автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Совершенствование конструкции и методики расчета пролетных строений мостов с несущими элементами из композиционных материалов

На правах рукописи

мх

Иванов Артём Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ С НЕСУЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей (технические науки)

апр т

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск — 2015

005567995

005567995

Работа выполнена на кафедре «Мосты» в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Яшнов Андрей Николаевич

Официальные оппоненты: Уткин Владимир Александрович

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Мосты и тоннели» ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия»

Логунова Мария Александровна

кандидат технических наук, доцент кафедры «Железобетонные конструкции» ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Уральский государственный

университет путей сообщения»

Защита состоится «04» июня 2015 г. в 10-00 на заседании объединенного диссертационного совета ДМ218.012.01 при ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения» по адресу: 630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191, e-mail: lys@,stu.ru, тел. (383)328 04 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Сибирского государственного университета путей сообщения», www.stu.ru.

Отзывы на диссертацию и автореферат диссертации, с указанием Ф.И.О., почтового адреса, телефона, адреса электронной почты, наименования организации и должности, подписанные и заверенные печатью организации, в двух экземплярах просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «10» апреля 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

Соловьев Леонид Юрьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие отрасли транспортного строительства, наблюдаемое в России с началом третьего тысячелетия, требует увеличения объема и номенклатуры строительных материалов, и внедрения новых более эффективных конструктивных решений. При этом новые искусственные сооружения должны быть максимально технологичными для минимизации затрат времени и средств на их возведение, гармонично вписываться в окружающий ландшафт и отвечать всем требованиям надежности и безопасности движения. Зарубежный опыт показывает, что создание таких конструкций возможно с применением полимерных композиционных материалов (ПКМ), обладающих широким спектром достоинств таких, как высокая прочность, относительно небольшой удельный вес, высокая устойчивость к воздействию агрессивных сред, невосприимчивость к электрокоррозии, а так же возможность активно управлять характеристиками этих материалов при производстве. Однако при разработке сооружений из ПКМ необходимо учитывать специфические особенности композитов, в частности ползучесть и анизотропию свойств наиболее распространенных в настоящее время в мостостроении элементов, армированных преимущественно в одном направлении. Поэтому необходим поиск конструктивных решений пролетных строений в целом и соединений элементов в частности, максимально учитывающих достоинства композиционных материалов. Немаловажным фактором, сдерживающим широкое использование полимерных композитов в мостостроении, является недостаточный объем нормативных документов, регламентирующих правила и порядок расчета конструкций с применением ПКМ.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью расширения области применения композиционных материалов в отечественном мостостроении посредством разработки и внедрения новых конструктивных решений несущих конструкций, соответствующих особенностям применяемых материалов, а так же разработки методики их расчета.

Степень разработанности проблемы. Разработкой новых конструктивных решений в настоящее время занимаются сотрудники компании «АпАТэК» под руководством А.Е. Ушакова, компании ОАО «Трансмост» под руководством A.A. Жинкина, сотрудники группы компаний «РУСКОМПОЗИТ» и др. Конструктивный поиск в нашей стране, главным образом, направлен на цельнокомпозитные конструкции, в то время как исследования Т. Кёллера показывают, что наиболее перспективной областью применения ПКМ в мостостроении являются гибридные по материалу конструкции.

Внедрение новых конструктивных решений требует разработки методик их расчета с учетом особенностей свойств, структуры и поведения материалов в различных условиях нагружения. Наиболее полноценной на сегодняшний день является методика расчета конструкций из полимерных композиционных материалов, разработанная научным коллективом компании «АпАТэК». Однако эта методика ограничена цельно-композитными конструкциями и монтажными соединениями элементов на обычных болтах.

Целью работы является повышение эффективности использования композитов в мостостроении на основе совершенствования конструкции и методики расчета пролетных строений с несущими элементами из полимерного композиционного материала с учетом особенностей его физико-механических характеристик.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- разработать предложения по совершенствованию конструкции цельнокомпо-

зитного пролетного строения на основании численного моделирования его работы

под воздействием постоянных и временных нагрузок и последующего анализа напряженно-деформированного состояния;

- разработать расчетную модель гибридного по материалу пролетного строения с учетом особенностей стеклопластика и доказать ее соответствие фактической работе конструкции;

- провести экспериментальные исследования пролетного строения и стекло-пластиковых элементов на воздействие длительного статического нагружения;

- разработать конструкцию соединения элементов из однонаправленно армированного стеклопластика с учетом особенностей его физико-механических характеристик и выполнить экспериментальные исследования работы гибридного по материалу пролетного строения с предложенной конструкцией соединений;

- дополнить существующую методику расчета конструкций из полимерных композиционных материалов применительно к гибридным по материалу пролетным строениям мостов с учетом особенностей полимерных композитов и результатов проведенных работ.

Объектом исследования в данной работе являются разрезные балочные гибридные по материалу пролетные строения под пешеходные и автодорожные нагрузки, в качестве материала основных несущих элементов которых используется пультрузи-онный (однонаправленно армированный) стеклопластик.

Предмет исследования - несущая способность комбинированных по материалу пролетных строений пешеходных и автодорожных мостов.

Методы исследований. Основными методами, использованными в работе, являются: метод математического моделирования, экспериментальные методы исследования конструкций, анализ экспериментальных данных, синтез результатов теоретических и экспериментальных работ, статистические методы обработки данных.

Научная новизна работы:

1) Теоретически обоснована и экспериментально доказана необходимость учета узловых изгибающих моментов в детальных расчетах стеклопластиковых ферм с жесткими соединениями при отношении высоты сечения к длине элемента более 1/25.

2) Выявлен эффект смещения положения нейтральной оси вниз в гибридном по материалу пролетном строении при увеличении постоянных нагрузок и установлен характер влияния уровня постоянных нагрузок на длительную жесткость конструкции.

3) Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность болто-фрикционного соединения однонаправленно армированных стеклопластиков.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты расчетов цельнокомпозитного пролетного строения, обосновывающие предложения по совершенствованию конструкции, и результаты расчетов механических соединений, подтверждающие возможность и целесообразность болто-фрикционного соединения однонаправленно армированных стеклопластиковых элементов.

2. Результаты экспериментального исследования работы гибридного по материалу пролетного строения под воздействием кратковременной статической нагрузки с разными типами соединений элементов ферм.

3. Результаты экспериментального исследования гибридного по материалу пролетного строения под воздействием длительной статической нагрузки.

