ЧИСЕЛЬНИЙ ТА МОДАЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПРОМІЖНОЇ ОПОРИ ЗАЛІЗНИЧНОГО МОСТУ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2025/333894Ключові слова:
залізничний міст, проміжна опора, чисельний аналіз, модальний аналіз, форми і частоти власних коливаньАнотація
Мета. Метою наукового дослідження є проведення чисельного та модального аналізів проміжної опори залізничного мосту з варіацією сполучень навантажень та визначенням параметрів міцності та динамічних характеристик (форми і частоти власних коливань). Методика. Найбільш економічними та ефективними для будівництва мостів є пальові фундаменти. У даному випадку пальовий фундамент проміжної опори шляхопроводу споруджується на буронабивних палях. Для відтворення особливостей пальового фундаменту проміжної опори застосовано просторову СЕ-модель, яка найбільш точно відображає його взаємодію із оточуючим масивом. Результати. Виконано аналіз результатів напружено-деформованого стану фундаментів проміжної опори шляхопроводу із урахуванням поїзного навантаження, який надав змогу отримати висновок про високу несучу здатність усіх частин системи «палі – ростверк» на всі розглянуті види сполучень із запасом міцності в 8 і 7 разів відповідно, що свідчить про нормальну експлуатацію в подальшому при незмінному стані інженерно-геологічних умов і навантажень. Місце кріплення паль та ростверку бетон класу С25/30 повністю витримує усі види навантажень, представлених сполученнями. Проведений модальний аналіз фундаментів моделей проміжної опори шляхопроводу й отримані частоти і форми фундаменту, які дорівнюють 4,2 Гц (основний тон)…17,4 Гц, а із порівняння цих частот з частотами розрідження вологих пісків (30…50 Гц) зрозуміло, що власні коливання опори не можуть викликати вібраційного розрідження. Наукова новизна. Наукова новизна дослідження полягає в отриманні значень напружень проміжної опори в статичній постановці, а також динамічних характеристик (форми і частити власних коливань) в динамічній постановці. Практична значимість. Практична значимість полягає в обґрунтованій оцінці величин частот коливань проміжної опори, що базується на результатах модального аналізу і свідчить про відсутність розрідження пісків.
Посилання
Dubinchyk, O., Bannikov, D., Kildieiev, V., & Kharchenko, V. (2020). Geotechnical analysis of optimal parameters for foundations interacting with loess area. E3S Web of Conferences, II International Conference Essays of Mining Science and Practice, 168, 00024. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016800024 (in English)
Kelesoglu, M. K., & Springman, S. M. (2011). Analytical and 3D numerical modelling of full-height bridge abutments constructed on pile foundations through soft soils. Computers and Geotechnics, 38(8), 934-948. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2011.07.011 (in English)
Khodair, Y., & Hassiotis, S. (2013). Numerical and experimental analyses of an integral bridge. International Journal of Advanced Structural Engineering, 5, 1-12. DOI: https://doi.org/10.1186/2008-6695-5-14 (in English)
Lu, P., Xie, X., & Shao, C. (2012). Experimental study and numerical analysis of a composite bridge structure. Construction and Building Materials, 30, 695-705. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.11.008 (in English)
Stewart, D. P., Jewell, R. J., & Randolph, M. F. (1993). Numerical modelling of piled bridge abutments on soft ground. Computers and Geotechnics, 15(1), 21-46. DOI: https://doi.org/10.1016/0266-352X(93)90015-Y (in English)
Whelan, M. J., Gangone, M. V., Janoyan, K. D., & Jha, R. (2009). Real-time wireless vibration monitoring for operational modal analysis of an integral abutment highway bridge. Engineering Structures, 31(10), 2224-2235. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2009.03.022 (in English)
Wu, L., Jiang, G., & Liu, X. (2020). Analytical and Numerical Analysis of Additional Stress in Foundation of Bridge Approach Embankment. Geotechnical and Geological Engineering, 38, 6069-6082. DOI: https://doi.org/10.1007/s10706-020-01414-2 (in English)
Zhan, J., Wang, C., Yan, Y., Deng, L., Zhu, W., & Liu, J. (2022). Modal analysis and condition evaluation of sub-structures for simply supported high-speed railway bridge based on a simplified model. Journal of Bridge Engineering, 27(8), 04022058. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0001900 (in English)
Dubinchyk, O. I., & Neduzha, L. O. (2021). Obgruntuvannia napruzheno-deformovanoho stanu palovoho fundamentu z vykorystanniam prohramnykh kompleksiv. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 20, 13-18. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2021/245247 (in Ukrainian)
DBN V.2.1-10-2009 (2009). Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennia proiektuvannia. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy. (in Ukrainian)
DBN V.1.2-2:2006 (2006). Navantazhennia i vplyvy. Normy proektuvannia. Kyiv: Minbud Ukrainy. (in Ukrainian)
Karpilovskiy, V. S., Kriksunov, E. Z., Perelmuter, A. V., & al. (2000). SCAD dlya polzovatelya. Kiev: VVP «Kompas». (in Russian)
Zahoruiko, Ye. A., & Lozovyi, S. O. (2012). Imitatsiine modeliuvannia palovykh fundamentiv z metoiu vyznachennia yikh deformatsii. Novi tekhnolohii v budivnytstvi, 1-2, 68-73. (in Ukrainian)
