Аналіз проблем забезпечення надійності та довговічності гідротехнічних споруд транспортного будівництва з дорожніх водопропускних труб в умовах експлуатації

Опубліковано:
Номер: Випуск 25(2022)
Розділ: Гідротехнічне будівництво, водна інженерія та водні технології
Cторінковий інтервал статті: 190–202
Ключові слова: автомобільна дорога, водопропускна труба, гідротехнічна споруда, довговічність, надійність
Як цитувати статтю: Онищенко А. М., Гаркуша М. В., Клименко М. І. Аналіз проблем забезпечення надійності та довговічності гідротехнічних споруд транспортного будівництва з дорожніх водопропускних труб в умовах експлуатації. Дороги і мости. Київ, 2022. Вип. 25. С. 190–202.
Як цитувати статтю (references): Artur Onyshchenko, Mykola Harkusha, Mykola Klymenko. Analysis of problems of ensuring reliability and durability of hydraulic structures of transport construction from road waterways. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2022. Iss. 25. P. 190–202 [in Ukrainian].

Автори

Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-5388-0561
Національний транспортний університет (НТУ), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-7967-5881
Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-1040-4530

Анотація

Вступ. Незабезпечення надійності та довговічності гідротехнічних споруд транспортного будівництва з дорожніх водопропускних труб в умовах експлуатації пов’язане з дією статичних і динамічних навантажень від транспортних засобів і температурних кліматичних впливів, руйнівної сили водяного потоку, абразивного руйнування, корозії металу.

Причиною недостатньої ефективності конструктивних рішень дорожніх водопропускних труб ― їх принципова відмінність від мостів умовами протікання потоку через споруду. На виході з труби утворюється двовимірний потік, а на ділянці гасіння енергії водяного потоку двовимірний потік трансформується у тривимірний високотурбулентний потік, що спричинює деформацію дна відвідного русла і, як наслідок, руйнування конструкції кріплення нижнього б’єфу, зсуву ґрунту, руйнування водопропускної споруди в цілому.

Проблематика. Із літературного аналізу встановлено, що дорожні водопропускні труби  перебувають у складних умовах експлуатації, що зпричинює передчасне їх руйнування.

Мета. Полягає в аналізі проблем забезпечення надійності та довговічності гідротехнічних споруд транспортного будівництва з дорожніх гофрованих металевих водопропускних труб.

Результати. Проведено аналіз проблем забезпечення надійності та довговічності гідротехнічних споруд транспортного будівництва з дорожніх водопропускних труб в умовах експлуатації. Надано пропозиції розрахунку вихідних ділянок споруди для забезпечення її надійності.

Висновки. На сьогоднішній день не у повній мірі вивчено питання забезпечення надійності та довговічності гідротехнічних споруд транспортного будівництва з дорожніх водопропускних труб ― поперемінна зміна режимів підтоплення водопропускної труби, зокрема робота дорожніх водопропускних труб в частково напірному режимі; зміна та вплив коефіцієнта шорсткості за рахунок наявності гофр, їх розміщення; вплив корозії металу на довговічність конструкції; абразивне зношення стінок гофр. Недостатньо вивчене питання кінетики вихідних ділянок гофрованої металевої водопропускної споруди.

 

Посилання

  1. Assessment and rehabilitation of existing culverts: A synthesis of highway practice. National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) Synthesis 303. Transportation Research Board, 2002.
  2. Mathews, J.C. Decision analysis guide for corrugated metal culvert rehabilitation and replacement using trenchless technology. 2012: United States Department of Agriculture, Forest Service.
  3. CSP Durability Guide. National Corrugated Steel Pipe Association. Washington, 2000.
  4. Drainage Handbook Optional Pipe Materials. State of Florida Department of Transportation. Tallahassee, Florida. 2014. 38 р.
  5. Hydraulic design of highway culverts. U.S. Department of Transportation. Hydraulic design series number 5. Third edition. Publication No. FHWA-HIF-12-026. 2012. 326 р.
  6. Handbook of steel drainage and highway construction products. Published by Corrugated Steel Pipe Institute, American Iron and Steel Institute. 2002. 470 p.
  7. Pettersson, L., Sundquist H. Design of soil steel composite bridges. Structural Desing and Bridges. Stockholm, 2007. 84 р.
  8. AASHTO: Standart Specifications for Highway Bridges. American Association of State Highway and Transportation Officials, 444 N. Capitol St., N. W., Ste. 249, Washington, D. C., 2001.
  9. CHBDC. Canada Highway and Bridge Design Code, Section 7. Code, Buried Structures (Final), February 1998. CSPI (2002).
  10. Коваль П.М., Бабяк І.П., Сітдикова Т.М. Нормування при проектуванні і будівництві споруд з металевих гофрованих конструкцій. Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. Дніпро, 2010. № 39.  С. 114–117.
  11. Ковальчук В. В. Несуча здатність транспортних споруд із металевих гофрованих конструкцій в умовах експлуатації : дис. ... д-ра техн. наук : 05.23.01 / Одес. держ. акад. буд-ва та архітектури. Одеса, 2019. 445 с. 
  12. ВБН В.2.3-218-198:2007 Проектування та будівництво споруд із металевих гофрованих конструкцій на автомобільних дорогах загального користування. Київ, 2007. 32 c. (Інформація та документація).
  13. ДСТУ Б В.2.3-24:2009 Труби дорожні. Обстеження та оцінювання технічного стану. Київ, 2010. 21 с. (Інформація та документація).
  14. ДСТУ-Н Б В.2.3-34:2016 Настанова з виконання робіт при будівництві мостів та труб. Київ, 2017. 92 с. (Інформація та документація).
  15. ДБН В.2.3-14:2006. Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування. Київ, 2006. 366 c. (Інформація та документація).
  16. Онищенко А.М., Башкевич І.В., Гаркуша М.В., Цивін М.Н., Кожарін С.В. Гідравліка: практичний курс із застосуванням Mathcad : підручник. Київ, 2022. 264 с.
  17. Большаков В.А., Курганович А.А. Гидрологические и гидравлические расчёты малых дорожных сооружений. Вища школа. Головное изд-во, 1983. 280 с.
  18. Колотков Н.М., Янковский О.А., Щербіна К.Б., Черняховская С.Э. Металические гофрированные трубы под насыпями. Москва, 1973. 120 с.
  19. Муромов В.С. Лившиц М.Х. Косогорные водопропускные трубы. Москва, 1975. 144 с.
  20. Цивін М.Н. Дослідження експлуатаційних характеристик погашувача енергії активного типу. Автомобільні дороги і дорожнє будівництвою. Вип. 57. 1999. С.209–213.
  21. Кольченко О.Л. Управление кинематической структурой двухмерного бурного потока за трубчатыми водосбросными сооружениями: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.14.09 / КИСИ. Киев, 1987. 20 с.
  22. Ткаченко Н.И. Совершенствование элементов крепления нижнего бьефа трубчатых водопропускных сооружений лиманного орошения: Автореф. диссерт. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / НИМИ. Новочеркасск, 1987. 24 с.
  23. Service life of culverts. NCHRT. Synthesis of Highway Practice 474. Transportation Research Board of the National Academies. Washington, 2015. 145 р.