4. Результаты экспериментального исследования ползучести однонаправленно армированного стеклопластика вдоль волокон армирования.

5. Методика расчета гибридных по материалу пролетных строений.

Достоверность выводов и рекомендаций подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных работ, а так же корректным использованием теоретических и численных методов решения задач прочности, широко применяемых в науке и инженерной практике.

Теоретическая и практическая значимость. Предлагаемое пролетное строение может быть использовано в автодорожных и пешеходных мостах. Благодаря небольшому удельному весу композита элементы можно легко доставлять в труднодоступные районы, что позволяет использовать эти конструкции при освоении отдаленных территорий России. Предложенная методика расчета может быть использована при проектировании как гибридных по материалу, так и цельнокомпозитных конструкций пролетных строений пешеходных и автодорожных мостов с несущими элементами из однонаправленно армированного стеклопластика.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Всероссийских научно-практических конференциях (г. Пермь, май 2011; г. Новосибирск, июль 2014), Международных научно-технических конференциях (г. Пенза, май 2011, ноябрь 2011; г. Новосибирск, ноябрь 2014); Международной научно-практической конференции (г. Пермь, апрель 2012); Всероссийской научной конференции (г. Саратов, сентябрь 2013); семинаре ФГБОУ ВПО «СГУПС» и ООО «БАСФ Строительные системы» (г. Новосибирск, октябрь 2013); 13-ой Сибирской Международной конференции по железобетону (г.Новосибирск, февраль 2014); научно-практической конференции ГБУ ТУАД (г. Новосибирск, март 2014); Научно-техническом совете ОАО «РЖД» (г. Москва, ноябрь 2014).

Личный вклад автора состоит в обзоре и анализе конструкций мостов и пролетных строений с несущими элементами из полимерных композиционных материалов; в разработке шайбы, позволяющей соединять однонаправленно армированные стеклопластики высокопрочными болтами без возникновения ползучести в композите; в разработке программ и проведении испытаний опытного пролетного строения, а так же всех основных и сопутствующих экспериментов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных рецензируемых изданиях, включенных в перечень ВАК Ми-нобрнауки России и один патент на полезную модель.

Внедрение результатов. Усовершенствованная методика расчета пролетных строений из композиционных материалов была использована при разработке проекта первого в России автодорожного моста с применением полимерных композитов в качестве материала несущих элементов пролетного строения. Основные ее положения включены в Методику расчета и проектирования строительных конструкций из композиционных материалов, разработанную сотрудниками НИЛ «Мосты» СГУПСа при участии автора по заказу ООО «Нанотехнологический центр композитов». Результаты исследований, нашли применение в учебном процессе кафедры «Мосты» в рамках дисциплины «Проектирование мостов и труб» и дипломного проектирования студентов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем составляет 173 е., содержит 84 рисунка, 18 таблиц и 3 приложения. Список литературы содержит 147 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации кратко изложена характеристика и особенности ПКМ. Анализ свойств показал, что они обладают большим спектром достоинств и отличаются от традиционных строительных материалов. Номенклатура композитов очень обширна, а потому разнообразны и конструктивные решения. Подход в проектировании эксплуатирующихся в настоящее время мостов можно разделить на 2 метода - замена и адаптация. Наиболее перспективным является метод адаптации основанный на совершенствовании конструкции в традиционном ее исполнении с учетом особенностей нового материала. Результатом таких совершенствований все чаще становятся гибридные по материалу конструкции, представляющие собой своеобразный симбиоз нескольких материалов, применяемых в соответствующем качестве согласно особенностям их свойств. Эффективность этого метода зависит от степени соответствия исходной конструктивной формы свойствам используемых материалов.

Вопросами учета отдельных особенностей композиционных материалов, занимались известные отечественные ученые, такие как Бернацкий А.Ф., Бока-рев С.А., Васильев В.В., Гуняев Г.М., Казарновский B.C., Картопольцев В.М., Лех-ницкий С.Г., Немировский Ю.В., Овчинников И.Г., Устинов В.П., Уткин В.А., Ушаков А.Е., Черепанов Г.П. и др. Исследованиями работы различных типов соединений элементов из ПКМ занимались, как зарубежные ученые - Duthinh D., Mosallam A.S., Mottram J.T., Nethercot А. и др., так и отечественные - Воробей В.В., Догматыр-ский Б.А., Комаров Г.В., Кушелев В.В., Сироткин О.С., Тростянская Е.Б.. Ярковец А.И. и др. Выполненные вышеперечисленными учеными работы позволяют сделать следующий шаг в разработке методики расчета конструкций с учетом особенностей работы полимерных композиционных материалов.

В рамках диссертационного исследования из всего разнообразия ПКМ были приняты однонаправленно армированные стеклопластики, как наиболее часто используемые в мостостроении за счет приемлемого соотношения цены и характеристик. По прочностным характеристикам пультрузионный стеклопластик близок к металлическим сплавам, а по внутренней структуре и характеру работы - к древесине. Поэтому исходное конструктивное решение для его дальнейшего совершенствования было решено искать в традиционных для стали и дерева конструктивных формах.

Широкое применение «новых» конструкций возможно только при условии разработки методики их расчета. Одним из первых нормативных документов, регламентирующих порядок и правила расчета пролетных строений из полимерных композитов, был СТО 39790001.03-2007, разработанный научным коллективом компании «НПП «АпАТэК» в 2007 г. Анализ методики расчета пролетных строений, изложенной в Стандарте, показал, что некоторые ее аспекты требуют уточнения и проведения более детальных исследований. В целом методика, представленная в СТО, затрагивает основные вопросы проектирования конструкций из ПКМ (но только цельнокомпозитных), достаточно подробно описывает требования к материалам и их основные расчетные характеристики, а так же основные требования к расчету элементов. Поэтому методику расчета гибридных по материалу конструкций с применением однонаправленно армированного стеклопластика было решено разрабатывать, опираясь на Стандарт, дополняя и совершенствуя его.

Во второй главе представлены расчетные исследования цельнокомпозитного пролетного строения характерного по конструктивной форме для металлических конструкций с целью разработки рекомендаций по его дальнейшему совершенствованию.

