1. Pod-definiii. Abordarea multidisciplinar a comportamentului podurilor

Podul este un sistem tehnic deosebit de complex. El contine multiple materiale, cu caracteristici diferite si cu omogenitate doar rareori prezenta, nglobate ntr-un tot unitar prin multiple solutii tehnice ce nu se regasesc nici macar ca o majoritate pe ansamblul retelei. Pe plan mondial nu exista o definitie unitara pentru structura numita pod. Definitia termenului de pod n diferite tari:

Multitudinea de elemente implicate n descrierea unui pod implica o abordare complexa, multidisciplinara n studiul starii si evolutiei sale. Abordarea comportamentului podurilor n sistem multidisciplinar:

2. Metode de evaluare a strii tehnice a podurilor. Principii generale

Metodele de evaluare a starii tehnice a podurilor se refera, n general, lacuantificarea defectelor constatate prin inspectii vizuale. Valorile atasate defectarii sunt utilizate la aprecierea starii tehnice.

1) STADIUL ACTUAL N ROMNIA n tara noastra starea tehnica a unui pod de sosea se evalueaza n conformitate cu reglementarile AND 522, Instructiuni pentru Stabilirea Starii Tehnice a Unui Pod. n conformitate cu aceasta instructie se definesc un numar de cinci indici de calitate (Ci ) si cinci indici de functionalitate ( Fi ). Corespunzator fiecarui indice enumerat mai sus se identifica defectele, n conformitate cu manualul de defecte, sau disfunctionalitatile si se stabileste gravitatea fiecaruia. Pe baza gravitatii se acorda fiecarui defect o depunctare si maximum dintre depunctarile corespunzatoare unui indice se scade din valoarea 10 considerata ca cea mai mare valoare pe care o poate lua un indice de calitate. n acest mod se obtin valorile pentru Ci si pentru Fi . n final, starea tehnica generala a unui pod este exprimata prin indicele total de calitate Ist. Functie de valoarea Ist se stabileste clasa tehnica a podului si se poate alege strategia de ntretinere, reparare sau reabilitare a podului.

2) METODA NATIONAL BRIDGE INVENTORY (FHWA-SUA) Administratia Federala a Drumurilor din Statele Unite, prin Biroul de Ingineria Podurilor, a dezvoltat un normativ (ghid) de nregistrare si codificare a inventarului structurilor si apreciere a podurilor. n ultimul deceniu a fost realizat un volum important de munca n vederea includerii de date necesare pentru implementarea sistemului de management al podurilor (BMS). Pe baza datelor din baza de date, ghidul stabileste si o metodologie de calcul a factorului de adecvare (sufficiency rating factor). Acest indice poate fi utilizat pentru a realiza o ierarhizare a podurilor functie de nevoia de reparatii a fiecaruia. Baza de date consta dintr-un fisier text n care se nscriu conform unui sistem de codificare corespunzator 116 coloane continnd tot attea tipuri de date numerice sau text. Datele continute reprezinta indicatii despre pozitia si jurisdictia podului, tipul de structura, vrsta, obstacolul ntlnit,clasificarea functionala, trafic, caracteristici geometrice, clasa de ncarcare, indici de stare a componentelor si altele.

3) METODA DE EVALUAREA A STARII PODURILOR DIN QUBEC (CANADA) Sistemul de evaluare a degradarilor si defectelor include doi indicatori:CEM Cota de evaluare a materialului (cote d'valuation du matriau) caredescrie calitatea materialului dintr-un element;CEC Cota de evaluare a comportamentului (cote d'valuation ducomportement) ce descrie aptitudinea elementului de a juca rolul prescris nstructura. CEM este indicator al importantei defectelor detectate pe un element al podului. CEC este un indice care leaga defectul de efectele sale asupra stabilitatii, capacitatii portante, duratei de viata precum si de confortul si siguranta traficului. Cei doi indicatori au valori ntre 1 si 6. Valoare 1 descrie un element n stare foarte proasta iar 6 se aplica elementelor ale caror materiale sunt n stare noua sau a caror stare de defectare nu are nici un efect asupra comportamentului. Consecintele degradarilor sunt judecate si functie de rolul pe care l are elementul n ansamblul structurii. n acest scop elementele sunt mpartite n 3 grupuri:Elemente principale (P);Elemente secundare (S);Elemente accesorii (A).

