Совершенствование метода контроля усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Чаплин Иван Владимирович

• Чаплин Иван Владимирович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Чаплин Иван Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ УСИЛИЙ В ВАНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

1.1 Развитие конструктивных решений вантовых систем в мостостроении

1.2 Обзор исследований и методик определения напряженного состояния вантовых систем

1.3 История и проблемы развития методов контроля по динамическим параметрам

1.4 Цель и задачи исследования

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ВАНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1 Методика проведения исследований

2.2 Теоретические исследования динамической работы вант

2.2.1 Идеализированное решение уравнения динамики нити

2.2.2 Приближенное решение уравнения динамики нити с учетом конструкций закрепления

2.2.3 Численные исследования влияния провисания, угла наклона и изгибной жесткости ванта на усилие его натяжения

2.2.4 Численные исследования влияния изменения температуры на усилия в вантах

2.3 Натурные исследования динамической работы вантовых элементов

2.3.1 Методика измерения частот собственных колебаний

2.3.2 Влияние конструкций закрепления на динамическую работу вантовых элементов

2.3.3 Результаты корреляционного анализа

2.3.4 Исследование изменения частот собственных колебаний вант под влиянием совокупности факторов

2.3.5 Влияние изменения температуры на усилие натяжения вант

2.4 Выводы по главе

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ВАНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

3.1 Специализированное программное обеспечение

3.2 Мониторинг усилий в вантовых элементах

3.2.1 Бугринский мост через р. Обь в г. Новосибирске

3.2.2 Виноградовский мост через протоку Татышева в г. Красноярске

3.2.3 Югорский мост через р. Обь в районе г. Сургута

3.3 Определение усилий в элементах внешнего армирования балочных пролетных строений

3.4 Классификация вант по признакам конструктивного исполнения вантовой системы, влияющим на динамическую работу вантовых элементов

3.5 Выводы по разделу

4 МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ УСИЛИЙ В ВАНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ПО ЧАСТОТАМ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ

4.1 Методика контроля усилий в вантовых элементах

4.1.1 Общие предпосылки

4.1.2 Методика расчета усилий в вантовых элементах и частот собственных колебаний

4.1.3 Рекомендации по выполнению контроля

4.1.4 Рекомендации по оценке результатов контроля

4.2 Обоснование экономической эффективности

4.3 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Краткие сведения о мостах с вантовыми элементами

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Данные для проведения корреляционного анализа

ПРИЛОЖЕНИЕ В Усилия в вантовых элементах эксплуатируемых мостов .... 138 ПРИЛОЖЕНИЕ Г Регистрационные свидетельства и справки о внедрении

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В соответствии со статьей 36 Федерального закона Российской Федерации от 30.12.2009 № 384 безопасность мостовых сооружений в процессе эксплуатации должна обеспечиваться посредством проведения периодических осмотров и контрольных проверок. При осуществлении работ по обследованию конструкций оценивают эксплуатационную надежность транспортных сооружений и дают рекомендации по устранению выявленных дефектов. При несовершенстве методов контроля напряженного состояния несущих элементов могут быть назначены и выполнены ненужные ремонтные работы, что приведет к повышению риска возникновения аварийных ситуаций и неэффективному расходованию бюджетных средств.

При эксплуатации транспортных сооружений усилия в вантах определяют, как правило, по частотам собственных колебаний. Это обусловлено тем, что не требуется данных о начальном напряженном состоянии вантовых элементов, и возможен вариант периодических измерений без установки систем постоянного мониторинга. Однако на динамическую работу вант в составе мостовых конструкций влияют различные факторы, основным из которых является конструктивное исполнение вантовой системы. При коротких длинах вант встает вопрос, необходимо ли учитывать их жесткость в расчетных схемах при составлении уравнения динамики, а при большой протяженности вантовых элементов - нужно ли учитывать их провисание. Также анкерные конструкции в ряде случаев могут включаться в совместную работу с вантами, образуя динамически сложные системы, в которых колебания стержневых и струнных элементов осуществляются совместно. Немаловажно отметить влияние техногенных и природных факторов, вызывающих вынужденные колебания вант и изменение напряженно-деформированного состояния несущих конструкций. Поэтому совершенствование метода контроля усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний является актуальной задачей.

Степень разработанности темы исследования. Исследованиям в области работы вантовых элементов посвящены работы С. А. Бахтина [4, 10], Л. Г. Дмитриева [18], М. И. Казакевича [33, 34], В. К. Качурина [35], М. М. Корнеева [44], Д. Р. Меркина [53], А. В. Перельмутера [80], А. А. Петропавловского [81], В. А. Светлицкого [89], Ю. М. Сильницкого [97], С. П. Тимошенко [110], С. А. Цаплина [114] и других ученых.

Совершенствованием методов определения усилий в вантах по частотам собственных колебаний занимались научные и производственные коллективы под руководством К. С. Стрелкова [29, 64], А. Н. Яшнова [26, 79, 83 - 85, 90, 109, 124, 127], P. Furtner [155], A. Ladysz [142] и др., а также С. Н. Дядькин [23],

A. П. Сычев [108], М. И. Хазанов [113], M. Widmann [155] и др.

Вклад в решение задач по определению динамических параметров несущих элементов мостовых конструкций внесли Т.М. Баранов [3], С. А. Бокарев [5, 76], Н. Г. Бондарь [17], И. Ш. Гершуни [46], С. П. Глушков [12], Н. А Донец [20, 21], Л. К Дьяченко [22], И. И. Иванченко [28], С. А. Ильясевич [30], И. И. Казей [17],

B. М. Картопольцев [69], Ю. Г. Козьмин [17], В. В. Кондратов [42, 43], В. М. Круглов [45], Е. Н. Курбацкий [50], Б. Ф. Лесохин [17], В. Ю. Поляков [82], А. А. Сергеев [92], В. Н. Смирнов [99], И. И. Снежков [5, 31, 79, 85, 109, 126], Л. Ю. Соловьев [76], М. Е. Соломенцев [104], М. Л. Хазанов [113], Д. Н. Цветков [115], А. Н. Яшнов [125] и другие ученые.

Накопленный опыт теоретических и экспериментальных исследований позволяет перейти на следующую ступень в совершенствовании метода контроля усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний.

Целью диссертационного исследования является повышение эксплуатационной надежности вантовых мостов за счет совершенствования метода контроля усилий в вантах по частотам собственных колебаний.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.

> Провести экспериментально-теоретические исследования динамической работы вант в составе пролетных строений для усовершенствования математической модели, позволяющей корректно определять усилия в вантах

эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний с учетом конструктивных особенностей вантовых систем.

> Обобщить результаты измерений фактических усилий натяжения вант в эксплуатируемых мостах для составления классификации вант по признакам конструктивного исполнения вантовой системы, влияющим на динамическую работу вантовых элементов.

> Разработать программное обеспечение для автоматического определения усилий в вантах, позволяющее сократить время на обработку данных.

> Разработать усовершенствованную методику контроля усилий в вантах по частотам собственных колебаний, основанную на полученном приближенном решении уравнения динамики нити с учетом конструкций закрепления, классификации вант и алгоритме для автоматического выделения частот собственных колебаний вантовых элементов.

Объектом исследования являются вантовые элементы в пролетных строениях мостов.

Предмет исследования - метод контроля усилий в вантах по частотам собственных колебаний.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1) Усовершенствована математическая модель для определения усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний путем введения уточнений к длине и погонной массе колеблющейся системы, учитывающих включение в совместную динамическую работу с вантовыми элементами конструкций их закрепления.

2) Создана классификация вант по признакам конструктивного исполнения вантовой системы, влияющим на динамическую работу вантовых элементов: типа конструкций закреплений, вида поперечного сечения и наличия дополнительных узлов крепления вант.

3) Разработан алгоритм для автоматического выделения частот собственных колебаний вант по полученным эмпирическим зависимостям, являющийся основой программного обеспечения «Вант».

Теоретическая и практическая значимость работы. Предложена математическая модель, учитывающая особенности динамической работы вантовых конструкций в соответствии с разработанной классификацией вант. Создан алгоритм для автоматического выделения частот собственных колебаний и программное обеспечение, позволяющее реализовать на практике усовершенствованную методику контроля усилий в вантовых элементах эксплуатируемых мостов.

Результаты диссертационного исследования использованы при выполнении

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование метода контроля усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний»

работ:

- по контролю напряженно-деформированного состояния вантовых подвесок главного пролетного строения в процессе строительства, испытаний и приемочных обследований Бугринского моста через р. Обь в г. Новосибирске;

- по контролю напряженно-деформированного состояния Югорского моста в районе г. Сургута;

- по определению усилий в вантовых элементах моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара.

Методология и методы исследования. Поставленные в работе задачи решены в ходе выполнения теоретических и экспериментальных исследований. При построении усовершенствованной математической модели для определения усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний использованы основные положения теории колебаний. Применены эмпирические и общелогические методы научных исследований: анализ, обобщение, синтез, сравнение, статистические методы обработки данных, а также экспериментальные методы исследования конструкций.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель для определения усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний, составленная с учетом включения в совместную динамическую работу с вантовыми элементами конструкций их закрепления.

2. Классификация вант по признакам конструктивного исполнения вантовой системы, влияющим на динамическую работу вантовых элементов.

3. Усовершенствованная методика контроля усилий в вантах по частотам собственных колебаний, основанная на полученном приближенном решении уравнения динамики нити с учетом конструкций закрепления, классификации вант и алгоритме для автоматического выделения частот собственных колебаний вантовых элементов.

Степень достоверности результатов работы обеспечена применением методов научного исследования, основных положений теории колебаний, сертифицированных и поверенных приборов и программного обеспечения, а также подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Апробация. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на конференциях, конкурсах и семинаре:

- Всероссийском конкурсе (с международным участием) научно-технических работ молодых ученых профильных университетов и организаций «Интеллектуальные системы измерений, контроля, управления и диспетчеризации в промышленности» в рамках деловой программы Международной выставки «Aerospace Testing & Industrial Control» (г. Москва, Крокус-Сити, октябрь 2014 г.);

- Международной научно-практической конференции «Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе» (г. Пермь, ПНИПУ, апрель 2015 г.);

- XXI Международной научно-методической конференции «Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций» (г. Санкт-Петербург, ВИТУ, март 2017 г.);

- Международной научно-практической конференции «Инновационные факторы развития транспорта. Теория и практика» (г. Новосибирск, СГУПС, октябрь 2017 г.);

- Всероссийском инновационном конкурсе (г. Новосибирск, НГТУ, ноябрь 2017 г.);

- Международной научно-технической конференции «Новые технологии в мостостроении» (г. Санкт-Петербург, ПГУПС, апрель 2018 г.);

- семинаре кафедры «Мосты и тоннели» МИИТ ИПСС (г. Москва, МИИТ ИПСС, ноябрь 2018 г.);

- Всероссийской конференции «Исследование, проектирование, строительство и реконструкция, эксплуатация и мониторинг мостов» (г. Новосибирск, СГУПС, ноябрь 2019 г.).

