Bridges and tunnels: theory, research, practice http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/3092 2022-03-20T06:42:13Z 2022-03-20T06:42:13Z Тютькін, Олексій Леонідович Банніков, Дмитро Олегович Мірошник, Віталій Анатолійович http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14316 2021-12-14T18:29:20Z 2021-01-01T00:00:00Z

Название: Аналіз комбінованої конструкції ствола дніпровського метрополітену методом скінченних елементів Авторы: Тютькін, Олексій Леонідович; Банніков, Дмитро Олегович; Мірошник, Віталій Анатолійович Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Розвиток спорудження підземних виробок Дніпровського метрополітену потребує аналізу та наукового обґрунтування проєктних рішень, що базуються на нових для України технологіях. Метою наукової статті є аналіз комбінованої конструкції ствола Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів із визначенням силових факторів в оболонках пальової системи та системи торкретування із подальшим об-ґрунтуванням на основі отриманих результатів відповідності проєктних рішень реальній ситуації будівництва Дніпровського метрополітену. Методика. Для аналізу ствола № 1 Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів побудовано дві скінченно-елементних моделі. Вони відображають комбіновану конструкцію ствола, яка складається з двох частин. Окремо проаналізовано скінченно-елементну модель пальової системи, що відображає оболонку з буросічних паль, підкріплену балкою та поясами. Окремо змодельовано та проаналізовано модель для системи торкретування, яка застосовується для другої частини ствола, що залягає в міцному скельному масиві. Скінченно-елементним моделям обох систем присвоєно реальні деформаційні та геометричні параметри, а також навантаження, що стало запорукою проведення адекватних дійсності розрахунків методом скінченних елементів. Результати. Під час чисельного аналізу комбінованої конструкції ствола № 1 Дніпровського метрополітену визначено силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти) для пальової системи та системи торкретування. Ці результати стали основою для проведення армування обох систем. Наукова новизна. Проведено чисельний аналіз конструкції ствола, який надав повну картину силових факторів, що дозволяють прогнозувати появу нормальних сил та згинальних моментів в подібних інженерно-геологічних умовах. Практична значимість. Результати аналізу комбінованої конструкції ствола Дніпровського метрополітену методом скінченних елементів дозволили науково обґрунтувати проєктні рішення і забезпечити високі показники експлуатації обох систем ствола № 1.; EN: Purpose. The development of construction of underground excavations of the Dnipro Metro requires analysis and scientific substantiation of design solutions based on technologies that are new for Ukraine. The aim of the scientific article is to analyze the combined design of the shaft of the Dnipro Metro by the finite element method with determination of force factors in the linings of the pile system and shotcrete system with further substantiation based on the results of design solutions to the real situation of Dnipro Metro construction. Methodology. Two finite element models were constructed for the analysis of the shaft № 1 of the Dnipro Metro by the finite element method. They reflect the combined design of the shaft, which consists of two parts. The finite-element model of the pile system, which reflects the shell of bored piles, supported by a cap beam and ring beams, is analyzed separately. The model for the shotcrete system, which is used for the second part of the shaft, which lies in a solid rock mass, is separately modeled and analyzed. Finite-element models of both systems are assigned real deformation and geometric parameters, as well as the load, which became the key to adequate calculations by the finite element method. Find-ings. During the numerical analysis of the combined structure of the shaft № 1 of Dnipro Metro, the force factors (normal forces and bending moments) for the pile system and the shotcrete system were determined. These results became the basis for the reinforcement of both systems. Originality. A numerical analysis of the shaft structure was performed, which provided a complete picture of the force factors that allow predicting the appearance of normal forces and bending moments in similar engineering and geological conditions. Practical value. The results of the analysis of the combined design of the shaft of the Dnipro Metro by the finite element method allowed to scientifically substantiate the design solutions and ensure high performance of both shaft systems № 1. Описание: О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758; Д. Банніков: ORCID 0000-0002-9019-9679; В. Мірошник: ORCID 0000-0002-8115-0128

2021-01-01T00:00:00Z Тютькін, Олексій Леонідович Купрій, Володимир Павлович Бєлікова, С. І. http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14315 2021-12-14T17:50:43Z 2021-01-01T00:00:00Z

