Випуск 19 (МТ)

Permanent URI for this collectionhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/13702

Browse

Now showing 1 - 9 of 9

Аналіз методик реконструкції та капітального ремонту фундаментів автомобільних мостів з врахуванням досвіду воєнних конфліктів
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Остапенко, Ігор Сергійович
UKR: Мета. Метою роботи є проведення аналізу сучасної вітчизняної та світової практики продовження термінів експлуатації залізничних та автомобільних мостів як складової проблемного стану транспортно-дорожнього комплексу з врахуванням впливу на якісний стан зазначених об’єктів різних факторів та умов експлуатації за рахунок їх капітальних ремонтів та реконструкції. Методика. Висвітлено проблемні питання утримання та експлуатації залізничних та автомобільних мостів в сучасних умовах. Визначені комплексні заходи, спрямовані на подовження термінів експлуатації зазначених об’єктів транспортної інфраструктури шляхом проведення капітальних ремонтів та реконструкції. На підставі проведеного аналізу зроблено висновки про необхідність удосконалення методів підсилення фундаментів мостів при проведенні капітального ремонту та реконструкції. Результати. Проведення аналізу сучасних вітчизняних методів підсилення фундаментів опор мостів надало можливості для подальших досліджень та надання пропозицій щодо розвитку існуючих методів та застосування їх в практиці, як найбільш економічно вигідних, ефективних та простих у технологічному виконанні. До розгляду пропонується чотири методи підсилення фундаментів, які є найбільш застосованими в сучасній практиці: 1) збільшення площі обпирання фундаментів мілкого закладання на природних основах; 2) влаштування додаткових пальових фундаментів з об’єднанням їх в загальну конструкційну систему з існуючими фундаментами та спорудженням додаткових опор; 3) підсилення існуючих пальових фундаментів шляхом зміни несучої спроможності основ; 4) влаштування інших конструктивних елементів для забезпечення підсилення існуючих фундаментів мостів. Наукова новизна. Вона полягає в постановці задачі підсилення фундаментів автомобільних мостів при виконанні капітального ремонту або реконструкції. Практична значимість. Відповідно проведеного аналізу надано рекомендації щодо застосування найбільш економічно обґрунтованих, високотехнологічних та легко реалізованих методів підсилення фундаментів мостів для прийняття проєктних рішень при реалізації державних програм будівництва та розвитку транспортно-дорожнього комплексу України та в сучасній світовій практиці.
Аналіз можливостей покращення якостей утеплювачів з вторинної сировини та перспективи їх застосування в будівництві
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Радкевич, Анатолій Валентинович; Анін, В. І.; Радченко, В. В.; Шуваєв, А. А.
UKR: Мета. Дослідження та аналіз можливостей покращення якостей утеплювачів з вторинної сировини для вивчення перспектив їх застосування в будівельній промисловості як інноваційних матеріалів з кращими показниками, ніж традиційні. Матеріали виготовлені з вторинної сировини мають велике значенняне тільки у формуванні ринку будівельних матеріалів, а і у економіці України. Переробна інфраструктура створює велику кількість робочих місць та відрахувань до бюджету у якості податків. Окрім цього, від покращення теплоефективності приміщень та споруд напряму залежить витрата енергоресурсів та вартість обслугову-вання енергетичних магістралей. Використання сучасних технологій будівельних матеріалів об’єднує у собі економічність, ефективність та довговічність конструкцій. Методика.У сучаснихумовах ринку будівельної продукції виникає гостра потреба у постійній модернізації будівельних процесів, за рахунокефективного використання сировини та новітніх методів обробки. З використанням сучасних інформаційних технологій та теоретико-методологічних шляхів вирішення питань, стає можливим розгляд варіантів покращення хара-ктеристик будівельних матеріалів, за рахунок об’єднання якісних характеристик та ліквідації негативних.Вважаємо, що широкий спектрприйняття раціональних рішень по використанню відходів будівельного ви-робництва, в якості вторинних ресурсів, недостатньо обґрунтовані і вимагають наукового доопрацювання з урахуванням сучасної науки і технікив галузі будівництва. Вибір ефективного напрямку руху будівельних відходів є запорукою успішного економічного розвитку будівельної індустрії регіонів країни.Результати.У цій роботі приведені науково обґрунтовані методи модернізації вторинної сировини у складі утеплюючих матеріалів з високими теплотехнічними та економічними характеристиками, які здатні конкуруватина рин-ку з традиційними будівельними матеріалами. Проведено аналіз антипіренів. Наукова новизна.Сформова-но теоретико-методологічні напрямки на базі досліджень використання вторинної сировини для виготов-лення утеплювачів у будівництві. Проведена порівняльна характеристика. Зроблений висновок щодо конку-рентоздатності представлених матеріалів на ринку будівельних матеріалів.Практична значимість. Аналіз застосування сучасних технологій переробки вторинної сировини на базі новітніх теоретичних та практич-них підходів, з подальшою ліквідацією недоліків. Розгляд можливості додавання у склад матеріалів антипі-ренів. Використання матеріалів у якості утеплювачів приміщень та споруд. Розвиток переробної інфрастру-ктури в Україні.