Личный вклад автора состоит в анализе методов контроля усилий в вантовых элементах, усовершенствовании математической модели для определения усилий в вантах по частотам собственных колебаний, проведении экспериментально-теоретических исследований динамической работы вантовых систем в составе пролетных строений мостов и разработке алгоритмов, заложенных в программе «Вант».

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано десять научных работ, в том числе две публикации в ведущих рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК Минобрнауки России, и одна -в издании, входящем в международную базу данных Scopus; зарегистрирован патент на изобретение способа определения усилий натяжения вантового элемента моста; получено свидетельство о регистрации программного продукта по расчету усилий в вантах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (157 наименований, в том числе 27 -на иностранных языках), включает 4 приложения, 80 рисунков и 26 таблиц. Общий объем составляет 157 страниц.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ УСИЛИЙ

В ВАНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

1.1 Развитие конструктивных решений вантовых систем в мостостроении

Первые мосты с применением гибких растянутых элементов (лианы, бамбука) были построены в Древнем Египте, Юго-Восточной Азии, Японии, Центральной и Южной Америке [10]. Достаточно простое на первый взгляд решение людей определило в современности выбор такого типа конструкций для перекрытия пролетов большой длины. Описание истории развития висячих систем в мостостроении приводится в работах [4, 10, 23, 35, 36, 37, 40, 48, 89, 97, 108, 136, 154 и др.].

Вантовые мосты являются одной из форм висячих мостовых сооружений [37]. До 30-х годов прошлого столетия возводили вантово-решетчатые фермы. В дальнейшем предпочтение отдавали вантово-балочным мостам с гибкими вантовыми элементами (далее - вантовые мосты) [10]. Пролетные строения с гибкими вантовыми элементами применяют преимущественно для пропуска автомобильной и пешеходной нагрузок, поскольку они обладают малой вертикальной и горизонтальной жесткостью, а также повышенной чувствительностью к динамическим нагрузкам. Характерным примером, наглядно демонстрирующим различие нормативных требований к автодорожным и железнодорожным мостовым конструкциям, являются арочные пролетные строения Крымского моста - на арке автодорожного моста устроены гибкие подвески (ванты), а на арке железнодорожного сооружения - более жесткие ферменные элементы [49]. Обобщающие материалы теоретических и экспериментальных наработок по проектированию, строительству и эксплуатации вантовых мостов собраны в [10, 81, 136].

Характеризующей особенностью вантовых мостов является наличие вантовой системы - вантов с конструкциями их закрепления [132]. Совершенствование конструктивного исполнения вантовых систем в

мостостроении происходило планомерно с развитием новых технологий и потребностей мирового сообщества в перекрытии пролетов большой длины. Гибкие ванты мостов до 70-х годов прошлого века изготавливали из витых канатов диаметром, как правило, 20.. .150 мм в соответствии с технологией MLS (Multilayer strand) [10, 136]. В данных канатах используют проволоку круглого (рисунок 1.1, а) и Z-образного поперечного сечения (см. рис, 1.1, б). Применение Z-образной проволоки обусловлено повышением водонепроницаемости на внешних слоях витого каната.

Рисунок 1.1 - Виды поперечных сечений вантовых элементов в зависимости от

технологий их изготовления и монтажа: а - технология MLS; б - технология MLS (с Z-образными проволоками); в - технология PWC (NEW-PWS); г - технология PSC (первый вариант); д - технология PSC (второй вариант) Позднее разработали технологии PWC (Parallel wire cable) и PSC (Parallel strand cable). В соответствии с технологией PWC вант состоит из отдельных параллельных проволок обычно диаметром 5.7 мм (см. рисунок 1.1, в), покрытых цинком или алюминиевым сплавом в качестве антикоррозионной защиты. Проволоки защищены антикоррозионной оболочкой ванта. В полость между общей антикоррозионной оболочкой и проволоками нагнетают гибкие антикоррозионные составы (воск, смолу и т.п.) или организуют систему постоянного осушения ванта посредством циркуляции воздуха и контроля его влажности. Специалисты фирмы Tokyo Rope (NEW-PWS) модернизировали

технологию PWC за счет полного заводского изготовления вантовой системы, что позволило повысить уровень защиты от внешних воздействий [10, 146, 150].

Вант в соответствии с технологией PSC (Parallel strand cable) состоит из стрендов - семь металлических скрученных оцинкованных проволок диаметром 5.. .7 мм каждая. Сам стренд обычно покрыт двойной антикоррозионной защитной оболочкой (рисунок 1.1, г). Стренды помещают в общую антикоррозионную оболочку ванта. Данная оболочка чаще всего выполнена из высокопрочной пластмассы. В случае отсутствия защитной пленки на стрендах проводят антикоррозионные мероприятия внутри ванта, как и по технологии PWC (см. выше, рисунок 1.1, д). Наиболее известными фирмами по производству и монтажу вантовых систем по технологии PSC являются фирмы VSL и Freyssinet [108].

У каждой технологии изготовления и монтажа вантовых систем есть свои плюсы и минусы. Например, технологии PSC и PWC являются предпочтительнее перед технологией MLS и NEW-PWS, поскольку за счет разделения вантовых элементов на простые элементы возможен их монтаж только при помощи рабочих с применением специализированного оборудования (домкратов, выпрямителей, паяльников секций пластмассовых оболочек и пр.) без использования специальной тяжелой техники. В то же время за счет более компактного расположения проволок в системе NEW-PWS значение ветровой статической нагрузки на балку жесткости при использовании вант фирмы Tokyo Rope в ряде случаев существенно ниже [40]. Поэтому выбор вида поперечного сечения вант определяется по результатам технико-экономического обоснования и остается за генеральным проектировщиком.

Металлическую проволоку для вант изготавливают из высокопрочной стали. Описание характеристик и требований к материалам для изготовления вант приведено в [10, 106, 108, 136 и др.]. Например, значение нормативного сопротивления при разрыве семипроволочных стрендов фирмы VSL, использованных при строительстве моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара [31], составляет 1860 МПа, что соответствует требованиям ГОСТ [14]. Для сравнения в витых канатах Югорского моста, изготовленных

британской фирмой Bridón, разрывное усилие канатов составляет 520 т (или 1250 МПа) [108]. Следует отметить, что витые канаты в отличие от вант, изготовленных из параллельных элементов, подвержены повышенной ползучести [106, п. 8.20]. Например, на канатах Югорского моста заявленная ползучесть составляет около 70 мм на 390 м в течение 50 лет под нагрузкой 260 т [108]. Поэтому при проектировании и в процессе эксплуатации необходимо учитывать дополнительные деформации витых канатов, возникающие с течением времени под постоянным действием нагрузок [106, п. 8.34 и п. 8.35]. Для уменьшения ползучести предусматривают предварительную вытяжку канатов под нагрузкой [106, п. 8.6].

Описание конструкций узлов крепления вант подробно приведено в публикациях [10, 136 и др.], а примеры их исполнения - на рисунках 1.2 - 1.5. Крепление вант на пилоне Виноградовского моста через протоку Татышева в г. Красноярске осуществлено при помощи траверс, а на балке жесткости -посредством металлического узла стаканного типа с возможностью регулирования усилий натяжения канатов (см. рисунок 1.2). Конструкции закреплений с возможностью регулирования усилий применяют и в верхних узлах. Такие проектные решения предусмотрены в узлах крепления подвесок на своде арки Бугринского моста через р. Обь в г. Новосибирске и пилоне Югорского моста через р. Обь в районе г. Сургута (см. рисунки 1.3, б и 1.4, б). Крепление вантовых элементов данных мостов на балке жесткости (и устое для Югорского моста) осуществлено при помощи фасонок (проушин) и анкеров (см. рисунки 1.3, а и 1.4, а). Анкеры конструктивно похожи на звенья цепных мостов - часто имеют шарнирное закрепление в вертикальной плоскости моста (для компенсации совместных колебаний вант с пролетным строением) и жесткое в горизонтальной поперечной плоскости. Похожие конструкции устроены на вантовой системе моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара (см. рисунок 1.5). Особенности статической и динамической работы вантовых элементов и рекомендации по проектированию узлов прикрепления вант к анкерам приведены в [10, 136], а также в подразделе 1.2.

Рисунок 1.2 - Конструкции узлов крепления вант Виноградовского моста: а - узел крепления ванта к балке жесткости; б - узел крепления вант на пилоне

Рисунок 1.3 - Конструкции узлов крепления вант Югорского моста: а - узлы крепления вант к устою; б - узел крепления ванта на пилоне

Рисунок 1.4 - Конструкции узлов крепления вантовых элементов Бугринского моста: а - узел крепления ванта к балке жесткости; б - узел крепления ванта в своде арки

а)

б)

Рисунок 1.5 - Конструкции узлов крепления вантовых элементов моста на обходе г. Павлодара: а - узел крепления ванта к балке жесткости; б - узел крепления ванта на своде арки С одной стороны, за счет применения вант на мостовых сооружениях с большими пролетами добиваются высокой экономичности на квадратный метр полезной площади моста, а с другой - уменьшают жесткость и массу конструкции, что снижает аэродинамическую устойчивость несущих элементов. Поэтому демпфирование колебаний играет особую роль в сохранении долговечности вантовых систем. Существуют различные типы демпферов вант: фрикционные, гидравлические, радиальные, тросовые и др. Каждая профильная компания по производству вант, как правило, предлагает свои типовые решения конструкций для гашения колебаний вант. Например, на вантах моста Нормандия (Франция) были установлены гидравлические демпферы и поперечные растяжки [40]. А на вантовых системах мостов на остров Русский моста [52] и в бухте Золотой рог - радиальные демпферы. Специальная система гашения колебаний вант потребовалась на Югорском мосту. Это связано, в том числе, и с наличием рядом расположенного железнодорожного моста, который является препятствием для воздушных потоков и способствует появлению дополнительных вынужденных колебаний несущих элементов. Выбор типа, количества и мест установки демпферов определяется по результатам специальных аэродинамических расчетов и испытаний моделей вантовых мостов в аэродинамических трубах [10, 136].

