vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-4-220-229vestniktgasu-1834Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙENGINEERING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRDROMES, AND TUNNELSЭкспериментальная оценка перераспределения усилий в элементах модели пролетного строения моста, получившего повреждения при временной нагрузке от подвижного составаExperimental Assessment of Force Redistribution in Elements of Damaged Bridge Model under Temporary Load from Rolling StockГерасимовС. И.GerasimovS. I.

Герасимов Сергей Иванович, докт. техн. наук, профессор

630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191

Sergey I. Gerasimov, DSc, Professor

191, Dusi Koval'chuk Str., 630049, Novosibirsk

912267@mail.ruТихомировВ. М.TikhomirovV. M.

Тихомиров Виктор Михайлович, докт. техн. наук, доцент

630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191

Victor M. Tikhomirov, DSc, A/Professor

191, Dusi Koval'chuk Str., 630049, Novosibirsk

twm@stu.ruБахтинС. А.BakhtinS. A.

Бахтин Сергей Анатольевич, канд. техн. наук, профессор

630049, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191

Sergey A. Bakhtin, PhD, Professor

191, Dusi Koval'chuk Str., 630049, Novosibirsk

bsastu@yandex.ruСибирский государственный университет путей сообщенияРоссияSiberian State Transport UniversityRussian Federation202406092024264220229Copyright © Герасимов С.И., Тихомиров В.М., Бахтин С.А., 20242024Герасимов С.И., Тихомиров В.М., Бахтин С.А.Gerasimov S.I., Tikhomirov V.M., Bakhtin S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1834Актуальность

Актуальность. Характеристики конструкций моста в поврежденном состоянии изучены недостаточно, поэтому существует высокий риск их непредсказуемого поведения, что может привести к сбоям в работе, которые станут причиной серьезных аварий и техногенных катастроф. Масштабы такой опасности значительно возрастают в условиях экстремального климата Сибири и Севера. Повреждения и разрушения сооружений подтверждаются многими фактами.

Цель работы состоит в экспериментальном моделировании несущей способности моста после полученного повреждения, изучении состояния конструкций моста в различных условиях и определении мер по его восстановлению.

Методы

Методы. Для определения усилий в стержнях фермы применялся расчетный метод конечных элементов и метод экспериментального моделирования на базе системы PASCO.

В результате выявлены закономерности перераспределения усилий в стержнях про- летного строения при выключении из работы его некоторых элементов, установлен критический вид разрушения фермы.

The relevance of the work lies in the fact that properties of damaged structures were sufficiently studied. Therefore, there is a high risk of their unpredictable behavior, which can lead to malfunctions, including serious accidents and man-made disasters. The risk of such danger increases significantly in the extreme climate of Siberia and the North. Damage and destruction of structures are confirmed by many facts.

Purpose

Purpose: The aim of the work is to experimentally simulate the bridge bearing capacity after damage in order to understand how the bridge behaves in various conditions and what measures can be taken to restore it.

Methodology

Methodology: The finite element method and experimental modeling in the PASCO digital laboratory were used to determine forces in the truss rods.

Research findings

Research findings: The redistribution of forces in the rods of the superstructure was detected when some of its elements are out of operation, and critical destruction is identified.