4) METODA PONTIS DE EVALUARE A STARII TEHNICE Metoda de evaluare PONTIS mparte podurile n elementele constitutive.Elementele sunt grupate n subsisteme: tablier, suprastructura, infrastructura, podete, diverse, indicatori speciali. Descrierea fiecarui element se face prin atasarea unui indice de stare a carui valoare este cuprinsa ntre 1 si 5, 1 reprezentnd starea cea mai buna si 5 starea cea mai degradata. Pentru unele elemente identificate se merge numai pna la starea 4 iar pentru altele numai pna la 3. Cu ct valoarea este mai mare cu att degradarea este mai mare si cu att aportul considerat la starea generala a podului este mai mare. Fiecare nivel de stare, pentru fiecare element identificat, are o descriere si i se ataseaza o anumita actiune de interventie dintr-o lista de activitati.

5) METODE UTILIZATE N FRANTA Actualmente, n Franta se folosesc mai multe metode de evaluare a starii tehnice a unui pod de sosea. Avnd dreptul de a alege, administratorii se afla ntr-o perioada de cautare a celor mai bune metode. Una dintre acestea este dezvoltata de firma GETEC pentru departamentele Moselle si Haute Savoie din estul Frantei. n cadrul acestei metode se stabileste pentru fiecare element un indice de gravitate (IG) si un indice functional (IF). Indicele de gravitate depinde de gradul de degradare si importanta elementului n structura. IG are valoare minima 8 si valoarea maxima 360. Indicele functional depinde de gradul de importanta a drumului, riscurile asupra utilizatorilor sau riveranilor. IF are valoare minima 0 si valoarea maxima 20.

3.Evaluarea strii tehnice a podurilor n conformitate cu instrucia AND522

n conformitate cu aceasta instructie se definesc un numar de cinci indici de calitate (Ci ) si cinci indici de functionalitate ( Fi ) astfel:

Corespunzator fiecarui indice enumerat mai sus se identifica defectele, n conformitate cu manualul de defecte, sau disfunctionalitatile si se stabileste gravitatea fiecaruia. Pe baza gravitatii se acorda fiecarui defect o depunctare si maximum dintre depunctarile corespunzatoare unui indice se scade din valoarea 10 considerata ca cea mai mare valoare pe care o poate lua un indice de calitate. n acest mod se obtin valorile pentru Ci si pentru Fi . n final, starea tehnica generala a unui pod este exprimata prin indicele total de calitate care se calculeaza conform relatiei: Functie de valoarea Ist se stabileste clasa tehnica a podului si se poate alege strategia de ntretinere, reparare sau reabilitare a podului.

4.Metode de inspecie a podurilor

1) STADIUL ACTUAL N ROMNIA Inspectia podurilor n Romnia se realizeaza dupa AND522 si manualul de defecte. Nu au fost dezvoltate suplimentar manualul inspectorului de poduri si ghid de inspectie.

2) UN MODEL FRANCEZ Metodologia de inspectie pentru sistemul francez GETEC:

Inspectia podurilor are de fapt doua faze:

a) Munca de teren: culegerea de date, evaluarea patologiei, notarea structurilor dinpunct de vedere calitativ si functional, estimarea lucrarilor de interventie, prelevarea de imagini, schite, planuri, relevee etc.b) Munca n birou: clasificarea si interpretarea datelor culese, redactarea rapoartelor de inspectie (carnetul structurii si carnetul de vizita), sinteza datelor, analiza si arhivarea fotografiilor.5. Surse de incertitudine

Incertitudinea poate fi mpartita n diferite tipuri functie de sursa de provenienta. Incertitudinea poate fi influentata n timpul evaluarii structurale prin mbunatatirea starii de cunoastere, lucru posibil ntre anumite limite, functie de surse. Exista patru surse principale pentru incertitudine:

a) Variabilitatea naturala a variabilelor ce descriu caracteristicile de baza. De exemplu, variatia efortului de cedare de-a lungul unui bare de armatura din otel nu poate fi practic determinata prin teste. Variabilitatea naturala poate aparea si n timp: de exemplu efectul actiunii traficului asupra unui punct particular al structurii. Faptul ca variabilele variaza n timp este important deoarece influenteaza modul n care incertitudinea rezultata este modelata n analiza probabilistica.

b) Eroarea de estimare rezulta din incompletitudinea datelor statistice din care seestimeaza parametrii modelelor probabilistice. De exemplu daca media si varianta efortului de cedare sunt derivate din n esantioane, atunci eroarea de estimare scade cnd n creste. Astfel, o crestere n cantitatea de date colectate produce o scadere a incertitudinii cauzate de eroarea de estimare. Eroarea de estimare poate apare si n cazul cnd datele provin din esantioane luate de la mai multe surse sau de la o sursa alta dect cea principala.

