Совершенствование методики оценки грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, усиленных композиционными материалами

• Автор: Неровных, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 203 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Железобетонные пролетные строения железнодорожных мостов

1.1 Краткая характеристика эксплуатируемых пролетных строений

1.1.1 Конструкции, особенности работы и расчета главных балок

1.1.2 Техническое состояние и грузоподъемность пролетных строений

1.2 Способы восстановления и увеличения грузоподъемности

1.2.1 Увеличение площади сечения рабочей арматуры нижнего пояса

1.2.2 Устройство железобетонной «рубашки»

1.2.3 Установка шпренгеля

1.2.4 Установка систем внешнего армирования на основе композиционных материалов
1.3 Экспериментальные исследования систем внешнего армирования
1.3.1 Испытания на прочность
1.3.2 Испытания на выносливость
1.4 Инженерные методы расчета железобетонных элементов, усиленных композиционными материалами
1.4.1 Нормативные и расчетные характеристики материалов
1.4.2 Расчет по прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента.
1.4.3 Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента
1.4.4 Расчет на выносливость по бетону и арматуре
1.5 Цель и задачи исследования
2 Статические и динамические экспериментальные исследования железобетонных элементов, усиленных композиционными материалами
2.1 Статические испытания
2.1.1 Характеристики опытных образцов
2.1.2 Проведение испытаний
2.1.3 Результаты испытаний
2.2 Динамические испытания
2.2.1 Характеристики опытных образцов
2.2.2 Проведение испытаний
2.2.3 Результаты испытаний
2.3 Выводы по разделу
3 Обоснование основных расчетных предпосылок метода классификации по грузоподъемности при проектировании усиления железобетонных пролетных строений железенодорожных мостов
3.1 Применение метода классификации
3.2 Нормирование прочностных и деформативных характеристик композиционных материалов
3.3 Предельные значения напряжений в материале усиления
3.4 Расчет на выносливость
3.5 Эффективные конструкции усиления главных балок железобетонных пролетных строений
3.6 Выводы по разделу
4 Методика определения грузоподъемности железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, усиленных композиционными материалами
4.1 Расчет нормальных сечений главной балки по изгибающему моменту
4.2 Расчет наклонных сечений главной балки по поперечной силе и изгибающему моменту
4.3 Расчет на выносливость по бетону и арматуре
4.4 Усиление и натурное испытание пролетного строения путепровода через ул. Строителей в г. Новосибирске
4.4.1 Краткие сведения о сооружении
4.4.2 Результаты обследования
4.4.3 Усиление пролетного строения
4.4.4 Испытание усиленного пролетного строения
4.4.5 Результаты испытания

4.4.6 Численное моделирование работы усиленной главной балки пролетного
строения
4.4.7 Выводы по результатам испытаний
4.5 Оценка рисков для железобетонных пролетных строений, усиленных композиционными материалами
4.5.1 Идентификация рисков
4.5.2 Анализ вероятностей
4.5.3 Анализ последствий и оценка рисков
4.5.4 Оценка рисков для пролетного строения путепровода через ул.
Строителей в г. Новосибирске
4.6 Технико-экономическое обоснование выбора усиления пролетных строений с использованием композиционных материалов для ОАО «РЖД»
4.7 Выводы по разделу
Заключение
Список литературы
Приложение А. Описание характера разрушения образцов, испытанных на
прочность
Приложение Б. Результаты испытаний материалов, входящих в состав систем
внешнего армирования
Приложение В. Локальный сметный расчет вариантов усиления главной балки железобетонного пролетного строения железнодорожного моста, изготовленного по типовому проекту Лентранспромпроекта № 6503 (1954 г.)

/ b / '-'л ПЗ

A 's/. As . ШІ —4 Q> -C

■лУ] , b, X

A's R„ AbRb

(TcAf
Рисунок 1.16- Распределение внутренних усилий и напряжений в усиленном нормальном сечении изгибаемого железобетонного элемента В работе В.И. Шестерикова необходимую несущую способность сечения после усиления предлагается определять из условий:
(1.11) (1.12)
му = м + ДМ,
/ 0,5х
ДМ < RCAC [h - —J,
где М - предельный изгибающий момент для неусиленного сечения, кНм; ДМ -
недостающий момент внутренней пары сил, кНм.
1.4.3 Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента
A.A. Шилин в своей работе [82] предлагает вести расчет несущей
способности наклонного к продольной оси элемента сечения на действие
поперечной силы из условия:
Q < Qb + Qsw + xQc> (1-13)
где Qb и Qsw - поперечные усилия, воспринимаемые бетоном и поперечным
армированием, кН; Qc - поперечное усиление, воспринимаемое композиционным
материалом, кН; х - коэффициент, учитывающий схему усиления, принимаемый
для усиления по трем сторонам поперечного сечения балки равным 0,85.
Поперечное усилие Qc определяют по формуле:
AcRchco

■sina{ctgd + ctg а),
(1.14)