К расчетам была принята сквозная решетчатая ферма с нисходящими раскосами с ходьбой понизу длинной 33 м, шириной 3,6 м и высотой - 3,94 м (рис. 1). Монтажные соединения приняты на обычных металлических болтах М12 грубой точности с устройством металлических фасонок. Исследования проводились на конечно-элементной модели в программе MDAS/Civil. Элементы расчетной модели задавались балочными, кроме пешеходного настила, который в свою очередь был задан плитными конечными элементами. Соединения элементов в расчетах рассматривались двух типов - шарнирными и жесткими для количественной оценки величины и характера влияниям узловых изгибающих моментов на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции. Пешеходный настил, принятый по аналогии с эксплуатирующимися в России пролетными строениями из композиционных материалов, в совместную работу с нижними поясами ферм не включался, что было обусловлено способом его прикрепления к поперечным балкам. В качестве расчетных воздействий рассматривались собственный вес, пешеходная и ветровая нагрузки.

В8 69 В10 ВЦ В12 В13 ВК В15 В16 В17 В18 В19 В20 В21 В22

ВО В1 В2 ВЗ ВД В5 В6 В7

НО

¿5

Н1 Н2 1500

Я

НЗ Н*. HS Н6 Н7 Н8 Н9

С15

С17

С19

С21

НЮ Н11 Н12 Н13 Н14 Н15 Н16 Н17 Н18 Н19 Н20 Н21 Н22 33000

Рисунок 1 - Схема фермы

Расчеты показали, что для стеклопластиковых ферм жесткость соединений оказывает существенное влияние на НДС конструкции. Расхождение результатов по двум схемам составили при расчете соединений 10...600 %, при определении нормальных напряжений 10...470 %. СТО39790001.03-2007 рекомендует жесткие соединения в расчетах принимать шарнирными при отношении высоты поперечного сечения соединяемых элементов к их длине менее 1/12. Однако расчеты показали, что значительное влияние узловых моментов сохраняется до соотношения 1/25. По результатам работ были так же выявлены недостатки цельнокомпозитного пролетного строения. К числу основных можно отнести принятую конструктивную форму, плохо согласующуюся со свойствами стеклопластика, низкую жесткость конструкции, обусловленную малым модулем упругости композита и монтажные соединения элементов на обычных болтах грубой точности с использованием металлических фасонок. На основании проведенных расчетов были сформулированы рекомендации по совершенствованию конструктивного решения.

1)В качестве основы для дальнейшей модернизации следует рассматривать деревянные конструкции традиционных конструктивных схем.

2) Для возможности применения пролетных строений в автодорожных мостах целесообразно организовывать движение нагрузки поверху.

3) Конструкции прохожей (проезжей) части необходимо включать в совместную работу с фермами для увеличения общей жесткости пролетного строения.

4) Несущие элементы ферм должны быть небольшого размера (длиной до 2 м), что позволит проектировать компактные соединения благодаря небольшим по величине усилиям.

5) Соединения должны быть надежными, технологичными и исключать подвижки элементов.

С целью совершенствования конструкции соединений и минимизации влияния их недостатков на НДС конструкции проведены теоретические исследования механических соединений. Полученные результаты показали, что наряду с обычными болтами для соединения однонаправленно армированных пластиков могут использоваться и высокопрочные. Несущая способность болто-фрикционных соединений в несколько раз больше в сравнении с соединениями на обычных болтах и одинакова во всех направлениях. Однако, для устройства таких соединений требуются шайбы специальной формы для распределения усилий натяжения высокопрочного болта по достаточной площади соединяемых элементов и исключения ползучести стеклопластика. На рисунке 2 представлен разрез шайбы, параметры которой можно определить по пред-с ставленным ниже формулам:

ЩШШл

— + ¿1 7ГЯС Ф

С1ф

к = 0,2(0 - 1,6с!), = (0,45 ... 0,5)/г, <4 = (1,5 ... 2,0)/г.

(1)

(2)

(3)

(4)

Рисунок 2 - Разрез шайбы где N — усилие натяжения высокопрочного болта; /?с — расчетное сопротивление композиционного материала на сжатие; йф — диаметр фаски.

Болто-фрикционные соединения обеспечивают высокую прочность и жесткость. В тех случаях, когда эти факторы не являются определяющими, могут быть применены обычные болты, но повышенного класса точности.

По результатам анализа расчетов цельнокомпозитного пролетного строения и мирового опыта применения ПКМ в мостостроении за основу для конструктивного поиска была принята конструкция деревянных пролетных строений в виде многораскосных решетчатых ферм из досок по проекту архитектора Тауна. В данном конструктивном решении деревянные доски были заменены на стеклопластиковые элементы. Принимая во внимание разработанные рекомендации по совершенствованию цельнокомпозитных конструкций, поверху ферм было решено устроить железобетонную плиту и включить ее в совместную работу с фермами. Такое решение позволило обеспечить требуемую жесткость пролетного строения при высоте сопоставимой с типовыми железобетонными балками.

Для натурного исследования конструкции специалистами ООО «Сибирские проекты» было разработано опытное пролетное строение под пешеходную нагрузку. Параметры подбирались в тесной взаимосвязи друг с другом. Главным из них была длина пролетного строения, которая определялась возможностью его длительного размещения в испытательном цехе НИДЦ СГУПС, остальные назначались исходя из опыта проектирования деревянных многораскосных конструкций. Схема опытного пролетного строения представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема опытного пролетного строения

С целью разработки методики расчета гибридных по материалу конструкций были рассмотрены два разных подхода - инженерный, основанный на упрощенных расчетных схемах, и численное моделирование методом конечных элементов (МКЭ). При этом в рамках численного моделирования для оценки влияния изгибающих моментов на НДС конструкции были разработаны две расчетные модели - с жесткими и шарнирными соединениями. Выполненные расчеты показали, что инженерная методика, более удобна в практическом использовании, но не позволяет учитывать особенности материала и сложный характер работы элементов. Этих недостатков лишены детальные расчетные модели. Сравнение результатов расчета по двум КЭ моделям показало, что на итоговый уровень нормальных напряжений в элементах стеклопла-стиковых ферм оказывают влияние узловые изгибающие моменты. Анализ результатов расчета стеклопластиковых ферм показал, что влияние изгибающих моментов на НДС конструкции проявляется в диапазоне отношения высоты сечения к длине элемента 1/2... 1/25. Поэтому в расчетах стеклопластиковых ферм рекомендуется рассматривать фактический тип соединений, но при необходимости допускается жесткие соединения заменять в расчетах шарнирными при отношении высоты поперечного сечения соединяемых элементов к их длине менее 1/25. Таким образом, корректность расчетов зависит от соответствия расчетного и фактического типов соединений. Так как в опытной конструкции соединения выполнены на четырех болтах, а отношение высоты поперечного сечения элементов к их длине более 1/25, для планирования экспериментов была принята модель с жесткими соединениями.

