Оценка усталостной долговечности ортотропных пролетных строений с использованием программных комплексов

В статье приведены результаты численных экспериментов, целью которых является оценка усталостной долговечности пролетных строений с ортотропной плитой проезжей части автодорожных мостов, выполняемая при помощи расчетных программных комплексов.
Автодорожные мосты с металлическими ортотропными пролетными строениями широко распространены как в нашей стране, так и за рубежом. При этом ортотропная плита является основным несущим элементом проезжей части. Особенностью плиты является использование тонкостенных элементов продольных и поперечных ребер, прикрепленных к листу настила с помощью сварки.
Опыт эксплуатации автодорожных мостов с ортотропными пролетными строениями показывает, что в течение первых 15–20 лет в элементах ортотропной плиты образуются усталостные трещины в продольных и поперечных ребрах, а в некоторых случаях и в листе настила. По этой причине проблема обеспечения усталостной долговечности элементов пролетных строений автодорожных мостов и оценка их ресурса весьма актуальна.
В работе представлены результаты численных экспериментов по оценке усталостной долговечности металлического пролетного строения автодорожного моста через р. Иртыш автодороги Южный обход г. Омска (Р-254), введенном в эксплуатацию в 1995 г. Расчеты выполнены методом конечных элементов. Показаны характерные места возможного появления разрушений усталостного характера.

1. Научно-технический отчет по обследованию и испытаниям объекта. Автодорожный мост через реку Обь в районе города Сургута с вантовым пролетным строением в левобережной части. Т. 4. (Государственный контракт № 05/20/218 от 08.06.2020).

2. Исследование процессов диссипативного саморазогрева металла при циклических нагружениях и разработка рекомендаций по дистанционному определению наличия и степени развития усталостных трещин в элементах металлических пролетных строений автодорожных мостов (включая ортотропные плиты) методом инфракрасной термографии : отчет по научно-исследовательской работе (промежуточный, этап № 3). (Государственный контракт №18/1-2020 от 21.08.2020).

3. Jong F. B. P. de. Overview Fatigue phenomenon in orthotropic bridge decks in the Netherlands // Conference proceedings Orthotropic Bridge Conference. Sacramento, CA, USA, 2004. Р. 489–513.

4. Поляков С. Ю. Совершенствование конструкции проезжей части металлических мостов с учетом особенностей характера работы одежды ездового полотна // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. № 2 (22). С. 174–184.

5. Донец А. Н., Кудасов Д. М., Демина О. А. О способе предотвращения развития усталостных трещин в листе настила ортотропной плиты // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2021. № 3 (58). С. 79–86.

6. Феоктистова Е. П. Оценка остаточного усталостного ресурса металлических балок сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов // Транспортные сооружения. 2019. Т. 6, № 3. URL: https://t-s.today/PDF/15SATS319.pdf (дата обращения: 15.03.2022).

7. Бокарев С. А., Жунев К. О. Особенности и перспективы оценки остаточного ресурса сварных металлических пролетных строений железнодорожных мостов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 40. С. 30–35.

8. Мыцик В. С. Методика оценки выносливости стальной ортотропной плиты проезжей части автодорожных мостов : диссертация ... кандидата технических наук : специальность «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» : 05.23.11 / Мыцик Владимир Станиславович. М., 2007. 187 с.

9. Серенсен С. В. Избранные труды. В 3 т. Т. 2. Усталость материалов и элементов конструкций. Киев : Наукова думка, 1985. 256 с.

10. Почтенный Е. К., Капуста П. П. Анализ методов схематизации случайного нагружения // Теоретическая и прикладная механика : международный научно-технический сборник / Белорусский национальный технический университет. Минск : БНТУ, 2020. Вып. 35. С. 130–138.

11. Жунев К. О., Мурованный Ю. Н., Яшнов А. Н. Исследование усталостной долговечности сварных соединений железнодорожных пролетных строений // Транспортные сооружения. 2020. Т. 7, № 2. URL: https://t-s.today/PDF/06SATS220.pdf (дата обращения: 02.03.2022).