Оценка хода опорной части балочных разрезных мостов

DOI: 10.37153/2618-9283-2025-6-99-113

Авторы:  
Рубрики:    Проектирование, строительство и реконструкция сейсмостойких зданий и сооружений   
Ключевые слова: мост, сейсмостойкость, ускорения под опорами, ход опорной части, линейно-спектральный метод, корреляция, коэффициент корреляции, спектральная плотность, случайная функция
Аннотация:

Введение. Для обеспечения функционирования пострадавших в результате землетрясения районов очень важно обеспечить сейсмостойкость мостов и других объектов транспортной инфраструктуры. Одним из характерных повреждений мостов при землетрясении является сброс пролетных строений с опор. Сброс пролетных строений обусловлен различными грунтовыми условиями под опорами по длине сооружения, что в свою очередь приводит к разным возмущениям опор при землетрясении.

Методы исследования. Рассматривается оценка хода опорной части балочного разрезного моста в Узбекистане с различными грунтовыми условиями под опорами сооружения. Для исключения сброса пролетного строения необходимо выполнить расчет хода опорной части. Оценку хода опорной части моста авторы предлагают выполнять в развитие линейно-спектрального теории расчета сооружений на сейсмостойкость, применяя математический аппарат теории случайных функций. Обычно коэффициенты корреляции e определяют в предположении стационарности процессов. При этом каждый процесс задается своей спектральной плотностью. Были рассмотрены различные случаи корреляции: корреляция между колебаниями точек дневной поверхности под опорами, корреляция между колебаниями верха соседних опор и корреляция колебаний основания и верха опор. Для всех случаев были вычислены соответствующие коэффициенты корреляции, которые далее учитывались при вычислении хода опор.

Результаты расчета. Для рассматриваемого трехпролетного мостового перехода с различными конструктивными решениями опор и различными грунтовыми условиями в их основании были вычислены: смещения основания, относительные смещения верха опор и полные смещения. Выполнена оценка взаимных смещений сверху. смещения верха русловых опор с учетом неоднородности поля ускорений под опорами. Определены взаимные смещения точек основания при отсутствии корреляции колебаний, взаимные смещения верха опоры при отсутствии корреляции колебаний, а также вычислены взаимные смещения точек основания и взаимные смещения верха опоры с учетом корреляции для случая белого шума.

Обсуждение. Анализ полученных результатов показал, что смещения верха опор оказываются довольно значительными. Даже оценка смещений как корня из суммы квадратов дает ход опорной части 50 см. На основании полученных результатов были даны рекомендации для проектировщиков, во-первых, о необходимости развития оголовка опоры, и, во-вторых, о дополнительном армировании опоры, для компенсации момента от вертикальной реакции пролетного строения при большом ходе опорной части, и, в-третьих, о целесообразности установки стопоров для исключения запредельных смещений.

Выводы. Расчет хода опорной части является необходимым элементом при оценке сейсмостойкости мостов. Ход опорной части зависит от относительных смещений верха опор и неоднородности поля ускорений по длине моста.

При проектировании мостов с разными опорами и с разными грунтовыми условиями под опорами целесообразно объединять пролетные строения в цепочку, например, за счет использования резиновых опорных частей. Список литературы:

1.    Карцивадзе Г.Н. Повреждения дорожных искусственных сооружений при сильных землетрясениях. М.: Транспорт, 1969. 56 с.

2.    Карцивадзе Г.Н. Сейсмостойкость дорожных искусственных сооружений / М.: Транспорт, 1974. 260 с.

3.    Уздин А.М., Кузнецова И.О. Сейсмостойкость мостов. Саарбрюкен (Германия), Palmarium, 2014, 450 с.

4.    Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике / М.: Госстройиздат, 1961. 202 с.

5.    Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Наука, 1968. 463 с.

6.    СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах.

7.    Igusta T., Kiureghian A., Sackman C.A. Modal decomposition method for stationary response of non-classically damped systems. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 1984, 12: 121–136

8.    Петров А.А., Базилевский С.В. Учет взаимной корреляции между обобщенными координатами при определении сейсмических нагрузок. Реф. инф. «Сейсмостойкое строительство (отечественный и зарубежный опыт)», серия XIV, ЦИНИС, М.: 1978, вып. 5. С. 23–28

9.    Петров А.А., Базилевский С.В. Влияние взаимной корреляции между обобщенными координатами при случайных колебаниях линейных систем // Строительная механика и расчет сооружений. 1979. № 4. С. 52–56.

10. Макеев В.П., Гриненко Н.И., Павлюк Ю.С. Статистические задачи динамики упругих конструкций. М.: Наука, 1984. 231 с.

11. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и её инженерные приложения. 2-е изд. М.: Высшая школа, 2000. 383 с.

12. Пугачев В.С. Теория вероятностей и математическая статистика.  2-е изд., исправл. и дополн. М.: Физматлит, 2002. 496 с.

13. Деменкова М.С., Уздин А.М. Использование дробных баллов в инженерной сейсмологии и сейсмостойком строительстве // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т.46. № 1, С.78–83 DOI:10.21455/VIS2019.1-6

14. Назарова Ш.Ш., Никонова Н.В., Сабирова О.Б., Уздин А.М. Актуализация действующих сводов правил с учетом новой шкалы балльности // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2019. № 6. С.19–25

15. Арещенко Т.С., Прокопович С.В., Сабирова О.Б., Фролова Е.Д. Задание уровня сейсмического воздействия для оценки сейсмостойкости сооружений при многоуровневом проектировании // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2018. № 4. С. 25–27.

16. Арещенко Т.С., Прокопович С.В., Сабирова О.Б., Фролова Е.Д., Уздин А.М. Программа определения пиковых ускорений сейсмического воздействия. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2018664350. Авторы: Уздин А.М., Прокопович С.В., Арещенко Т.С., Фролова Е.Д., Сабирова О.Б. Зарегистрирована 14 ноября 2018 г.

17. ГОСТ Р 2017 Землетрясение. Шкала сейсмической интенсивности

18. Bessason B., Thórarinsson Ó., Haflidason E. The South Iceland earthquakes of June 2000 - recorded response of retrofitted base isolated steel arch bridge. Proc. of 12-th European Conference on Earthquake Engineering. Paper Reference 300.