Дослідження впливу довжини прогонової будови на підвищення несної здатності залізобетонних мостових балок при підсиленні зовнішнім попередньо напруженим армуванням
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2026-29-09Ключові слова:
довговічність, залізобетонна конструкція, підсилення, попереднє напруження, міст, напружено-деформований стан, несуча здатність, транспортне навантаження, метод скінченних елементів, моделювання, реконструкціяАнотація
Мета. Метою дослідження є встановлення кількісної залежності між довжиною прогону існуючих залізобетонних балок мостів (типові балки серії Вип. 56, спроєктовані під навантаження Н-30) та відносною ефективністю їх підсилення методом зовнішнього попереднього напруженого армування. Кінцева мета полягає у забезпеченні безпечної експлуатації споруд за сучасних класів навантаження АК-15/НК-100. Методика. Проведено аналіз напружено-деформованого стану типових балок серії Вип. 56 довжиною 11,36 м, 16,76 м та 22,16 м. Моделі балок були побудовані на основі реальних геометричних розмірів із використанням професійного розрахункового програмного комплексу LIRA-SAPR. Такий підхід дозволив змоделювати просторову поведінку конструкції та врахувати фактичні граничні умови та прикладені навантаження. Розрахунки проводилися для балок з різною довжиною прольоту. Для забезпечення несучої здатності стандартного типу балки, що зазвичай використовується в існуючих автомобільних мостах України, за сучасних транспортних навантажень, необхідну додаткову площу армування визначали за відповідною розрахунковою формулою. Результати. Чисельний аналіз підтвердив, що застосування зовнішнього попередньо напруженого армування забезпечує необхідну несучу здатність для всіх розглянутих прогонових будов. Встановлено, що хоча абсолютне зростання несучої здатності істотно збільшується зі збільшенням довжини прогону, відносна ефективність підсилення водночас помітно знижується: зі збільшенням довжини балки темпи приросту ефекту від підсилення сповільнюються. Наукова новизна. Наукова новизна дослідження полягає в отриманих результатах чисельного аналізу, які дозволили встановити та кількісно оцінити функціональну залежність між довжиною прогону та відносною ефективністю методу зовнішнього попереднього напруження, а також у введенні нових критеріїв для структурної діагностики. Практична значимість. Дослідження пропонує науково обґрунтований інженерний алгоритм для масової модернізації типових мостових балок, що забезпечує економічно ефективний шлях відновлення безпеки, довговічності та відповідності споруд вимогам класу навантаження АК-15.
Посилання
Kim, S. H., Park, J. S., Jung, W. T., Kim, T. K., & Park, H. B. (2021). Experimental study on strengthening effect analysis of a deteriorated bridge using external prestressing method. Applied Sciences, 11(6), 2478. DOI: https://doi.org/10.3390/app11062478 (in English)
Miroshnyk, V. A., Tao, M., Du, X., & Ivanchenko, V. S. (2025). Justification of capital repair of a highway bridge when changing the load. Bridges and Tunnels: Theory, Research, Practice, (27), 86-93. https://doi.org/10.15802/bttrp2025/333803 (in English)
Suntharavadivel, T. G., & Aravinthan, T. (2005). Overview of external post-tensioning in bridges. In Proceedings of the 2005 Southern Region Engineering Conference (SREC 2005). (in English)
Park, H. B., Park, J. S., Kang, J. Y., & Jung, W. T. (2018). Fatigue behavior of concrete beam with prestressed near-surface mounted CFRP reinforcement according to the strength and developed length. Materials, 12(1), 51. DOI: https://doi.org/10.3390/ma12010051 (in English)
DBN V.2.3-22:2009 (2009). Mosty ta truby. Osnovni vymohy proektuvannia. Kyiv: Minrehionbud. (in Ukrainian)
DBN V.2.3-14:2006 (2006). Mosty ta truby. Pravyla proektuvannia. Kyiv: Minrehionbud. (in Ukrainian)
Kaskiv, V. I., Panibratets, L. H., Stepanov, S. M., Hriniv, V. S., & Chaikovska, L. I. (2024). Stan mostovoho hospodarstva Ukrainy na dorohakh zahalnoho korystuvannia derzhavnoho znachennia na pidkontrolnykh terytoriiakh za 2023 rik. Dorohy i mosty, 29, 280-292. DOI: https://doi.org/10.36100/dorogimosti2024.29.280 (in Ukrainian)
Luchko, Y. Y. (2023). Trishchynostiikist zalizobetonnykh konstruktsii mostiv na zasadakh mekhaniky ruinuvannia. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 23, 54-65. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2023/281129 (in Ukrainian)
R V.3.2-03450778-832:2013 (2013). Rekomendatsii z proektuvannia monolitnykh poperedno-napruzhenykh mostiv z napruzhenniam na beton (post-napruzheni systemy). Kyiv: DP «DerzhdorNDI». (in Ukrainian)
Popovych, M. M., Myroniuk, O. S., & Borshchov, V. I. (2005). Pidsylennia zalizobetonnykh balkovykh prohinnykh budov z vykorystanniam shprenheliv i poperedno napruzhenykh stryzhniv. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana, 6, 131-132. (in Ukrainian)
R V.3.2-218-03450778-741:2008 (2013). Rekomendatsii z pidsylennia konstruktsii mostiv pid navantazhenniam, v t. ch. z rehuliuvanniam zusyl. Kyiv: DP «DerzhdorNDI». (in Ukrainian)
Sin, Ya., Horbachevska, A. A., Saliichuk, L. V., & Kvasha, V. H. (2023). Doslidzhennia efektyvnosti rekonstruktsii zalizobetonnykh mostiv za TP VYP. 56 z pidsylenniam balok zminnoiu statychnoiu skhemoiu. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 24, 93-110. DOI: https://doi.org/10.15802/bttrp2023/292010 (in Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 А. Д. Мінюкова, П. М. Сташук
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори зберігають авторські права на опубліковані статті та надають видавцеві невиключне право на публікацію статті, з посиланням на нього як на оригінального видавця у разі повторного використання, а також на розповсюдження статті у будь-якій формі та на будь-яких носіях. Статті будуть поширюватися за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Автори можуть укладати окремі додаткові договори про невиключне поширення опублікованої статті (наприклад, розміщення її в інституційному репозитарії або публікація в книзі) із зазначенням її первинної публікації в цьому журналі.