c) Imperfectiunile de modelare provin din utilizarea de modele matematice pentru a reprezenta fenomene reale. Acest tip de incertitudine are doua componente: una din cauza lipsei de ntelegere a modelului si a doua, urmare a utilizarii de modele simplificate. De exemplu, nu este practic sa se efectueze o serie de teste de ncarcare numai pentru a dezvolta un model structural nou. Teste de ncarcare se pot efectua pentru a calibra un model deja existent. Incertitudinea cauzata de eroarea de simplificare poate fi redusa prin adoptarea unui model mai precis, dar nu este totdeauna evident care model da, ntr-o anumita situatie, cea mai buna acuratete (complexitatea calculelor nu creste obligatoriu precizia).

d) Eroarea umana rezulta din erori produse n timpul proiectarii, constructiei sauoperarii structurilor. Incertitudinea cauzata de comportamentul uman poate fi redusa prin metode de asigurare a calitatii ce pot reduce rata de aparitie si marimea erorilor. Acest tip de incertitudine poate fi redus prin prezenta verificatorilor de proiecte pentru detectarea erorilor de proiectare, inspectii si ncercari pentru detectarea erorilor de constructie si prin instalarea dispozitivelor de protectie si securitate pentru eliminarea erorilor de exploatare.

6. Modelarea inginereasc a incertitudinii

n proiectarea si n evaluarea ulterioara a podurilor se utilizeaza o multitudine de variabile care au o deosebita importanta n calculele ingineresti. Ele pot fi grupate dupa cum urmeaza:

proprietati fizico-mecanice (rezistenta, deformabilitatea, stabilitatea, obosealamaterialelor, sectiunile, elementelor structurale, terenului de fundare);caracteristici geometrice ale structurilor de poduri;ncarcari datorate exploatarii sub trafic auto, trafic de persoane, ncarcaritehnologice (conducte, cabluri atasate etc.), ncarcari accidentale;parametri meteorologici-hidrologici (care corespund actiunilor climatice asuprapodului: viteza vntului, temperatura aerului, temperatura solului, cantitatea sicompozitia precipitatiilor, viteza si compozitia apelor rului acolo unde estecazul);marimi geofizice legate de activitatea seismica: (acceleratia seismica,amplitudine seismica, energie eliberata n focar).

Aceste variabile se utilizeaza n calcule de proiectare, si mai apoi n determinarea starii tehnice, ntr-o forma simplificata, idealizata, functie de gradul de incertitudine modelat. n timp s-au structurat trei modele fundamentale:

a) Modele deterministe - considera incertitudinea din evolutia unei variabile X ca fiind de natura nealeatoare. Astfel, valorile posibile pe care variabila aleatoare X poate sa le ia sunt nlocuite printr-o valoare numerica unica. Aceasta valoare numerica poate fi :

1. valoare tipica x a variabilei,2. valoarea maxima xmax a variabilei, sau3. valoarea minima xmin a variabilei.

Modelarea deterministica a problemelor ingineresti ignora partial sau totalcaracterul aleator al majoritatii variabilelor. Totusi utilizarea unuia sau altuia din modeletrebuie sa tina seama de semnificatia probabilistica a valorii.Valoarea (medie) x accepta implicit ideea ca variabila are numai valoarea x , adica. Acest mod de abordare este justificat la acele variabile unde coeficientii de variatie Vx sunt apropiati de zero. n celelalte doua cazuri se considera implicit ca valorile mai mari dect xmax respectiv mai mici dect xmin au probabilitati neglijabile:

b) Modele probabilistice - Modelele probabilistice pornesc n evaluarea unei variabile de la considerentul ca aceasta este de natura integral probabilistica. Pornind de aici, valorile probabile ale variabilei X sunt descrise folosind concepte ale teoriei probabilitatilor matematice:

densitatea de repartitie f(x) sau functia de repartitie F(x) ;media aritmetica m ;abaterea standard sau coeficientul de variatie Vx .

n calcule si n standarde variabilele aleatoare sunt definite printr-un fractil al repartitiei statistice adica printr-o valoare numerica ce indica probabilitatea de a exista valori mai mici sau mai mari dect acestea.Fractilul Xp este definit ca: Valorile considerate pentru fractilii Xp ai variabilei aleatoare depind de:probabilitatea p cu care se definesc;tipul repartitiei statistice, deci forma analitica a f(x) sau F(x) .

c) Modele semiprobabilistice - incertitudinile evaluarii unei variabile se considera ca fiind de tip asociat partial aleator, partial nealeator.Incertitudinea de natura aleatoare se poate exprima prin utilizarea unui fractil xp alrepartitiei variabilei X , fractil caracterizat prin probabilitatea p de a exista valori mai micidect xp :

Incertitudinile nealeatoare, induse de imperfectiunea cunoasterii ingineresti se potexprima pe baze deterministice prin majorarea sau micsorarea valorii fractilului xp cufactorii deterministici cd .Aceste valori se aleg n sensul sigurantei:subunitari cd 1 pentru fractili inferiori;supraunitari cd 1 pentru fractili superiori.n fine, valoarea semiprobabilistica a unei variabile, xsp are forma:

Valorile factorului cd se aleg pe considerente de intuitie, experienta, traditie etc.

7. Fiabilitate. Definiii

Unul dintre cele mai importante concepte ale teoriei fiabilitatii este chiar termenul de "fiabilitate" care a fost definit de International Electrotechnical Commission ca fiind: Abilitatea unei entitati de a ndeplini o functie specificata, n conditii stabilite, pentru o perioada de timp stabilita. Termenul de fiabilitate este de asemenea folosit pentru o caracteristica fiabilistica ce denota probabilitatea succesului sau rata succesului. Pornind de la definitie se pot extrage urmatoarele concepte:

a) conceptul de entitate care si ndeplineste functia ceruta n conditii stabilite. Entitatea este avuta n vedere ca fiind un sistem. Sistemul este un set de componente care interactioneaza delimitat printr-o frontiera de mediul nconjurator. Componentele sistemului pot sa se defecteze (nu mai pot ndeplini functia pentru care au fost concepute). Defectarea poate apare brusc sau gradual, partial sau total. O defectiune care apare brusc si se manifesta total o vom denumi defectiune catastrofica. Defectiunile le clasificam functie de modul de aparitie: n lucru, n asteptare, sub ncarcare, etc. Componentele defectate pot fi reparabile sau nereparabile, ntelegnd prin reparabil posibilitatea ca un component care s-a defectat sa fie readus la starea sa initiala fara sa afecteze functionalitatea sistemului. Caracterul reparabil al unui component poate fi legat si de natura misiunii sistemului. Un sistem poate ndeplini simultan mai multe misiuni. Daca misiunea sa este de a preveni aparitia unor defectiuni cu consecinte dezastruoase, fiabilitatea devine sinonima cu siguranta.

b) Conceptul de probabilitate. Evaluarea fiabilitatii unui sistem devine oproblema de calculare a probabilitatilor.

c) Conceptul de durata a misiunii: fiabilitatea este o functie de timp.

d) Conceptul de conditii de functionare: acesta se refera nu doar la ambientul fizic n care sistemul si desfasoara activitatea dar si la modurile de functionare si ntretinere. ntretinerea poate avea loc dupa defectarea unui component dar poate avea loc si preventiv.

8. Defeciunea Definiii

n studiul fiabilitatii sistemelor, notiunea de baza cu care se lucreaza este defectiunea. Defectiunea reprezinta o pierdere totala sau partiala a capacitatii de functionare, precum si orice modificare a valorii parametrilor constructivi sau functionali n afara limitelor impuse de documentatie. Defectiunea apare ca o consecinta a evenimentului defect. ISO-8402 defineste termenul defect ca fiind Situatia de nesatisfacere a conditiilor de utilizare prevazute. Evenimentul fizic defect reprezinta o imperfectiune fizica a unui element alsistemului sau un factor extern care antreneaza o functionare eronata permanent, temporar sau intermitent. Eroarea este un simptom al unui defect, fiind cauzata de prezenta uneia sau mai multor defectari. Defectiunile apar datorita unor greseli de conceptie (proiectare), executie, exploatare, ntretinere sau din alte cauze. Defectele de conceptie sunt cel mai greu de nlaturat dupa construirea integrala a sistemului. Defectele de fabricatie sunt cauzate de nerespectarea documentatiei sau utilizarii unor materiale si materii prime necorespunzatoare, cele de exploatare datorita nerespectarii prevederilor documentatiei de exploatare, de exemplu depasirea clasei de ncarcare a unui pod voit sau din ignoranta. Defectiunile datorate ntretinerii pot apare din cauza unui nivelnecorespunzator de calificare a celor care se ocupa de ntretinere, a lipsei fondurilor necesare sau a unor erori umane voite. De asemenea pot apare defecte inerente datorita unor procese naturale de uzura, mbatrnire a materialelor, coroziune sau eroziune. Mai pot fi generate defecte din cauza unor evenimente exceptionale care se iau n calcul numai cu o anumita probabilitate: cutremure cu o intensitate mai mare dect cele luate uzual n calcul, inundatii catastrofale, accidente de circulatie etc.

