Дисертація присвячена вивченню та вирішенню питання ділянок з перехідним показником жорсткості на підходах до мостів аналітичним та експериментальним шляхом за допомогою використання чисельного аналізу, експериментального лоткового дослідження відцентровим методом та натурних випробувань.
В першому розділі дисертації виконується аналіз проблеми ділянок з перехідним показником жорсткості у сучасному будівництві, а саме: проблеми, що виникають на таких ділянках, передумови їх виникнення та природа розвитку, шляхи вирішення, застосовані у українському та світовому мостобудівництві.
Результатом дослідження сформованої бази знань європейського досвіду питання передмостової ями стало зведення та структуризація причин її виникнення, методів виявлення та вирішення. На основі зібраних даних розроблено 3 підсилення перехідної ділянки на підході до мосту: підсилення габіонними коробами, підсилення ґрунтоцементними палями та підсилення сортованими та армованими ґрунтами.
У другому розділі дисертації виконано дослідження напружено-деформованого стану (НДС) ділянок з перехідною жорсткістю на підходах до мостів.
У розділі розглянуто основні моделі математичного моделювання ґрунтових конструкцій, методи математичного аналізу, висвітлено основні здобуття та результати проведених досліджень НДС ґрунтових конструкцій за допомогою МСЕ та виконано чисельний аналіз ділянок з перехідною жорсткістю на моделі підходу реального залізничного мосту, що знаходиться на перегоні Лошкарівка-Павлопілля лінії Мерефа-Херсон в Україні.
В результаті математичного моделювання отримано ізополя навантажень та переміщень по осі Z для перехідної ділянки з кожним з типів підсилення та виконано їх порівняння.
Максимальне вертикальне переміщення в моделі №1 становить 5,04 мм, в моделі №2 – 1,72 мм, в моделі №3 – 2,65 мм, в моделі №4 – 1,55 мм.
У третьому розділі виконано експериментальне дослідження НДС конструкції перехідної ділянки відцентровим методом.
Моделювання виконується для вихідної моделі та кожного з трьох типів підсилення запропонованих у розділі 1. Модель масштабом 1:50 будується у металевому лотку.
В результаті експерименту отримано інтенсивність осідання моделі підсилення в різних горизонтальних та вертикальних координатах та максимальні осідання конструкції під навантаженням.
Порівняльний аналіз отриманих результатів свідчить про те, що застосування усіх трьох варіантів підсилення позитивно впливає на зниження вертикальних деформацій (в 2,10…3,86 рази).
У четвертому розділі роботи виконані натурні дослідження ділянки з перехідною жорсткістю на підході до залізничного мосту.
Випробування проводилось декількома методами: оцінка вертикального модуля пружності колії на перехідній ділянці; визначення динамічних вертикальних сил, діючих від коліс поїзду на рейку та визначення осідань колії методом нівелювання до і після підсилення. Для натурного випробування у ході розділу 4 обрано модель підсилення ґрунтоцементними палями.
В результаті першого випробування отримано значення вертикальної жорсткості та вертикального модуля пружності колії в різних точках перехідної ділянки.
На другому етапі експерименту отримані величини буксових прискорень коліс електровозу ДС-3 при проходженні його по передмостовій ямі при різних швидкостях руху дослідного поїзду. В результаті випробування отримані вертикальні сили та прискорення, що виникають на ділянці передмостової ями.
Третя частина розділу присвячена підтвердженню ефективності підсилення ділянок з перехідною жорсткістю. Для цього виконано нівелювання колії та отримано її профіль, після чого виконано підсилення, після чого виконується повторне нівелювання через 12 місяців.
Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:
• отримано нові закономірності напружено-деформованого стану перехідної ділянки;
• вперше в Україні побудовано експериментальну модель перехідної ділянки для відцентрового моделювання;
• удосконалено математичну модель перехідної ділянки, яка включає стоян мосту, насип за стояном, та (за необхідності) підсилення;
• розроблено три нові методи підсилення перехідних ділянок на підходах до мостів.
Наукові результати, отримані в дисертаційній роботі можуть бути використані для моделювання перехідних ділянок та більш глибокого вивчення їх роботи. Побудовані математичні та експериментальні моделі можуть використовуватися для дослідження та розробки підсилення ґрунтових масивів, в тому числі перехідних ділянок.
Розроблені методи підсилення можуть бути використані для збільшення жорсткості нових або вже існуючих перехідних ділянок залізничних чи автодорожніх мостів.
