Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния поврежденных ферм железнодорожного моста

   В статье представлены результаты обследований и испытаний железнодорожного моста с пролетными строениями из сквозных главных ферм расчетной длиной 66 м после проведения работ по замене вышедшего из строя элемента верхнего пояса. Свойство живучести пролетного строения, заключающееся в пространственном перераспределении усилий между неповрежденными элементами, и избыточная прочность элементов по отношению к обращающимся нагрузкам позволили предотвратить прогрессирующее обрушение пролетного строения и даже некоторое время пропускать поезда по Транссибу. В статье экспериментально исследуются факторы, влияющие на напряженно-деформированное состояние ферм. Предварительное обследование проводилось при помощи метода лазерного сканирования, по результатам которого создано облако точек, охватывающее все конструкции опор и пролетного строения. Испытания осуществлялись под проходящими нагрузками. При испытаниях контролировались прогибы ферм, вертикальные осадки опорных частей и фибровые напряжения некоторых элементов пролетного строения. Установлено, что пролетное строение имеет нарушения своей геометрии в виде наклонов вертикальных элементов с отклонением до 110 мм, перекосы точек опирания до 18 мм по высоте. Испытания показали сложное напряженно-деформированное состояние конструкции и неравномерное распределение напряжений по элементам фермы, отличающееся от классически принятых расчетных предпосылок: многие элементы фермы работают на сжатие с изгибом, а вклад напряжений изгиба превышает вклад осевых напряжений. Если общие прогибы двух ферм друг от друга практически не отличаются, то фибровые напряжения элементов крайних панелей на 70 % могут состоять из деформаций изгиба и больше свойственны поясам фермы. Зафиксированы неравномерные осадки опорных частей под нагрузкой, с разницей более чем в два раза. В статье сделаны выводы и предположения о факторах, послуживших причинами выхода из строя несущих элементов.

1. Махутов Н. А., Резников Д. О. Многоуровневая оценка живучести сложных технических систем с учетом масштабно-структурной иерархии процессов накопления повреждений и разрушения // Безопасность в техносфере. 2016. Т. 5, № 4. С. 3–17.

2. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы : актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*. Москва: ЦПП, 2011. 347 с.

3. Баранов Т. М., Быкова Н. М., Забияка А. А. Моделирование поврежденных металлических пролетных строений железнодорожных мостов // Политранспортные системы : материалы XI Международной научно-технической конференции (Новосибирск, 12–13 ноября 2020 г.). Новосибирск: Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения, 2020. С. 63–67.

4. Быкова Н. М., Баранов Т. М., Забияка А. А. Оценка работы пролетного строения железнодорожного моста с повреждением элемента фермы // Транспортные сооружения. 2023. Т. 10, № 4. URL: https://t-s.today/PDF/12SATS423.pdf (дата обращения: 01. 06. 2024).

5. Старцев А. Г., Зайнагабдинов Д. А. Численное исследование работы металлического пролетного строения со сквозными главными фермами с поврежденным верхним поясом // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы Восьмой Международной научно-практической конференции, 28 марта – 01 апреля 2017 г. Иркутск : в 2 т. Иркутск: Иркутский государственный университет путей сообщения, 2017. Т. 1. С. 562–569.

6. Яшнов А. Н., Снежков И. И. Развитие систем диагностики и мониторинга мостов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2020. № 3 (54). С. 6–13.

7. Фейзханов У. Ф., Таликов Д. А. Современные методы автоматизации измерительных и технологических процессов // Горный информационно-аналитический бюллетень. Москва: Горная книга, 2007. № 11. С. 334–338.

8. Иванов Е. О. Контролируемые параметры систем мониторинга железнодорожных пролетных строений со сквозными фермами // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2024. № 1 (68). С. 109–116.

9. Руководство по определению грузоподъемности металлических пролетных строений железнодорожных мостов : утверждено распоряжением ОАО «РЖД» от 31 декабря 2015 г. №3227р. Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: http://www.consultant.ru.

10. Аварии и разрушения мостовых сооружений, анализ их причин / И. Ю. Майстренко, И. И. Овчинников, И. Г. Овчинников [и др.]. Ч. 3 // Транспортные сооружения. 2018. Т 5, № 1. URL: https://t-s.today/08SATS118.html (дата обращения: 01. 06. 2024).

11. Байкальский филиал ФГБУН ФИЦ «Единая геофизическая служба Российской академии наук» : [сайт]. Раздел «Основной каталог событий». URL: https://seis-bykl.ru/modules.php?name=Data&da=1 (дата обращения: 01. 06. 2024).