Відновлення експлуатаційного ресурсу та підвищення несучої здатності прогонових будов залізничних мостів - Автореферат

Дослідження, спрямовані на продовження експлуатаційного ресурсу та збільшення вантажопідйомності металевих прогонових будов з низьким класом навантаження, запровадження нових конструкцій мостового полотна мають виключно важливе значення для забезпечення безпеки руху поїздів та необхідної пропускної спроможності залізниць. Основні дослідження експериментального, теоретичного та прикладного характеру виконані згідно з тематикою науково-дослідницьких робіт, що виконувались згідно з галузевим планом Державної адміністрації залізничного транспорту України за темами: 128/06-Цтех-321/06-ЦЮ від 02.10.2006 "Дослідження та розробка технології підсилення, ремонту та збільшення експлуатаційного ресурсу суцільностінчастих зварних прогонових споруд", 17/08-Цтех-0277/08-ЦЮ від 18.04.2008 "Проведення досліджень та розробка технічних вказівок з укладання плит БМП на прогонових будовах з низьким класом навантаження", 140/08-Цтех-0529/08-ЦЮ від 16.07.2008 "Проведення досліджень та удосконалення проїзної частини зварних металевих прогонових споруд залізничних мостів та розробка технологічного регламенту їх ремонту". дослідити напружено-деформований стан окремих елементів металевих прогонових будов при використанні різних типів мостового полотна, вплив типу мостового полотна на вантажопідйомність та довговічність, подовження експлуатаційного ресурсу металевих прогонових будов залізничних мостів; експериментально перевірити ефективність способів ремонту металевих прогонових будов залізничних мостів щодо подовження їх експлуатаційного ресурсу. теоретично та експериментально доведено збільшення експлуатаційного ресурсу та вантажопідйомності прогонових будов мостів завдяки обєднанню залізобетонних плит безбаластного мостового полотна (БМП) з поздовжніми балками проїжджої частини прогонової будови мосту у сталезалізобетонну конструкцію;Звісно, статичну складову тимчасового навантаження на прогонову будову конструкція мостового полотна не змінить, але може забезпечити певний поглинаючий динамічний ефект чи мінімальну позацентровість передачі зусилля на балки. У прогонових будовах зі наскрізними фермами з їздою низом мостове полотно влаштовують на проїжджій частині, яка складається з поперечних та поздовжніх балок. Завантаження конструкції проводилось поетапно окремо для різних типів мостового полотна, а саме: для мостового полотна на деревяному брусі,на залізобетонних плитах, укладених за типовою схемою та плитах, обєднаних у стале залізобетонну конструкцію. У якості розрахункової моделі поздовжньої балки було прийнято просторову модель зі скінченних елементів у вигляді пластин, що моделюють поздовжню балку даної прогонової будови (рис. При досягненні повного обєднання залізобетонної плити безбаластного мостового полотна з балками суттєво збільшується їх вантажопідйомність Особливо актуальним це питання є для старих мостів, що були запроектовані свого часу під навантаження Н-7; улаштування щільного і достатньо міцного прокладного шару між балкою та плитою практично знімає всі запитання щодо тріщиностійкості плити під дією місцевих навантажень; експлуатаційний ресурс поздовжніх балок суттєво збільшується у наслідок усунення ексцентриситету обпирання плит на них.Виконаний у рамках дисертації аналіз сучасного технічного стану металевих залізничних мостів України свідчить про наявність негативних тенденцій щодо зменшення експлуатаційного ресурсу цих споруд через невідповідність вимогам сучасного навантаження обєктів, що збудовані за застарілими нормами та накопичення дефектів втомлювального характеру. 2 Основними пріоритетними заходами з подовження експлуатаційного ресурсу металевих прогонових будов залізничних мостів визначено проведення ремонтних робіт, спрямованих на усунення наявних дефектів втомлювального характеру, модернізації вузлів прогонових будов та мостового полотна, спрямованих на відновлення експлуатаційного ресурсу. Розроблено моделі напружено-деформованого стану та методологію розрахунку елементів прогонових будов, які обґрунтовано лабораторними дослідженнями та перевірено на реальних обєктах ефективність усунення тріщин втоми методом їх заварювання, що підвищує довговічність елемента у порівнянні із вихідним станом більш ніж у 40 разів, а у комплексі з високочастотною механічною проковкою до межі нормативної - 2·106 циклів.

Основний зміст роботи

1. Виконаний у рамках дисертації аналіз сучасного технічного стану металевих залізничних мостів України свідчить про наявність негативних тенденцій щодо зменшення експлуатаційного ресурсу цих споруд через невідповідність вимогам сучасного навантаження обєктів, що збудовані за застарілими нормами та накопичення дефектів втомлювального характеру.

2 Основними пріоритетними заходами з подовження експлуатаційного ресурсу металевих прогонових будов залізничних мостів визначено проведення ремонтних робіт, спрямованих на усунення наявних дефектів втомлювального характеру, модернізації вузлів прогонових будов та мостового полотна, спрямованих на відновлення експлуатаційного ресурсу.

3. Розроблено моделі напружено-деформованого стану та методологію розрахунку елементів прогонових будов, які обґрунтовано лабораторними дослідженнями та перевірено на реальних обєктах ефективність усунення тріщин втоми методом їх заварювання, що підвищує довговічність елемента у порівнянні із вихідним станом більш ніж у 40 разів, а у комплексі з високочастотною механічною проковкою до межі нормативної - 2·106 циклів.

4. Досліджено напружено-деформований стан поздовжніх балок при використанні різних типів мостового полотна. Теоретично обґрунтовано та перевірено на реальному обєкті ефективність використання безбаластного мостового полотна на залізобетонних плитах, зокрема обєднаних у стале залізобетонну конструкцію з поздовжніми балками, що дозволяє до 30% збільшити вантажопідйомність поздовжніх балок та забезпечити подовження експлуатаційного ресурсу прогонової будови вцілому.