Одним из основных эксплуатационных инструментов для содержания вантовых мостов в работоспособном состоянии, предусматриваемом на стадии

проектирования внеклассных сооружений, является организация систем мониторинга. При мониторинге главным образом контролируют изменение напряженно-деформированного состояния несущих элементов, результаты которого используют при оценке технического состояния сооружений [19, 23, 31, 47, 57 - 60, 62, 63, 86, 88, 105, 109, 124, 136, 137, 138, 139]. Эффективность установки систем и ведения мониторинга достигается за счет опыта проектирования и учета результатов исследований вантовых мостов, некоторые из которых приведены в подразделе 1.2.

1.2 Обзор исследований и методик определения напряженного состояния

вантовых систем

Масштабные отечественные исследования динамической работы вантовой системы были проведены при проектировании, строительстве и первых годах эксплуатации Югорского моста через р. Обь в районе г. Сургута [2, 23, 29, 64, 108 и др.]. Югорский мост является рекордсменом среди вантовых мостов-однопилонников по длине перекрытого пролета - 408 м, поэтому при его строительстве и проектировании были задействованы ведущие специализированные организации России.

В диссертации А. П. Сычева [108], выполненной на базе Научно-исследовательского института транспортного строительства (ЦНИИС), приведены результаты исследований методов оценки напряженно-деформированного состояния вант, отмечены особенности построения конечно-элементной модели Югорского моста и др. Особый интерес представляют приведенные графики [108, с. 82], наглядно демонстрирующие изменение напряжений в вантовых элементах в прианкерной зоне как растянутых стержней с изгибом, что также отмечено в Рекомендациях [136].

Специалистами Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) им. Жуковского были проведены комплексные исследования аэродинамической устойчивости пилона и пролетного строения Югорского моста, в том числе на

крупномасштабной модели в аэродинамической трубе [2, 23, 41]. При их участии также был осуществлен мониторинг усилий в вантах, в частности, в первые четыре года эксплуатации моста по специально разработанной методике, подробно описанной в [2, 64, 79].

В работе С. Н. Дядькина [23] отмечены особенности при проведении мониторинга вантового пролетного строения с учетом климатических факторов на примере моста через р. Обь в районе г. Сургута. Приведено описание опыта применения методов контроля усилий натяжения вант при строительстве Югорского моста: по провисанию ванта; по частотам собственных колебаний ванта; по изменению локальных деформаций [51], зафиксированному в анкерах; по показаниям манометров домкратов, а также формула для определения усилия в ванте в зависимости от его провисания в любой точке по длине [23, с. 101]. Указано, что усилия натяжения вант, определенные по изменению локальных деформаций в анкерах, в отдельных случаях, могут быть завышены по сравнению со значениями усилий, полученными по показаниям манометров домкратов [23, с. 100]. Отмечена проблема оперативности определения усилий в вантах при строительстве из-за недостаточности автоматизации процессов по обработке виброграмм и расчету усилий в вантах [23, с. 99].

Исследования отдельных методов контроля усилий в вантах также приведены в диссертационной работе М. И. Хазанова [113]. В частности, автором проанализирован метод определения усилия в ванте по скорости распространения волны колебаний. Скорость распространения волны колебаний измеряют при помощи установки двух продольных пьезодатчиков. Точность определения усилий в ванте возрастает с увеличением частоты опроса и расстояния между датчиками. Установить два датчика на вант с большим расстоянием между собой достаточно сложно, да и длина самих вант часто недостаточна для того, чтобы обеспечить точность измерений в пределах 5.10 %, поэтому применение данного метода ограничено.

Опыт мониторинга напряженного состояния вантовых систем в составе уникальных мостов отражен в работе [142]. Авторы данной работы отмечают, что

измерение усилий в вантовых элементах чаще всего определяют по косвенным параметрам при помощи акселерометров и магнитоупругих датчиков, установленных на постоянной основе. В качестве примера мониторинга усилий в вантах посредством применения вибродатчиков следует отметить систему мониторинга "ВЫМОЗ", в которой при расчете усилия используют параметр безразмерной жесткости ванта [134].

Проблемы оценки напряженного состояния вантовых элементов нашли отражение и в других работах [26, 27, 81, 84, 113, 117, 119, 124, 127 и др.]. Конечно, большинство из экспериментальных исследований (особенно отечественных) ограничены анализом работы одного-двух сооружений, что сужает область их применения на других вантовых конструкциях. Однако в целом теоретические и экспериментальные исследования работы вантовых элементов в последнее время проводятся. Мониторинг напряженно-деформированного состояния вантовых систем массово ведется на мостах Европы, России, Японии, Китая и других стран. При этом повсеместно фиксируют динамические параметры несущих элементов, что эффективно совмещают с определением усилий в вантах по частотам собственных колебаний. Поэтому применение систем мониторинга и совершенствование метода контроля усилий в вантах по частотам собственных колебаний стало бы невозможным без развития методов контроля по динамическим параметрам.

1.3 История и проблемы развития методов контроля по динамическим

параметрам

В XVII в. Галилей заложил основу динамики как науки [17]. В 1744 г. Эйлером были исследованы поперечные колебания стержней и, в дальнейшем, обоснована возможность применения в качестве кривизны изогнутой оси балки значение второй производной функции вертикальных деформаций [32, 130]. В начале XIX века Фурье вывел уравнение, описывающее распространение тепла в твердом теле и изобрел метод решения этого уравнения, получившего название

преобразование Фурье [8]. Разработкой теоретических основ динамики сооружений в XVIII-XIX веках также занимались такие ученые как Ж. Дюамель, Ж. Лагранж, Г. Ламэ, Х. Кокс, М. Остроградский, Ж. Понселе, С. Сен-Венан, Д. Рэлей, Д. Стокс, Т. Юнг, A. Robinson и другие ученые.

Практическая необходимость в дальнейшем развитии теории механических колебаний возникла со строительством первых железных дорог в Англии. С увеличением подвижной нагрузки росло и число обрушений мостов. Например, в США с 1878 по 1895 гг. по разным причинам обрушилось 502 моста [17]. Это послужило толчком для проведения в 1907 - 1910 гг. первых массовых динамических испытаний металлических пролетных строений железнодорожных мостов. По результатам данных работ были установлены основные причины динамических воздействий на пролетные строения мостовых сооружений [32]. В Великобритании сначала были выполнены теоретические исследования под руководством профессора Инглиса, а с 1919 года начинаются многочисленные испытания металлических железнодорожных мостов с измерением напряжений и прогибов, а также изучением динамических характеристик пролетных строений.

В СССР первые экспериментально-теоретические исследования динамического воздействия железнодорожных нагрузок на металлические мосты были проведены с 1918 по 1930 г. специалистами института инженерных исследователей Народного комиссариата путей сообщения СССР (НКПС) под руководством Н. С. Стрелецкого [30]. На базе этих исследований уже в 1921 г. была предложена формула для определения динамического коэффициента для металлических пролетных строений [32]. Помимо динамических коэффициентов анализировали собственные частоты колебаний и характеристики затухания несущих элементов. Впервые в 1926 г. на пешеходном мосту, а в 1927 г. на железнодорожных мостах, для возбуждения собственных колебаний был применен метод импульсных воздействий (в настоящее время регламентированный [57, п.9.6.2]), который был реализован путем сбрасывания металлической «бабы» массой 10 пудов с высоты 1 -2 м [30]. Обработку результатов испытаний вели вручную. Например, И. М. Рабиновичем был разработан метод анализа записей

пишущих приборов при динамических испытаниях. Он также выдвинул идею о вынужденных испытаниях посредством вибрационной машины, исследовал зависимости между состоянием металлических пролетных строений с заклепочными соединениями и скоростью затухания колебаний, которая определяется как произведение коэффициента затухания на длину пролетного строения [17, 32]. С. Бернштейн создал теорию колебаний боковой качки, занимался экспериментальным моделированием и наблюдением за крутильными колебаниями пролетных строений [17]. С. А. Ильясевичем были обобщены результаты многочисленных теоретических и экспериментальных работ по изучению динамических характеристик металлических мостов под действием различных нагрузок [30]. Исследованиями частот собственных колебаний пролетных строений мостов занимались М. И. Яцына, Е. О. Патон, Ю. Николаев [17] и др. Большой вклад в развитие динамики мостов внесли Н. Г. Бондарь и Ю. Г. Козьмин [17]. Изучение динамического воздействия нагрузок на мосты проводилось в ФРГ, Великобритании, Франции, Японии. Эксперименты в данных странах были выполнены в меньших объемах, но им зачастую сопутствовало выполнение довольно обширных теоретических работ [32].

После второй мировой войны специалистами ЦНИИСа были проведены исследования не только балочных металлических, но и железобетонных (в том числе с преднапряженными балками) мостов. Результаты данных исследований отражены, например, в монографии И. И. Казея [32]. Ученые Днепропетровского института инженеров железнодорожного транспорта (ДИИТ) изучали динамику арочных, неразрезных и консольных мостов (в том числе совмещенных), а также исследовали пространственные колебания металлических пролетных строений [17]. Специалисты научно-исследовательского института ЛИИЖТа выполнили значительный объем работ по наблюдению за динамикой металлических пролетных строений и балок проезжей части [17]. Следует отметить труды ученого О. И. Томсона [111], который выполнил экспериментальные исследования форм и частот колебаний железобетонного ребристого перекрытия с

разными вариантами опирания и получил интересные результаты характера проявления форм колебаний в зависимости от точки приложения вынужденной силы, наличия дополнительных масс на конструкции и установки измерительного оборудования. Значительный вклад в развитие динамики мостов внесли также советские ученые Б. Ф. Лесохин [17] и В. Колоушек [39]. В области развития теории колебаний проведен большой объем работ Б. В. Булгаковым [9] и С. П. Тимошенко [110]. Накопленный опыт теоретико-экспериментальных данных дал возможность предложить новые методы учета динамических воздействий железнодорожных нагрузок при создании СН-200-62 [101], большинство из которых заложены и в действующих нормативных документах [103, 106]. Параллельно с работами советских ученых после второй мировой войны исследования мостов проводили специалисты стран социалистического лагеря, Франции, Японии, Австрии, Швейцарии, Америки и др. Обмен наработанным опытом по динамическим исследованиям мостов был осуществлен в рамках Организации содружества железных дорог [17].