Досвід спорудження пальово-плитного фундаментув складних інженерно-геологічних умовах
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Петренко, Володимир Дмитрович; Крисан, Віталій Володимирович; Крисан, Володимир Іванович; Чегодаєв, І. С.
UKR: Мета. Актуальним питанням для будівництва фундаментів в складних інженерно-геологічних умовах є розробка нових технологій спорудження та моніторингу будинків, що споруджені в глибоких балках. Ме-тою даної статті є розробкатехнології ліквідації порожнин з допомогою вертикальних жорстких ґрунтоцементних елементів. Методика. Використовуючи надбаний досвід проєктування фундаментів в складних інженерно-геологічних умовах, було запропоновано реалізувати новий тип пальово-плитного фундаменту. Він включає в себе армовані вертикальні висячі палі, що створені на основі бурозмішувальної технології, та плитний фундамент. Також запропонований алгоритм моніторингу будинків, що споруджені в глибоких балках, та пальово-плитнихфундаментів за допомогою системи свердловин та марок. Результати. Виконано наукове обґрунтування технології будівництва в Солом’янському районі м. Києва, де наявні такі території, які, з урахуванням змінної висоти та насиченістю різними відходами, значно важко застосовувати під забудову, особливо при спорудженні будинків з великою площиною та висотою в межах 9...16 поверхів. Надані результати будівництва десятиповерхового житлового будинку каркасного типу з підпіллям довжиною 102,5 м і шириною 14,0 м. В результаті виконання дослідних робіт була отримана можливість спорудження в складних топографічних та інженерно-геологічних умовах на схилах та в центрі глибокої балки. Наукова новизна. На основі виконаних розрахунків отримано залежності деформованого стану пальово-плитного фундаментів під час будівництва високих житлових будівель. Доведено, що при застосуванні технології створення вертикальних висячих паль значення граничнодопустимих деформацій будинку та фундаменту відповідають вимогам діючих нормативних документівУкраїни. Практична значимість. Застосування пальово-плитного фундаменту в складних інженерно-геологічних умовах надало змоги розробити технологію спорудження десятиповерхового будинку.
Закономірності напружено-деформованого стану оправ під час будівництва пілонної станції метрополітену
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Банніков, Дмитро Олегович; Купрій, Володимир Павлович; Вотченко, Діана Юріївна
UK: Мета. Виконати числовий аналіз станційної конструкції. Врахувати в процесі математичного моделю-вання процес спорудження станційних тунелів трисклепінчастої станції. Отримати закономірності напруже-но-деформованого стану оправ, на який впливають будівельні процеси розробки ґрунту та зведення оправи. Методика. Для досягнення поставленої мети проведено серію чисельних розрахунків моделей пілонної ста-нції метрополітену глибокого закладення. Розроблено три скінченно-елементні моделі, які відображують етапність спорудження трисклепінчастої пілонної станції. Чисельний аналіз проводився на базі методу скін-чених елементів, реалізованого в розрахунковому комплексі Lira for Windows. Моделювання напружено-деформованого стану оправ станційних тунелів та ґрунтового масиву проводилося за допомогою прямокут-них, універсальних чотирикутних та трикутних скінченних елементів, які враховують особливі властивості ґрунтового масиву. Оправи станційних тунелів змодельовані за допомогою стержневих скінченних елемен-тів. Результати. Отримані ізополя напружено-деформованого стану в скінченно-елементних моделях, що відображують етапи будівництва. Проаналізовані вертикальні переміщення та горизонтальні напруження, які є характерними для трисклепінчастої станції пілонного типу. Аналіз горизонтальних напружень довів, що на етапі розкриття середнього тунелю досить невигідною є схема роботи пілонів. Також проведено ана-ліз згинальних моментів й нормальних сил та відмічено несиметричність їх розподілу. Наукова новизна. На основі отриманих закономірностей розподілу напружено-деформованого стану та силових факторів доведе-но, що чисельний аналіз конструкції станції в процесі будівництва необхідний для вживання заходів запобі-гання або зменшення деформацій оправ, що перебувають у невигідних умовах. Практична значимість. В ході досліджень отримано закономірності зміни напружень, переміщень, згинальних моментів та нормаль-них сил в моделях пілонної станції, які відображають послідовність її спорудження.