экспериментальное моделированиепролетное строение мостаповрежденияинженерный конструктор PASCOexperimental modelingbridge superstructuredamagePASCO digital laboratoriesReferencesБахтин С.А., Громов К.А., Шабанов А.П. Разработка новых совмещенных пролетных строений под перспективные железнодорожные и автомобильные нагрузки // Фундаментальные и прикладные вопросы транспорта. 2022. № 4 (7). С. 111–117.Bakhtin S.A., Gromov K.A., Shabanov A.P. Development of New Combined Superstructures for Prospective Railway and Automobile Loads. Fundamental'nye i prikladnye voprosy transporta. 2022; 7(4): 111–117. DOI: 10.52170/2712-9195_2022_4_111 (In Russian)Власов Г.М. Мосты Новосибирска. Новосибирск : Приобские ведомости, 2023. 191 с.Vlasov G.M. Bridges in Novosibirsk: Priobskie vedomosti, 2023. 191 p. (In Russian)Anitori G., Casas J. R., Ghosn M. Redundancy and Robustness in the Design and Evaluation of Bridges: European and North American Perspectives // Journal of Bridge Engineering. 2013. V. 18. № 12. P. 1241–1251.Anitori G., Casas J.R., Ghosn M. Redundancy and Robustness in the Design and Evaluation of Bridges: European and North American Perspectives. Journal of Bridge Engineering. 2013;18(12): 1241–1251.Бокарев С.А., Проценко Д.В. Экспериментально-теоретические исследования пролетного строения сборно-разборного моста ТАЙПАН // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 8 (704). С. 24–33.Bokarev S.A., Protsenko D.V. Experimental and Theoretical Studies of TIPAN Demountable Bridge Span. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo. 2019; (9): 43–50. (In Russian)Шибков Н.Р., Яшнов А.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния балочной клетки в железнодорожных мостах с ездой поверху // Фундаментальные и прикладные вопросы транспорта. 2022. № 4 (7). С. 73–79.Shibkov N.R., Yashnov A.N. Stress-Strain State of Railway Bridge Deck. Fundamental'nye i prikladnye voprosy transporta. 2022; 7(4): 73–79. DOI: 10.52170/2712-9195_2022_4_73 (In Russian)Попов А.М., Зиновьев В.Б., Герасимов С.И., Сподарева Л.А. Исследование элементов мостовых конструкций методом голографической интерферометрии во встречных пучках // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 6 (65). С. 210–219.Popov A.M., Zinov'ev V.B., Gerasimov S.I., Spodareva L.A. Examination of Bridge Elements Using Holographic Interferometry in Colliding Beams. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017; (6): 210–219. (In Russian)Gerasimov S., Tikhomirov V. Investigation of Low Temperature Deformation Measurement Problem by the Contact Holographic Interferometers // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. V. 130. P. 186–192. URL: https://doi.org/10.1007/978-981-33-6208-6_19Gerasimov S., Tikhomirov V. Investigation of Low Temperature Deformation Measurement Problem by The Contact Holographic Interferometers. Lecture Notes in Civil Engineering. 2021; 130: 186–192. https://doi.org/10.1007/978-981-33-6208-6_19Gerasimov S.I. Experimental Analysis of Elasto-Plastic Deformations Using Contact Holographic Interferometry // AIP Conference Proceedings. 2023. V. 2504. P. 020004. URL: https://doi.org/10.1063/5.0132444Gerasimov S.I. Experimental Analysis of Elasto-Plastic Deformations Using Contact Holographic Interferometry. AIP Conference Proceedings. 2023; 2504: 020004. https://doi.org/10.1063/5.0132444Жосан А., Папин В. Проблемы современного мостостроения // Инженерные исследования. 2021. № 1 (1). С. 20–25.Zhosan A., Papin V. Problems of Modern Bridge Construction. Inzhenernye issledovaniya. 2021. (1): 20–25. Available: http://eng-res.ru/archive/2021/1/20-25.pdf (In Russian)Said H., Marzouk M., El-Said M. Application of Computer Simulation to Bridge Deck Construction: Case Study // Automation in Construction. 2009. V. 18. № 4. P. 377–385.Said H., Marzouk M., El-Said M. Application of Computer Simulation to Bridge Deck Construction: Case Study. Automation in Construction. 2009; 18 (4). 377–385.Turdiyev Sh.R. The Need for the Implementation of PASCO Digital Laboratories, Which Provides the Possibility of Digitalization of STEAM Sciences // American Journal of Pedagogical and Educational Research. 2023. № 19. Р. 161–164.Turdiyev Sh.R. The Need for the Implementation of PASCO Digital Laboratories, Which Provides the Possibility of Digitalization of STEAM Sciences. American Journal of Pedagogical and Educational Research. 2023. (19): 161–164.Бокарев С.А., Ращепкин А.А. Совершенствование методики оценки грузоподъёмности металлических пролетных строений железнодорожных мостов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2006. № 2. С. 177–186.Bokarev S.A., Rashepkin А.А. Improvement of Estimation Technique of Carrying Capacity of Railway Bridge Spans. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2006; (2): 177–186. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.