Розрахунок аркової дорожньої споруди з гофрованого металу з урахуванням форми гофру

Опубліковано:
Номер: Випуск 29(2024)
Розділ: Гідротехнічне будівництво, водна інженерія та водні технології
Cторінковий інтервал статті: 208-214
Ключові слова: аркова дорожня споруда, несна здатність, опір, переміщення.
Як цитувати статтю: Абрамов В. М. Розрахунок аркової дорожньої споруди з гофрованого металу з урахуванням форми гофру. Дороги і мости. Київ, 2024. Вип. 29. С. 208–214.
Як цитувати статтю (references): Volodymyr Abramov. Calculation of arched road structure from corrugated of metal taking into account the form of the corrugation. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2024. Issue 29. P. 208–214 [in Ukrainian].

Автори

Донбаська національна академія будівництва і архітектури, м. Івано-Франківськ (на період воєнного стану), Україна
https://orcid.org/0000-0002-6911-5178

Анотація

Вступ. Розглянуто питання розрахунку аркової дорожньої споруди з гофрованого металу на основі числового моделювання за методом скінчених елементів (МСЕ) з використанням фактичних параметрів перерізу металевих гофрованих конструкцій (МГК).

Проблематика. У минулі роки для розрахунків і випробувань дорожніх споруд з МГК розглядалася умовна проста прямокутна форма перерізу, еквівалентна за згинальною  жорсткістю гофрованому профілю. Це було прийнято для спрощення розрахунків і досліджень. Такій підхід використовують і в сучасних нормах з проєктування споруд з МГК. Але це не зовсім коректне спрощення.

Мета і завдання. Показати можливість уникнути зайвої умовності і спрощеності розрахункової схеми і отримати більш коректні і більш інформативні результати розрахунку споруд з МГК.

Методи досліджень і результати. Мета і завдання реалізуються розрахунково-теоретичним аналізом і числовим моделюванням за МСЕ з використанням конкретного прикладу розрахунку дорожньої споруди (малого мосту) з МГК.

Розрахункову модель складено відповідно до дійсної форми гофрів, без переходу до умовної простої прямокутної форми перерізу елементів арки, еквівалентних за згинальною жорсткістю. За основну розрахункову умову за міцністю у даної роботі прийнято умову не перевищення розрахунковим навантаженням несучої здатності арки, як складової частини системи «споруда ¾ ґрунт». Несну здатність споруди у даної роботі розглянуто як суму власної несучої здатності арки (поза ґрунтом) і додатка, якій забезпечує пружний опор ґрунту насипу у відповідь на переміщення арки у бік ґрунту. Для визначення додатка несної здатності за рахунок опору ґрунту модель арки прийнято як «механізм» з повними шарнірами у місцях найбільших напружень і деформацій арки. Геометрична незмінність «механізму» забезпечується додатковими стрижнями, які моделюють опор ґрунту переміщенням арки. Зусилля у цих стрижнях мають бути відповідними рівнодіючій опору ґрунту. Додаток несної здатності визначається як навантаження на арку, при якому зусилля у додаткових стрижнях дорівнюють  рівнодіючої опору ґрунту насипу допустимим переміщенням арки у бік ґрунту.

Висновки. Показана можливість виконати розрахунок дорожньої споруди з МГК з урахуванням фактичних параметрів перерізу елементів з отриманням більш коректних і більш інформативних результатів (зокрема з визначенням розподілу напружень у ділянках гофрів), а також запропонована  основа для подальших досліджень і розроблення пропозицій для доповнення і корегування  норм з проєктування таких споруд.

Посилання

  1. Petterson L. Design of soil steel composite bridges. – Stockholm: KTN Roal Institute of Technology, 2007. 98 p.
  2.  ВБН В.2.3-218-198:2007. Споруди транспорту. Проєктування та будівництво споруд з металевих гофрованих конструкцій на автомобільних дорогах загального користування. Київ, 2007. 49 с. (Інформація та документація).
  3. Посібник до ВБН В.2.3-218-198:2007 Споруди транспорту. Проєктування та будівництво споруд з металевих гофрованих конструкций.на автомобільних дорогах загального користування. Київ, 2007. 124 с. (Інформація та документація).
  4. Абрамов В. М. Особливості розрахунку дорожніх споруд з металевих гофрованик конструкцій. Вісник НУВГП. Технічні науки: зб. наук. праць. Рівне: НУВГП, 2023. Вип. 1 (101). С. 100–109.
  5. Абрамов В. М. Граничні деформації дорожніх споруд з гофрованого металу. Вісник НУВГП. Технічні науки: зб. наук. праць. Рівне: НУВГП, 2023. Вип. 1 (101). С. 143–149.