Диссертация (1151675), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Сравнения напряжений несущих элементов, вычисленных по сечениямвдоль и поперёк несущих элементов без неисправностей, выявили незначительные внутренние изменения.Выполнения расчётов и последующей обработки эпюр перемещений, какпо вертикальной, так и по горизонтальной осям вдоль и поперёк несущих элементов показали скрытые неисправности. Наиболее выразительна эпюра перемещений по вертикальной оси (рисунок 4.32), на которой отчётливо видно смещениегоризонтальных элементов вследствие приложенных нагрузок, а также смещениевертикальных элементов. Эти результаты [25] подтверждают запас прочности горизонтальных элементов мостовых переездов через водопроводящие каналы.198-0,16-0,16-0,15-0,15-0,16-0,16-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,17-0,17-0,15-0,15-0,17-0,17-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,1500000000-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,14-0,15000-0,15-0,14-0,15-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,140 00 0-0,15-0,15-0,17-0,17-0,15-0,15-0,17-0,17-0,15-0,15-0,15-0,1500000000000 00 00-0,14-0,14-0,14-0,15000-0,15-0,14-0,15-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,14-0,15-0,14-0,15000-0,15-0,15-0,16-0,16-0,15-0,15-0,16-0,16-0,15-0,15-0,15-0,150 00 00000 00 000 00 00 00 00 00 00 00 0Рисунок 4.32 – Эпюра перемещений несущих элементов мостового переездапо вертикальной осиНа других эпюрах проявляются незначительные перемещения ригелей мостового переезда (рисунки 4.33 − 4.34), которые не привели к значительным изменениям эксплуатационной надёжности сооружения, все данные находятся в пределах проектных расчётах.
Перемещения продольных элементов сооружений погоризонтальной оси (рисунок 4.33) не превышают допустимых, а перемещения погоризонтали поперечных несущих элементов показывают смещения вертикальных элементов – колонн мостового переезда (рисунок 4.34).0,010,01000 00 00 000 0 00 00,010,01000 00 00 00 0 0000,010,01000000 00 00 000 0000 0000 0-0,01-0,0100-0,01-0,01000 00 0000 00 000 0 000 00-0,01-0,01000 00 00 00 00 000 000 00 00-0,01-0,010000 00 00 00 0 000 00,010,0100000000 00 000 0 000 00 000 0 00000000 000 00 0Рисунок 4.33 – Эпюра перемещений несущих элементов вдоль мостового переездапо горизонтальной оси1990,030,020,030,020 00 0 000,020,030,020,030 000 0 000000000 00 00 00 0 000 00 00 000 0 00 00 00 00 00 000 0 000000 00 00 00 0 000 00 0-0,02-0,03-0,02-0,030 000 0000000000000 00 000 00 00000 00 00000 00 0-0,03-0,02-0,03-0,020 000 0 0000 00 0000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0Рисунок 4.34 – Эпюра перемещений несущих элементов поперёк мостовогопереезда по горизонтальной осиВ целом сопоставление эпюр интенсивности напряжений для различныхситуаций эксплуатации мостового переезда, отличающихся приложением нагрузок (рисунки 4.35 − 4.37), указали на то, что критические напряжения возникаютпо вертикальной оси (рисунок 4.35), в крайних колоннах первого ряда мостовогопереезда и ригелях, опёртых на них.