До появления компьютеров численные расчеты преобразований Фурье приходилось выполнять вручную. Это был достаточно трудоемкий процесс, требующий выполнения большого количества арифметических операций. С появлением компьютеров в 1965 году Джеймсом У. Кули из «Исследовательского центра им. Томаса Уотсона» корпорации IBM и Джоном У. Тьюки из «Bell Telephone Laboratories» (штат Нью-Йорк) был разработан новый метод преобразования Фурье, получившей известность как быстрое преобразование Фурье. Быстрое преобразование Фурье позволило значительно сократить время вычислений за счет уменьшения количества умножений, необходимых для анализа кривой [8].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чаплин Иван Владимирович, 2020 год

- 68 с.

115. Цветков, Д. Н. Оценка технического состояния сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов по динамическим параметрам : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11 / Цветков Дмитрий Николаевич. - Новосибирск, 2010.

- 124 с.

116. Чаплин, И. В. Анализ возможных погрешностей при испытаниях автодорожных мостов / И. В. Чаплин, А. Н. Яшнов // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика: материалы XI Всероссийской науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (с международным участием). Том 2. - Пермь, 2014. - С. 506-514.

117. Чаплин, И. В. Вибродиагностика мостовых сооружений и их элементов / И. В. Чаплин // Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии» : сб. научн. ст. аспирантов и аспирантов-стажеров. Вып. 4. - Новосибирск : Изд-во СГУПСа, 2015. - С. 200-209.

118. Чаплин, И. В. Мониторинг напряженно-деформированного состояния железобетонных преднапряженных пролетных строений железнодорожных мостов / И. В. Чаплин // Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. - Новосибирск, 2016. - С. 64-69.

119. Чаплин, И. В. Определение усилий в вантах моста через р. Обь в г. Сургуте / И. В. Чаплин, П. Ю. Кузьменков // Инновационные факторы развития транспорта. Теория и практика: междунар. науч.-практ. конф. : тез. докл. -Новосибирск, 2017. - С. 17.

120. Шеффе, Г. Дисперсионный анализ / Г. Шеффе. - М. : Наука, 1980. - 512 с.

121. Юденков, В. А. Дисперсионный анализ / В. А. Юденков. - Минск : Бизнесофсет, 2013. - 76 с.

122. Юров, А. П. Нетрадиционные вибрационные методы диагностика и контроля качества протяженных железобетонных конструкций : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01, 05.23.17 / Юров Александр Петрович. - Орел, 2005. - 138 с.

123. Яшнов, А. Н. Мониторинг напряженно-деформированного состояния конструкций мостов в процессе сооружения / А.Н. Яшнов, П. Ю. Кузьменков // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы междунар. науч.-практ. конф. - Пермь, 2012. - № 3. - С. 330-335.

124. Яшнов, А. Н. Мониторинг усилий натяжения вант Виноградовского моста через протоку Татышева в г. Красноярске по частотам собственных колебаний / А. Н. Яшнов, И. В. Чаплин, Т. М. Баранов, Н. М. Быкова // Вестник Ростовского университета путей сообщения. - 2017. - № 4. - С. 135-141.

125. Яшнов, А. Н. Некоторые результаты работы системы динамического мониторинга академического моста через р. Ангару в Иркутске / А. Н. Яшнов, Т. М. Баранов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2017. - № 1 (60). - С. 199-209.

126. Яшнов, А. Н. Определение доли нагрузки, приходящейся на главную балку пролетного строения, по частотам собственных колебаний / А. Н. Яшнов,

И. И. Снежков, И. В. Чаплин // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы междунар. науч.-практ. конф. - Пермь, 2015. - №2 1. - С. 526-529.

127. Яшнов, А. Н. Опыт применения диагностики и оценки технического состояния мостовых конструкций по динамическим параметрам / А. Н. Яшнов, И. В. Чаплин // Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций : сб. науч. ст. XXI науч.-метод. конф. ВИТУ. - СПб., 2017. - С. 181-185.

128. Яшнов, А. Н. Организация мониторинга напряженно-деформированного состояния мостов на высокоскоростных магистралях / А. Н. Яшнов // Инновационный транспорт - 2016: специализация железных дорог: материалы междунар. науч.-техн. конф., посвященная 60-летию основания Уральского государственного университета путей сообщения. - 2017. - С. 400-410.

129. Яшнов, А. Н. Совершенствование методики диагностики железобетонных пролетных строений по результатам исследований их динамической работы / А. Н. Яшнов, А. В. Слюсарь // Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. - Новосибирск, 2005. - С. 83-85.

130. Якупов, Н. М. Леонард Эйлер - один из основателей строительной механики / Н. М. Якупов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. - 2007. - №1 (7) . - С. 52-55.

131. Barad, K. H. Crack detection in cantilever beam by frequency based method / K. H. Barad, D. S. Sharma, V. Vyas // Procedia Engineering. - 2013. - № 51. -P. 770 - 775.

132. Baranger, A. The group News in brief from other Soletanche Freyssinet Group entities [Электронный ресурс] / A. Baranger, I. Mennesson et T. Colombain // Structure Magazin Freyssinet. - 2013. - № 228. - 24 p. - Режим доступа : http:// www.freyssinet.ru/freyssinet/freyssinet-russia_ru.nsl70/EDC7CCA79E84C7AEC1257C6A003372F7 / $file/STRUCTURE _MAGAZINE_228_ENG_BD.PDF. - Загл. с экрана.

133. Breccolotti, M. On the Evaluation of Prestress Loss in PRC Beams by Means of Dynamic Techniques [Электронный ресурс] / M. Breccolotti // International Journal of Concrete Structures and Materials. - 2018. - 15 p. - Режим доступа : http://

paperity.org/p/85973103/on-the-evaluation-of-prestress-loss-in-prc-beams-by-means - of-dynamic-techniques. - Загл. с экрана.

134. Cable Assessment with Brimos [Электронный ресурс] / Brimos. Bridge Monitoring System. - 2009. - 6 p. - Режим доступа : http://www.bbv-systems.com/ lileadmin/con-bbv/Systeme_und_Verfahreri/Brimos_KKS/BRIMOS_Cable_Folder_BBV.pdf! -Загл. с экрана.

135. Chaplin, I. Specifics of determining the tension forces of the cable-stayed bridge elements [Электронный ресурс] / Ivan Chaplin and Andrey Yashnov // MATEC Web Conferences. - 2018. - Vol. 239, № 05011. - Режим доступа : https://doi.org/10.1051/matecconf/201823905011. - Загл. с экрана.

136. CIP recommendations on cable stays // Setra. - France : Setra, 2002. - 186 p.

137. Dynamic Bridge Substructure Evaluation and Monitoring // L. D. Olson. -Georgetown (Virginia, USA) : Turner-Fairbank Highway Research Center, 2005. - 216 p.

138. EverScan Measurement Systems/ Stay Cables & Suspension Bridges [Электронный ресурс] / Presentation material presentation material of the company Sixense. - 2019. - Режим доступа : https://doi.org/10.1051/matecconf/201823905011. -Загл. с экрана.

139. Farquhar, D.J. Cable stay bridges / D. J. Farquhar // ICE Manual of Bridge Engineering, Institution of Civil Engineers. - 2008. - P. 357-381.

140. Kim, J. T. Hybrid health monitoring of prestressed concrete girder bridges by sequential vibration-impedance approaches / J. T. Kim, J. H. Park, D. S. Hona, W. S. Park // Engineering Structures. - 2010. - № 32 - P. 115-128.

141. Kukay B. M. Bridge instrumentation and the development of nondestructive 8nd destructive techniques used to estimate residual tendon stress in prestressed girders: dissertation for the degree of doctor of philosophy in Civil and Environmental Engineering / Kukay Brian Michael. - Logan (Utah, USA), 2008. - 215 p.

142. Ladysz, A. Structural health monitoring and life-cycle costing of structures. Application to cable-stayed bridges / A. Ladysz, R. Casas, R. Joan. - Catalunya : Universitat Politécnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de la Construcció, 2009. - 62 p.

143. Moughty, J. J. A State of the Art Review of Modal-Based Damage Detection in Bridges: Development, Challenges, and Solutions / J. J. Moughty, J. R. Casas // Applied Sciences. - 2017. - № 7 (5): 510 - 24 p.

144. Neves, A. C. Structural health monitoring of bridges: a model-free ANN-based approach to detection / A. C. Neves, I. Gonzalez, J. Leander, R. Karoumi // Journal Civil Stract Health Monitoring. - 2017. - С. 689-702.

145. Pathirage, T. S. Identification of prestress force in prestressed concrete box girder bridges using vibration based techniques: submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy / Pathirage Thisara Shamane. -Brisbane (Queensland, Australia). - 2017. - 165 p.

146. Realizing a New Dream on Past Achievements [Электронный ресурс] / TOKYO ROPE MFG. CO., LTD // WIRE ROPE E-5. - 2014. - 141 p. - Режим доступа : https://www.tokyorope.co.jp/english7product/catalog/pdf/wirerope.pdf. - Загл. с экрана.

147. Rytter, A. Vibration Based Inspection of Civil Engineering Structures. Ph. D. Thesis / Rytter Anders. - Aalborg (Denmark), 1993. - 195 p.

148. Shi, L. Prestress Force Identification for Externally Prestressed Concrete Beam Based on Frequency Equation and Measured Frequencies / L. Shi, H. He, W. Yan // Engineering Applications of Intelligent Monitoring and Control. - 2014. - 13 p.

149. Shih, H.W. Damage detection in slab-on-girder bridges using vibration characteristics. Structural Control and Health Monitoring / H. W. Shih, D. P. Thambiratnam, T. H. T. Chan // Structural control and health monitoring. - 2013. -№ 20. - P. 1271-1290.

150. Structural Cable Systems [Электронный ресурс] / TOKYO ROPE MFG. CO. - 2019. - 6 p. - Режим доступа: https://tokyorope-intl.co.jp/content/pdf/ engineering/Catalog_StructuralCableSystem.pdf. - Загл. с экрана.

