Теоретическая и экспериментальная оценка динамического отклика пролетного строения при отказе гибкой связи

   В настоящее время в мировой практике мостостроения широкое применение нашли различные комбинированные системы с использованием стальных элементов, воспринимающих только растягивающие усилия. Как показывает опыт эксплуатации, в подобных системах существуют риски разрушения гибкого элемента. Незначительные аварийные воздействия на конкретный элемент могут привести к значительному или же полному разрушению конструкции, что, естественно, сопровождается катастрофическими экономическими и общественными последствиями. Поэтому вопросы расчета мостов в случае внезапного отказа гибкого элемента приобретают большое практическое значение.
   В данной статье рассмотрено аварийное воздействие в виде одиночного мгновенного отказа гибкого элемента в комбинированной системе в виде арки с затяжкой. Выполнена экспериментальная проверка динамического отклика модели пролетного строения в случае локального разрушения гибкого элемента; рассмотрены два основных теоретических метода анализа конструкции в случае отказа элемента: упрощенный статический расчет (с коэффициентом динамичности к нагрузке) и прямой динамический анализ; дано сравнение теоретических и экспериментальных данных.
   Показано, что квазистатический расчет, рекомендованный отечественными и зарубежными нормами, не позволяет оценить реальное напряженно-деформированное состояние пролетного строения во времени и возможность прогрессирующего обрушения всей конструкции.

1. Аварии транспортных сооружений и их предупреждение : учебное пособие для магистрантов направления 08.04.01 «Строительство» : прикладная программа «Искусственные сооружения на транспорте, способы возведения и эксплуатации» / И. И. Овчинников, Ш. Н. Валиев, И. Г. Овчинников, И. С. Шатилов. Чебоксары : Среда, 2020. 216 с.

2. Аварии и разрушения мостовых сооружений, анализ их причин. Часть 2 / И. Г. Овчинников, И. И. Овчинников, И. Ю. Майстренко, А. В. Кокодеев // Транспортные сооружения. 2017. № 4. URL: https://t-s.today/PDF/14TS417.pdf (дата обращения: 10.04.2023).

3. Перельмутер А. В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. Москва : АСВ, 2007. 256 с.

4. Horgan R. Fatal Taiwan bridge collapse is latest example of maintenance failings // New Civil Engineer. 2019. URL: https://www.newcivilengineer.com/latest/fatal-taiwan-bridge-collapse-is-latest-example-of-maintenance-failings-07-10-2019/ (дата обращения: 10.04.2023).

5. Бирбраер А. Н. Экстремальные воздействия на сооружения. Санкт-Петербург : Издательство Политехнического университета, 2009. 594 с.

6. Назаров Ю. П., Городецкий А. С., Симбиркин В. Н. К проблеме обеспечения живучести строительных конструкций при аварийных воздействиях // Строительная механика и расчет сооружений. 2009. № 4. C. 5–9.

7. Zoli T., Woodward R. Design of long span bridges for cable loss // IABSE Symposium Report. 2005. Vol. 90. P. 17–25.

8. Comparison of various procedures for progressive collapse analysis of cable-stayed bridges / J. G. Cai, Y. X. Xu, L. P. Zhuang [et al.] // Journal of Zhejiang University. 2012. Vol. 13, No. 5. P. 323–334.

9. Starossek U., Wolff M. Progressive collapse: Design strategies // IABSE Symposium Report. 2005. Vol. 90. P. 9–16.

10. Recommendations for stay cable design, testing and installation. 5th Edition. Phoenix : Post-Tensioning Institute, 2008. 112 p.