Артьомов В. Є. Удосконалення розрахунку напружено-деформованого стану мостових конструкцій з урахуванням динамічного впливу вантажних поїздів

Об’єкт дослідження – процес просторових коливань мостових конструкцій з урахуванням динамічного впливу вантажних поїздів. Мета роботи – удосконалення методів аналізу напружено-деформованого стану балкових залізничних мостів з урахуванням динамічного впливу поїздів. Дисертаційна робота присвячена питанням удосконалення динамічного розрахунку мостових конструкцій. Для опису процесу просторових коливань прогонової будови моста запропоновано використовувати методи прямого інтегрування рівнянь руху дискретної стержневої системи. Для визначення параметрів напружено-деформованого стану в елементах прогонової будови застосовується метод скінченних елементів. Рівняння руху вузлів конструкції подано у вигляді диференціальних рівнянь Ньютона-Ейлера, інтегрованих методом Рунге–Кутта. Динамічний вплив рухомого складу запропоновано моделювати за допомогою рухомих контактних сил з постійними та гармонічними складовими. На основі викладеного алгоритму розроблено програмний комплекс. Цей підхід застосовано до розрахунку залізобетонних і металевих балкових мостів в умовах пропуску по них вантажних поїздів з різною швидкістю руху. Отримано переміщення, швидкості та прискорення вузлів конструкції, побудовано відповідні графіки, у тому числі фазові траєкторії. Для залізобетонної прогонової будови моста досліджено вплив сил сухого тертя в опорних частинах конструкції, попереднього напружування арматури, нерівностей колії. На основі аналізу фазових траєкторій проведено аналогію між змушеними коливаннями балкових залізобетонних і металевих мостів. Наведено порівняння результатів чисельного моделювання з даними натурного експерименту. Для металевих прогонових будов з наскрізними фермами проведено аналіз динамічної роботи елементів решітки головних ферм, поздовжніх і поперечних балок проїжджої частини. Встановлено найбільш навантажені елементи конструкції, а також критичні швидкості руху поїзда. Запропонований метод аналізу може бути застосований також у практиці проектування об’єктів промислового та цивільного будівництва для динамічного розрахунку будівельних конструкцій, будівель та споруд. Результати дисертаційної роботи впроваджено в практику роботи проектних та експлуатаційних організацій України.