Автореферат (Применение интегральных устоев в косых путепроводах в условиях Вьетнама)

На правах рукописиНгуен Ван ХиенПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТОЕВ В КОСЫХПУТЕПРОВОДАХ В УСЛОВИЯХ ВЬЕТНАМА05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов,аэродромов, мостов и транспортных тоннелейАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква - 2019Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего образования «Московскийавтомобильно-дорожный государственный технический университет(МАДИ)» на кафедре «Мосты, тоннели и строительные конструкции».Научный руководитель:кандидаттехническихнаук,доцент,профессор МАДИВиктор Иванович ПоповОфициальные оппоненты: Овчинников Игорь Георгиевич – доктортехнических наук, профессор кафедры«Транспортное строительство» Саратовскогогосударственного технического университетаимени Ю.А.

Гагарина.Сергеев Алексей Анатольевич - кандидаттехнических наук, генеральный директорООО «Нормативно – испытательский центр«Мосты»Ведущая организация: Научно - исследовательский институттранспортного строительства (АО ЦНИИС)Защита состоится «28» марта 2019 г. в 10.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.126.02 при Федеральном государственномбюджетном образовательном учреждении высшего образования«Московский автомобильно-дорожный государственный техническийуниверситет (МАДИ)» по адресу: 125319, Ленинградский проспект, д. 64.Телефоны для справок 8-(499)- 3460168 доб.

1324.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайтеМосковского автомобильно-дорожного государственного техническогоуниверситета (МАДИ) http://www.madi.ru/Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатьюорганизации, просим направлять в адрес диссертационного совета.Копию отзыва просим прислать на е-mail: uchsovet@madi.ruАвтореферат разослан «__»_________2019 г.Ученый секретарьдиссертационного советакандидат технических наукБорисюк Никита ВладимировичОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Во Вьетнаме, особенно вкрупных городах, часто бывает необходимым проектирование истроительство косых путепроводов, что обусловлено сложнымитопографическими условиями, где пересекаются дороги. Косыхпутепроводов малой или средней длины во Вьетнаме достаточно много, ноони имеют серьезные недостатки: большой расход материалов, малыесроки эксплуатации до ремонтов, отсутствие ровности при въезде на них.В путепроводах с интегральными устоями пролетные строения иопоры связаны жестко между собой и составляют единую конструкциюбез сложных деформационных швов и опорных частей. У такихконструкций имеются неоспоримые преимущества и результатынастоящих исследований должны помочь их внедрению в практикустроительства во Вьетнаме.Учитывая отсутствия в нормах Вьетнама и других стран указаний попроектированию косых путепроводов с интегральными устоями, теманастоящей диссертации представляется актуальной.Цель работы.

Целью диссертационной работы является разработкарекомендаций по применению в условиях Вьетнама интегральных устоевв косых путепроводах с железобетонными пролетными строениями,базирующиеся на исследованиях поведения путепроводов под нагрузкамии воздействиями.Объектом исследования являются косые путепроводы синтегральными устоями и железобетонными ребристыми пролетнымистроениями с пролетами до 30 м. Особенности работы интегральныхустоев путепроводов выявляются под временными подвижныминагрузками, давлением грунта насыпи подхода, температурнымивоздействиями принятыми нормами Вьетнама.

При этом для сравненияучтено действие вертикальной подвижной нагрузки A14, принятой внормах России.Методика исследования. В диссертации автор используетпрограммный комплекс MIDAS CIVIL для моделирования конструкции3косыхжелезобетонныхпутепроводовсинтегральнымииполуинтегральными устоями на основе метода конечных элементов сполными функциями.Задачи исследования. Для достижения поставленной целитребовалось решить ниже перечисленные задачи исследований: провести анализ требованийпутепроводов во Вьетнаме;попроектированиюкосых провести анализ наиболее часто применяемых железобетонныхконструкций путепроводов в практике Вьетнама и выбратьобобщенную конструкцию косого путепровода; разработать конечно – элементную модель косого путепровода синтегральными и полуинтегральными устоями с учетомвзаимодействия грунтов насыпи с телом устоя и сваями; провести исследования по влиянию угла косины, параметровпролетного строения, тела интегрального устоя и свай приневыгодных сочетаниях нагрузок и температурных воздействийна деформации, усилия и напряжения в теле интегральных устоеви сваях; определитьобластьпримененияинтегральныхполуинтегральныхустоеввкосыхпутепроводахжелезобетонными пролетными строениями;ис оценить влияние перехода активного давления грунта впассивную фазу на работу интегральных устоев косыхпутепроводов; разработать рекомендации по проектирования железобетонныхкосых однопролетных путепроводов с интегральными устоямидля условий Вьетнама для использования их при реальномпроектировании и в учебном процессе.Научная новизна работы Выявлены преимущества косых путепроводов с интегральными иполуинтегральными устоями и обоснована область их примененияво Вьетнаме.4 Разработаныпространственныерасчетныемоделиоднопролетного и двухпролетных косых путепроводов синтегральными и полуинтегральными устоями и сборномонолитными железобетонными пролетными строениями,ориентированные на реализацию метода конечных элементов.