151. Tan, Ch. «Drive-by» bridge frequency-based monitoring utilizing wavelet transform / Ch. Tan, A. Elhattab, N. Uddin / Journal Civil Stract Health Monitoring. -2017. - P. 615-625.

152. Toyota, Y. Experimental study on vibration characteristics of prestressed concrete beam / Y. Toyota, T. Hirose, S. Ono, K. Shidara // Procedia Engineering - 2017. - № 171. - P. 1165-1172.

153. Veit-Egerer, R. Structural assessment of a fire damaged Highway Bridge in Lagos-Nigeria with BRIMOS [Электронный ресурс] / R. Veit-Egerer, M. Widmann, P. Furtner// Publications of VCE Holding. - 2011. - 8 p. - Режим доступа: http://www.brimos.com/BRIMOS/HTML/pdf/publications/EVACES2011 %20Paper_E ko_VeR.pdf. - Загл. с экрана.

154. Virlogeux, M. Briefing: French bridge elegance and the future. [Электронный ресурс] / M/ Virlogeux // Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Bridge Engineering. Vol. 166. - 2013. - № 1- p. 3-4. - Режим доступа: https://doi.org/10.1680/bren.12.00007. - Загл. с экрана.

155. Wenzel, H. Entwicklung eines effektiven, kostengünstigen undwartungsarmen Schwingungsdämpfers für Schrägseile [Электронный ресурс] / H. Wenzel, P. Furtner, M. Widmann // Publications of VCE Holding. - 2009. - 14 p. - Режим доступа: http://www.brimos.com/BRIM0S/HTML/pdf/publications/2009_schwingungsdaempfer-fuer-schraegseile.pdf - Загл. с экрана.

156. Wenzel, H. Experience made with the International Benchmark on Dynamic Bridge Monitoring and Assessment at the Wayne Bridge in New Jersey [Электронный ресурс] / H. Wenzel, R. Veit-Egerer, M. Widmann // Proceedings of the 8th International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2011). - 2011. - 8 p. - Режим доступа: http://www.brimos.com/BRIM0S/HTML/pdl7publications/MS7%20Wenzel%20FULL.pdf! -Загл. с экрана.

157. Wenzel, H. Health monitoring of bridges / H. Wenzel. - Chichester: John Wiley & Sons, 2009. - 621 p.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Краткие сведения о мостах с вантовыми элементами

Русловое пролетное строение Бугринского моста через р. Обь в г. Новосибирске Сооружение сдано в эксплуатацию в 2014 году. Мост запроектирован под нагрузки А14 и Н14. Габарит по ширине проезжей части обеспечивает размещение шести полос движения (по три в каждом направлении, 3,75 м - каждая полоса) с полосами безопасности шириной 1,5 м - справа по ходу движения и 1,0 м - слева, а также двухсторонних тротуарных проходов шириной по 1,5 м с уширением до 2,5 м в пределах арочного пролета. Русловое пролетное строение Бугринского моста над судоходной частью реки Обь выполнено по схеме 1 х 380,0 м и представляет собой внешне безраспорную металлическую арку с затяжкой, с четырьмя наклонными плоскостями гибких перекрещивающихся вантовых подвесок (сетчатая арка). Общий вид руслового пролетного строения Бугринского моста изображен на рисунке А.1, а схема расположения подвесок - на рисунке А.2.

Рисунок А.1 - Общий вид руслового пролетного строения Бугринского моста Крепление вант осуществляется пассивным анкером на затяжке (см. рисунок 1.4, а) и активным анкером на своде арки (см. рисунок 1.4, б). Масса пассивных анкеров составляет от 310 кг до 512 кг (без антивандальной оболочки). Каждая подвеска собирается из стрендов, количество которых варьируется от 8 шт. до 19 шт. Собранные стренды покрыты антикоррозионной оболочкой. Угол подвесок к горизонтальной плоскости меняется в диапазоне от 22о до 90о (см. рисунок А.2), длина - от 8,22 м до 82,53 м. Более подробные сведения о мостовом сооружении приведены в [85, 109].

Схема расположения узлов крепления бант группы "А"

\0сь опирания на опоре 5 „ „ „ „Г„ Ось опирания на опоре 6/ --- Схема расположения уз лор крепления рант группы Ь

\0сь опирания на опоре 5

Рисунок А.2 - Схема расположения подвесок руслового пролетного строения

Бугринского моста Русловое пролетное строение моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара (Республика Казахстан) Сооружение закончено строительством в 2016 году. Мост запроектирован под нагрузки А14, Н14, НК-120 и НК-180. Габарит по ширине проезжей части обеспечивают размещение четырех полос движения (по две в каждом направлении, 3,75 м - каждая полоса) с полосами безопасности шириной 2,0 м, а также двухсторонних тротуарных проходов шириной по 1,0 м. Русловое пролетное строение моста запроектировано по схеме 110,5 + 252,0 + 110,5 м в виде трех сетчатых арок с неразрезной затяжкой с четырьмя наклонными плоскостями гибких перекрещивающихся вантовых подвесок. Общий вид руслового пролетного строения моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара приведен на рисунке А.3, а схема расположения подвесок - на рисунке А.4.

Рисунок А.3 - Общий вид руслового пролетного строения моста через р. Иртыш

на обходе г. Павлодара

Крепление вант осуществляется пассивным анкером на своде арки (см. рисунок 1.5, б) и активным анкером на балке жесткости (см. рисунок 1.5, а). Массы анкеров на затяжке арочного пролетного строения имеют одинаковую величину и составляют 212 кг. Анкера свода арки имеют аналогичную конструкцию как на затяжке (анкер-проушина) с массой анкера 123 кг каждый. Каждая подвеска собирается из 12 стрендов. Угол подвесок к горизонтальной плоскости меняется от 23о до 60о. Длина подвесок составляет от 4,80 м до 49,39 м. Более подробные сведения о мостовом сооружении через р. Иртыш приведена в [31].

Ванты 1 группы

Рисунок А.4 - Схема расположения подвесок руслового пролетного строения моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара

Русловое пролетное строение Виноградовского моста через протоку Татышева в г. Красноярске В 1986 году был сдан в эксплуатацию пешеходный мост через протоку Татышева в г. Красноярске. Конструкции моста запроектированы под пешеходную нагрузку 400 кгс/м2 и одиночную автомобильную весом 23 тс. Ширина габарита составляет 6,52 м. Конструкция русловой части моста представлена вантовым

пролетным строением и выполнена по схеме к2,1 + (76,55 + 157,1 + 76,55) + к2,1 м. На мосту устроено две плоскости вант (в каждой по 24 ванты). Пилоны сооружены железобетонными стоечными П-образного типа с наклонными стойками на свайном фундаменте. Общий вид главного пролета Виноградовского моста приведен на рисунке А. 5, а схема расположения подвесок - на рисунке А. 6.

Рисунок А. 5 - Общий вид главного пролета Виноградовского моста

Рисунок А. 6 - Схема расположения вант руслового пролетного строения

Виноградовского моста Ванты на пилонах перекинуты через металлические седла и зафиксированы на них [25], а к пролетному строению прикреплены при помощи металлического узла крепления стаканного типа с возможностью регулирования усилий (см. рисунок 1.2). Ванты представлены оцинкованными канатами закрытого типа диаметром 71,5 мм, изготовленными на Волгоградском сталепроволочном заводе. Каждая ванта состоит из одного или двух канатов. На вантах отсутствуют внешние защитные обустройства. Более подробные сведения о мостовом сооружении приведены в источниках [25, 124].

Русловое пролетное строение Югорского моста через р. Обь в районе г. Сургута Сооружение открыто для движения автотранспорта в 2000 году. Мост запроектирован под нагрузки А11 и НК-80. Габарит проезда Г-11,5 м с двусторонними служебными тротуарными проходами шириной по 0,75 м. Левобережная часть моста представляет собой однопилонную вантовую систему с анкерным береговым пролетом длиной 148,0 м и главным русловым судоходным пролетом длиной 408,0 м. Пролетное строение подвешено к двухстоечному металлическому пилону с помощью двухплоскостной вантовой системы. На балке жесткости и барьерном ограждении установлены специальные обтекатели для предотвращения появления ветрового резонанса, а на вантах - демпферы. Общий вид вантового пролетного строения Югорского моста приведен на рисунке А. 7, а схема расположения подвесок - на рисунке А. 8.

Рисунок А. 7 - Общий вид вантового пролетного строения Югорского моста

БерегоВые Ванты Речные Ванты

Рисунок А. 8 - Схема расположения вант руслового пролетного строения

Югорского моста

Конструктивно вантовая система состоит из ванта и двух анкеров полной заводской готовности. Верхний анкер ванта стаканного типа, имеет стопорную гайку, регулирующую длину ванта в диапазоне до 36 см (см. рисунок 1.3, б), а нижний представлен конструкцией вилка-проушина (см. рисунок 1.3, а). Ванты выполнены из оцинкованных канатов закрытого типа диаметром 72 мм фирмы «Bridón». На мосту всего 65 пар вант, из которых 31 пара в речном пролете и 34 пары в береговом, в том числе 26 пар крепятся на устое и выполняют роль оттяжек. Угол наклона вант к горизонту составляет около 22°... 70о. Прикрепление верховых и низовых вант на устое выполнено по два ряда с каждой стороны с расстоянием между ними 1 м в поперечном направлении, в продольном - 1,8 м. Более подробные сведения о мостовом сооружении приведены в [2, 11, 23].

Металлический мост через р. Бердь на км 41+571 автомобильной дороги Н-0812 «71 км а/д "М-52" -Легостаево - Чемское - 76 км а/д "К-16"»

Сооружение построено в 1972 г под нагрузки были Н-30, НК-80 по нормам СН 200-62. Схема моста - 16,76 + 2 х 43,0 + 16,76 м. Габарит проезда Г- 8,0 м с двусторонними тротуарами фактической шириной 1,03 м. Русловые пролетные строения № 2 и № 3 - сталежелезобетонные, полной длиной по нижнему поясу 43,0 м. В поперечном сечении пролетное строение состоит из двух сплошностенчатых главных балок с железобетонной плитой проезжей части, включенной в совместную работу с металлическими балками. Главные балки выполнены применительно (изменения связаны с удлинением на месте верхних поясов, верхней части стенки и прогонов консолями разной длины) к типовому проекту Республиканского Мостотреста № 6706. Металлические конструкции пролетного строения изготовлены из стали 15ХСНД по ГОСТ 5058-57. Высота вертикального листа балок 2,4 м, расстояние между ними по осям составляет 6,4 м. Балки объединены между собой системой связей и железобетонной плитой проезжей части. Прогон опирается на поперечные связи главных балок, расположенные вдоль пролета по схеме 5,5 + 6 х 5,25 + 5,5 м. В 2017-2018 гг.