Комплексний аналіз конструкції стовбуру Дніпровського метрополітену
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Тютькін, Олексій Леонідович; Мірошник, Віталій Анатолійович; Гелетюк, Ігор В.
UKR: Мета. Будівництво Дніпровського метрополітену, що на сьогодні характеризується високою ефективністю та широким впровадженням нових технологій, довело особливу потребу в пов’язаності передпроєктних, проєктних та будівельних робіт. Метою наукової статті є виявлення в ході комплексного аналізу конструкції шахтного стовбуру його напружено-деформованого стану, який отримано в ході чисельного аналізу та геодезичного моніторингу. Методика.В ході комплексного аналізу стовбуру No16-біс Дніпровського метрополітену проведено прогностичні розрахунки напружено-деформованого стану. Для цього побудовано скінченно-елементну модель, в якій максимально повно відображено геометричні особливості стовбуру, навантаження на нього та граничні умови. Частиною комплексного аналізу є геодезичний моніторинг, який проводиться під час будівництва стовбуру та в процесі його експлуатації. Роботи включали вимірювання деформацій як в оправі стовбурів, так і на дільницях гірничих виробок, а також на поверхні біля будинків по трасі в зоні впливу виробок, що проходяться. Результати. В ході чисельного аналізу конструкції стовбуру No16-біс Дніпровського метрополітену визначено переміщення та силові фактори (нормальні сили та згинальні моменти). На основі цих результатів підібрано армування елементів оправи стовбуру (буросічна паля, обв’язувальна балка, залізобетонний пояс). Значення деформованого стану, отримане із прогностичного аналізу, свідчить про незначні переміщення конструкції, що запроєктована. В ході геодезичного моніторингу зафіксовані горизонтальні та вертикальні деформації оправи стовбура No16-біс, що були обумовлені впливом міського транспорту та важконавантажних автомобілів. Але значення цих деформацій досягали 1...2 мм, що для їх впливу на будівлі та споруди є в межах норми. Наукова новизна.Проведенепорівняння деформованого стану, отриманого в ході чисельного аналізу та геодезичногомоніторингу, яке довело високу точність прогностичного розрахунку.Практична значимість. Результати комплексного аналізу шахтного стовбуру Дніпровського метрополітену надали змогу перевірити конструктивні рішення і забезпечити високу міцність та стійкість оправи із буросічних паль.
