Оцінка несучої здатності тунельного шляхопроводу із металевих гофрованих конструкцій при дії динамічних навантажень залізничного транспорту
Loading...
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. Метою роботи є визначення несучої здатності металевих гофрованих конструкцій тунельного шляхопроводу великого поперечного перерізу при дії динамічних навантажень від залізничного транспорту. Такі дослідження необхідні для обґрунтування можливості застосування металевих гофрованих конструкцій у тілі насипу залізничної колії. Методика. Визначення несучої здатності тунельного шляхопроводу проведено за допомогою удосконаленої аналітичної методики оцінки несучої здатності металевих гофрованих конструкцій великого поперечного перерізу (більше 6,0 м). Результати. Результати багатоваріантних розрахунків металевих гофрованих конструкцій тунельного шляхопроводу показали, що максимальні значення напружень у конструкції виникають при проїзді ділянкою залізничної колії локомотива 2М62 і вони станов-лять 145,45 МПа, а коефіцієнт величини пластичного шарніру становить 0,41. Проведені динамічні випробування металевих гофрованих конструкцій шляхопроводу від дії рухомого складу залізниці показують, що метал гофрованої конструкції працює у пружній стадії та має 60 % запас несучої здатності. Наукова новизна. Вперше проведено оцінювання несучої здатності тунельного шляхопроводу із металевих гофрованих конструкцій великого поперечного перерізу при взаємодії з ґрунтовою засипкою та із врахуванням її ступеня ущільнення і величини динамічного навантаження від рухомого складу залізниці. Практична значимість. Отримані результати напружено-деформованого стану тунельного шляхопроводу можуть бути корисними для проєктних організацій, які займаються розрахунками подібних конструкцій, що експлуатуються у тілі насипу залізничної колії. Споруди із металевих гофрованих конструкцій можуть використовуватися у залізничному будівництві у вигляді малих мостів, водопропускних труб та шляхопроводів, поперечним перерізом до 14,0 м.
RU: Цель. Целью работы является определение несущей способности металлических гофрированных конструкций туннельного путепровода большого поперечного сечения при действии динамических нагрузок от железнодорожного транспорта. Такие исследования необходимы для обоснования возможности применения металлических гофрированных конструкций в теле насыпи железнодорожного пути. Методика. Определение несущей способности туннельного путепровода проведено с помощью усовершенствованной аналитической методики оценки несущей способности металлических гофрированных конструкций большого поперечного сечения (более 6,0 м). Результаты. Результаты многовариантных расчетов металлических гофрированных конструкций туннельного путепровода показали, что максимальные значения напряжений в конструкции возникают при проезде участком железнодорожного пути локомотива 2М62 и они составляет 145,45 МПа, а коэффициент величины пластического шарнира составляет 0,41. Проведенные динамические испытания металлических гофрированных конструкций путепровода от действия движущихся транспортных единиц показывают, что металл гофрированной конструкции работает в упругой стадии и имеет 60 % запас несущей способности. Научная новизна. Впервые проведена оценка несущей способности туннельного путепровода из металлических гофрированных конструкций большого поперечного сечения при взаимодействии с грунтовой засыпкой с учетом степени уплотнения грунтовой засыпки и величины динамической нагрузки от подвижного состава. Практическая значимость. Полученные результаты напряженно-деформированного состояния туннельного путепровода могут быть полезными для проектных организаций, которые занимаются расчетами подобных конструкций, эксплуатируемых в теле насыпи железнодорожного пути. Сооружения из металлических гофрированных конструкций могут использоваться в железнодорожном строительстве в виде малых мостов, водопропускных труб и путепроводов, поперечным сечением до 14,0 м.
EN: Purpose. The purpose of this work is to determine the load-bearing capacity of metal corrugated structures of a tunnel underpass with a large cross-section under the influence of dynamic loads from railway transport. Such studies are necessary to substantiate the possibility of using corrugated metal structures in the body of a railway track embankment. Methodology. Determination of the bearing capacity of a tunnel underpass was carried out with the help of an advanced analytical method of estimation of the bearing capacity of metal corrugated structures with large cross-section (more than 6.0 m). Findings. The results of multivariate calculations of metal corrugated structures of a tunnel underpass showed that the maximum stresses in the structure occur when locomotive 2M62 passes a section of the railway track and they correspond to 145.45 MPa, while the coefficient of plastic hinge is 0.41. The calculations of the bearing capacity of metal corrugated structures of the tunnel overpass under the action of moving transport units show that the metal of the corrugated structure operates in the elastic stage and has a sufficient margin of bearing capacity. Dynamic tests of metal corrugated structures of an underpass from the action of moving transport units show that the metal of a corrugated structure works at the elastic stage and has a 60 % margin of bearing capacity. Originality. For the first time, the load-bearing capacity of a tunnel underpass made of corrugated metal structures with large cross-sections was evaluated during its interaction with soil backfill, with respect to the degree of ground backfill compaction and the magnitude of the dynamic load from the rolling stock. Practical value. The obtained results of the stress-strain state of a tunnel underpass can be useful for project organizations engaged in calculation of similar structures in the body of the railway track. Corrugated metal structures can be used in railway construction in the form of small bridges, culverts and underpasses with cross-sections up to 14.0 m.