Критические напряжения в указанных колоннах на четверть превышают напряжения в других колоннах мостового переезда [16].Эпюры интенсивности напряжений, расположенных по горизонтальнойоси вдоль и поперёк мостового переезда, показывают также критические напряжения в зоне опирания колонны на фундамент, вызванные деформациями несущих элементов (рисунки 4.36 − 4.37). Возникают критические напряжения, превышающие на треть предельно допустимые значения, в горизонтально расположенных элементах мостового переезда.Проведённые численные расчёты интенсивности напряжений указываютна запас работоспособности несущих элементов мостового переезда.200-6,92-12,94-7,79-12,56-180,51-37,56-6,69-36,62-16,92-7,88-16,41-30,51 -297,12-7,88-16,41-6,67-29,74-289,98-37,56-6,92-289,6-39,58-16,92-30,51-6,67-29,74-40,6-6,69-6,93-175,89-282,7-36,62-12,94-7,79-12,56-6,93-180,51 -289,98-175,89-297,12-289,6-282,7Рисунок 4.35 – Эпюра интенсивности напряжений по вертикальной оси мостовогопереезда при неисправности крайних колонн первого ряда-4,08-32,31-5,83-30,9624,9224,8-3,3823,95-49,5235,72-5,11-47,5134,68-29,7724,23-3,38-5,11-32,3124,9234,68-29,77-3,13-37,1623,95-5,83-38,15-47,51-38,1524,8-4,08-3,13-28,9923,46-49,5235,72-3,8624,12-30,9624,12-3,86-37,16-28,99Рисунок 4.36 – Эпюра интенсивности напряжений по горизонтальной осивдоль мостового переезда при неисправности крайних колонн первого ряда2010,46-5,331,02-5,0611,33-5,130,15-5,09-10,2541,00,72-9,8239,94-25,32-5,650,150,72-5,3311,3339,94-25,320,15-26,26-5,091,02-26,93-9,82-26,93-5,130,460,15-24,68-5,58-10,2541,00,4711,02-5,0611,020,47-26,26-24,68Рисунок 4.37 – Эпюра интенсивности напряжений по горизонтальной осипоперёк мостового переезда при неисправности крайних колонн первого рядаВ дальнейшем проведены численные расчёты надёжности элементов мостового переезда при наличии различных неисправностей: зон разрушений и разуплотнения железобетона в конструкции колонны (оголовка и базы).
Наиболеекритичные неисправности ведут к потере работоспособности левой колонны первого ряда − как наиболее подверженной внешним воздействиям окружающей среды и испытывающей критические напряжения [50].На рисунке 4.38 показано критическое перемещение элементов колонны иопирающихся на неё ригелей, из-за дефекта колонны снижающей её работоспособность. Происходит опасное отклонение оголовка колонны, вследствие чего −утрата устойчивости опирающихся на него ригелей. Данные результаты моделирования подтверждают потерю работоспособности несущего вертикального элемента − колонны.2020-0,16-0,17-0,15-0,15-0,16-0,17-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,1500000000-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,14-0,17-0,17-0,18-0,18-0,17-0,17-0,18-0,18-0,17-0,17000-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,15-0,14-0,140 00 00-0,37-0,37-0,4-0,41-0,37-0,37-0,4-0,41-0,37-0,370000000000000 00 00-0,15-0,14-0,17-0,1800-0,16-0,16-0,15-0,15-0,16-0,16-0,15-0,15-0,14-0,14-0,15-0,15-0,16-0,16-0,18-0,17-0,16-0,16-0,18-0,17-0,16-0,160 00 00000 00 00-0,16-0,16-0,38-0,380 00 00 00 00 00 00 00 0Рисунок 4.38 – Эпюра критических перемещений по вертикальной оси мостовогопереезда при потере работоспособности колонны из-за дефектаНа других эпюрах показаны эпюры перемещения (рисунки 4.39 − 4.40), которые не привели к значительным изменениям жёсткости сооружения, все данныепоказатели отклонения от осей находятся в допустимых границах.
