Динамика демонтажа пролетных строений мостов методом сбрасывания

• Автор: Зылёва, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Состояние вопроса. Задачи исследования
2. Основные положения используемого численного метода.
2.1. Разрешающие уравнения, способ их интегрирования
2.2. Способ учета контактных сил
2.3. Учет пластических деформаций
2.4. Разработка модели на случай трехмерной упругой среды
2.4.1. Обобщенная модель А.Р. Ржанидына
2.4.2. Тестирование трехмерной модели на статических и
динамических задачах
3. Анализ силового взаимодействия демонтируемого пролета с опорной конструкцией. Факторы, формирующие траектории падения.
3.1. Исследование параметров контактного взаимодействия
для случая сбрасывания с постоянной или временной опоры
3.2. Разработка расчетной схемы кулисного механизма
и се использование для анализа динамических факторов
3.3. Экспериментальное и расчетное исследование демонтажа
модели пространственной фермы
3.3.1. Модель для экспериментального исследования
3.3.2. Расчетная схема численного эксперимента
3.3.3. Сравнение расчетных и экспериментальных данных
4. Исследование воздействия на наземные сооружения, вызванного падением демонтируемого пролетного с троения па грунт. Стадийное моделирование.
4.1. Особенности единой расчетной схемы грунтового массива,
пролетного строения и здания
4.1.1. Дискретная модель грунтового массива. Проблема отражения волны деформаций от границы расчетной схемы
4.1.2. Контактная жесткость при падении на грунт и грунтовые
отсыпки
4.1.3. Параметры расчетной схемы зданий
4.2. Анализ динамических параметров, полученных в результате
численных решений
4.2.1. Влияние грунтовых отсыпок
5. Анализ воздействия на подземные сооружения.
5.1. Расчет коллекторных труб, находящихся вблизи площадки демонтажа
5.1.1. Методика определения напряжений в керамических трубах
5.1.2. Использование результатов испытания труб по ГОСТ 286-82 для анализа их прочности при воздействии волны деформации в грунте
5.1.3. Исследование влияния контактной жесткости в точках соприкосновения пролетного строения с грунтом на напряжения в трубах
5.2. Воздействие на обделку автодорожного тоннеля
Заключение
Литература
Приложение 1. Акт о внедрении результатов работы
Приложение 2. Исследование сходимости по временному шагу интегрирования

Введение
В настоящее время все чаще возникает необходимость в замене отслуживших мостовых пролетных строений. Демонтаж старых конструкций может осуществляться разными способами. Применяется разборка на подмостях, демонтаж с использованием плавсредств, подрыв, сбрасывание с постоянных или временных опор и др. Каждый из этих способов имеет свои особенности, недостатки и достоинства, которые часто зависят от места и времени производимых работ. О специфике, связанной с выполнением демонтажа пролетных строений ускоренными методами (сбрасывание, подрыв) изложено в [38, 40].
Демонтаж пролетного строения методом сбрасывания (рис. 1.1) используется в случаях, когда необходимо сократить время работ по замене мостового пролетного строения. При демонтаже сбрасыванием существенно сокращаются высотные работы, отпадает необходимость в использовании крана, изготовлении сплошных подмостей. Особенно эффективным сбрасывание может оказаться в зимний период при наличии мощного ледяного покрова. Естественный лед иногда усиливается напылением или армированием.
Пример использования на практике метода демонтажа сбрасыванием - демонтаж пролетного строения через р. Онега на 242 км линии Маленга-Обозерская Северной ж.д. в 2000 г. Пролетное строение длиной 66 м подлежало замене. Работы проводились на действующей железнодорожной линии в «окно» продолжительностью 30 часов.

На рис. 3.3-3.5 показана конструкция нижнего накаточного пути. Она имеет в своем составе ребра жесткости для восприятия давления от пролетного строения. В расчетной схеме контакт между опорой и пролетным строением моделируется между стержнем нижнего пояса фермы и опорным узлом (опорой), коэффициент трения по контакту Ґ принимается разным (от 0 до 1). В первом варианте расчета никак не учитывается закругленная форма нижнего накаточного пути. На рис. 3.4 показана контактная поверхность накаточных путей, на рис. 3.5 можно видеть толкающее устройство.
Расчетная схема составлена таким образом, что центр тяжести пролетного строения находится на расстоянии 5 см правее точки опирання. Начальные усилия и координаты определялись путем нахождения положения равновесия для случая, когда правый верхний узел фермы закреплен вдоль горизонтальной оси. Для инициализации опрокидывания связь в узле убиралась. Шаг интегрирования определялся программой автоматически и составил 2,7*10-4 с. Для проверки достаточности малости шага выполнялись дополнительные расчеты с уменьшенным шагом. Эти расчеты показали, что дальнейшее уменьшение шага интегрирования практически не меняет результаты решения.
В результате расчета была получена траектория падения фермы с опоры. Ее очертания зависят от коэффициента трения 1 между верхним и нижним накатанными путями. От него также зависит на каком расстоянии ферма упадет от опоры. На рис. 3.6 показано падение фермы со следом при разных значениях коэффициента ґ (0; 0,1; 1). Этот чертеж и все последующие приводятся в масштабе. Хорошо видно, что при 1=0 ферма падает дальше от опоры. При увеличении [ пролетное строение падает ближе к опоре, при определенных значениях Г ферма может удариться о землю углом, отскочить к опоре и повредить ее. По результатам расчетов был построен график зависимости расстояния между опорой и ударяющейся о землю фермой от коэффициента трения 1 (рис. 3.7). По графику видно, чем меньше коэффициент трения, тем больше расстояние Ь между опорой и фермой. При проведении работ по сбрасыванию для снижения коэффициента трения поверхности накаточных путей были смазаны солидолом (рис. 3.4).