В третьей главе представлены экспериментальные исследования опытного пролетного строения и однонаправленно армированного стеклопластика.

С целью установления соответствия фактической работы гибридной по материалу конструкции принятым расчетным предпосылкам и уточнения особенностей ее работы проведены испытания опытного пролетного строения. На основании расчетов были определены наиболее нагруженные элементы пролетного строения в каждом типоразмере поперечного сечения, контролируемые параметры и подобрана испытательная нагрузка. В ходе испытаний измерялись относительные продольные деформации элементов, прогиб и динамические параметры конструкции. Некоторые результаты контроля НДС пролетного строения представлены на рисунках 4-6.

Испытания показали, что фактическая работа конструкции удовлетворительно согласуется с расчетной моделью, о чем свидетельствуют значения конструктивных коэффициентов при максимальном уровне нагружения по относительным продольным деформациям осредненным по элементам ферм - 0,85 и по сечениям в плите - 0,85, по прогибам - 0,7. Таким образом, экспериментально подтверждено, что для стеклопластиковых ферм с жесткими соединениями учет изгибающих моментов обязателен при отношении высоты сечения к длине элемента более 1/25. Анализ изменения динамических параметров пролетного строения показал, что жесткость конструкции уменьшается после ее статического нагружения. Это проявляется в снижении величины декремента затухания собственных колебаний после разгрузки пролетного строения, которое составило для колебаний в вертикальной плоскости 34 % и 23 % - в горизонтальной. Данный эффект связан с подвижками элементов в узлах ферм из-за низкой жесткости соединений и снижением жесткости включения плиты в совместную работу с фермами при больших деформациях ввиду неудачной конструкции упоров.

Рисунок 4 - Графики изменения внутренних усилий в восходящих раскосах

СГ, МПа СУ. МПа

Нагрузка. кН

О 25,51 51.02 76.52

Рисунок 5 - Графики изменения Рисунок 6 - Графики распределения

напряжений в плите по оси пролетного напряжений по ширине плиты

строения в середине пролета в середине пролета

С целью выявления характера и скорости изменения вязкоупругих деформаций элементов и конструкции в целом проведено экспериментальное исследование работы опытного пролетного строения на воздействие длительного статического нагружения. В качестве контролируемых параметров приняты относительные продольные деформации наиболее нагруженных элементов и общие вертикальные деформации конструкции. Наблюдения за длительными деформациями разделены на 2 этапа: первый - выдержка конструкции под полной нагрузкой (испытательная и собственный вес); второй этап - выдержка конструкции под собственным весом. Характер изменения деформаций на различных этапах проиллюстрирован рисунком 7. Наблюдения за деформациями на каждом этапе велись до момента их стабилизации.

8 А

б) изгибающий момент

М, Н*м

Нагрузка. —кН

а) продольная сила

25,51 51,02

7652 Нагрузка, кН

I этап наблюдений II этап наблюдений Рисунок 7 - График изменения вязкоупругих деформаций во времени

Полная деформация (£,) на первом этапе определялась как сумма начальной деформации (го;) и вязкоупругой деформации (гп ,):

£/ = £о.1 + £П.1- ' (5)

Величина остаточных деформаций еост (либо е^т.) в зависимости от характера изменения деформаций после разгрузки конструкции определяется по формуле: в случае релаксации деформаций:

£ост. = £о,и ~ £п,п> (6)

в случае нарастания деформаций:

Еост. = £о,и + £п,/г (7)

Скорость ползучести определялась по формуле:

£П = V = еп(Ь)/АЬ, (8)

где £п(0 - функциональная зависимость деформаций ползучести материала от времени — интервал времени рассматриваемого участка наблюдений.

По зафиксированным фактическим деформациям для каждого типа элементов пролетного строения с помощью регрессионного анализа были подобраны функциональные зависимости их изменения во времени. Установлено, что скорость нарастания вязкоупругих деформаций в конструкции при частичной ее загруженности незначительная и плавно затухающая. При полной загруженности ползучесть проявляется практически во всех элементах конструкции, характер изменения деформаций линейный или плавно затухающий, эффекта ускоренной ползучести не возникает. Величина показателя работы пролетного строения по данным наблюдений за прогибами составила 0,33. В нормативных документах данная величина для конструкций из ПКМ никак не ограничивается. Для конструкций из дерева, материала наиболее близкого по внутренней структуре к армированным пластикам, эта величина ограничивается 0,3. На основании этого можно констатировать удовлетворительную работу опытной конструкции под длительной статической нагрузкой.

По результатам анализа изменения деформаций под длительно приложенной нагрузкой в опытном пролетном строении выявлен эффект смещения положения нейтральной оси вниз, из-за нарушения целостности объединения плиты с фермами. Данное смещение за 45 суток воздействия полной нагрузки составило 16 % от высоты конструкции. При этом плита после разгрузки включилась в работу на собственный вес, что привело к увеличению напряжений и большим остаточным деформациям, составившим 77% относительно максимальных деформаций. Таким образом эффект смещения нейтральной оси приводит к изменению исходного НДС конструкции и уменьшению ее жесткости.

Результаты исследования работы опытного пролетного строения на длительное нагружение показали, что конструкция склонна к нарастанию вязкоупругих деформаций. Однако каково влияние ползучести материалов установлено не было. Так как фактические нормальные напряжения в бетоне не превышают 0,2^, ползучесть в бетоне не возникает. Основной вклад в изменение НДС гибридной конструкции вносят локальные перенапряжения в зоне упоров и соединений и вязкоупругие деформации стеклопластика. Так как установить фактический уровень локальных напряжений не представляется возможным, было исследовано только вязкоупругое деформирование стеклопластика. С целью установления фактической зависимости между деформациями, напряжением и временем для однонаправленно армированно-

го стеклопластика при воздействии длительно приложенной нагрузки и определения величин модулей деформации были проведены его испытания на ползучесть.

Испытания проводились на стеклопластиковых образцах (рис. 8). Напряжения в элементах гибридных по материалу пролетных строений от постоянных нагрузок могут достигать 50 % от расчетного сопротивления материала. Исходя из этого, была подобрана испытательная нагрузка для образцов.

370

десрормометр

2 отб.