выполнены ремонтные работы, в том числе по усилению пролетного строения при помощи поставки канатов. Проект ремонта разработан специалистами ООО «Сибирские проекты», монтаж и натяжение канатов выполнили специалисты ООО «Следящие тест-системы». Железобетонная плита проезжей части толщиной 18 см при капитальном ремонте изготовлена на месте из монолитного бетона классом по прочности В35. Сталежелезобетонные пролетные строения установлены на металлические опорные части валкого типа. Общий вид разрезного сталежелезобетонного пролетного строения моста через р. Бердь приведен на рисунке А.9, а поперечное сечение в середине сталежелезобетонного пролетного строения - на рисунке А. 10.

Рисунок А.9 - Общий вид разрезного сталежелезобетонного пролетного строения

моста через р. Бердь

усиление канатами

250

640

усиление канатами, 1-у- 7

250

Рисунок А.1 0 - Поперечное сечение в середине сталежелезобетонного пролетного

строения моста через р. Бердь

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Данные для проведения корреляционного анализа

Номер ванта Длина ванта, м Фактическое усилие, Nvsl, кН Усилие, определенное по частотам собственных колебаний подвесок:

идеализированное решение (см. формулу 2.9) с учетом провисания ванта (см. формулу 2.22) с учетом угла наклона ванта к горизонту (см. формулу 2.26) с учетом жесткости ванта (см. формулу 2.29) с учетом конструкций закрепления (см. формулу 2.16)

А1.1 18,31 151,00 77,11 77,48 77,53 77,65 147,00

А2.1 31,46 243,00 153,44 154,20 154,39 153,72 211,00

А3.1 42,09 604,00 465,85 466,52 467,81 466,20 562,00

А4.1 50,86 742,00 599,15 600,23 602,14 599,50 698,00

А5.1 58,00 634,00 496,23 498,48 500,05 496,53 560,00

А6.1 63,87 574,00 458,11 461,43 462,56 458,36 509,00

А7.1 68,62 537,00 429,82 434,20 434,87 430,03 494,00

А8.1 72,44 470,00 345,83 351,30 351,16 346,00 362,00

А9.1 75,50 569,00 449,76 453,82 455,59 449,92 496,00

А10.1 77,90 554,00 454,91 458,78 460,86 455,04 501,00

А11.1 79,73 604,00 510,59 514,00 516,93 510,72 567,00

А12.1 81,06 661,00 560,02 562,97 566,72 560,15 609,00

А13.1 81,95 446,00 381,64 387,23 388,17 381,75 414,00

А14.1 82,43 430,00 380,74 386,82 387,53 380,85 419,00

А15.1 82,53 383,00 313,64 321,32 320,65 313,74 356,00

А16.1 82,23 368,00 309,99 316,88 316,78 310,08 335,00

А17.1 81,64 247,00 193,84 208,93 200,77 193,94 219,00

А18.1 80,76 505,00 448,48 451,40 455,09 448,57 494,00

А19.1 79,63 358,00 288,73 294,37 295,40 288,82 356,00

А20.1 78,24 376,00 302,52 307,46 309,22 302,61 339,00

А21.1 76,61 356,00 308,59 313,87 315,29 308,68 337,00

А22.1 74,76 363,00 325,53 330,37 332,19 325,63 370,00

А23.1 72,68 389,00 346,04 350,02 352,63 346,15 374,00

А24.1 70,38 498,00 438,53 440,81 445,05 438,64 499,00

А25.1 67,87 548,00 508,76 510,88 515,54 508,90 578,00

А26.1 65,14 551,00 505,25 507,18 511,84 505,40 572,00

А27.1 62,18 471,00 418,59 421,00 424,95 418,76 490,00

А28.1 59,01 386,00 362,54 365,77 368,62 362,72 411,00

А29.1 55,63 501,00 455,59 457,29 461,37 455,79 539,00

А30.1 52,03 542,00 492,91 494,18 498,35 493,14 578,00

А31.1 48,22 589,00 523,21 524,14 528,29 523,49 617,00

А32.1 44,18 580,00 494,27 495,08 498,94 494,60 592,00

А33.1 39,92 627,00 581,76 582,32 585,99 582,16 708,00

А34.1 35,43 630,00 534,05 534,49 537,81 534,56 666,00

А35.1 30,70 613,00 558,13 558,48 561,39 558,80 669,00

А36.1 25,73 307,00 236,12 236,92 238,69 236,95 321,00

А37.1 20,38 643,00 400,88 400,99 402,91 402,21 567,00

А38.1 14,61 554,00 382,31 382,39 383,77 384,90 534,00

А39.1 8,56 452,00 193,90 193,96 194,86 203,75 386,00

Номер ванта Длина ванта, м Фактическое усилие, N¥81, кН Усилие, определенное по частотам собственных колебаний подвесок:

идеализированное решение (см. формулу 2.9) с учетом провисания ванта (см. формулу 2.22) с учетом угла наклона ванта к горизонту (см. формулу 2.26) с учетом жесткости ванта (см. формулу 2.29) с учетом конструкций закрепления (см. формулу 2.16)

А1.2 18,17 155,00 73,99 73,99 74,07 74,19 153,00

А2.2 31,32 240,00 155,45 155,45 155,63 154,96 208,00

А3.2 41,94 548,00 419,99 419,99 421,13 419,54 511,00

А4.2 50,69 746,00 614,58 614,58 616,49 613,87 707,00

А5.2 57,83 645,00 554,06 554,06 555,71 552,21 623,00

А6.2 63,69 541,00 472,09 472,09 472,82 468,63 506,00

А7.2 68,42 516,00 451,22 451,22 451,54 446,72 485,00

А8.2 72,23 502,00 437,10 437,10 437,65 432,51 456,00

А9.2 75,28 582,00 499,32 499,32 501,27 495,63 533,00

А10.2 77,68 524,00 479,04 479,04 480,67 474,87 498,00

А11.2 79,50 584,00 531,48 531,48 534,17 527,98 581,00

А12.2 80,82 684,00 591,02 591,02 594,96 588,40 649,00

А13.2 81,70 398,00 376,46 376,46 376,00 369,60 412,00

А14.2 82,17 386,00 318,36 318,36 317,63 310,97 355,00

А15.2 82,26 399,00 386,40 386,40 386,36 379,48 418,00

А16.2 81,96 339,00 316,02 316,02 314,71 308,04 332,00

А17.2 81,36 250,00 242,01 242,01 234,28 227,47 245,00

А18.2 80,48 548,00 506,13 506,13 510,26 503,76 550,00

А19.2 79,33 313,00 293,99 293,99 293,32 286,76 311,00

А20.2 77,94 373,00 371,28 371,28 372,98 366,39 385,00

А21.2 76,31 379,00 369,10 369,10 371,15 364,58 410,00

А22.2 74,45 366,00 353,82 353,82 355,73 349,20 391,00

А23.2 72,36 396,00 390,69 390,69 393,44 386,99 418,00

А24.2 70,07 432,00 421,77 421,77 425,26 418,88 462,00

А25.2 67,55 548,00 522,75 522,75 527,40 520,79 549,00

А26.2 64,82 551,00 539,77 539,77 544,41 538,01 566,00

А27.2 61,85 409,00 386,10 386,10 389,26 383,10 414,00

А28.2 58,68 518,00 478,81 478,81 483,09 477,23 522,00

А29.2 55,29 515,00 489,08 489,08 493,23 487,69 563,00

А30.2 51,69 604,00 555,02 555,02 559,42 554,25 642,00

А31.2 47,88 627,00 545,19 545,19 549,42 544,66 685,00

А32.2 43,84 674,00 704,55 704,55 708,60 704,29 678,00

А33.2 39,58 636,00 634,52 634,52 638,18 634,39 720,00

А34.2 35,09 648,00 583,95 583,95 587,27 584,06 671,00

А35.2 30,36 610,00 574,51 574,51 577,40 574,86 729,00

А36.2 25,39 373,00 263,38 263,38 265,38 263,71 348,00

А37.2 20,03 696,00 445,77 445,77 447,68 447,05 666,00

А38.2 14,27 617,00 346,83 346,83 348,19 349,48 611,00

А39.2 8,22 474,00 231,43 231,43 232,29 242,03 483,00

Номер ванта Длина ванта, м Фактическое усилие, Nvsl, кН Усилие, определенное по частотам собственных колебаний подвесок:

идеализированное решение (см. формулу 2.9) с учетом провисания ванта (см. формулу 2.22) с учетом угла наклона ванта к горизонту (см. формулу 2.26) с учетом жесткости ванта (см. формулу 2.29) с учетом конструкций закрепления (см. формулу 2.16)