Название: Порівняльний аналіз технологій спорудження ескалаторного тунелю дніпровського метрополітену НАТМ Авторы: Тютькін, Олексій Леонідович; Купрій, Володимир Павлович; Бєлікова, С. І. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. На основі порівняльного аналізу провести обґрунтування найбільш доцільного і раціонального способу закріплення слабкого масиву при спорудженні NATM для ескалаторних тунелів Дніпровського метрополітену. Методика. Для досягнення поставленої мети проведений аналіз технологій спорудження в слабких ґрунтах. В якості найбільш застосованих технологій розглянуто технологію випереджаючого кріплення, штучне заморожування та хімічне закріплення (цементація). Проаналізовано особливості проведення кожної з технологій для умов похилої виробки. Визначено, яким чином кожна із технологій застосовується для ескалаторних тунелів та реалізує зміцнення слабкого ґрунту. Результати. Визначені переваги та недоліки трьох технологій закріплення слабкого ґрунту навколо ескалаторного тунелю. На основі порівняльного аналізу виявлено, що єдиною технологією, що забезпечує підвищені параметри міцності суглинистих ґрун-тів, характерних для верхньої частини ескалаторного тунелю Дніпровського метрополітену, є технологія хімічного закріплення (цементація). У деяких випадках за потреби короткі дільниці похилого ходу, що характеризуються особливо слабкими породами, можуть бути підкріплені декількома трубами, не створюючи суцільне випереджаюче кріплення. Результати аналізу є основою для подальшого обґрунтування цементації, яка створює багатошарову систему «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Наукова новизна. На основі результатів порівняльного аналізу трьох технологій спорудження ескалаторного тунелю NATM доведено, що застосування цементації не тільки підвищує міцність породи під час проходки, але й надалі, в процесі експлуатації, слугує додатковим елементом багатошарової системи «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Практична значимість. В ході досліджень проведене обґрунтування цементації як найбільш раціональної та ефективної технології зміцнення оточуючого слабкого масиву при спорудженні Дніпровського метрополітену.; EN: Purpose. On the basis of the comparative analysis to carry out a substantiation of the most expedient and ration-al way of strengthening of a weak massif during a construction of Dnipro metro escalator tunnels by NATM. Methodology. To achieve this goal, an analysis of construction technologies in weak soils was conducted. The most used technologies are Forepoling Umbrella System (FUS), artificial ground freezing and chemical cementation. The peculiarities of carrying out each of the technologies for the conditions of inclined production were analyzed. It is determined how each of the technologies is applied to escalator tunnels and implements the strengthening of weak soil. Findings. The advantages and disadvantages of three technologies for fixing weak soil around the escalator tunnel are identified. Based on comparative analysis, it was found that the only technology that provides increased strength parameters of loamy soils, characteristic for the upper part of the escalator tunnel of the Dnipro metro, is the technology of chemical strengthening (cementation). In some cases, if necessary, short sections of sloping course, char-acterized by particularly weak soil, can be supported by several pipes, without creating a continuous leading mount. The results of the analysis are the basis for further substantiation of cementation, which creates a multilayer system "reinforced soil massif – temporary fastening – permanent lining". Originality. Based on the results of comparative analysis of three technologies for escalator tunnel construction by NATM, it is proved that the use of cementation not only increases the strength of the soil during drilling, but also further in operation serves as an additional ele-ment of the multilayer system "reinforced soil massif – temporary fastening – permanent lining". Practical value. In the course of research, the substantiation of cementation as the most rational and effective technology of strengthening of the surrounding weak massif at construction of the Dnipro metro was carried out. Описание: О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758; В. Купрій: ORCID 0000-0002-6517-2554, С. Бєлікова: ORCID 0000-0003-0707-7791

2021-01-01T00:00:00Z Радкевич, Анатолій Валентинович Мішук, К. М. Пастухова, С. В. http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14314 2021-12-14T12:07:59Z 2021-01-01T00:00:00Z

