Разработка и обоснование рациональных конструкций арочных водопропускных труб для автомобильных дорог нечерноземья

• Автор: Захаров, Фёдор Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ

НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

1.1.Конструктивные решения водопропускных труб: история и

современные тенденции

1.2.Анализ проблем сооружения и эксплуатации водопропускных труб

1.3.Анализ конструкций водопропускных труби затрат на их устройство

1.4.Обследование полукольцевых водопропускных труб и анализ их

состояния
1.5.Выводы. Задачи и цели
Глава 2. ПОСТАНОВКИ И РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ И РАЦИОНАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ АРОЧНЫХ
ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ
2.1.Общие сведения о постановках и методах решения сложных задач
оптимизации водопропускных труб
2.2.Общая постановка задача оптимизации водопропускных труб
2.3.Исследование параметров арки полуэллиптических
водопропускных труб
2.4.Исследование параметров опорной фундаментной плиты полуэллиптических водопропускных труб
2.5.Анализ влияния транспортной нагрузки Н14 на водопропускные
трубы в насыпях различной высоты
2.6.Варианты рационального использования водопропускных труб эквивалентной площади водопропускного отверстия
2.7.Выводы по главе

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ «ТРУБА-ГРУНТ» И АНАЛИЗ
КОНСТРУКЦИЙ АРОЧНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ
3.1 Исследование напряженно-деформированного состояния водопропускных труб в массиве грунта
с помощью метода конечных элементов
3.2 Расчёт и проектирование арочных полуэллиптических водопропускных труб
3.3 Проектирование полукольцевых водопропускных труб с использованием
ГТК «Лира» и методик СНиП
3.4 Проектирование оголовков арочных водопропускных труб
3.5 Выводы по главе
Глава 4.ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ
4.1.Цель и задачи исследований
4.2.Особенности гидравлической работы водопропускных труб
4.3.Применяемые ресурсы и оборудование
4.4.Методика проведения эксперимента и обработки результатов
4.5.Определение водопропускной способности вариантов
водопропускных труб
4.5.1 Экспериментальное исследование К-ВПТ
4.5.2 Экспериментальное исследование ПЭ-ВПТ
4.5.3 Экспериментальное исследование ПК-ВПТ
4.5.4 Исследование площадей потоков моделей труб
4.5.5 Определение расхода вариантов водопропускных труб
4.6.Оценка сходимости полученных результатов
4.6.1 Показания ультразвукового расходомера
4.6.2 Анализ нормативных величин водопропускной способности
4.6.3 Расчёт водопропускной способности по инженерной методике

4.7.Влияние шероховатости фундаментной плиты на расход полуэллиптической водопропускной трубы
4.8.Конструктивный ряд водопропускных труб эквивалентной водопропускной способности
4.9.Оценка энергии потока воды вариантов водопропускных труб
4.10. Выводы по главе
Глава 5.ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ И АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ
5.1 .Состояние производственной площадки цеха железобетонных
изделий ГУП ДСУ-
5.2.Подготовка производственной площадки для полуэллиптических
водопропускных труб
5.3.Организация производства полуэллиптических водопропускных труб
5.4. Анализ и оценка стоимости проектных решений
5.5.Состояние проекта и перспективы внедрения полуэллиптических водопропускных труб
5.6.Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение 1: К расчёту водопропускных труб ПЭ 10-60, 10-30
методом конечных элементов
Приложение 2: Расчёт внутренних усилий в водопропускных трубах
ПЭ 10-60, 10-30
Приложение 3: Расчёт и проектирование полуэллиптической
водопропускной трубы, типоразмер ПЭ
Приложение 4: Экономические расчёты стоимости вариантов ВПТ
Приложение 5: Патенты автора на полезные модели водопропускных труб
Приложение 6: Рабочие чертежи элементов ВПТ ПЭ 10-60
Приложение 7: Акты внедрения

f(X) -ßX) = Cu + S HcijxGij —* min, (2.1)
где Си - стоимость изготовления элементов ВПТ;
dj, Gy, /=1,2, ..., N, у = 1,2, ..., М - стоимость и вес (объем) /-го материала в у-м элементе ВПТ;
N- число материалов, используемых при изготовлении Л/элементов ВПТ.
Предполагается, что КО (все минимизируемые) строительно-монтажных fi(X) и дополнительных земляных fßX) работ, транспортных ß(X) и эксплуатационных ß(X) расходов и другие КО учитываются на стадии проектирования АД.
• В качестве ВП принята поэлементная декомпозиция:
- ВП для полуэллиптической (ПЭ) оболочки:
Х = а/Ь - соотношение осей оболочки (ПЭО) при условии minxi <;ci < тахх, х2 = So - толщина оболочки при условии minx2 <х2 < тахх2,
- ВП для опорной плиты (ОП):
х?,= S,, - толщина плиты при условии minx2 <х- <тахх2, следовательно:
Х =Х{хих2у,Х2=Х2{хт,}-Х = Х{Х-,Х2} =Х{хйХ2-,х2}
• для учёта ФО будем использовать метод отображений в допустимую область путём выполнения проектно-корректировочного расчёта (внутренняя задача ОПК) с помощью программного комплекса «Лира 9.4» и её подсистемы «Лир-АРМ», позволяющих обеспечить выполнение действующих нормативных требований по первой и второй группе предельных состояний.
Принятые решения по КО и ФО не могут вызывать сомнений и возражений - это общепринятая практика преодоления «проклятия» «много-» [7, 16].
Декомпозиция по ВП требует дополнительного обоснования. Предварительно отметим, что сопряжение полуэллиптической оболочки ПЭО и ОП выполняется по шарнирной расчётной схеме и замкнутый контур ПЭ-ВПТ имеет (с позиций статики строительной механики) одну лишнюю связь, т.е. является один раз статически неопределимой системой.