквардт.,  Контактная сеть М., Транспорт, 1994, 177с. 
3.  «  Инструкция  по  техническому  обслуживанию  и  ремонту  опорных  конструкций  контактной  сети» 
ЦЭ-18,  утвержденная  Заместителем  Генерального  директора  РГП  «Қазақстан  темір  жолы»  по  технической 
политике и развитию Б.А. Исинаминовым, 1997, 120с. 
4.  Интернет http://www.findpatent.ru 
 
REFERENCES 
1.  V.V. Kluev, Technical diagnosing - a stage of ensuring reliability of systems, transport, М., Transport, 1991, 
305s. 
2.  K.G. Markvardt, Contact network,М., Transport, 1994, 177s. 
3.  "The maintenance manual and to repair of supporting frameworks of a contact network" ZE-18 approved by 
the  Deputy  director  general  of  RGP  "Kazakhstan  railways"  on  technical  policy  and  development  Isinaminov  B.A., 
1997, 120s. 
4.  Internethttp://www.findpatent.ru 
 
Жармағамбетова М.С., Сатенова М.Б. 

жүктеу/скачать 38,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: