Результати натурних досліджень напружено-деформованого стану сталезалізобетонної прогонової будови залізничного мосту
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Основною метою дослідження є визначення напружено-деформованого стану та робочих характеристик наявної сталезалізобетонної прогонової будови під залізницю після тривалої експлуатації в разі сприйняття статичних і динамічних навантажень. Методика. Для досягнення мети проведено натурні обстеження наявного мостового переходу в цілому, основну увагу зосереджено на сталезалізобетонній прогоновій будові, визначено умови та особливості її експлуатації, проведено статичні і динамічні випробування. Під час випробувань вимірювали загальні деформації прогонових будов (вертикальні й горизонтальні прогини) та напружений стан в елементах конструкцій за різних схем навантажень. У ході динамічних випробувань проводили реєстрацію статичних і динамічних складових прогинів та зміни напружень в елементах конструкцій під час проходження рухомого складу по прогоновій будові. Досліджено взаємодію прогонової будови з рухомим складом, вплив нерівностей підходів до мосту на збудження рухомого складу. Результати. Отримано величини напружень в елементах сталезалізобетонної прогонової будови за умови встановлення такого випробувального навантаження, за якого в випробувальних елементах повинні виникати найбільші напруження та деформації. Виміряно частоти власних та вимушених коливань прогонової будови, динамічний коефіцієнт, визначено динамічні прогини головних балок, величини декрементів коливань частоти власних та вимушених коливань. Досліджено динамічну взаємодію рухомого складу зі сталезалізо-бетонною прогоновою будовою. Підтверджено аналітичні припущення, узяті під час проєктування сталеза-лізобетонних прогонових будов мостів. Наукова новизна. У роботі проведено дослідження напружено-деформованого стану сталезалізобетонної прогонової будови залізничного мосту після тривалої експлуатації, сумісної роботи прогонової будови з рухомим складом. Практична значимість. Визначено умови роботи сталезалізобетонної прогонової будови залізничного мосту, статичні й динамічні характеристики її роботи, взаємодії рухомого складу з прогоновою будовою, вплив нерівностей колії підходів до мосту на динамічну взаємодію прогонової будови й рухомого складу. Практично підтверджено аналітичні розрахунки деформаційних і динамічних характеристик сталезалізобетонних прогонових будов мостів. Сумісна робота сталевої балки та залізобетонної плити забезпечена в достатній мірі і відповідає теоретичним припущенням.
ENG: The main purpose of the study is to determine the stress-strain state and performance characteristics of an existing steel-reinforced concrete bridge span structure for a railway after long-term operation under static and dynamic loads. Methodology. To achieve the goal, the existing bridge crossing was inspected in situ, with the main focus on the steel-reinforced concrete span structure, the conditions and features of its operation were determined, and static and dynamic tests were performed. The tests measured the overall deformations of the span structures (vertical and horizontal deflections) and the stress state in the structural elements under different loading schemes. During the dynamic tests, static and dynamic components of deflections and changes in stresses in structural ele-ments were recorded during the passage of rolling stock along the span structure. The interaction of the girder struc-ture with the rolling stock and the influence of uneven approaches to the bridge on the excitation of the rolling stock were studied. Findings. The stresses in the elements of a steel-reinforced concrete span structure were obtained un-der the condition of setting a test load at which the greatest stresses and strains should occur in the test elements. The frequencies of natural and forced vibrations of the span structure, the dynamic coefficient, the dynamic deflec-tions of the main beams, and the values of decrements of the vibrations of the natural and forced vibrations were measured. The dynamic interaction of the rolling stock with the steel-reinforced concrete span structure is investi-gated. The analytical assumptions made during the design of steel-reinforced concrete bridge spans were confirmed. Originality. The study investigates the stress-strain state of a steel-reinforced concrete bridge span after long-term operation and the joint operation of the span with rolling stock. Practice value. The operating conditions of a steel-reinforced concrete railway bridge span, static and dynamic characteristics of its operation, interaction of rolling stock with the span, and the influence of track irregularities of the bridge approaches on the dynamic interaction of the span and rolling stock were determined. The analytical calculations of deformation and dynamic characteristics of steel-reinforced concrete bridge spans have been practically confirmed. The joint operation of a steel beam and a reinforced concrete slab is sufficiently ensured and meets theoretical assumptions.
ENG: The main purpose of the study is to determine the stress-strain state and performance characteristics of an existing steel-reinforced concrete bridge span structure for a railway after long-term operation under static and dynamic loads. Methodology. To achieve the goal, the existing bridge crossing was inspected in situ, with the main focus on the steel-reinforced concrete span structure, the conditions and features of its operation were determined, and static and dynamic tests were performed. The tests measured the overall deformations of the span structures (vertical and horizontal deflections) and the stress state in the structural elements under different loading schemes. During the dynamic tests, static and dynamic components of deflections and changes in stresses in structural ele-ments were recorded during the passage of rolling stock along the span structure. The interaction of the girder struc-ture with the rolling stock and the influence of uneven approaches to the bridge on the excitation of the rolling stock were studied. Findings. The stresses in the elements of a steel-reinforced concrete span structure were obtained un-der the condition of setting a test load at which the greatest stresses and strains should occur in the test elements. The frequencies of natural and forced vibrations of the span structure, the dynamic coefficient, the dynamic deflec-tions of the main beams, and the values of decrements of the vibrations of the natural and forced vibrations were measured. The dynamic interaction of the rolling stock with the steel-reinforced concrete span structure is investi-gated. The analytical assumptions made during the design of steel-reinforced concrete bridge spans were confirmed. Originality. The study investigates the stress-strain state of a steel-reinforced concrete bridge span after long-term operation and the joint operation of the span with rolling stock. Practice value. The operating conditions of a steel-reinforced concrete railway bridge span, static and dynamic characteristics of its operation, interaction of rolling stock with the span, and the influence of track irregularities of the bridge approaches on the dynamic interaction of the span and rolling stock were determined. The analytical calculations of deformation and dynamic characteristics of steel-reinforced concrete bridge spans have been practically confirmed. The joint operation of a steel beam and a reinforced concrete slab is sufficiently ensured and meets theoretical assumptions.
Description
М. Гернич: ORCID 0000-0002-5069-4798; С. Ключник: ORCID 0000-0001-7771-8377
Keywords
дослідження, сталезалізобетон, напруження, деформації, залізничний міст, прогонова будова, сумісна робота, research, reinforced concrete, stresses, deformations, railway bridge, span structure, joint operation, КТІ
Citation
Гернич М. В., Ключник С. В. Результати натурних досліджень напружено-деформованого стану сталезалізобетонної прогонової будови залізничного мосту. Наука та прогрес транспорту. 2022. № 3–4 (99–100). С. 70–78. DOI: 10.15802/stp2022/276534.