Investigation of Influence of the Metal Corrugated Pipe Diameter on Its Stress-Strain State

Abstract

EN: Metal corrugated structures are very demanding, both for design quality and for the quality of construction. Significant contribution to the occurrence of damage and damage to the MGC can lead to imperfection of the methods of calculating MGK in the soil environment and the correct choice of the span of the structure and the shape of the cross-section of the structure. The problems of adaptation of foreign normative documents concerning the design of metal corrugated structures on the railway and motor roads of Ukraine are analyzed, the results of experimental and theoretical calculations of bearing capacity of metal corrugated structures are presented. Installed, at diameters of pipes from 1 m to 9 m, the stresses arising in metal sheets of the pipe do not exceed the limit of the elasticity of the metal 235 MPa. However, with a pipe diameter of 10 m, the voltage value exceeds the permissible value of the yield strength of the metal pipe of 235 MPa. It is established that for tubes diameters from 1 m to 9 m, the value of the formation of plastic hinges does not exceed the permissible value of 1.0. However, with a pipe diameter of 10 m, the value of the plastic joint formation ratio is 1.531, which is unacceptable for this steel grade. Since the diameter of the pipe 10 m due to the load from the locomotive 2M62 formed plastic deformation in the metal pipe, and accordingly it can lead to the destruction of the transport structure in general.

UK: Встановлено, що металеві гофровані конструкції дуже вимогливі, як до якості проектування, так і до якості будівництва. Вагомий внесок у появу пошкоджень та руйнувань МГК може спричинити недосконалість методик розрахунку МГК у грунтовому середовищі та правильність вибору прольоту споруди і форми поперечного перетину конструкції. Проаналізовано проблеми адаптації закордонних нормативних документів щодо проектування металевих гофрованих конструкцій на залізничних та автомобільних дорогах України. Встановлено, при діаметрах труб від 1 м до 9 м напруження, які виникають у металевих листах труби не перевищують межу пружності металу 235 МПа. Проте при діаметрі труби 10 м величина напружень перевищує допустиме значення межі текучості металевої труби 235 МПа. Встановлено, що при діаметрах труб від 1 м до 9 м величина утворення пластичного шарніру не перевищує допустимої величини 1,0. Проте при діаметрі труби 10 м величина коефіцієнт утворення пластичного шарніру складає 1.531, що являється недопустим для даної марки сталі. Оскільки при діаметрі труби 10 м внаслідок навантаження від локомотиву 2М62 утворяться пластичні деформації у металі труби, а відповідно це може призведе до руйнування транспортної споруди.

RU: Установлено, что металлические гофрированные конструкции очень требовательны, как к качеству проектирования, так и к качеству строительства. Большой вклад в появление повреждений и разрушений МГК может вызвать несовершенство методик расчета МГК в почвенной среде и правильность выбора пролета сооружения и формы поперечного сечения конструкции. Проанализированы проблемы адаптации иностранных нормативных документов по проектированию металлических гофрированных конструкций на железнодорожных и автомобильных дорогах Украины. Установлено, при диаметрах труб от 1 м до 9 м напряжения, возникающие в металлических листах трубы не превышают предел упругости металла 235 МПа. Однако при диаметре трубы 10 м величина напряжений превышает допустимое значение предела текучести металлической трубы 235 МПа. Установлено, что при диаметрах труб от 1 м до 9 м величина образования пластического шарнира не превышает допустимой величины 1,0. Однако при диаметре трубы 10 м величина коэффициент образования пластического шарнира составляет 1.531, что является недопустим для данной марки стали. Поскольку при диаметре трубы 10 м вследствие нагрузки от локомотива 2М62 образуются пластические деформации в металле трубы, а соответственно это может приведет к разрушению транспортного сооружения.