RU: Цель. Целью работы является определение несущей способности металлических гофрированных конструкций туннельного путепровода большого поперечного сечения при действии динамических нагрузок от железнодорожного транспорта. Такие исследования необходимы для обоснования возможности применения металлических гофрированных конструкций в теле насыпи железнодорожного пути. Методика. Определение несущей способности туннельного путепровода проведено с помощью усовершенствованной аналитической методики оценки несущей способности металлических гофрированных конструкций большого поперечного сечения (более 6,0 м). Результаты. Результаты многовариантных расчетов металлических гофрированных конструкций туннельного путепровода показали, что максимальные значения напряжений в конструкции возникают при проезде участком железнодорожного пути локомотива 2М62 и они составляет 145,45 МПа, а коэффициент величины пластического шарнира составляет 0,41. Проведенные динамические испытания металлических гофрированных конструкций путепровода от действия движущихся транспортных единиц показывают, что металл гофрированной конструкции работает в упругой стадии и имеет 60 % запас несущей способности. Научная новизна. Впервые проведена оценка несущей способности туннельного путепровода из металлических гофрированных конструкций большого поперечного сечения при взаимодействии с грунтовой засыпкой с учетом степени уплотнения грунтовой засыпки и величины динамической нагрузки от подвижного состава. Практическая значимость. Полученные результаты напряженно-деформированного состояния туннельного путепровода могут быть полезными для проектных организаций, которые занимаются расчетами подобных конструкций, эксплуатируемых в теле насыпи железнодорожного пути. Сооружения из металлических гофрированных конструкций могут использоваться в железнодорожном строительстве в виде малых мостов, водопропускных труб и путепроводов, поперечным сечением до 14,0 м.
EN: Purpose. The purpose of this work is to determine the load-bearing capacity of metal corrugated structures of a tunnel underpass with a large cross-section under the influence of dynamic loads from railway transport. Such studies are necessary to substantiate the possibility of using corrugated metal structures in the body of a railway track embankment. Methodology. Determination of the bearing capacity of a tunnel underpass was carried out with the help of an advanced analytical method of estimation of the bearing capacity of metal corrugated structures with large cross-section (more than 6.0 m). Findings. The results of multivariate calculations of metal corrugated structures of a tunnel underpass showed that the maximum stresses in the structure occur when locomotive 2M62 passes a section of the railway track and they correspond to 145.45 MPa, while the coefficient of plastic hinge is 0.41. The calculations of the bearing capacity of metal corrugated structures of the tunnel overpass under the action of moving transport units show that the metal of the corrugated structure operates in the elastic stage and has a sufficient margin of bearing capacity. Dynamic tests of metal corrugated structures of an underpass from the action of moving transport units show that the metal of a corrugated structure works at the elastic stage and has a 60 % margin of bearing capacity. Originality. For the first time, the load-bearing capacity of a tunnel underpass made of corrugated metal structures with large cross-sections was evaluated during its interaction with soil backfill, with respect to the degree of ground backfill compaction and the magnitude of the dynamic load from the rolling stock. Practical value. The obtained results of the stress-strain state of a tunnel underpass can be useful for project organizations engaged in calculation of similar structures in the body of the railway track. Corrugated metal structures can be used in railway construction in the form of small bridges, culverts and underpasses with cross-sections up to 14.0 m.
Description
В. Ковальчук: ORCID 0000-0003-4350-1756
Keywords
тунельний шляхопровід, металева гофрована конструкція, динамічне навантаження, вертикальні сили тиску, напруження, коефіцієнт пластичного шарніру, туннельный путепровод, металлическая гофрированная конструкция;, динамическая нагрузка, вертикальные силы давления, напряжения, коэффициент пластического шарнира, tunnel underpass, corrugated metal structure, dynamic loading, vertical pressure forces, stresses, coefficient of plastic hinge, КРС (ЛФ)
Citation
Ковальчук В. В. Оцінка несучої здатності тунельного шляхопроводу із металевих гофрованих конструкцій при дії динамічних навантажень залізничного транспорту. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2020. Вип. 17. С. 28–40. DOI: 10.15802/bttrp2020/205006.