5. За допомогою розробленої скінченно-елементної моделі проведено дослідження напружено-деформованого стану безбаластного мостового полотна як єдиної системи "плита-прокладний шар-балка". У результаті теоретичних досліджень перевірених на реальних обєктах оптимальним визначено зусилля для затягування шпильки 5-10т. Існуючі нормативні вимоги що до необхідності забезпечення зусилля 20 тс визнані неприпустимими.

6. Вперше застосовано приварні шпильки для кріплення плит БМП, що значно підвищує надійність та довговічність конструкцій за рахунок центрального прикладання тимчасового навантаження на повздовжні балки та ліквідації розтягуючих зусиль на верхній фібрі плит БМП. Результати досліджень напружено-деформованого стану плит мостового полотна та поздовжніх балок, отримані при випробування прогонової будови, підтвердили ефективність, технологічність конструкції.

7. Отримані у рамках дисертаційної роботи результати стали основою двох нормативних документів Укрзалізниці, спрямованих на подовження експлуатаційного ресурсу металевих прогонових будов залізничних мостів та наблизили створення нормативного документу рівня ГСТУ .

1. Линник Г.О. Продовження терміну експлуатації зварних металевих прогонових будов мостів з тріщинами втоми / В.І. Кирян, В.В. Книш, Г.О. Линник // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. - К.: НТУ, 2006.- Вип. 73. - С. 121-125.

2. Линник Г.О. Утримання штучних споруд на залізницях України / Г.О. Линник // Дорожня галузь України. - 2007. - № 1. - С. 31-32.

3. Линник Г.О. Испытания стальных пролетных строений мостовых конструкций при помощи АЭ комплекса ГАЛС-1 / Г.О. Линник, Д.Л. Ивашкевич, Д.В. Галаненко // Неразрушающий контроль. - 2007. - №3. - С. 18-21.

4. Рекомендації з огляду, підсилення, ремонту та збільшення експлуатаційного ресурсу суцільностінчатих зварних прогонових будов / [В.І. Кирян, В.О. Ковтуненко, В.Д. Позняков, В.В. Книш, І.І. Вальтеріс, В.М. Мірянін, О.В. Войтенко, В.О. Яковлєв, В.О. Систренський, Д.Л. Івашкевич, Г.О. Линник] - К.: "Наш Друк", 2007. - 76 с.

5. Линник Г.О. Причини виникнення тріщин втоми у зварних прогонових будовах / О.Л. Закора, Г.О. Линник // Дороги і мости. - К.: ДЕРЖДОРНДІ, 2007. - Т.1. Вип. 7.- С. 174-178.

6. Линник Г.О. Испытание пролетных строений железнодорожных мостов с применением метода акустической эмиссии / Г.О. Линник, Д.Л. Ивашкевич // Дороги і мости. - К.: ДЕРЖДОРНДІ, 2008. - Вип. 9. - С. 145-148.

7. Линник Г.О. Дослідження несної здатності прогонових будов металевих мостів з різними типами мостового полотна / Г.О. Линник // Дороги і мости. - К.: ДЕРЖДОРНДІ, 2008. - № 9. - С. 141-144.

8. Линник Г.О. Испытание стальных пролетных строений мостовых конструкций при помощи АЭ комплекса ГАЛС-1 / Г.О. Линник, Д. Галаненко // Теорія і практика неруйнівного контролю матеріалів і конструкцій. Серія: Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів. - Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, 2008. - № 13. - С. 107-113.

9. Линник Г.О. Забезпечення працездатності зварних суцільностінчатих прогонових будов залізничних мостів / В.І.Кирян, В.В Книш, Г.О Линник // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. - Дніпропетровськ: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, 2009. - Вип. 27. - С. 181-189.

10. Линник Г.О. Дослідження конструктивних особливостей мостового полотна на безбаластних мостових плитах / Г.О. Линник // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій. - Львів: Каменяр, 2009. - Вип. 8. - С. 685 - 690.

11. Линник Г.О. Систематизація пошкоджень залізобетонних плит безбаластного полотна залізничних мостів / А.А. Плугін, О.А. Забіяка, С.В. Мірошніченко, Г.О. Линник, А.І. Бабенко // Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд і будівель на залізничному транспорті. - Харків: УКРДАЗТ, 2009.- Вип. 109. - С. 120 - 131.

12. Технологічний регламент із ремонту зварюванням пошкоджених тріщинами втоми елементів прогонових будов залізничних мостів: ЦП-0214/відповідальний за випуск Г.О. Линник - Київ: ТОВ "НВП Поліграфсервіс", 2009. - 36 с. (Нормативний документ Укрзалізниці. Головне управління колійного господарства).

13. Линник Г.О. Експериментальні дослідження несучої здатності повздовжніх металевих балок залежно від типу мостового полотна/ О.Л. Закора, Г.О. Линник, В.В. Марочка // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Теорія і практика будівництва. - Львів: Національний університет "Львівська політехніка", 2010. - №662. - С. 193-195.

14. Линник Г.О. Дослідження місцевих деформацій бетонного прокладного шару при використанні мостового полотна на плитах БМП / Г.О. Линник // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Теорія і практика будівництва. - Львів: Національний університет "Львівська політехніка", 2010. - №662. - С. 293-295.

15. Линник Г.О. Дослідження роботи стінки поздовжньої балки залізничних металевих мостів при різних типах мостового полотна / О.Л. Закора, Г.О. Линник, В.В. Марочка // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. - Дніпропетровськ: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, 2010. - Вип. 33. - С. 88 - 92.

Размещено на .ru