Оптимізація складів бетонів із вторинними продуктами промисловості
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Нетеса, Микола Іванович; Краснюк, Андрій Віталійович; Нетеса, Андрій Миколайович; Нікіфорова, Наталія Анатоліївна
UKR: Мета. Провести аналіз наукових публікацій щодо існуючих проблем забруднення навколишнього сере-довища вторинними продуктами промисловості. Пошук шляхів вирішення цих питань раціональним вико-ристанням в будівництві бетону з добавками вторинних продуктів промисловості, особливо дрібнозернис-тих. Визначення раціональних складів бетону середньої міцності з мінімально необхідною витратою цемен-ту та наповнювача з хвостів збагачення залізних руд гірничо-збагачувальних комбінатів. Методика. Для досягнення поставленої мети проаналізований досвід щодо поліпшення структури та властивостей бетону уведенням у його склад комплексних добавок на основі вторинних продуктів промисловості. Для проведен-ня досліджень використовували наступні матеріали: Криворізький портландцемент CEM 41,7; у якості крупного заповнювача – гранітний щебінь з максимальною крупністю зерен 20 мм; дрібного заповнювача – пісок кварцовий річковий; мінеральної добавки – хвости збагачення залізних руд Південного гірничо-збагачувального комбінату. Експеримент проводили на сертифікованому обладнанні. Формували контрольні зразки – кубики зі стороною 10 см. Міцність бетону при стисненні визначали за стандартною методикою в 28-добовому віці після тверднення в звичайних умовах. За результатами математичного аналізу експеримен-ту будували графічні залежності зміни характеристик, що оптимізуються від варійованих параметрів – ви-трат на 1 м3 бетонної суміші цементу, хвостів збагачення залізних руд і пластифікуючої добавки. Результа-ти. За результатами випробування зразків проведений розрахунок математичних моделей експерименту і отримані поліноми третього ступеня по параметрам, які оптимізувалися – середньої міцності зразків в 28-добовому віці і коефіцієнту ефективності використання цементу. Можна визначити наступні закономірності. Міцність бетону в найбільшій мірі залежить від витрати цементу в складі бетонної суміші і суттєво збільшу-ється в міру збільшення його вмісту в досліджуваних межах. При збільшенні вмісту наповнювача в дослі-джуваному діапазоні міцність бетону, а відповідно і коефіцієнт ефективності використання цементу, зростає із зменшенням вмісту цементу в складі бетонної суміші. Наукова новизна. Проведені дослідження дозво-ляють визначити основні закономірності підвищення ефективності використання цементу при утилізації в бетоні місцевих вторинних продуктів промисловості, а саме введення в якості дрібнозернистої добавки в бетон відходів збагачення залізних руд ГЗК. Було встановлено, що отримати необхідну низьку міцність бе-тону при значно меншій витраті цементу можна при забезпеченні раціонального зернового складу компоне-нтів бетонної суміші. Практична значимість. При проектуванні складів бетону з високим коефіцієнтом використання цементу необхідно використовувати отримані результати досліджень, забезпечуючи економію цементу та утилізуючи значну кількість дрібнозернистих вторинних продуктів промисловості.
Порівняльний аналіз технологій влаштування мікропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Петренко, Володимир Дмитрович; Андрєєв, Володимир Сергійович; Харченко, Віталій Валерійович
UKR: Мета. Виконати порівняльний аналіз буроін’єкційної та бурозмішувальної технологійвлаштування мік-ропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ із визначенням технологічних особливостей, які суттєво впливають на проєктування та розрахунок підсилення слабких ґрунтових основ. Методика. Длявирішення поставленої задачі проведено детальний аналіз найбільш ефективних методик влаштування мікропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ(фізичне занурення, буронабивна, буроін’єкційна, бурозмішувальна та застосування особливих впливів). Детально розглянуті особливості технологічних параметрів буро-ін’єкційної та бурозмішувальної технологій. Виявлено переваги та недоліки кожної з технологій. Доведено, що бурозмішувальна технологія має більшу ступінь прогнозованості зміни напружено-деформованого станунеоднорідної основи. Для визначення впливудеформаційних характеристик створена просторова скінченно-елементна модель на основі плоского прототипу, що побудований за допомогою автоматичної тріангуляції професійного розрахункового комплексу SCAD. Результати. Отримано значне зменшення деформованого стану при практично постійному напруженомустані. При збільшенні деформаційної характеристики в 3 рази (відношення модулів пружності ґрунтоцементу палі та ґрунту слабкої основи) вертикальні переміщення фундаменту зменшуються в 1,23 рази. Наукова новизна. Вона полягає вотриманні залежності зміни верти-кальних переміщень та напружень від модуля пружності ґрунтоцементу мікропалі, створеної на основі буро-змішувальної технології. Практична значимість. Полягає вотриманих результатахпорівняльного аналізу обґрунтування бурозмішувальної технологій влаштування мікропаль під час підсилення слабких ґрунтових основ із визначенням технологічних особливостей та вибором бурозмішувальної як найбільш ефективного варіанту з позиції реалізації технології.
Сталезалізобетонні прогонові будови мостів для постконфліктного відновлення зруйнованої транспортної інфраструктури
(Український державний університет науки і технологій, Ukraine, 2021) