Science and Transport Progress
Published December 3, 2015 | Version v1
Journal article Open

ДОСЛІДЖЕННЯ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ МЕТАЛЕВОЇ ГОФРОВАНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ЗА КРИТЕРІЄМ РОЗВИТКУ ПЛАСТИЧНОГО ШАРНІРУ

Creators

  • 1. Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Україна

Description

Мета. Дане дослідження спрямоване на: 1) проведення розрахунку еквівалентних сил, які виникають від рухомого складу залізниць у зимовий та літній періоди року при різних параметрах нерівностей залізничної колії та модуля пружності підрейкової основи; 2) дослідження несучої здатності металевої гофрованої конструкції (МГК) за показником розвитку пластичного шарніру у вершині металевої труби внаслідок отримання незворотних залишкових деформацій вертикального та горизонтального діаметрів труби. Методика. Розрахунок еквівалентних сил проведений за методикою розрахунку залізничної колії на міцність та стійкість. Далі було розроблено математичний алгоритм у програмному середовищі Mathcad 14, за допомогою якого проводились розрахунки утворення пластичного шарніру у вершині труби при різних величинах нерівності залізничної колії та ступеню ущільнення ґрунтової засипки. При даних дослідженнях розрахунки проводилися при проектному значенні ступеня ущільнення ґрунтової засипки та величини динамічного навантаження від рухомого складу залізниць. Результати. Аналіз багатоваріантних розрахунків перевірки умови виникнення пластичного шарніру у вершині склепіння труби показав, що зародження пластичного шарніру, яке має місце у склепінні МГК, виконується тільки за умовою одночасного, несприятливого впливу двох факторів (причин). Це фактори: допущення розвитку нерівності колії за межі допустимих значень без виконання заходів щодо її усунення чи обмеження швидкості руху поїздів (перша причина); зниження ступеня ущільнення ґрунтової засипки нижче 90 % (друга причина). При відсутності однієї із причин зародження пластичного шарніру не відбудеться. Наукова новизна. Вперше досліджено несучу здатність металевої гофрованої конструкцій великого діаметру (більше 6 м) при врахуванні комплексу факторів: ступеню ущільнення ґрунтової засипки, величини динамічного навантаження від рухомого складу залізниць за критерієм розвитку пластичного шарніру у металі труби при виникненні залишкових незворотних деформацій вертикального та горизонтального діаметрів МГК. Практична значимість. Отримані авторами результати несучої здатності металевих гофрованих конструкцій (типу горизонтальний еліпс поперечного перетину) можуть бути використані інженерами Мостовипробувальних станцій Укрзалізниці та Укравтодору й проектними організаціями, які займаються проектуванням металевих гофрованих конструкцій діаметром, більшим за6 м.

Files

55340-Текст статті-115512-1-10-20151221.pdf

Files (1.6 MB)

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/55340 (URL)