9. Termeni uzuali legai de fiabilitate definiii

n domeniul fiabilitatii se utilizeaza curent termeni precum: timp de buna functionare, durata de viata, redondanta, mentenanta, mentenabilitate, disponibilitate. Timpul de buna functionare reprezinta intervalul de timp dintre doua defectarisuccesive. Pentru elementele nereparabile acesta coincide cu durata de viata.Se impun doua cazuri speciale:

pentru elementele nereparabile care functioneaza o singura data si senlocuiesc, se consuma sau se distrug prin functionare, nu se poate asocianotiunea de fiabilitate cu notiunea de timp. Pentru acestea se poate folosidoar probabilitatea de buna functionare.Uneori, pentru sistemele cu functionare discontinua (automobile, relee etc.),timpul de buna functionare se exprima mai corect prin alte unitati demasura dect cele de timp. De exemplu prin distanta parcursa, numar decicluri de functionare etc. Pentru un pod se poate utiliza numarul de treceri(numarul de vehicule fizice).

Deoarece timpul de buna functionare pentru elemente de acelasi tip este o variabila aleatoare se defineste si se foloseste frecvent notiunea de timp mediu de buna functionare. Durata de viata reprezinta reprezinta durata de utilizare pna cnd parametriielementului / sistemului ajung n limite care nu mai justifica repararea. Aceata se mai numeste si resursa sistemului. Deoarece este o variabila aleatoare se poate defini si resursa medie. Pentru dispozitivele nereparabile durata medie de viata se suprapune peste timpul mediu de buna functionare. Cresterea fiabilitatii unui sistem presune existenta unor rezerve sau elemente suplimentare. Aceasta poarta numele de redundanta. n domeniul constructiilor aceasta se ntlneste adesea sub denumirea de rezerva structurala. Totalitatea actiunilor tehnice si organizatorice care au ca scop mentinerea sau restabilirea unui sistem, astfel nct sa functioneze n conditii date pe durata de viata prevazuta, se numeste mentenanta. n procesul de mentenanta trebuie sa fie cuprinse lucrari de prevenire, depistare,corectare si nlaturare a defectelor si efectelor lor. Mentenabilitatea este probabilitatea ca o actiune de mentenanta, pentru un element aflat n conditii de utilizare date, poate fi efectuata ntr-un anumit interval de timp, cnd mentenanta este realizata n conditii date, folosind proceduri si resurse date. Disponibilitatea este un criteriu de performanta si masoara gradul n care un sistem este n stare functionala la un anumit moment. Prin definitie, disponibilitatea este probabilitatea ca un element/component/sistem, exploatat n conditii date, supus unui proces de mentenanta corespunzator, sa nu fie defect sau n proces de reparare la momentul dat. n principiu disponibilitatea este cu att mai ridicata cu ct fiabilitatea este mai ridicata dar si cu ct mentenabilitatea este mai ridicata.

10. Factori de siguran. Abordarea determinist

Traditional, evaluarea riscului de defectare a unei structuri se face pe baza factorilor de siguranta (eng. factors of safety), dezvoltati din experienta anterioara pe baza opiniei expertilor pentru sistemul considerat si factorii de mediu anticipati. Conventional, se proiecta si se verifica raportul dintre ceea ce se presupunea a fi valorile nominale ale capacitatii si solicitarii : De exemplu, daca efortul unitar admisibil este 2700 daN/cm2 si solicitarea maxima calculata este de 1700 daN/cm2 atunci factorul de siguranta asa cum a fost definit mai sus este de 1,58. Podul se considera ca functionnd satisfacator daca factorul calculat este mai mare dect o valoare minima prescrisa, valoare considerata din experienta practica. Daca factorul de mai sus (1,58) este mai mic dect cel prescris si se considera intolerabil atunci se iau masuri n consecinta. Daca ne aflam n faza de proiectare atunci se reface proiectul iar daca sistemul este deja sub trafic trebuie sa se nchida podul si sa se treaca, dupa caz, la repararea, consolidarea sau chiar nlocuirea lui. Modele de abordare a indicilor de siguranta:

11. Factori de siguran. Abordarea statistic

Att solicitarea ct si rezistenta materialului sunt, de fapt, variabile aleatoare care, la un moment dat, sunt caracterizate printr-o anumita distributie a valorilor descrisa de o functie de distributie a probabilitatii. Valorile nominale ale capacitatii si solicitarii nu pot fi determinate cu certitudine si nici raportul lor. A fost de aceea folosit un factor centrat de siguranta definit ca: Unde sunt valorile medii ce se calculeaza din dateleexperimentale si din investigatiile n teren.