тензодатчик

Т

система "Тензор МС металлическая накладка

испиты баемой \ образец 1=10мм

0 10мм «У

Рисунок 8 - Схема испытываемого образца Для испытаний были подготовлены три образца, два из которых подвергались длительному воздействию испытательной нагрузки, а оставшийся образец (контрольный) деформировался исключительно от воздействия температуры, для исключения температурных деформаций испытываемых образцов. Наблюдения за деформациями выполнялись до момента их стабилизации.

Фактические вязкоупругие деформации стеклопластика при растяжении показали хорошую качественную и количественную согласованность с результатами, полученными с помощью линейной теории Максвелла, отклонения между теорией и фактом не превысили 10 %.

По итогам обработки экспериментальных данных для каждого стеклопласти-кового элемента при фактическом уровне напряжений (а) были определены следующие относительные продольные деформации: расчетные (ер), упругие (е0), вязко-упругие (еп), полные (е) и остаточные (еост), а так же величина (ДЕ), вычисленная как процентное соотношение еост и е. Данные величины представлены в таблице 1 по каждому элементу.

Таблица 1 - Основные показатели деформирования образцов

№ образца а, МПа Еп, Ю"6 во, Ю"6 ЕП, Ю'6 е, 10"6 Е 10"6 °ост, 1 и ДЕ, %

1 48.47 1731 1619 302 1921 104 5.43

2 62.32 2226 2172 364 2537 446 17.60

£о+е„ е Рисунок 9 — Зависимость модуля упругости от изменения относительных продольных деформаций

Длительный модуль упругости при постоянном напряжении можно вычислить по формуле (9). Графическая интерпретация формулы представлена на рисунке 9.

Е — а — Е°£° (9)

п £о+£п(0 е0+£п(1)' к >

где Е0 и £ о - модуль упругости материала и относительные продольные деформации при кратковременном нагружении; а - постоянная величина напряжений в сечении; £„(0 - функциональная зависимость изменения деформаций во времени.

Фактические значения модулей упругости материала 1-го и 2-го образцов при их кратковременном загружении (£) составили соответственно 29950 МПа и 28690 МПа, при нормируемом значении модуля 28000 МПа. После стабилизации вязкоупругих деформаций фактические модули упругости при длительном загружении (£д) составили 25240 МПа и 24570 МПа для 1-го и 2-го образцов соответственно. Таким образом, экспериментально было установлено, что в стеклопластиках проявляется ползучесть, которую необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации конструкций.

С целью экспериментального обоснования возможности жесткого соединения однонаправленно армированных стеклопластиковых элементов с помощью высокопрочных болтов и увеличения жесткости конструкции относительно соединений на обычных болтах были выполнены испытания пролетного строения с болто-фрикционными соединениями.

На основании расчетных исследований в испытываемом пролетном строении обычные болты во всех соединениях были заменены на высокопрочные с уменьшением их количества в 2 раза. Проверка натяжения высокопрочных болтов после длительной выдержки падения усилий в них не выявила. Контролируемые в ходе испытаний (испытание 2) пролетного строения элементы и параметры приняты по аналогии с испытаниями (испытание 1) конструкции на обычных болтах. В качестве дополнительных параметров контролировались подвижки элементов в узлах.

Сравнение результатов испытаний пролетного строения с соединениями на обычных и высокопрочных болтах показало, что замена болтов незначительно повлияла на уровень внутренних усилий в элементах главных ферм и картину их изменения. Хотя абсолютно во всех контролируемых элементах деформации оказались меньше в сравнении с первыми испытаниями. На рисунках 10-12 представлены сравнительные результаты контроля напряженно-деформированного состояния конструкции.

В результате выполненных работ была экспериментально обоснована возможность соединения стеклопластиковых элементов многораскосных ферм высокопрочными болтами. По результатам наблюдения за узловыми соединениями установлено, что проскальзывания элементов не возникает. При этом использование специальных шайб позволило обеспечить стабильное усилие натяжения болтов без возникновения ползучести в стеклопластике. По результатам контроля местных деформаций элементов, общих деформаций пролетного строения и динамических параметров выявлено общее увеличение жесткости конструкции с болто-фрикционными соединениями в сравнении с конструкцией на обычных болтах за счет увеличения жесткости соединений. Благодаря изменению типа соединения, деформации стеклопластиковых элементов уменьшились в среднем на 14 %, падение жесткости пролетного строения, характеризуемое величиной логарифмического декремента затухания, уменьшилось на 15 %.

а) восходящие раскосы б) нижний пояс

Рисунок 10 - Графики изменения продольных сил в элементах главных ферм

76,52

а. МПа

_ испытание 1

¿¿¡С-

•\испытание 2

-3,0

-2,25

-0,75

Нагрузка, кН

—

---- \испытан1 __. е 2 ¡с.пытате 1 V. •ч.

ч \ V

25,51 51.02 76,52

Рисунок 11 - Графики изменения напряжений в плите по оси пролетного строения в середине пролета

Рисунок 12 - Графики распределения напряжений по ширине плиты в середине пролета

В четвертой главе изложены основные положения методики расчета гибридных по материалу пролетных строений в виде многораскосных ферм из ПКМ с устроенной поверху железобетонной плитой, включенной с ними в совместную работу. Методика построена на обобщении накопленных результатов проведенных автором экспериментально-теоретических исследований и результатов работ других ученых, работавших над аналогичными проблемами в области проектирования и расчета конструкций из полимерных композитов. За основу была принята методика, изложенная в СТО 39790001.03-2007, и модернизирована с учетом выявленных в ней неточностей и особенностей «новой» конструкции. Положения методики полностью согласуются с требованиями и указаниями СП 35.13330.2011.

Рекомендуемый диапазон расчетных длин пролетных строений 15...33 м. Общую высоту пролетного строения на стадии эскизного проектирования можно принимать в диапазоне 1/15 ... 1/20 расчетного пролета.

Назначение основных размеров пролетного строения в первом приближении допускается выполнять по эскизным расчетам, основанным на приближенных методах. После определения основных параметров конструкции необходимо выполнять уточняющие расчеты, на моделях конструкции, позволяющих максимально учитывать особенности характера ее работы. Так как композиционный материал склонен к вязкоупругому деформированию, модуль упругости в расчетах на постоянные нагрузки следует назначать из условия длительного нагружения, на воздействие временной нагрузки - из условия кратковременного нагружения.