Название: Дослідження інноваційних механізмів створення сучасних будівельних матеріалів для покращення виробничих процесів Авторы: Радкевич, Анатолій Валентинович; Мішук, К. М.; Пастухова, С. В. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Проаналізувати та представити механізм утворення контактних зон та раціонального вибору складу мастик з обґрунтуванням на основі виявлених закономірностей взаємозв’язку «склад мастики – гідроізолюючий ресурс». Методика. Вибір раціонального напрямку досліджень технологічних характеристик зумовлений механізмом втрати гідроізолюючої здатності покрівель по мірі розвитку пошкоджень і переходом його технічного стану від нормального до аварійного. Відновлення покриттів, розшарувань та здуттів руберойду відбувається за рахунок насичення його втраченими і додатковими модифікуючими інгредієнтами. Це досягається нанесенням спеціально запропонованих ремонтних композицій, до переваг яких належить здатність переносити названі інгредієнти в контактовані поверхні з попереднім їхнім обезводненням. Результати. Виявлено ряд недоліків існуючих технологій та головні напрямки підвищення ефективності ремонтних технологій. Визначена неодмінність збереження причин послідуючого прискореного утворення дефектів і пошкоджень. Названі недоліки технологій усунення наявних міжшарових розшарувань та здуттів. Визначені проникаючі показники різних варіантів сумішей, які надають можливість прогнозувати таку ж здатність для реальних умов стосовно стяжок та зношеної поверхні бітумно-руберойдного килиму. Кращий водовитісняючий ефект забезпечують суміші в такій послідовності: суміш дизельного мастила і уайт-спіриту; мастики типу «Тегерон»; модифікована мастика «Тегерон». Наукова новизна. Розробка ремонтно-відновлюваної суміші, яка здатна надати покрівельному килиму втраченими та додатковими модифікуючими компонентами. Практична значимість. За рахунок спеціальної ремонтної композиції можливо ефективно використовувати і підсилювати залишковий гідроізолюючий ресурс бітумно-руберойдного килиму.; EN: Purpose. To reveal the mechanism of formation of contact zones and purposeful choice of mastic composition and its substantiation on the basis of revealing of regularities of interrelations "mastic composition – waterproofing resource". Methodology. The sequence of changes in the technical condition of roofing materials, which varies from normal without damage to emergency with intermediate satisfactory and unsuitable for normal operation de-pending on the specific damage and leakage of the roof affects the definition of conventional material resources, means and methods of arrangement and arrangements. roofs, as well as the mechanism and kinetics of loss of ser-viceability are a key factor in improving the whole set of measures aimed at making technology competitive. Re-sults. Technologies of repair of point and local damages in the form of cracks, breaks, exfoliations which are carried out by cutting and the subsequent gluing of pieces of cloths on the prepared sites with filling, allow to receive short-term results. Elimination of continuous surface damage by applying an additional layer of rolled or mastic material is associated with the inevitable preservation in the lower layers of the causes of premature loss of operational func-tions of the coating. The results provide an opportunity to perform non-dismantling repair and restoration work us-ing purposefully proposed repair composition with the minimum possible cost of resources and a high degree of mechanization. The developed technology is based on the ability of the used repair composition to impregnate and saturate the adjacent surfaces with ingredients that can eliminate damage of a certain type and return the coating or protective layer of the initial waterproofing potential and strengthen it. Originality. Substantiation of possibilities of use of the residual waterproofing resource of the existing soft roof by its saturation with ingredients of the offered repair composition. Practical value. It is possible to effectively use, restore and enhance the residual waterproofing potential of bitumen-roofing roof by pneumatic spraying repair composition of the developed composition. Описание: А. Радкевич: ORCID 0000-0001-6325-8517; К. Мішук: ORCID 0000-0001-5480-6032; С. Пастухова: ORCID 0000-0002-9324-3065

2021-01-01T00:00:00Z Лучко, Йосип Йосипович Кархут, Ігор Іванович Кравець, Іван Богданович http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/14312 2021-12-13T17:38:20Z 2021-01-01T00:00:00Z

