МЕТОДИКА ОЦІНКИ ВТОМНОГО РЕСУРСУ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ ЗАЛІЗНИЧНИХ ПРОГОНОВИХ БУДОВ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2020/217703Ключові слова:
залізничний міст, зварна прогонова будова, втомна тріщина, залишковий ресурс, напрацювання, метод розрахунку, транспортний потік, математична модельАнотація
Мета. На основі експериментально-теоретичних досліджень особливостей роботи зварних з’єднань залізничних прогонових будов, схильних до утворення найбільш поширених тріщин, удосконалити інженерну методику по оцінці втомного ресурсу таких конструкцій. Методика. Оцінка втомного ресурсу елемента конструкції виконується в залежності від ймовірності безвідмовної роботи з’єднання, при якій розрахунковий ресурс більше фактичного напрацювання. Визначення розрахункового ресурсу і напрацювання зварних з’єднань засноване на гіпотезі лінійного підсумовування пошкоджень. Мірою ресурсу і напрацювання служать накопичені ушкодження, що викликаються дією еталонного поїзда. Величина ушкодження залежить від напружень циклу і кривої втоми типового зварного з’єднання. Визначення циклів напружень, що діють в елементі конструкції при проходженні поїзда, засноване на апараті ліній впливу. Фактичне напрацювання з’єднання обчислюють шляхом математичного моделювання вантажопотоку за весь період експлуатації споруди. Результати. Описана методика, що дозволяє виконувати оцінку втомного ресурсу з урахуванням конструктивних особливостей прогонової будови і параметрів його експлуатації. Наукова новизна. На основі чисельного моделювання роботи стінки балки біля верхнього обриву зварного шва вертикального ребра жорсткості обґрунтовано вплив зазору між верхнім поясом і торцем вертикального ребра жорсткості на величину напружень в стінці балки, сформовані правила для побудови ліній впливу згинального моменту, отримана формула для визначення напружень в стінці балки при проході рухомого навантаження. Отримано степеневі рівняння для опису кривих втоми типових зварних з’єднань в залежності від ймовірності руйнування з’єднання. Практична значимість. Запропоновано стохастична модель прогнозу втомного ресурсу типових болто-зварних прогонових будов залізничних мостів, що враховує конструктивні особливості прогонової будови і параметри його експлуатації.
Посилання
REFERENCES
Bowman, M. D., Fu, G., Zhou, E., Connor, R. J., & Godbole, A. A. (2012). Fatigue evaluation of steel bridges. Washington: National Academy of Sciences. (in English)
Fueki, R., & Takahashi, K. (2018). Prediction of fatigue limit improvement in needle peened welded joints containing crack-like defects. International Journal of Structural Integrity, 50-64. (in English)
Melaku, A. F., & Jung, K. S. (2017). Evaluation of welded joints of vertical stiffener to web under fatigue load by hotspot stress method. International journal of steel structures, 271-278. (in English)
Rubinstein, R., & Kroese, D. (2017). Simulation and the Monte Carlo method. New Jersey: John Wiley and Sons. Inc. (in English)
Bokarev, S. A., Zhunev, K. O., & Usoltsev, A. M. (2018). Napryazhennoe sostoyanie svarnykh uzlov zheleznodorozhnykh proletnykh stroeniy. Inzhenerno-stroitelnyy zhurnal, 119-129. (in Russian)
Bokarev, S. A., Usoltsev, A. M., & Sluzhaev, A. I. (2019). Preduprezhdenie poyavleniya ustalostnykh treshchin v svarnykh metallicheskikh proletnykh stroeniyakh. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitelnogo universiteta, 181-193. (in Russian)
Gadolina, I. V., Kozlov, A. D., Monakhova, A. A., & Serebryakova, I. L. (2019). Optimalnyy sposob TsOS v zadachakh dolgovechnosti. Vestnik RGGU, 78-93. (in Russian)
Zhunev, K. O., Murovannyy, Yu. N., & Yashnov, A. N. (2020). Issledovanie ustalostnoy dolgovechnosti svarnykh soedineniy zheleznodorozhnykh proletnykh stroeniy. Transportnye sooruzheniya, 1-13. (in Russian)
Kliuchnyk, S. V. (2017). Analiz suchasnoho stanu metalevykh prohonovykh budov. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 29-40. (in Ukrainian)
Malgin, M. G., & Kiryan, V. I. (2011). Puti obespecheniya normativnogo resursa proletnykh stroeniy mostov. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 55-59. (in Russian)
Medvedev, K. V., & Malgin, M. G. (2014). Model rascheta mostovykh konstruktsiy na ustalost po lokalnym napryazheniyam. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 89-102. (in Russian)
RD 50-694-90. (1991). Veroyatnostnyy metod rascheta na ustalost svarnykh konstruktsiy. Moskva: Izdatelstvo standartov. (in Russian)
Serensen, S. V. (1985). Ustalost materialov i elementov konstruktsiy. Kiev: Naukova dumka. (in Russian)
Fedorchenko, D. G., & Novikov, D. K. (2013). Metody skhematizatsii ekspluatatsionnogo tsikla izme-neniya napryazheniy sistemoy elementarnykh tsiklov. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN, 267-271. (in Russian)