На стадии эскизного проектирования целесообразно рассматривать отдельные части конструкции, выполняя их расчеты на упрощенных моделях. Расчеты элементов ферм наиболее целесообразно выполнять по алгоритмам, ранее применяемым для проектирования и расчета деревянных ферм Тауна.

Усилие в одном раскосе панели может быть определено по формуле:

= , (Ю)

р П'Бта '

где а — угол наклона раскоса к поясу; п — количество раскосов в рассматриваемой панели; <2 — поперечная сила, возникающая в панели.

Максимальное пр'одольное усилие в опорной стойке определяется по формуле:

= V - ЫрБта, (11)

где V — опорная реакция; — продольное усилие в опорном раскосе.

Усилия в поясах можно определить по формуле:

N = М/к, (12)

где М - изгибающий момент в сечении пролетного строения; Л - высота фермы.

Подбор сечений элементов выполняется согласно условиям прочности и устойчивости элементов:

Стпроч. = М/Ап < Д

(Густ. = N/А < (рЯс

(13)

(14)

где N - продольная сила, действующая в рассматриваемом элементе; Ап - площадь поперечного сечения элемента с учетом ослаблений (нетто); йс(с) - расчетное сопротивление материала растяжению (£) или сжатию (с); А — площадь поперечного сечения элемента без учета ослаблений (брутто); <р - коэффициент продольного изгиба, зависящий от максимальной гибкости и эксцентриситета приложения нагрузки.

По итогам подбора сечений элементов необходимо проверить величину прогиба пролетного строения и подобрать конструкцию и шаг упоров.

Модель конструкции в детальных расчетах должна быть достаточной для отражения необходимых параметров НДС, учитывать пространственный характер работы и особенности применяемых материалов. Для выполнения детальных расчетов может быть сформировано несколько расчетных моделей с разной степенью детализации. Элементы пролетного строения в общем случае испытывают сложное напряженное состояние, поэтому в расчетах следует учитывать сочетания внутренних усилий.

Условие прочности элементов при сложной форме изгиба согласно СТО 39790001.03-2007 имеет вид:

N , Муг м, у -Опроч + + (15)

лп Ъу'пу

где Д - расчетное сопротивление материала изгибу; Ап - площадь сечения нетто; 1пу - момент инерции сечения нетто относительно оси У; г - расстояние от центра тяжести до рассматриваемой фибры сечения в направлении оси 2\ 1П2 - момент инерции сечения нетто относительно оси 2; у - расстояние от центра тяжести до рассматриваемой фибры сечения в направлении оси У; - коэффициенты, учитывающие возникновение дополнительных моментов от продольной сжимающей силы.

Схема ориентации осей и направления внутренних усилий относительно рассчитываемого элемента представлена рисунке 13.

Значения коэффициентов определяются по формуле:

еУ(2)

где Л/еу(2) - критическая сила при потере устойчивости в обеих плоскостях фермы для рассчитываемого сечения.

Критическую силу для однородного ортотропного материала на основании исследований К. Чамиса можно определить по формуле:

7Г гЕА

Рисунок 13 — Направление действия усилий в элементах конструкции

Меу(2) — ■

( Ьт У

) \1еГл00/

12(1-у12у31Дге/,*оо7 ' ( )

где Е - модуль упругости в направлении действия сжимающего усилия; А - площадь поперечного сечения брутто; у12 - коэффициент Пуассона в продольно-

поперечном направлении; у31 — коэффициент Пуассона в поперечном направлении; £у(г) — радиус инерции поперечного сечения в плоскости изгиба; 1е/,х(у) ~ расчетная длина элемента в плоскости изгиба.

Условие прочности сечений элементов по касательным напряжениям:

т = (25°к/П<1{3, (18)

где Я5 — расчетное сопротивление материала сдвигу; () — поперечная сила; 50ТС — статический момент отсеченной части сечения брутто; I — момент инерции сечения брутто; t — толщина стенки.

Расчет соединений на обычных болтах.

Несущая способность обычного болта согласно СТО 39790001.03-2007, определяется как наименьшее значение из двух, по формулам: на смятие стеклопластика:

КЬх(у) = ттьсШД*00, (19)

на сдвиг стеклопластика между болтовыми отверстиями:

Лаем = пв Ё " Э ттьс1ПП"хь(уу (20)

где й — диаметр болта; И — наименьшая суммарная толщина элементов, снимаемых в одном направлении; е — продольный шаг болтов; т и ть — коэффициенты условий работы; щ — число расчетных срезов одного болта; Д*^ — расчетное сопротивление стеклопластика сжатию вдоль волокон (х) и поперек (у); й*^ — расчетное сопротивление стеклопластика скалыванию вдоль волокон (х) и поперек (у).

Так как несущая способность соединения зависит от направления приложения усилия, все действующие на болт нагрузки приводятся к продольной и поперечной составляющей, и ограничиваются соответствующей несущей способностью:

Рх = Рх,м + Рх,м < Къх

Ру = Ру,<3 + Ру,м — Мъу

(21)

При одновременном действии нагрузок по двум направлениям для обеспечения прочности соединения должно выполняться следующее условие:

г,= г„

о4

Рисунок 14 - Схема к расчету болтового соединения

Схема к расчету болтового соединения представлена на рисунке 14.

Усилия от продольной и поперечной нагрузки распределяются равномерно между болтами:

Рх„ = Ы/п

РуЛ = (}/п' ™

где N. — соответственно продольная и поперечная силы в элементе; п — количество болтов в соединении; индексы х и у соответствуют направлению продольной и поперечной осей.

Составляющие усилия, приходящиеся на один болт, от изгибающего момента могут бьггь определены по формуле:

П _ МгпСО! gi

хМ УЕг?(ус052а.г+51П 2ад

р _ МгпБта; ' (24)

уМ ~ Т.г1г(уСоз2а1+Зт2а1)

где у - отношение модуля упругости материала профиля в продольном (х) и поперечном направлениях (у); М — изгибающий момент в элементе; а^ - угол между осью у и радиус-вектором /-го болта относительно центра тяжести соединения; гп -расстояние от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта; г( - расстояние от центра тяжести соединения до /-го болта.

Расчет соединений на высокопрочных болтах.

Предельное усилие, воспринимаемое одним высокопрочным болтом болто-фрикционного соединения, согласно СП 35.13330.2011 определяется по формуле:

^пред. = тп^ъь , (25)

где т— коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 8.15 СП 35.13330.2011; (}ьн — расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения одного болтоконтакта.