Вкачествебазовогоинструментаисследованияпринятпрограммный комплекс MIDAS CIVIL, эффективно применяемыйв проектных и научных организациях Вьетнама. Выявлено влияние давления активного или пассивного грунтанасыпи на работу интегральных устоев косых путепроводов ипредставлен учет перехода активного давления в пассивное приоценке деформированного состояния интегральных устоев. Выявлено влияние косины на работуполуинтегрального устоев путепроводов.интегральногоили Выявлено воздействие постоянных и временных подвижныхнагрузок, а также сезонных температурных перепадов,свойственных для Вьетнама на внутрение усилия и линейныеперемещения устоев косых путепроводов и стальных свайразличного профиля. Разработаны рекомендации по проектированию железобетонныходнопролетных косых путепроводов с интегральными устоямидля применения в условиях Вьетнама.Практическая ценность Результаты проведенных исследований дают полную картинунапряженно-деформированного состояния устоев и свай,позволяющую точно оценить их работу в составе косыхпутепроводов под действием невыгодных сочетаний нагрузок. Полученные автором результаты исследований могут бытьиспользованы в условиях Вьетнама при проектировании истроительствекосыхжелезобетонныхпутепроводовсинтегральными и полуинтегральными устоями и быть основой длясовершенствования нормативной базы Вьетнама.Апробация результатов работы.5Апробация работы.

Основные результаты работы доложены иодобрены на 75-й и 76-й научно-методических и научноисследовательских конференциях (г. Москва, МАДИ, 2017-2018 гг.).Публикации. Основные результаты, полученные в диссертации,опубликованы в 4 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РоссийскойФедерации.Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, шестьглав и общие выводы; состоит из 166 страниц машинописного текста, 111рисунков, 42 таблиц и списка литературы из 117 наименований.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо введении показана актуальность темы, определены цель и объектисследования, сформулированы основные задачи и научная новизнаработы.

Обоснована необходимость проведения исследований.В первой главе выполнен исследование состояния вопроса спроектированием, строительством косых путепроводов в мире, как и воВьетнаме. Из доступных источников известно, что в США, например,около 2/3 всех мостовых сооружений имеют косину в плане. Большоеколичество косых мостов и особенно путепроводов построено в России идругих странах. Показан опыт разных стран по эксплуатации косыхпутепроводов и преимущества использования интегральных устоев втаких путепроводах по сравнению с традиционными устоями.Показано также, что в настоящее время имеются все условия дляпроектирования и строительстве косых путепроводов в больших городах,в том числе с интегральными устоями. В ряде случаях косые путепроводыположительно влияют на соответствующие требования по обеспечениюскорости и безопасности движения автомобилей, охране окружающейсреды и т.п.Работа косых пролетных строений отличается от работы прямых вплане сооружений.

В тупом углу косых пролетных строений создаютсязначительные по величине изгибающие моменты. Косина влияет и наработу устоев и свай, т.к. возникающие поперечные перемещенияпролетного строения ведут к усложнению их работы.6Все конструкции устоев путепроводов, как правило, имеютпереходные плиты для улучшения условий въезда на путепровод. Какпоказала многолетняя практика применения переходных плит, в том числена косых путепроводах, из-за ряда объективных и субъективных факторов,при въезде на путепровод возникают просадки грунта и образуютсянеровности, ухудшающие условия въезда на путепровод.

Применение вкосых путепроводах интегральных устоев, у которых переходные плитыжестко или с ограниченной податливостью объединены с телом устоя,дает возможность снизить отрицательный эффект, связанный с просадкойгрунтов насыпи подходов.В инженерных расчетах при расчетах косиной до 10о обычнопренебрегают. При большей косине влиянием косины пренебрегать нельзяиз-за получения неверных результатов. До настоящего времени воВьетнаме не построено ни одного мостового сооружения с интегральнымиустоями, в том числе и косых в плане. Имеются отдельные результатыисследований, проведенные проф. Нгуен Фук Чи при вариантномпроектировании малого моста.По уже построенным и эксплуатируемым мостовым сооружениям синтегральными устоями пока нет полных и обобщенных сведений о ихработе во времени и поэтому пока нельзя с большой уверенностьюговорить об абсолютных достоинствах косых мостов и путепроводов синтегральными устоями.Целью настоящей диссертации является получение результатовработы косых интегральных однопролетных путепроводов для условийВьетнама с выработкой рекомендаций для практического проектированиятаких конструкций во Вьетнаме.Во второй главе приведено обоснование выбора модели косогоинтегрального путепровода для решения требуемых задач егопроектирования.Приисследованииработыпутепроводовсинтегральнымиустояминаиболеецелесообразноиспользоватьтрехмерную модель, состоящая из совокупности стержней, плит иоболочек.7ВоВьетнаме,более80%построенныхпутепроводовжелезобетонные с плитными и ребристыми разрезными и неразрезнымипролетными строениями.

Железобетонные путепроводы имеют рядпреимуществ: они дешевле и проще в эксплуатации, чем металлические,так как их не надо красить, на их сооружение требуется меньшедорогостоящего металла.Взаимодействие устоев, свай и насыпи можно представитьпружинными моделями (модель Винклера). Тело устоя и сваи при этомразделяется на части и в каждом узле располагается одна пружина,моделирующая реакцию взаимодействия насыпи и сваи (рис.1).Рис. 1. Расчетная модель путепроводаДля путепроводов во многих странах, включая Вьетнам, длинапролетов обычно составляет 15- 30м и поэтому в качестве исходноймоделипутепроводапринятоднопролетныйпутепроводсжелезобетонным пролетным строением с пролетом 30 м. Расчетноепролетное строение имеет 2 полосы движения с общей шириной поверху12 м.