Особенности оценки состояния и поведения низководных мостов

Описаны особенности эксплуатации и мониторинга низководных мостов, которые встречаются на автомобильных дорогах регионального, межмуниципального и местного значения. Детально рассмотрены колебания пролетного строения моста с учетом его взаимодействия с другими элементами конструкции и окружающей среды. В качестве характеристики, изменение которой учитывает изменение состояния мостового сооружения, предлагается использовать частоту собственных колебаний. Для моделирования динамических воздействий со стороны транспорта и динамического поведения отдельных элементов и всего сооружения в целом предполагается использовать вязкоупругие элементы типа Кельвина—Фойгта. При решении задачи реализован подход, позволяющий учесть анизотропные свойства пролетного строения, связанные с различным армированием вдоль и поперек проезжей части моста, и представить расчетную схему пролета не в виде балки, опертой по краям с помощью шарниров или вязкоупругих демпферов, а в виде пластины, которая может иметь различные условия закрепления по всему контуру. Использование предлагаемой модели и подхода позволит получать необходимые данные о состоянии низководных мостов, для которых зачастую отсутствует возможность визуального осмотра или инструментального обследования с нижней стороны несущей части пролетного строения. По значениям частоты собственных колебаний можно оценивать уровень воды над меженью и прогнозировать паводковые ситуации, во время которых проезжая часть низководного моста может быть подтоплена.

1. Hess J. Rail expansion joints — the underestimated track work material // Track-Bridge Interaction on High-Speed Railways. London, UK: Taylor&Francis Group, 2009. P. 149–164.

2. Технические условия для конструкций пути на подходах к искусственным сооружениям: утв. Департаментом пути и сооружений МПС 16 декабря 2003 г. М.: Транспорт, 2004. 24 с.

3. Специальные технические условия. Верхнее строение пути участка Москва—Казань—Екатеринбург высокоскоростной железнодорожной магистрали. Технические нормы и требования к проектированию и строительству. СПб.: [б. и.], 2014. 32 с.

4. Иванченко И.И. Динамика транспортных сооружений: высокоскоростные подвижные, сейсмические и ударные нагрузки. М.: Наука, 2011. 574 с.

5. Matsumoto N., Asanuma K. Some experiences on trackbridge interaction in Japan // Track-Bridge Interaction on High-Speed Railways. London, UK: Taylor&Francis Group, 2009. P. 80–97.

6. Fryba L. Dynamic of railway bridges. Praha: Academia, 1996. 330 p.

7. Polyakov V. Interaction Optimization in Multibody Dynamic System // International Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2017. Vol. 2. P. 43–51.

8. Барченков А.Г. Динамический расчет автодорожных мостов. М.: Транспорт, 1976. 200 с. 9. Филиппов И.Г., Егорычев О.А. Нестационарные колебания и дифракция волн в акустических и упругих средах. М.: Машиностроение, 1977. 302 с.

9. Коган А.Я. Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом. М.: Транспорт, 1997. 325 с.

10. Chen Y.H., L i C.Y. Dynamic response of elevated high-speed railway // Journal of Bridge Engineering / ASCE. 2000. Vol. 5. No. 2. P. 124–130.

11. Мосты и трубы: свод правил: СП 35.13330.2010. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03–84*. М.: ОАО «ЦПП», 2011. 341 с.

12. Kawatani M., Ki m C. Computer simulation for dynamic wheel loads of heavy vehicles // Structural Engineering&Mechanics. 2001. Vol. 12. No. 4. P. 409–428.

13. Pan T.C., Li J. Dynamic vehicle element method for transient response of coupled vehicle-structure systems // Journal of Structural Engineering / ASCE. 2002. Vol. 128. No. 2. P. 214–223.

14. Kou J.W., De Wolf J.T. Vibrational behavior of continuous span highway bridge — Infuencing variables // Journal of Structural Engineering / ASCE. 1997. Vol. 123. No. 3. P. 333–344.

15. Метод защиты сооружений от вибраций и сейсмических воздействий / Е.Н. Курбацкий [и др.] // Строительство и реконструкция. 2018. № 4. С. 55–67.

16. Kurihara M., Shimogo T. Vibration of an elastic beam subjected to discrete moving loads // Journal of Mechanical Design / ASME. 1978. Vol. 100. No. 7. P. 514–519.

17. Loktev A.A. Non-elastic models of interaction of an impactor and an Ufyand-Mindlin plate // International Journal of Engineering Science. 2012. Vol. 50. No. 1. P. 46–55.

18. Loktev A.A. Dynamic contact of a spherical indenter and a prestressed orthotropic Ufyand-Mindlin plate // Acta Mechanica. 2011. Vol. 222. No. 1–2. P. 17–25.

19. New lining with cushion for energy efcient railway turnouts / B. Glusberg [et al.] // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Vol. 982. P. 556–570.

20. Modeling the dynamic behavior of the upper structure of the railway track / A.A. Loktev [et al.] // Procedia Engineering. 2017. Vol. 189. P. 133–137.

21. Перспективные конструкции мостовых переходов на транспортных магистралях / А.А. Локтев [и др.] // Вестник научноисследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2018. Т. 77. № 6. С. 331–336. DOI: https:// dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2018-77-6-331-336.

22. Влияние высокочастотного нагружения на структуру малоуглеродистой стали / Е.А. Гридасова [и др.] // Наука и техника транспорта. 2017. № 2. С. 82–91.

23. Локтев А.А., Локтев Д.А. Решение задачи ударного взаимодействия твердого тела и сферической оболочки лучевым методом // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. 2007. № 2. С. 128–135.

24. Energy efciency of temperature distribution in electromagnetic welding of rolling stock parts / A. Lyudagovsky [et al.] // E3S Web of Conferences. 2018 International Science Conference on Business Technologies for Sustainable Urban Development, SPbWOSCE-2018. [S. l.], 2019. P. 01017.

25. Perspective constructions of bridge crossings on transport lines / A. Loktev [et al.] // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Vol. 1116 AISC. P. 209–218.