Б1.1 8,29 550,00 346,00 346,04 346,92 356,48 481,00

Б2.1 14,27 633,00 254,00 254,06 255,42 256,71 570,00

Б3.1 19,92 759,00 607,00 607,08 608,99 608,39 674,00

Б4.1 25,26 340,00 785,00 785,63 787,52 785,86 299,00

Б5.1 30,30 492,00 759,00 759,52 762,22 759,69 486,00

Б6.1 35,08 509,00 510,00 510,66 513,73 510,51 517,00

Б7.1 39,59 483,00 429,00 429,93 433,20 429,40 484,00

Б8.1 43,85 642,00 615,00 615,64 619,63 615,33 625,00

Б9.1 47,88 695,00 673,00 673,66 678,04 673,28 685,00

Б10.1 51,69 589,00 552,00 553,06 557,41 552,24 542,00

Б11.1 55,29 524,00 471,00 472,54 476,75 471,21 512,00

Б12.1 58,68 524,00 488,00 489,73 494,05 488,18 504,00

Б13.1 61,86 507,00 300,00 302,06 306,32 300,17 465,00

Б14.1 64,84 648,00 639,00 640,38 645,55 639,15 593,00

Б15.1 67,59 671,00 640,00 641,40 646,75 640,14 636,00

Б16.1 70,09 495,00 458,00 460,29 464,49 458,11 462,00

Б17.1 72,38 442,00 398,00 401,06 404,56 398,11 401,00

Б18.1 74,46 363,00 337,00 341,80 343,63 337,10 337,00

Б19.1 76,31 409,00 396,00 399,97 402,67 396,09 397,00

Б20.1 77,94 360,00 325,00 330,35 331,68 325,09 337,00

Б21.1 79,33 251,00 223,00 234,39 229,65 223,09 234,00

Б22.1 80,47 703,00 655,00 656,49 661,59 655,09 687,00

Б23.1 81,35 371,00 287,00 293,64 293,90 287,10 323,00

Б24.1 81,93 353,00 334,00 341,44 340,77 334,09 336,00

Б25.1 82,21 380,00 309,00 316,74 315,99 309,11 353,00

Б26.1 82,15 399,00 354,00 361,01 360,76 354,11 380,00

Б27.1 81,69 386,00 350,00 357,41 356,50 350,11 367,00

Б28.1 80,82 481,00 378,00 383,54 384,68 378,12 426,00

Б29.1 79,51 561,00 505,00 508,94 511,33 505,13 521,00

Б30.1 77,68 437,00 380,00 386,19 385,94 380,13 409,00

Б31.1 75,28 442,00 375,00 381,68 380,80 375,16 388,00

Б32.1 72,22 512,00 440,00 444,58 445,32 440,17 441,00

Б33.1 68,40 455,00 415,00 421,06 420,03 415,22 430,00

Б34.1 63,70 582,00 515,00 518,21 519,44 515,25 534,00

Б35.1 57,96 731,00 628,00 629,69 631,81 628,30 719,00

Б36.1 50,96 700,00 603,00 604,22 606,00 603,35 669,00

Б37.1 42,18 580,00 512,00 512,73 513,96 512,36 550,00

Б38.1 31,31 224,00 207,00 207,89 207,95 207,29 219,00

Б39.1 17,99 143,00 207,00 207,40 207,42 207,56 144,00

Номер ванта Длина ванта, м Фактическое усилие, N¥81, кН Усилие, определенное по частотам собственных колебаний подвесок:

идеализированное решение (см. формулу 2.9) с учетом провисания ванта (см. формулу 2.22) с учетом угла наклона ванта к горизонту (см. формулу 2.26) с учетом жесткости ванта (см. формулу 2.29) с учетом конструкций закрепления (см. формулу 2.16)

Б1.2 8,62 553,00 345,00 345,04 345,96 354,71 444,00

Б2.2 14,61 627,00 1018,00 1018,06 1019,45 1020,59 637,00

Б3.2 20,26 709,00 718,00 718,09 720,02 719,34 649,00

Б4.2 25,60 376,00 393,00 393,53 395,56 393,84 388,00

Б5.2 30,63 536,00 678,00 678,45 681,26 678,67 521,00

Б6.2 35,42 577,00 637,00 637,52 640,76 637,50 584,00

Б7.2 39,93 574,00 606,00 606,67 610,23 606,40 618,00

Б8.2 44,19 560,00 573,00 573,86 577,67 573,32 583,00

Б9.2 48,22 474,00 512,00 513,43 517,07 512,27 526,00

Б10.2 52,03 430,00 437,00 439,02 442,44 437,23 447,00

Б11.2 55,62 415,00 412,00 414,48 417,78 412,20 432,00

Б12.2 59,01 415,00 413,00 415,79 419,08 413,18 440,00

Б13.2 62,19 406,00 395,00 398,24 401,35 395,16 415,00

Б14.2 65,16 548,00 542,00 543,95 548,59 542,15 556,00

Б15.2 67,92 565,00 549,00 551,00 555,78 549,14 542,00

Б16.2 70,41 432,00 427,00 430,03 433,52 427,11 431,00

Б17.2 72,69 389,00 382,00 385,98 388,58 382,10 394,00

Б18.2 74,76 346,00 321,00 326,32 327,66 321,10 337,00

Б19.2 76,62 336,00 346,00 351,93 352,70 346,09 354,00

Б20.2 78,24 333,00 320,00 326,29 326,70 320,09 323,00

Б21.2 79,62 310,00 275,00 282,52 281,67 275,09 282,00

Б22.2 80,75 726,00 698,00 699,41 704,61 698,08 705,00

Б23.2 81,62 377,00 312,00 318,48 318,93 312,10 321,00

Б24.2 82,20 377,00 323,00 329,57 329,79 323,09 324,00

Б25.2 82,48 364,00 317,00 325,49 324,01 317,11 321,00

Б26.2 82,40 374,00 351,00 359,03 357,78 351,11 361,00

Б27.2 81,94 405,00 385,00 391,77 391,52 385,11 384,00

Б28.2 81,06 451,00 371,00 377,33 377,70 371,12 382,00

Б29.2 79,74 557,00 511,00 515,02 517,34 511,13 521,00

Б30.2 77,90 394,00 580,00 587,66 585,95 580,13 346,00

Б31.2 75,49 426,00 364,00 371,23 369,82 364,16 376,00

Б32.2 72,42 491,00 429,00 434,01 434,33 429,17 448,00

Б33.2 68,60 481,00 449,00 454,46 454,05 449,22 465,00

Б34.2 63,89 485,00 453,00 457,65 457,45 453,25 464,00

Б35.2 58,14 574,00 566,00 568,75 569,82 566,30 560,00

Б36.2 51,13 710,00 699,00 700,19 702,01 699,35 717,00

Б37.2 42,34 592,00 519,00 519,71 520,97 519,35 531,00

Б38.2 31,46 203,00 180,00 181,09 180,95 180,28 182,00

Б39.2 18,14 117,00 116,00 116,60 116,42 116,55 119,00

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Усилия в вантовых элементах эксплуатируемых мостов

и) ЧО и) 00 и) и) ОЧ и) (Л и) 4^ и) и) и) к» и) и) о К» ЧО к» 00 к» к» ОЧ к» (Л к» к» и) к» к» к» к» о чо 00 ОЧ (Л 4^ и) к» о чо 00 ОЧ (Л 4^ к> - Номер подвески

и) 00 ОЧ (Л и) 4^ (Л ОЧ и) к» ОЧ ОЧ чо ОЧ ОЧ ОЧ о 00 (Л чо к» ОЧ (Л 00 (Л и) чо 4^ 4^ ЧО О (Л к» (Л 00 4^ чо чо и) 4^ и) о и) и) и) и) чо и) (Л ОЧ 4^ чо 4^ к» чо и) и) (Л и) (Л ОЧ 4^ чо 4^ ОЧ о чо (Л ОЧ (Л о 4^ чо ОЧ и) ОЧ к» 4^ чо 4^ (Л о чо (Л ОЧ о ОЧ чо 00 (Л ОЧ к» к» Усилия в подвесках (СГУПС), кН Я Й

4^ (Л К» (Л (Л 4^ ОЧ 4^ и) и) о ОЧ и) ОЧ и) о ОЧ к» (Л 00 о (Л 00 чо (Л 4^ К» (Л о и) 00 ОЧ 4^ (Л (Л (Л 4^ 00 4^ чо 00 и) 00 чо и) ОЧ и) и) (Л ОЧ и) ОЧ и) (Л 00 (Л о (Л к» и) ОЧ 00 и) 00 и) 4^ и) о 4^ 4^ ОЧ ОЧ ОЧ ОЧ о (Л (Л (Л ОЧ чо о (Л и) (Л 4^ ОЧ и) 4^ к» ОЧ о к» и) (Л Усилие в подвесках (компании УБЬ), кН о о я о о н № >

Разница между

и) 1 1 00 1 (Л 1 1 к» 1 (Л ■ ОЧ 1 1 ОЧ ■ 1 1 (Л о 1 к» ОЧ 1—1 к» и) о 00 и) 00 чо (Л и) о чо и) и) ОЧ 00 (Л к» данными усилии в подвесках компании УЯЬи СГУПС, % -

4^ 00 и) ОЧ ОЧ ОЧ ОЧ и) 4^ 00 к» чо ОЧ к» о ОЧ 00 ОЧ 00 (Л ОЧ 4^ К» (Л ОЧ и) (Л к» к» 4^ 4^ (Л ОЧ ОЧ (Л 4^ чо ОЧ к» 4^ 00 и) чо 4^ о и) 00 (Л и) (Л (Л о к» (Л и) и) к» 4^ 00 и) (Л (Л 4^ к» ОЧ 4^ чо (Л 00 чо 00 (Л и) и) 4^ (Л ОЧ 4^ 00 (Л (Л о ОЧ ОЧ к» и) о (Л К» О 00 (Л и) Усилия в подвесках (СГУПС), кН я Й

4^ ОЧ ОЧ ЧО ОЧ и) и) ОЧ о ОЧ 4^ 00 ОЧ и) ОЧ ОЧ ОЧ к» ОЧ о (Л (Л (Л 00 4^ О ЧО (Л (Л (Л 4^ 00 4^ и) к» и) чо ОЧ и) ОЧ ОЧ и) чо и) и) и) и) (Л 4^ 00 к» (Л о и) и) чо и) чо чо и) 00 ОЧ и) чо 00 ОЧ 00 4^ (Л 00 4^ (Л к» (Л 00 к» (Л о к» (Л ОЧ (Л 4^ ОЧ 4^ (Л 4^ ОЧ (Л 4^ 00 к» О (Л (Л Усилие в подвесках (компании УБЬ), кН о о § о н № >

Разница между

■ К» 1—1 (Л <1 1 ОЧ 1 и) 1 к» 1 1 00 ■ ОЧ 1 чо 1 ■ 1 и) о 1 ОЧ 1 (Л 1 ОЧ 1 1 и) 1—1 о к» к» 1 (Л чо 1 и) (Л 1—1 (Л чо о ОЧ ОЧ (Л 1—1 данными усилии в подвесках компании У8Ь и СГУПС, % Ьо

4^ 4^ к» ЧО (Л (Л о ОЧ ОЧ чо чо (Л и) 4^ 4^ и) о 4^ и) 00 00 4^ О ЧО (Л к» 4^ К> ОЧ и) ОЧ и) 00 о и) (Л и) и) и) ОЧ и) к» и) ОЧ 00 к» и) 4^ и) и) и) чо и) и) о ОЧ к» ОЧ и) ОЧ (Л чо и) 4^ ОЧ (Л (Л о (Л к» (Л к» ОЧ 00 (Л ОЧ к» (Л 4^ 00 4^ (Л 4^ 00 ОЧ К» ЧО ЧО ОЧ 4^ (Л о 4^ 00 Усилия в подвесках (СГУПС), кН я