Перемещенияпо горизонтальной оси вдоль сооружения (рисунок 4.39) указывают на смещениязон опирания ригелей, а перемещения по горизонтальной оси поперёк (рисунок4.40) показывают критическое отклонение крайней колонны, и опирающиеся нанеё ригели [34].0,010,01000,010,01000,020,01000,0100000 00 00 000 0 00 00 00 00 0 000 00 00 00 00 00 0 000 00 00 000 0 00 00 00 00 00 00 0 000000 00 0000,02 00,02 00 000 000 00 0-0,01-0,01000 00 0-0,02-0,01-0,01-0,010 000 0 00 00 0-0,01-0,01000 00 00 00 00 00 00 00 0-0,01-0,01000 00 00,030,0300-0,01-0,01000 00 0Рисунок 4.39 – Эпюра перемещений по горизонтальной оси вдоль мостовогопереезда при потере работоспособности колонны2030000000-0,02-0,02-0,02-0,02-0,02-0,02-0,02-0,02-0,01-0,010 00 00 000 0 0-0,02-0,020 0-0,04-0,04-0,04-0,04-0,03-0,03-0,03-0,03-0,01-0,010000 00 00 00 0 000 00 00-0,09-0,09-0,09-0,09-0,04-0,04-0,04-0,040 0-0,02-0,02000000000000 00 000 0-0,02-0,02000 0-0,02-0,02000,020 ,020,020,020 00 0 000,010,010,010,01-0,01-0,01-0,01-0,01-0,01-0,0100-0,03-0,03-0,03-0,030 000 0 00 00 00 0000 00 000 00 00 00 00 00 00 00 0Рисунок 4.40 – Эпюра перемещений по горизонтальной оси поперёк мостовогопереезда при потере работоспособности колонныСравнение эпюр интенсивности напряжений (рисунки 4.41 − 4.43), показало, что критические напряжения возникают по вертикальной оси сооружения (рисунок 4.41), а именно, на оголовке левой колонны первого ряда и горизонтальныхбалках, опёртых на неё.
Данные моделирования указывают на наличие опасныхнапряжений в местах опирания в два раза превышающих, значения напряжений вдругих колоннах мостового переезда, что приводит к потере работоспособностиэлементов и разрушению всех несущих элементов мостового переезда.0,110,11-0,270-23,29-1,2602,10,1511,04-0,07-0,031,530,66-19,070-0,10,14-48,36-1,058,550,08-0,61-1,870,419,01-0,15-6,6142,73-0,080,064,59-0,870,38-73,430,15-31,88-0,1333,38-0,32-0,39-5,79Рисунок 4.41 – Эпюра интенсивности напряжений по вертикальной оси мостовогопереезда при потере работоспособности колонны204На рисунках 4.42 − 4.43 приведены эпюры напряжения по горизонтальнойоси вдоль и поперёк сооружения, где возникают опасные напряжения в зоне опирания ригелей на колонны, вызванные деформациями несущих элементов от различных неисправностей.
Наблюдаются критические напряжения в ригелях (рисунок 4.43).-1,171,880,37-2,7-0,61-0,66-1,151,330,70,650,98-2,021,84-2,12-0,13-0,950,06-0,893,09-0,47-1,470,08-1,41-0,6-0,111,841,222,030,07-1,870,07-0,38-2,860,50,244,50,39-3,540,18-0,07-0,320,12Рисунок 4.42 – Эпюра интенсивности напряжений по горизонтальной оси вдольмостового переезда при потере работоспособности колонны-2,7411,520,06-10,31-0,99-0,28-3,00,2715,22-0,61-0,28-14,230,61-2,24-0,21-4,652,49-19,350,17-3,04-0,41-10,19,26-1,08-1,112,663,131,1112,31-2,573,392,390,3414,57-0,462,770,68-24,744,77-0,864,837,04Рисунок 4.43 – Эпюра интенсивности напряжений по горизонтальной оси поперёкмостового переезда при потере работоспособности колонны205В заключение выполнены расчёты работоспособности элементов колонныпри наличии характерных неисправностей колонны в виде пустот и разуплотнений железобетона [23] площадь которых доходила до половины площади колонны.
Размеры дефектов варьировали от 50 мм до 100 мм. В процессе моделирования был установлен нижний уровень полной потери работоспособности конструкции, наступающей при диаметре пустот и раковин, превышающих 100 мм(происходит разрушение несущего элемента − колонны).В процессе численных экспериментов изучалась работоспособность мостовых переездов и акведуков при различных сочетаниях нагрузок от образующихся дефектов. Характеристика напряжения элементов сооружения на примере мостового переезда приведена на рисунке 4.44.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
