Оценка несущей способности железобетонных пролетных строений мостов, усиленных композитными материалами

• Автор: Смердов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 УСИЛЕНИЕ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Краткая характеристика железобетонных пролетных ст роений автодорожных мостов.

1.1.1 Конструкции и техническое состояние железобетонных пролетных строений автодорожных мостов.

1.1.2 Нагрузки и воздействия, особенности работы.

1.2 Способыусиления железобетонных пролетных строениймостов.Л

1.2.1 Усиление главных балок металлом

1.2.2 Усиление главных балок композитными материалами

1.3 Оценка несущей способности.

1.3.1 Оценка несущей способности железобетонных пролетных строений по нормативным документам.
1.3.2 Экспериментальные исследования несущей способности железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами
1.3.3 Существующие предложения по оценке несущей способности железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами.
1.4 Цель и задачи исследования.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ, УСИЛЕННЫХ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.
2.1 Методика проведения экспериментальных исследований.
2.1.1 Задачи исследования
2.1.2 Характеристики опытных образцов
2.1.3 Испытания на прочность.
2.1.4 Измерение относительных деформаций, перемещений и усилий.
2.2 Результаты экспериментальных исследований работы изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами 2.3 Численное моделирование работы изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами.
2.3.1 Применение метода упругих решений к расчету нормальных сечений железобетонных элементов, усиленных композитными материалами
2.3.2 Нелинейный анализ изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами, методом конечных элементов
2.4 Выводы по разделу.
3 ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, УСИЛЕННЫХ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.
3.1 Натурные исследования железобетонного пролетного строения автодорожного моста, усиленного композитными материалами
3.1.1 Краткие сведения о сооружении .
3.1.2 Испытание пролетного строения.
3.1.3 Результаты испытаний пролетного строения
3.2 Исследование влияния многократного замораживания и оттаивания на изменение несущей способности и деформативности изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами
3.2.1 Цель проведения эксперимента
3.2.2 Характеристики опытных образцов.
3.2.3 Испытания на морозостойкость
3.2.4 Результаты экспериментальных исследований.
3.3 Моделирование работы железобетонных элементов, усиленных композитнымиматериалами, в суровых климатических условиях
3.4 Оценка выносливости изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами
3.5 Вы воды.по разделу.
4 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ, УСИЛЕННЫХ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ, И ОЦЕНКА ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
4.1 Общие предпосылки.
4.2 Определение несущей способности.
4.2.1 Прочность сечений, нормальных к продольной оси элемента.
4.2.2 Прочность сечений, наклонных к продольной оси элемента
4.2.3 Автоматизация расчетов по прочности сечений железобетонных элементов, усиленных композитными материалами.
4.3 Повышение эффективности усиления железобетонных пролетных строений композитными материалами
4.4 Сравнение результатов расчета, полученных по предложенной методике, с экспериментальными данными и результатами численного моделирования
4.5 Вероятностная оценка долговечности железобетонных пролетных строений мостов, усиленных композитными материалами
4.5.1 Вероятностный расчет безотказности
4.5.2 Вероятностная оценка остаточного ресурса
4.6 Техникоэкономическая эффективность
4.7 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Численные модели железобетонных балок, усиленных композитами, реализованные методом упругих решений и методом конечных элементов с учетом фактических диаграмм деформирования бетона, арматуры и композита, включая их вероятностную оценку безотказной работы и остаточного ресурса. Результаты исследования работы железобетонных элементов, усиленных композитными материалами, в условиях попеременного замораживания и оттаивания. Наука, инновации, образование актуальные проблемы развития транспортного комплекса России в Екатеринбурге, апрель г. Наука и молодежь XXI века в Новосибирске, октябрь г. Международной научнопрактической конференции Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе в Новосибирске, ноябрь 2
Международной научнотехнической конференции Современное состояние и инновации транспортного комплекса в Перми, апрель г. Совершенствование системы управления эксплуатацией искусственных сооружений. Применение новыхтехнологий и материалов при ремонте и содержании искусственных сооружений в Пятигорске, октябрь г. Комплексный ремонт искусственных сооружений на автомобильных дорогах в Рязани, май г. Актуальные вопросы в сфере производства и ремонта железобетонных конструкций мостовых сооружений. Внедрение новых технологий и материалов при изготовлении элементов из железобетона в РостовенаДону, сентябрь г. Проектирование, строительство и эксплуатация искусственных сооружений на железных, автомобильных дорогах и в городах в Новосибирске, октябрь г. УСИЛЕНИЕ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ. С по гг. НИЛ Мосты Сибирского государственного университетапутей сообщения СГУПСсовместно с НИИ Мостов, МГУ ПС, ДВГУПС, РОСДОРНИИ и др. За указанный период обследовано более шести тысяч пролетных строений. В НИЛ Мосты СГУПС разработана и внедрена в эксплуатацию автоматизированная информационноаналитическая система управления содержанием искусственных сооружений на автомобильных дорогах АИС ИССО . По данным АИС ИССО на федеральных дорогах России эксплуатируется более мостов, из них около это железобетонные мосты. На сети территориальных дорог субъектов Российской Федерации их количество превышает 0. Анализу состояния и исследованиям работы железобетонных пролетных строений посвящены труды Бокарева С. А., Власова Г. М., Евдокимова В. А., Ефимова П. П., Иосилсвского Л. В.М. Овчинникова И. Г., Прибыткова С. С., Устинова В. П., Чиркова В. П., Шестерикова В. И., Яшнова А. Н. и других 4, , . Например, на территориальных дорогах Новосибирской области эксплуатируют более 0 железобетонных пролетных строения, выполненных по девяти типовым проектам, распределение по которым представлено на рисунке 1. Серия 3 3. Серия 3. Выпуск доп. Серия 3. Серия 3. Серия 3. Примечание в скобках указаны типы поперечных сечений главных балок пролетных строений, которые приведены на рисунок 1. Рисунок 1. Рисунок 1. Конструктивные формы поперечных сечений главных балок железобетонных пролетных строений автодорожных мостов а серия 3. Все конструктивные формы поперечных сечений главных балок железобетонных пролетных строений автодорожных мостов можно разделить на шесть типов, которые приведены на рисунке 1. Максимальный срок эксплуатации имеют пролетные строения, изготовленные по типовому проекту вып. Н и НК. Пролетные строения представляют собой ребристые конструкции, полная длина которых варьируется в пределах от 8, до , м. Срок их службы составляет около лет. Самыми распространенными по численности являются пролетные строения, выполненные по типовому проекту серии 3. Эти пролетные строения без диафрагм полной длиной , и м из железобетонных балок таврового сечения с ненапрягаемой арматурой. Распределение пролетных строений, в зависимости от расчетных нагрузок, показано на рисунке 1. Рисунок 1. Соотношение пролетных строений по расчетным нагрузкам Из рисунка 1. Н и НК . Их устанавливали с по гг. Полная длина пролетных строений этой группы изменяется в пределах от до м. Во вторую группу по распространенности вошли пролетные строения, запроектированные под нагрузку А и НК . Пролетные строения этой группы устанавливались с по гг. Их полная длина варьируется в пределах от 6 до м.