Practica uzuala a impus utilizarea unor valori nominale definite prin folosirea mediei si deviatiei standard. Astfel se foloseste o valoare nominala a capacitatii mai mica dect valoarea medie de forma: si o valoare nominala a solicitarii mai mare dect cea medie de forma: Unde hc si hd reprezinta numarul de unitati sigma pentru fiecare functiecorespunzatoare.

Corespunzator se poate calcula:

12. Indicele de siguran

Daca, n conformitate cu distributia probabilitatilor, valoarea maxima a solicitarii este mai mare dect valoarea minima a capacitatii atunci cele doua distributii se vor suprapune si probabilitatea de defectare va fi diferita de zero. O modalitate de a evalua aceasta probabilitate este de a considera diferenta dintre capacitate si solicitare numita si interval de siguranta (safety margin): Probabilitatea de defectare este asociata cu acea proportie a distributiei ce corespunde lui Datorita usurintei cu care se poate manevra s-a adoptat o noua masura a adecvarii unui sistem care este indicele de siguranta definit ca numarul de unitati sigma cuprinse n intervalul de siguranta: Indicele de siguranta este inversul coeficientului de variatie al intervalului de siguranta: n functie de capacitate si solicitare indicele de siguranta are forma: Unde este coeficientul de corelatie dintre capacitate si solicitare: pentruo corelatie perfect pozitiva, pentru o corelatie perfect negativa si

pentru functii perfect necorelate.

Pentru ipoteza rezonabila ca solicitarea nu este corelata cu capacitatea, deci se obtine:

n principiu, evaluarea fiabilitatii se face prin compararea indicelui de siguranta calculat cu valorile considerate a fi adecvate, valori obtinute din experienta anterioara cu structuri similare.

13. Fiabilitatea unui element

O sectiune a structurii podului n timpul functionarii este supusa unor solicitari (fie ele eforturi sau momente). Pe de alta parte sectiunea respectiva este capabila sa preia o anumita solicitare a carei valoare este determinata de caracteristicile geometrice si fizico-mecanice. Notnd generic cu Xa solicitarile si cu Xr rezistenta, putem scrie relatia destabilitate cunoscuta: Acesta este cazul ideal cnd structura este perfect masurabila si elementele sale strict omogene, iar actiunile exterioare perfect controlabile si masurabile. Evident un asemenea caz este exclus si att actiunile ct si rezistenta se comporta ca niste variabile aleatoare. Considernd actiunile sectionale si rezistenta sectionala ca fiind variabilele aleatoare Xa , Xr . Ele vor fi caracterizate de indicatorii si de functiile densitatile de repartitie si respectiv functiile de repartitie. Probabilitatea de functionare sigura: Unde: Ps - probabilitatea functionarii sigure; Pc - probabilitatea de cedare.

Distributia actiunilor si a rezistentei:

14. Evoluia n timp a fiabilitii unui element

Este inerenta materialelor folosite n realizarile tehnice o degradare continua a caracteristicilor lor. Capacitatea de a face fata solicitarilor scade permanent n medie. Pe de alta parte solicitarile medii cresc n timp ca urmare a dezvoltarii tehnicii, stiintei si nivelului de trai. Evolutia rezistentei si a solicitarilor:

Evolutia n timp a fiabilitatii. Distributia estimatorului de fiabilitate:

Unde: - estimatorul fiabilitatii;

- valoarea medie a estimatorului de fiabilitate; - functie de distributie a probabilitatii.

Dependenta fiabilitatii de mediul nconjurator:

15. Starea tehnic Definiii, concepte fundamentale

Starea tehnica a sistemului pod reprezinta o evaluare a multimii tuturor caracteristicilor sistemului tehnic pod surprinse la un moment de timp si care coroborate cu influenta mediului nconjurator determina comportamentul prezent si viitor al sistemului din punctul de vedere al scopului tehnic pentru care a fost construit. Evident, o asemenea definitie, omite sau neglijeaza o seama de aspecte:

este imposibil de contabilizat totalitatea caracteristicilor sistemului;este greu de stabilit valoarea exacta a proprietatilor si de aceea se accepta ncalcul o seama de aproximari;este imposibil de modelat absolut exact comportamentul materialelorconstitutive ale podului;este imposibil de masurat cu exactitate actiunea factorilor externi asuprasistemului.