Численное значение @ьл можно определить по формуле:

<2ь„=5 (26)

где Р — усилие натяжения болта; ц - коэффициент трения по контакту соединяемых элементов; уьн ~ коэффициент надежности.

На основании выполненных автором экспериментов, значения коэффициентов трения рекомендуется принимать следующими:

по контакту «стеклопластик - стеклопластик»: ^стп = 0,55; по контакту «стеклопластик - сталь»:д£ст = 0,38.

Усилие натяжения высокопрочного болта определяется по формуле:

Р = ЯьИьлТОьл, (27)

гДе - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению; Аьп — площадь поперечного сечения высокопрочного болта нетто; тьп - коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, принимаемый равным 0,95.

Так как несущая способность болто-фрикционного соединения не зависит от направления приложения усилия, условие прочности имеет вид:

'?хя + + {ру,<2 + Ру,м)2 < ^пред, (28)

Распределение усилий от продольной и поперечной нагрузки допускается принимать равномерным между всеми болтами и определять по формуле (23).

Составляющие усилия, приходящиеся на один болт, от изгибающего момента могут быть определены по формуле:

Рх.м = М^СоБа^/^г?

Ру,м = Мг^та^^г?' (29)

Предложенная методика была использована при проектировании пролетного строения автодорожного моста. Проект разрабатывался в рамках реконструкции пришедшего в аварийное состояние моста через реку Пашенка в Новосибирской области на участке автомобильной дороги V категории с. Красный Яр - с. Сосновка. Пролетное строение состоит из шести стеклопластиковых многораскосных ферм, объединенных системой поперечных связей и уложенной поверху железобетонной плитой. Полная длина конструкции составила 18 м, высота - 1,2 м, ширина -7 м. Монтажные соединения выполнены на обычных болтах повышенного класса точности. Включение плиты в совместную работу с фермами осуществляется посредством гибких упоров арматурно-стержневой конструкции. Поперечное сечение пролетного строения представлено на рисунке 15.

((

Технико-экономическая эффективность от применения гибридных по материалу пролетных строений складывается, главным образом, из экономии средств при транспортировке и монтаже, а так же за счет меньших эксплуатационных затрат в сравнении с конструкциями из традиционных строительных материалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основании анализа конструкций мостов с несущими элементами из полимерных композитов, свойств этих материалов и детальных расчетов цельнокомпо-зитного пролетного строения сформулированы предложения по совершенствованию решетчатых ферм из однонаправленно армированного стеклопластика, которые легли в основу адаптированного к свойствам материала конструктивного решения. Предложенная гибридная по материалу конструкция представляет собой многораскосные стеклопластиковые фермы, объединенные поверху железобетонной плитой, включенной с фермами в совместную работу. Данное решение позволяет увеличить жесткость стеклопластиковых ферм при пролете 9 м в 2 раза и соединять элементы без металлических фасонок. Рекомендуемый диапазон длин пролетных строений составляет 15-33 м, а высота 1/15... 1/20 расчетного пролета.

2. По результатам расчетов цельнокомпозитного и гибридного по материалу пролетных строений установлено, что в стеклопластиковых фермах с жесткими соединениями значительное влияние на напряженно-деформированное состояние конструкции оказывают узловые изгибающие моменты. Для цельнокомпозитного пролетного строения отличия результатов по схемам с шарнирными и жесткими соединениями составили по расчету соединений 10...600 %, по нормальными напряжениям - 10...470 %; для гибридного пролетного строения расхождения изменялись в диапазоне 5 - 75 %. При расчете стеклопластиковых ферм рекомендуется рассматривать фактический тип соединений. Жесткие соединения допускается заменять шарнирными при отношении высоты поперечного сечения соединяемых элементов к их длине менее 1/25.

3. Экспериментально установлено, что фактическая работа гибридного по материалу пролетного строения хорошо согласуется с разработанной конечно-элементной моделью, особенностью которой является учет анизотропии свойств стеклопластика и узловых изгибающих моментов. Конструктивные коэффициенты по результатам статических испытаний опытного пролетного строения составили в среднем с соединениями на обычных болтах 0,72...0,94, с соединениями на высоко-

прочных болтах 0,73...0,85. Под воздействием кратковременных статических нагрузок конструкция работает упруго, величина критерия физического состояния составила в среднем с соединениями на обычных болтах 0,08, на высокопрочных - 0,05 при допустимом значении 0,15.

4. Экспериментально установлено, что гибридное по материалу пролетное строение очень восприимчиво к изменению уровня постоянных нагрузок, т.к. под воздействием длительных статических нагрузок в конструкции возникает эффект смещения нейтральной оси, который приводит к изменению исходного напряженно-деформированного состояния и уменьшению ее жесткости. За 45 суток воздействия полной расчетной нагрузкой смещение составило 180 мм или 16 % от полной высоты пролетного строения. При этом плита после разгрузки включается в работу на восприятие собственного веса, что приводит к ее перенапряжению и большим остаточным деформациям, которые составили 77 % относительно максимального уровня деформаций. Причиной этому являются жесткие упоры, не воспринимающие вертикальные отрывающие усилия и не обеспечивающие упругое взаимодействие стекло-пластиковых ферм с бетоном плиты. Для исключения эффекта смещения нейтральной оси рекомендовано использовать арматурно-стержневые упоры, упруго работающие на восприятие вертикальных и горизонтальных усилий.

5. Разработана специальная шайба позволяющая соединять элементы из полимерных композиционных материалов высокопрочными болтами. Экспериментально установлено, что при использовании данных шайб усилия натяжения высокопрочных болтов с течением времени не изменяются. Теоретически обосновано, что болто-фрикционные соединения обладают большей жесткостью, технологичностью и несущей способностью в сравнении с соединениями на обычных болтах, а так же их несущая способность не зависит от направления волокон армирования элементов и одинакова во всех направлениях. По результатам испытаний в пролетном строении с соединениями на высокопрочных болтах установлено общее увеличение жесткости, в сравнении с конструкцией на обычных болтах, за счет меньшей деформативности элементов и более стабильных динамических параметров. Благодаря изменению типа соединения, деформации стеклопластиковых элементов уменьшились в среднем на 14%, изменение логарифмического декремента затухания собственных колебаний пролетного строения в вертикальной плоскости снизилось на 15 %. На основании выполненных теоретических и экспериментальных работ можно утверждать, что для обеспечения жесткого соединения стеклопластиковых элементов целесообразно применять высокопрочные болты.