4^ и) К» к» (Л 00 о о о и) (Л 00 к» 4^ (Л (Л (Л к» 4^ к» 4^ и) (Л ОЧ 4^ 00 и) 00 ОЧ и) чо чо и) 00 о и) (Л и) и) о и) к» (Л и) ОЧ о о чо и) ОЧ и) к» 4^ чо (Л ОЧ ОЧ 4^ 00 (Л о (Л к» (Л к» (Л 00 чо ОЧ чо (Л ОЧ к» 4^ 00 и) (Л о чо 4^ чо к» и) 4^ О (Л чо ОЧ и) и) (Л (Л о Усилие в подвесках (компании УБЬ), кН о § о н

Разница между и

■ К» (Л (Л к» чо ОЧ ОЧ 00 и> (Л (Л 00 (Л (Л к» и) 00 о (Л чо чо 4^ к» чо и) о 1 к» и) данными усилии в подвесках компании У8Ь и СГУПС, % -

ЧО 00 к» (Л и) (Л ОЧ о 4^ ОЧ 4^ 4^ ОЧ (Л 4^ 4^ 00 и) ОЧ и) 4^ ОЧ (Л к» и> 00 к» и) 00 4^ и) ОЧ и) к» и) к» 4^ и) к» о (Л к» 00 к» и) к» и) и) (Л 4^ и) и) и) чо 4^ 4^ и) (Л к» (Л (Л ОЧ 4^ (Л 4^ о 4^ и) к» 4^ 4^ (Л к» ОЧ (Л 00 и) ОЧ 00 (Л 00 4^ (Л к» и) 00 00 ОЧ 4^ ЧО ОЧ и) 4^ 4^ 4^ Усилия в подвесках (СГУПС), кН я н

к» о и) (Л чо к» о (Л 4^ 4^ 00 (Л 4^ 00 4^ чо 4^ К» ОЧ и) чо 4^ (Л (Л (Л 4^ О (Л и) 4^ и) ОЧ 4^ и) и) к» ОЧ и) о и) и) и) и) и) ОЧ и) 4^ ОЧ и) 00 чо и) к» (Л ОЧ (Л (Л 4^ 00 о ОЧ (Л 4^ (Л 4^ и) о 4^ (Л ОЧ о (Л (Л (Л и) ОЧ и) ОЧ О ЧО ОЧ к» (Л (Л и) Усилие в подвесках (компании УБЬ), кН о § о н

Разница между и

■ К» к» 1 и) (Л и) о и) 4^ 00 ОЧ 4^ и) ОЧ 00 и) о и) 1 (Л и) 1 о 4^ 1 1 к» 1 ОЧ 1 4^ 1 4^ 1 о 1 4^ 1 1 и) 1 ЧО 1 к» к» (Л данными усилии в подвесках компании У8Ь и СГУПС, % Ьо

К) о

о

Н

р

о\

й

к

а

р

И

«

к

р о

■в*

№ н о о\

О)

н о

к р

<< о

к й к

>а и

а о й и

О)

о «

р

X И

К

к

о «

о Ч

о

о о

н р

со

О) О)

к к

>а и

а

а о й к

О)

К

а

и

2015 г., после укладки асфальтобетона)

Плоскость А ( ,.).1 Плоскость А ( ..) .2 Плоскость Б ( ..). 1 Плоскость Б ( ..) . 2

и и о ^ О о4 и и о ^ О о4 и и о ^ О о4 и и о ^ О о4

о о а о С Л 5р ! ^ (и и >—1 Л О С 1 £ Й « и к ^ « Й ?! ® Ел о Э и ^ а 2 о К о Р <ч о1 ! ^ (и щ >—I Л о С 1 £ Й « и к ^ « Й о1 Э и ^ а 2 о К о Р <ч о1 ! ^ (и щ >—I Л о С . 1 £ Й ™ и к ^ « Й о1 Э ^4 и ^ а 2 о К о Р <ч о1 ! ^ (и щ >—I Л о С . £ Й ™ и к ^ « Й ЕЛ о о1 э ^ и ^ Э 2 о К о Р <ч ° ю о1

о К «2 и" ^ а ^ 5 ^ Й Й «2 К га 5 ^ й | «я к ° о) 5 ^ Й Й «2 к ^ §3 о) 5 ^ й й

о > о > § £ ^ о > о > § £ ^ о > о > § £ ^ о > о >. 53 § £ ^

1 403 425 -5 180 174 3 1171 1116 5 984 968 2

2 475 476 0 434 425 2 1124 1080 4 933 921 1

3 695 679 2 648 615 5 1147 1127 2 829 841 -1

4 710 710 0 720 713 1 1177 1212 -3 1012 990 2

5 792 779 2 799 797 0 1290 1282 1 1003 990 1

6 778 778 0 761 761 0 1077 1106 -3 1059 1069 -1

7 769 741 4 759 765 -1 1331 1357 -2 1066 1086 -2

8 660 660 0 700 715 -2 1301 1305 0 1035 1065 -3

9 681 682 0 653 667 -2 1532 1534 0 1041 1024 2

10 690 659 5 661 660 0 1336 1365 -2 1246 1252 -1

11 720 720 0 751 751 0 1124 1166 -4 1019 1006 1

12 666 666 0 653 663 -2 1230 1224 0 916 930 -2

13 661 658 1 642 649 -1 942 924 2 894 872 3

14 681 669 2 735 716 3 992 993 0 900 860 5

15 708 691 3 748 738 1 930 896 4 829 796 4

16 688 684 1 731 730 0 821 811 1 785 759 3

17 795 797 0 794 830 -4 816 863 -5 774 773 0

18 773 785 -2 690 712 -3 818 837 -2 803 801 0

19 789 790 0 810 776 4 840 839 0 772 773 0

20 753 776 -3 805 804 0 804 801 0 734 760 -3

21 862 850 1 849 859 -1 784 784 0 751 748 0

22 766 798 -4 885 895 -1 720 722 0 749 768 -2

23 838 848 -1 909 889 2 757 743 2 779 753 3

24 807 846 -5 843 833 1 781 779 0 744 720 3

25 735 746 -2 954 954 0 743 773 -4 764 762 0

26 839 836 0 865 847 2 669 709 -6 724 709 2

27 814 818 0 900 897 0 691 679 2 719 716 0

28 864 841 3 930 912 2 641 641 0 662 673 -2

29 916 914 0 938 988 -5 691 691 0 755 720 5

30 960 965 0 1345 1413 -5 688 684 1 737 733 1

31 1064 1088 -2 1094 1117 -2 725 737 -2 750 736 2

32 1080 1021 6 1389 1376 1 725 726 0 754 797 -5

33 1161 1142 2 1215 1182 3 730 729 0 764 764 0

34 1222 1171 4 1263 1237 2 713 738 -3 730 758 -4

35 1265 1218 4 1198 1257 -5 705 673 5 780 789 -1

36 1161 1179 -2 1253 1195 5 709 712 0 662 681 -3

37 1151 1093 5 1108 1057 5 603 596 1 639 635 1

38 1069 1030 4 1031 975 6 377 371 1 348 331 5

39 982 976 1 1133 1133 0 395 382 3 383 391 -2

Таблица В.3 - Результаты определения усилий в подвесках при статических испытаниях Бугринского моста

Подвеска Обозначения Схема I (а) Схема I (а) Схема I (б) Схема I (в) Схема I (г) Схема IV (д) Схема IV (е)

Факт Расчет Факт Расчет Факт Расчет Факт Расчет Факт Расчет Факт Расчет Факт Расчет

А5.1 Л*, кН -60 160 -100 160 -140 120 - 70 -80 30 -140 -110 -80 -90

К** - - - - - - -

А5.2 Л*, кН -60 10 -40 10 -50 50 -60 100 -100 150 -70 -100 -180 -120

К** - - - - - - -

Б35.1 Л*, кН - - - - - - - - - - - - - -

К** - - - - - - -

Б35.2 Л*, кН - - - - - - - - - - - - - -

К** - - - - - - -

у- *** Кср - - - - - - -

Схема V (е) Схема V (д) Схема II (а) Схема II (в) Схема II (г) Схема IX (д) Схема IX (е)

А5.1 Л*, кН 130 120 35 320 130 90 70 50 30 40 - - - -

К** 1,09 1,11 - - - - -

А5.2 Л*, кН 31 30 130 90 60 30 90 70 100 80 - - - -

К** 1,05 1,44 - - - - -

Б35.1 Л*, кН - - - - - - - - - - 110 100 340 310

К** - - - - - 1,11 1.11

Б35.2 Л*, кН - - - - - - - - - - 300 330 90 130

К** - - - - - 0,89 0,72

-ту *** Кср 1,07 1,27 - - - 1,00 0,92

* Значение усилия в вантовой подвеске.

** Значение конструктивного коэффициента для контролируемой базы.

*** Среднее значение конструктивного коэффициента для схемы загружения.

(измерения выполнены в 2016 г.), кН

Подвеска Усилие Подвеска Усилие Подвеска Усилие Подвеска Усилие

1.1 991 2.1 1712 3.1 992 4.1 1101

1.2 465 2.2 871 3.2 536 4.2 820

1.3 640 2.3 1602 3.3 646 4.3 1023

1.4 348 2.4 1006 3.4 330 4.4 1069

1.5 345 2.5 954 3.5 355 4.5 983

1.6 181 2.6 1343 3.6 349 4.6 936

1.7 197 2.7 970 3.7 218 4.7 833

1.8 219 2.8 924 3.8 190 4.8 721

1.9 373 2.9 1393 3.9 389 4.9 1306

1.10 344 2.10 1208 3.10 511 4.10 1132

1.11 956 2.11 1171 3.11 785 4.11 1493

1.12 972 2.12 903 3.12 1193 4.12 851

1.13 790 2.13 813 3.13 1174 4.13 880

1.14 584 2.14 1007 3.14 861 4.14 899

1.15 712 2.15 840 3.15 966 4.15 750

1.16 692 2.16 936 3.16 775 4.16 850