Название: Дослідження мостів, збудованих в Українів 1998 і 2001 роках, що були зруйновані тривалою експлуатацією та повенями Авторы: Лучко, Йосип Йосипович; Кархут, Ігор Іванович; Кравець, Іван Богданович Краткий осмотр (реферат): UK: Метою роботи є на підставі реальних натурних досліджень і аналізу науково-технічних джерел синтезувати помилки проєктування, дефекти і недоліки будівництва та недоліки мостів після тривалої експлуатації. Методика. Для досягнення поставленої мети було проведено огляд науково-технічних джерел і нормативних документів, щодо технічного стану транспортних споруд України. Зокрема, це міст у м. Хуст, побудований у 2000 р. на місці зруйнованого повінню 1998 р. та монолітний рамно-консольний міст на автомобільній дорозі Мукачево-Рогатин км 92+700, побудований у 2001 р. на місці частково зруйнованого у березні 2001 р. Також автори приймали участь у зведенні, випробуванні на статичні і динамічні навантаження шести сталезалізобетонних мостів у Кобалецькій і Косівській полянах, які були зведені у 2000 р. на місці зруйнованих повінню 1998 р. та шляхопроводу і мостів тривалої експлуатації, –це Береговський міст у м. Мукачево та шляхопровід у с. Вістова. Результати аналізу і синтезу наведених досліджень і стали основою для встановлення відповідних помилок проєктування, дефектів і недоліків будівництва та недоліків експлуатації мостів і шляхопроводів. Результати. Виконано аналіз вітчизняних і закордонних науково-технічних джерел щодо технічного стану новозбудованих залізобетонних, сталезалізобетонних та тривалої експлуатації мостів і шляхопроводів. Проведено аналіз і синтез проблем забезпечення надійності і довговічності транспортних споруд в умовах експлуатації їх у повітряному та ґрунтовомуі водному середовищі. Встановлено на реальних прикладах помилки проєктування, дефекти і недоліки будівництва та недоліки експлуатації. Показано, можливість відновлення несучої здатності, використовуючи сучасні матеріали і технології. Наукова новизна. У результаті аналізу транспортних споруд, науково-технічних джерел і низки досліджень залізобетонних і сталезалізобетонних конструкцій мостів збудованих після повеней у 1998 і 2001 рр. та мостів (шляхопроводів) тривалої експлуатації вдалось узагальнити основні причини, які суттєво впливають на деградацію конструкцій вказаних мостів і шляхопроводів. Показана можливість відновлення їх несучої здатності і довговічності, використовуючи сучасні матеріали і технології. Зокрема встановлено, що окрім силових факторів суттєво впливають і фактори повітряного, ґрунтового та водного середовища. Практична значимість. На підставі цих даних та спостерігаючи за вказаними об’єктами протягом 20 років, вдалось узагальнити і встановити помилки проєктування, дефекти і недоліки будівництва та недоліки тривалої експлуатації. Це дає можливість запропонувати напрямки теоретичних і експериментальних досліджень і методів розрахунку, врахувати їх при проєктуванні і експлуатації таких споруд. Зокрема, на основі цих даних створена методика і відпрацьована на реальних об’єктах, використовуючи сучасні матеріали і технології для ремонтно-відновлювальних робіт, яка дає можливість значно збільшити довговічність і надійність споруд.; EN: Purpose. The aim of the work is to summarize design errors, construction defects and shortcomings and bridge defects after long-term operation on the basis of real field studies and analysis of scientific and technical sources. Methodology. To achieve this goal, an inspection of scientific and technical sources and regulations on the technical condition of transport facilities in Ukraine was conducted. In particular, it is a bridge in the city of Khust, built in 2000 on the site destroyed by floods in 1998 and a monolithic frame-cantilever bridge on the highway Mukachevo-Rogatin km 92 +700, built in 2001 on the site of partially destroyed in March 2001. The authors also took part in the construction, testing for static and dynamic loads of six steel-reinforced concrete bridges in Kobiletska and Kosivska Polyana, which were erected in 2000 on the site of those destroyed by the 1998 flood, as well as overpasses and bridges of long-term operation, – this is the Beregovsky bridge in the city of Mukachevo and the overpass in the village of Vistova. The results of the analysis and synthesis of the above studies became the basis for establishing the corresponding design errors, defects and shortcomings in construction and shortcomings in the operation of bridges and overpasses. Results. The analysis of domestic and foreign scientific and technical sources regarding the technical condition of the constructed reinforced concrete, steel-reinforced concrete bridges and bridges and over-passes of long-term operation is carried out. The analysis and synthesis of the problems of ensuring the reliability and durability of transport structures in the conditions of their operation in the air, soil and water environment. It is established on real examples of design errors, defects and shortcomings in construction, shortcomings in operation. The possibility of restoring the bearing capacity using modern materials and technologies is shown. Scientific novelty. As a result of the analysis of transport structures, scientific and technical sources and a number of studies of reinforced concrete and steel-reinforced concrete structures of bridges built after the floods in 1998 and 2001 and bridges (overpasses) of long-term operation, it was possible to summarize the main reasons that significantly affect the degradation of the structures of these bridges and overpasses. The possibility of restoring their bearing capacity and durability using modern materials and technologies is shown. In particular, it was found that in addition to pow-er factors, factors of the air, soil and water environment also significantly affect. Practical significance. On the basis of these data, and observing the indicated objects for 20 years, it was possible to generalize and establish design errors, defects and shortcomings in construction and shortcomings of long-term operation. This makes it possible to propose areas of theoretical and experimental research and calculation methods, to take them into account in the design and operation of such structures. In particular, on the basis of these data, a technique was created and tested on real objects, which makes it possible to significantly increase the durability and reliability of such structures, using modern materials and technologies for repair and restoration work. Описание: Й. Лучко: ORCID 0000-0002-3675-0503; І. Кархут: ORCID 0000-0002-9205-5118; І. Кравець: ORCID 0000-0002-2239-849X

2021-01-01T00:00:00Z