References

  • Bondarenko I.O. Stosovno pytan modeliuvannia deformatyvnoi roboty elementiv zaliznychnoi kolii [To the modeling issues of life cycle of deformation work of the railway track elements]. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu – Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2015, no. 1 (55), pp. 78-89. doi: 10.15802/STP2015/38247.
  • Hnatiuk I. Novyi «styl» staroho mostu [New «style» of the old bridge]. Mahistral − Main Line, 2011. Available at: www.magistral-uz.com.ua (Accessed 4 September 2015).
  • Danilenko E.I., Rybkin V.V. Pravyla rozrakhunkiv zaliznychnoi kolii na mitsnist i stiikist. TsP-0117 [Rules of calculations of the railway track strength and stability. TsP-0117]. Kyiv, Transport Ukrainy Publ., 2006. 168. p.
  • Stasiuk B.M., Stankevych V.Z., Kovalchuk V.V., Luchko Y.Y. Doslidzhennia napruzheno-deformovanoho stanu metalevykh hofrovanykh konstruktsii pry vzaiemodii z hruntom zasypky [Investigation of the stress-strain state of metallic corrugated structures in the interaction with the backfill soil]. Zbirnyk naukovykh prats Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana: Mosty i tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka [Proc. of the Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan: Bridges and Tunnels: theory, research, practice]. Dnipropetrovsk, 2014, issue 5, pp.105-112.
  • Yakovleva T.G., Karpushchenko N.I., Klinov S.I. Zheleznodorozhnyy put [Railway track]. Moscow, Transport Publ., 1999. 405 p.
  • Danilenko E.I., Yakovliev V.O., Orlovskyi A.M. Instruktsiia z ulashtuvannia ta utrymannia kolii zaliznyts Ukrainy. TsP 0138 [Manual for installation and maintenance of the tracks of the Railways of Ukraine. TsP 0138]. Kyiv, Transport Ukrainy Publ., 2006. 336 p.
  • Koval P.M., Babiak I.P., Sitdykova T.M. Normuvannia pry proektuvanni i budivnytstvi sporud z metalevykh hofrovanykh konstruktsii [Normalization of the design and construction of buildings of corrugated metal structures]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan]. Dnipropetrovsk, 2010, issue 33, pp. 114-117.
  • Kovalchuk V.V. Doslidzhennia temperaturnoho polia ta napruzhenoho stanu metalevykh hofrovanykh trub [Research of the temperature fields and stressed state of metal corrugated pipe] Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy: zbibrnyk naukovykh prats [Resource-saving materials, constructions, buildings and structures: Proc.]. Rivne, 2014, no. 29, pp. 186-192.
  • Luchko Y.Y. Gruntoznavstvo, mekhanika gruntiv, osnovy ta fundamenty [Soil science, soil mechanics, bases and foundations]. Lviv, Kameniar Publ., 2013. 320 p.
  • Kovalchuk V.V. Prystrii dlia vymiriuvannia ta otsinky napruzheno-deformovanoho transportnykh sporud pry zminnykh temperaturakh i statychnykh ta dynamichnykh navantazhenniakh [The device for measurement and evaluation of stress-strain transport facilities at variable temperatures and static and dynamic loads]. Patent UA, no. u2014 04271.
  • Petrenko V.D., Yampolskyi D.O., Sviatko I.O. Porivnialnyi analiz rozrakhunkovykh modelei zaliznychnoho zemlianoho polotna [Comparative analysis of calculation models of the railway subgrades]. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu – Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2013, no. 4 (46), pp. 56-62. doi: 10.15802/stp2013/16619.
  • Pravyla tekhnichnoi ekspluatatsii zaliznyts Ukrainy [Rules of technical operation of Ukrainian Railways]. Kyiv, Polihrafservis Publ., 2002. 133 p.
  • Tekhnichni vkazivky shchodo otsinky stanu reikovoi kolii za pokaznykamy koliievymiriuvalnykh vahoniv ta zabezpechennia bezpeky rukhu poizdiv pry vidstupakh vid norm utrymannia reikovoi kolii. TsP 0020. [Technical guidelines for assessment of rail track on track measuring cars and to ensure of traffic safety during the retreat from the norms of railway track maintenance. TsP 0020]. Kyiv, Ukrzaliznytsia Publ., 2005. 48 p.
  • Barbato M., Bowman M., Herbin A. Performance evaluation of buried pipe installation. Louisiana, Louisiana State University Publ., 2010. 123 p.
  • Elshimi T.M. Three-dimensional nonlinear analysis of deep-corrugated steel culverts. Kingston, Ontario, Canada, Queen's University Publ., 2011. 738 p.
  • Machelski Cz. Kinematic method for determining influence function of internal forces in the steel shell of soil-steel bridge. Studia Geotechnica et Mechanica, 2010, vol. XXXII, no. 3, pp. 28-40.
  • Machelski Cz. Modelowanie mostowych konstrukcji gruntowo-powlokowych. Wrocław, Dolnoslaskie Wydawnictwo Edukacyjne Publ., 2008. 208 p.
  • Pettersson L., Sundquist H. Design of soil steel composite bridges. Sweden, Structural Desing and Bridges Publ., 2007. 122 p.
  • Saat M.R., Barkan C.P.L. Generalized railway tank car safety design optimization for hazardous materials transport: Addressing the trade-off between transportation efficiency and safety. Journal of Hazardous Materials, 2011, no. 189 (1-2), pp. 62-68. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.01.136.
  • Borchevskiy S.V., Petrenko V.D., Tiutkin O.L. Kulazhenko Ye.Yu., Kulazhenko O.M. Scintific evidence for walls fastening technologies of working trench by the special method «Slurry wall» for shallow subways' stations. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu – Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2014, no. 6 (54), pp. 154-163. doi: 10.15802/stp2014/33740.
  • Weltschev M., Schwarzer S., Otremba F. Comparison of the operating life of tank containers, tank vehicles and rail tank cars for the carriage of dangerous goods in practice, analysis of causes of damage. Chemical Engineering Transactions, 2013, no. 31, pp. 559-564. doi: 10.1016/j.jhazmat.2011.01.13610.3303/CET1331094.