6. По результатам проведенных работ расширена существующая методика расчета мостовых конструкций с несущими элементами из полимерных композиционных материалов применительно к гибридным по материалу пролетным строениям с учетом особенностей работы материала и конструкции в целом. Разработанная методика позволяет проектировать новые конструкции под пешеходные и автодорожные нагрузки с соединениями на обычных и высокопрочных болтах, тем самым расширяя область применения композитов в мостостроении. Расчет технико-экономической эффективности гибридного по материалу пролетного строения, запроектированного по разработанной методике под современную автодорожную нагрузку, показал целесообразность применения этих конструкций в мостостроении.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в ведущих научных рецензируемых периодических изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Иванов, А.Н. Перспективы применения болто-фрикционных соединений элементов из полимерных фиброармированных композитов / А.Н. Иванов // Известия вузов. Строительство. - 2013.- №10. - С. 104-109. (0,53 пл.)

2. Иванов, А.Н. Экспериментальное исследование работы гибридного по материалу пролетного строения на длительное воздействие нагрузки. / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2014. -№1-2. - С. 142-146. (0,47 пл. / 0,24 пл.)

3. Иванов, А.Н. Экспериментальные исследования пролетного строения из полимерного композиционного материала. / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Вестник ТОГУ. -2014. - №4 (35). - С. 61-69. (0,56 пл. / 0,28 пл.)

Публикации в журналах, научных сборниках и других научных изданиях:

4. Иванов, А.Н. Применение фиброармированных полимерных композитных материалов при проектировании пешеходных путепроводов / А.Н. Иванов // Наука и молодежь XXI века: материалы IX научно-технической конференции. Часть I. Технические науки. - Новосибирск: СГУПС, 2010. - С. 44-46. (0,15 пл.)

5. Иванов, А.Н. Применение полимерных композитных материалов в конструкциях пролетных строений пешеходных мостов / А.Н. Иванов // Современные научные исследования в дорожном и строительном производстве: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Том 2. -Пермь: ПГТУ, 2011. - С. 48-53. (0,44 пл.)

6. Иванов, А.Н. К вопросу применения современных композиционных материалов в мостостроении / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Международной научно-технической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2011. - С. 43-45. (0,15 пл./0,08 пл.)

7. Иванов, А.Н. Соединения конструкций из полимерных композиционных материалов на высокопрочных болтах / А.Н. Иванов // Наука и молодежь XXI века: мат-лы X научно-технической конференции. Ч. 1. Технические науки. - Новосибирск: СГУПС, 2011. - С. 50-52. (0,13 пл.)

8. Иванов, А.Н. Узловые соединения пролетных строений из композиционных материалов / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сборник статей XI Международной научно-технической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2011. - С. 51-54. (0,22 пл. / 0,11 пл.)

9. Яшнов, А.Н. Перспективы применения современных композиционных материалов в мостостроении / А.Н. Яшнов, А.Н. Иванов, А.П. Суляев, A.B. Диль // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы Международной научно-практической конференции. Т.З. - Пермь: ПНИПУ, 2012. - С. 339-345. (0,57 пл./0,14 пл.) "

10. Пыринов, Б.В. Испытания опытного пролетного строения пешеходного моста из композитных материалов / Б.В. Пыринов, А.Н. Иванов, М.К. Гаврилов // Совершенствование конструктивных решений пешеходных и автодорожных мостов в уело-

виях Сибирского региона: сборник трудов. - Новосибирск: Наука, 2012. - С. 56-63. (0,49 п.л. /0,16 пл.)

11. Пыринов, Б.В. Совершенствование конструктивных решений узловых соединений для конструкций из полимерных композиционных материалов / Б.В. Пыринов, А.Н. Яшнов, А.Н. Иванов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. - Новосибирск: СГУПС, 2012. - Вып. 28. - С. 69-75. (0,88 п.л. / 0,29 п.л.)

12. Иванов, А.Н. Особенности применения полимерных композиционных материалов в мостовых конструкциях / А.Н. Иванов // Инновационные факторы развития Транссиба на современном этапе: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. Ч. 1. -Новосибирск: СГУПС, 2013. - С. 196-204. (0,53 п.л.)

13. Иванов, А.Н. Мостовые конструкции из полимерных композиционных материалов / А.Н. Иванов // Актуальные проблемы разработки и применения новых материалов и технологий: сборник материалов Всероссийской молодежной научной конференции - Саратов: ООО «Издательский центр «Наука», 2013. - С. 460 - 467 (0,41 пл.)

14. Пыринов, Б.В. Испытания опытного пролетного строения пешеходного моста из композитных материалов / Б.В. Пыринов, А.Н. Иванов, М.К. Гаврилов // Проектирование и строительство в Сибири. - 2013. - №6 (77). - С. 29-33. (0,63 пл. / 0,21 пл.)

15. Пыринов, Б.В. Гибридные конструкции пролетных строений из железобетона и современных композиционных материалов / Б.В. Пыринов, А.Н. Иванов // Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала. Вып. 11,- Новосибирск: СГУПС, 2014. - С.35-40. (0,32 п.л. / 0,16 пл.)

16. Иванов, А.Н. О проблемах развития отрасли композитов в России / А.Н. Иванов // Проектирование и строительство в Сибири. - 2014. - №4 (81). - С. 27-32. (0,75 пл.)

17. Иванов, А.Н. Проектирование гибридного пролетного строения автодорожного моста // Стеклопластик в пролетном строении автодорожного моста: сборник статей. - Saarbrücken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. - 68 c. (0,75 пл.)

18. Иванов, А.Н. Испытание автодорожного моста с пролетным строением из полимерного композиционного материала // Стеклопластик в пролетном строении автодорожного моста: сборник статей. - Saarbrücken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. - C. 44-53. (0,63 пл.)

19. Пат. 141108 Российская федерация, МПК Е 04 F 13/02 Опорная шайба / Б.В. Пыринов, А.Н Иванов, А.Н. Яшнов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «СГУПС». -№2013132793/03; заявл. 15.07.2013; опубл. 27.05.2014.-4 с. (4 с/2 с)

ИВАНОВ АРТЁМ НИКОЛАЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ С НЕСУЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 02.04.2015 г. 1,0 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 2907 Издательство ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения» 630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191. Тел. (383) 328-03-81. e-mail: bvu@mail.ru