Starea tehnica a unui pod este deci o descriere cantitativa ce aproximeaza descrierea calitativa a comportarii podului ca sistem n momentul evaluarii si n perioada imediat urmatoare. Starea tehnica nu trebuie confundata cu fiabilitatea care este o probabilitatecalculabila n anumite limite de incertitudine. O metoda curenta de descriere a starii tehnice a unui pod este construirea unui indice de stare prin agregarea datelor privind elementele individuale. Un astfel de indice se poate referi la componente mai mari precum infrastructura, suprastructura, calea pe pod sau la pod n ansamblu, ori chiar la un numar mai mare de poduri sau reteaua de poduri n ansamblu. Pentru stabilirea starii tehnice trebuie colectate si prelucrate un set de date. Datele si analiza lor n vederea obtinerii unor indici de stare tehnica trebuie sa ocupe un rol central n orice sistem de management al podurilor. Analiza datelor trebuie sa fie bine planificata, proactiva, altfel administrarea podurilor se transforma ntr-un proces de reactie ad-hoc la situatiile de criza care apar n timp. Scopul colectarii si analizei datelor este de:a oferi un inventar al podurilor, elementelor podurilor, volumului de trafic si alaltor caracteristici ale sistemului;a reflecta starea prezenta a elementelor podurilor;a furniza o evidenta a lucrarilor efectuate, a impactului si costurilor lor;a permite o predictie a deteriorarii, o previzionare a starii viitoare a elementelorPodurilor;a prezice impactul diferitelor alternative de ntretinere / reparare;a estima costurilor asociate cu diferite alternative pentru administratie,utilizatori si terti;a permite evaluarea efectelor diferitelor alternative asupra podurilor;a optimiza alocarea resurselor.

Descrierea propusa pentru starea tehnica si depunctarile corespunzatoare:

16. Clasificarea defeciunilor: dup variaia intrrilor/strilor

Dupa modul de variatie a intrarilor/starilor, exista doua tipuri de defectiuni: bruste (instantanee sau inopinate) si progresive (n trepte). Defectiunile bruste reprezinta rezultatul unei variatii abrupte n timp a unuia sau a unor parametri ai sistemului. Exemple ar putea fi, ntre altele, prabusirea sau deplasarea unei culei n timpul unui cutremur, ruperea parapetilor de siguranta n timpul unui accident etc. Defectiunile progresive rezultata din variatia lenta a parametrilor datoritacoroziunii, mbatrnirii materialelor etc. Prin verificari periodicetrebuie sa se faca la timp evaluarea starii de degradare pentru ca celmai adesea defectiunile progresive evolueaza n defectiuni bruste.Pericolul cel mai mare n acest caz este dat de necunoastere.

17. Clasificarea defeciunilor: dup raportul cu cauzele care le-au generat

Dupa raportul cu cauzele care le-au generat, exista defectiuni: datorita utilizarii necorespunzatoare, inerente, primare, secundare. Defectiunile datorate utilizarii necorespunzatoare au drept cauza nerespectarea prevederilor documentatiei de exploatare a sistemului, precum si slaba calificare a personalului de ntretinere. Ca exemplu, aplicarea devopsele necorespunzatoare pe partile metalice aflate n aer liber, vopsele care se desprind si nu asigura o protectie corespunzatoare la coroziune. Defectiuni inerente cauzate n general de existenta unor erori de proiectare saude fabricatie. Se datoresc adoptarii unor solutii constructivenecorespunzatoare sau utilizarii unor materiale de calitate inferioara(rezistenta redusa, stabilitate insuficienta a proprietatilor fizico-chimice etc.). Defectiuni primare sunt defectele care nu sunt generate de alte defectiuni, ca de exemplu nfundarea unei guri de scurgere a apelor pluviale. Defectiuni secundare sunt generate ca urmare a existentei altor defectiuni(coroziunea metalului de armatura datorita infiltrarii apelor acumulate din cauza nfundarii unei guri de scurgere).

18. Clasificarea defeciunilor: dup frecven

Dupa frecventa se pot defini defectiuni sporadice si cronice. Defectiunile sporadice au o repetabilitate scazuta si o aparitie ntmplatoare. Defectiunile cronice apar cu regularitate n acelasi loc, pot avea cauze multiplede proiectare, de executie gresita sau de exploatare sistematic eronata. Daca repetabilitatea este sub 10% se considera sporadica nesemnificativa; ntre10-30% au importanta mica. Cu repetabilitate mai mare de 30% suntconsiderate cronice.

