Registration Number
0825U002761, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
26-08-2025
popup.evolution
.
Title
Improvement of the method of assessing the stress-strain state of metal corrugated structures of transport facilities
Author
Ihor Karnakov,
popup.head Artur Onyshchenko
popup.head Vytalii Kovalchuk
popup.opponent Yevhen Dorozhko
popup.opponent Oleksandr Lapenko
popup.review Ivan Martyniuk
popup.review Liudmyla Bondarenko
popup.rada
National Transport University
Description
Дисертаційне дослідження присвячене розробці методу оцінювання напружено-деформованого стану збірних металевих гофрованих конструкцій транспортних споруд із врахуванням комплексу впливу геометричних та фізико-механічних параметрів ґрунтової ущільнюючої засипки, металевих гофрованих конструкцій та основ споруди. У роботі удосконалено аналітичний метод оцінювання напружено-деформованого стану збірних металевих гофрованих конструкцій та експериментальний метод оцінювання ступеню ущільнення ґрунтової засипки таких споруд, що дозволяє забезпечити комплексну оцінку напружено-деформованого стану металевих гофрованих конструкцій транспортних споруд.
У першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз переваг застосування збірних металевих гофрованих конструкцій у транспортному будівництві та аналіз існуючих методів оцінювання їх напружено-деформованого стану. Також проведено критичний аналіз праць стосовно теми дисертаційної роботи. Це дозволило встановити, що не має проведених досліджень збірних металевих гофрованих конструкцій із одночасним впливом висоти засипки над конструкціями споруди та величини ступеню ущільнення ґрунтової засипки на рівень напружень та величину коефіцієнту пластичного шарніру. Вирішення цього питання дає практичну можливість встановлення оптимальної висоти ґрунтової засипки над металевими конструкціями споруд у залежності від величини ступеню ущільнення ґрунту навколо металевих конструкцій споруд. Що є важливим при виконанні проєктування транспортних споруд із збірних металевих гофрованих конструкцій.
У другому розділі наведено удосконалений метод оцінювання напружено-деформованого стану транспортних споруд із врахуванням геометричних та фізико-механічних параметрів металевих гофрованих конструкцій транспортних споруд. Встановлено, що при збільшенні висоти засипки над тунельним шляхопроводом із збірних металевих гофрованих конструкцій і зниженні ступеню ущільнення ґрунтової засипки, відбувається підвищення величин напружень та пластичного шарніру у металевих конструкціях. Перевищення допустимої величини напружень та коефіцієнту пластичного шарніру відбувається тільки при спільному впливі недостатнього ступеню ущільнення ґрунтової засипки та підвищені висоти засипки над металевими конструкціями шляхопроводу.
У третьому розділі розроблено метод експериментального дослідження ступеню ущільнення ґрунтової засипки при будівництві транспортних споруд із збірних металевих гофрованих конструкцій. Метод базується на застосуванні сучасних інерційних технологіях. У результаті проведення трьох циклів випробувань ґрунтової ущільнюючої засипки у залежності від ступеню ущільнення ґрунту встановлено, що при підвищені ступеню ущільнення ґрунтової засипки зменшується час руху звукової хвилі, але при цьому швидкість збільшується.
У четвертому розділі проведено оцінювання напружено-деформованого стану збірних металевих гофрованих конструкцій труби із врахуванням фізико-механічних параметрів ґрунтів основи. Встановлено, що при підвищені модулю пружності ґрунту основи труби зменшуються вертикальні деформації металевих конструкцій, однак підвищуються осьові сили в металевих конструкціях труби та горизонтальні деформації металевих конструкцій труби. У п’ятому розділі наведено практичні рекомендації із підсилення основ транспортних споруд із збірних металевих гофрованих конструкцій в умовах залягання слабких ґрунтів, а також рекомендації із підвищення несучої здатності пошкоджених залізобетонних транспортних споруд методом застосування збірних металевих гофрованих конструкцій.
На основі проведених лабораторних експериментів наведено метод оцінки гідравлічного опору та витрат металевих гофрованих труб у залежності від середньої швидкості руху води в гофрованих трубах. Встановлено, що для вибору оптимального діаметру дорожньої водопропускної труби потрібно знайти його значення для різних можливих витрат і вибрати максимальне, яке найближче підходить визначеному експериментальному значенню, або встановлено на основі статистичних даних. Також встановлено, що основними ризиками при будівництві транспортних споруд із збірних металевих гофрованих конструкцій на слабких ґрунтах є деформації ґрунтової основи. Вони можуть проявитися при передачі зусиль від транспортної споруди і змінних навантажень, а також від зміни фізико-механічних властивостей ґрунтів основи у період будівництва та експлуатації транспортних споруд. Також, результати розрахунків показали, що доцільним є застосування паль з метою підвищення несучої здатності основ збірних металевих гофрованих конструкцій транспортних споруд, при їх будівництві на слабких ґрунтах.
Ключові слова: збірні металеві гофровані конструкції, циліндричні оболонки, автомобільна дорога, земляне полотно, дорожній покрив, шляхопровід, водопропускальна труба, метод скінченних елементів, напружено-деформований стан, коефіцієнт пластичного шарніру, ступінь ущільнення ґрунтової засипки, вишукування, дорожня конструкція.
Registration Date
2025-07-07
popup.nrat_date
2025-07-07 / 2026-07-01
