Публикации автора

Рассмотрена задача моделирования поведения пролетного строения автодорожного моста с различными вариантами дорожной одежды на мостовом полотне, загруженного временной нагрузкой А14 и Н14. Моделирование выполнялось с помощью конечно-элементного программного комплекса «Midas Civil 2022», причем метод конечных элементов применялся в форме модифицированного метода перемещений. Исследовано 5 вариантов дорожной одежды: два с асфальтобетонным покрытием и три с использованием цементобетона. Для всех вариантов определены изгибающие моменты и перемещения от временных нагрузок, а также предельные изгибающие моменты. Произведена оценка грузоподъемности пролетного строения при разных вариантах дорожной одежды. Сделан вывод о том, что дорожная одежда на мостах с использованием цементобетона по своим характеристикам не уступает дорожной одежде из асфальтобетона и даже приводит к увеличению класса грузоподъемности на 26 %. Однако в конце отмечается, что к полученным выводам нужно относиться осторожно и для получения более корректных результатов применять для расчета подход, основанный на использовании нелинейных деформационных моделей материалов.

Применение эффективных конструкций, технологий и материалов является одним из требований, предъявляемых к современным мостовым сооружениям. Традиционные технологии ориентированы на создание конструкций достаточно простых форм, в то время как современные решения позволяют расширить класс получаемых конструкций и спектр архитектурных форм. В настоящем исследовании на примере реальных объектов рассматривается положительный опыт применения в мостостроении таких современных технологий, как 3D-печать, бионический и фрактальный подходы. Анализируется возможность использования симбиоза данных технологий для создания современных мостовых сооружений, что представляется наиболее эффективным.

Рассматриваются вопросы, связанные с определением давления грунта на конструкцию водопропускных труб в насыпи. Отмечается, что определение давления на водопропускные трубы связано с некоторыми трудностями, вызванными характером взаимодействия сооружений и окружающего грунтового массива, а также многообразием и сложностью однозначного учета грунтовых условий. Давление грунта определяется целым рядом факторов, таких как жесткость трубы, условия укладки, принятое основание, и другими. Рассматриваются основные моменты становления наиболее известных и до сих пор актуальных отечественных и зарубежных теорий расчета давления грунта, модели распределения давления, принятые допущения, ограничения и то, как учитываются упомянутые факторы, а также принципы зарубежной практики прямого и непрямого проектирования жестких бетонных водопропускных труб. Приводится анализ стандартов определения давления грунта на водопропускные трубы: СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» (Россия), AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (США), Standard AS/NZS 3725 (Новая Зеландия и Австралия). Для каждого стандарта рассматривается несколько загружений с учетом их специфики. При этом в качестве переменных принимаются характеристики водопропускной трубы, основания и окружающего грунта. В результате расчета анализируются значения вертикального и бокового давления грунта для жестких и гибких труб, учитываемые факторы и допущения, на основании чего делается вывод о преимуществах, недостатках и ограничениях каждого из упомянутых подходов, а также высказываются соображения о возможных направлениях перспективного развития и совершенствования норм.

В сфере транспортного строительства разработано порядка 400 нормативных документов, однако корректность и актуальность некоторых из них вызывает сомнение. Отсутствие единой терминологии, наличие противоречий, увеличение объемов создаваемой документации существенно осложняют ее применение. Помимо недостатков общего характера, существует и ряд частных проблем. Например, авторы настоящего исследования указывают на некорректность применения положений методики предельных состояний для расчета конструкций, так как в данной методике рассматриваются предельные (экстремальные) нагрузки, а закономерности реального поведения конструкции при более низких, то есть рабочих уровнях нагрузок остаются неизвестными. Кроме того, в методике расчета по предельным состояниям не учитывается долговечность - она не определяется. При расчете по методике предельных состояний на действие только нагрузок при неизвестных других эксплуатационных воздействиях предельное состояние реализуется путем достижения этой нагрузкой некоторой придельной величины. В реальных же условиях предельное состояние может наступить вследствие изменения формы конструкции, размеров сечений элементов конструкции и чаще - деградации свойств ее материала под влиянием условий эксплуатации. Для расчета конструкций необходимо более широкое применение деформационного подхода, согласно которому и прочностная, и деформационная задачи расчета конструкций корректно взаимосвязаны, и их гипотезы не противоречат друг другу.