19. Clasificarea defeciunilor: dup gradul de reducere a capacitii de funcionare

Dupa gradul de reducere a capacitatii de functionare se disting defectiuni partiale si totale. Defectiunile partiale sunt considerate anumiti parametri nu mai au valorile caresa asigure performantele impuse, fara ca sistemul n ansamblu sa piarda capacitatea de functionare (degradarea stratului de acoperire asfaltica care nu mai permite confort la o viteza mare a autoturismelor dar nu mpiedica trecerea pe pod a unor convoaie cu gabarit mare). Defectiunile totale conduc la pierderea capacitatii de functionare (cedarea uneipile).

20. Clasificarea defeciunilor: dup consecine

Dupa consecinte, defectele pot fi minore, majore si critice. Defectiunile minore nu mpiedica functionarea (colmatarea rosturilor de dilatare, nfundarea gurilor de scurgere a apelor, faiantarea asfaltului caii de rulare pe pod). Pot si trebuie nlaturate imediat, deoarece nu implica eforturi mari, dar pot conduce, n timp, la defectiuni secundare costisitoare. Defectiunile majore mpiedica corecta functionare a sistemului (afuierea uneipile care se poate prabusi; denivelarea caii de rulare pe pod/cuiburi de gaina n cale). Defectiuni critice au consecinte periculoase, pot provoca distrugeri de bunurisau pierderea de vieti omenesti (deplasarea platelajului n timpul unui cutremur).

21. Clasificarea defeciunilor: dup volumul i caracterul restabilirii

Dupa volumul si caracterul restabilirii, defectiunile se clasifica in: dereglari, caderi, avarii. Dereglarile apar la acele subsisteme care necesita ntretinere si reglaje. Apardatorita uzurii normale, greselilor de proiectare si executie sau unor cauze accidentale. De exemplu suprapunerea, deteriorarea sau, eventual, distrugerea aparatelor de tip pieptene de la rosturi datorita modificarii pozitiei relative a celor doua elemente. Caderile determina modificarea ireversibila a parametrilor unor elemente sausubsisteme. n general se nlatura greu si necesita nlocuirea elementului defectat. Avariile sunt defectiuni datorate unor erori grosolane de exploatare sintretinere sau ca urmare a unor calamitati naturale. Necesita timp lung de refacere si cheltuieli mari de materiale si energie.

22. Clasificarea defeciunilor: dup uurina de depistare

Dupa usurinta de depistare, defectele pot fi evidente si ascunse. Defectiunile evidente se descopera imediat, la un examen sumar, dar remedierea nu este ntotdeauna usoara (ruperea unei grinzi). Defectiunile ascunse sunt acele defectiuni greu de depistat si care necesita metode de investigatii speciale, folosirea unor aparaturi complexe, personal calificat si timp, astfel corodarea armaturilor, deteriorare hidroizolatiei sub covorul asfaltic sunt exemple de defecte ascunse a caror aparitie se evidentiaza prin semne indirecte.

23. Clasificarea defeciunilor: dup durata defeciunii

Dupa durata defectiunii, sunt defectiuni temporare, intermitente, stabile. Defectiunea temporara apare n anumite conditii si dispare fara interventiapersonalului de ntretinere, dupa ce cauzele care au generat-o dispar. De exemplu acoperirea caii de rulare cu apa n cazul unor inundatii catastrofale. Defectiunea intermitenta este temporara si cu efecte evidente dar uneori greude depistat. Defectiunea stabila apare si nu poate fi nlaturata dect prin repararea saunlocuirea elementului defect.

24. Clasificarea defeciunilor: relativ la durata de folosire

Relativ la durata de folosire a sistemului, pot apare defectiuni timpurii (precoce), intmplatoare si de uzura (de mbatrnire). Defectiunile timpurii apar la nceputul duratei de exploatare. Se datoreazautilizarii unor greseli de proiectare, unor solutii constructive eronate sau insuficient aprofundate sau unor defecte de fabricatie ori de executie. Defectiunile ntmplatoare apar pe timpul duratei utile de viata a sistemului.Aceste defecttiuni sunt de regula bruste si sporadice. Sistemul este cu att mai fiabil cu ct numarul de defectiuni ntmplatoare este mai mic. Defectiunile de uzura sau mbatrnire apar in faza finala a utilizarii sistemului,elementelor sau produselor. Astfel de defectiuni apar, de exemplu, la elementele supuse la oboseala.