Реєстраційний номер
0825U002761, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
26-08-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Удосконалення методу оцінки напружено-деформованого стану металевих гофрованих конструкцій транспортних споруд
Здобувач
Карнаков Ігор Анатолійович,
Керівник Онищенко Артур Миколайович
Керівник Ковальчук Віталій Володимирович
Опонент Дорожко Євген Вікторович
Опонент Лапенко Олександр Іванович
Рецензент Мартинюк Іван Юрійович
Рецензент Бондаренко Людмила Петрівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний транспортний університет
Опис
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.
Дата реєстрації
2025-07-07
Додано/оновлено в НРАТ
2025-07-07 / 2026-07-01
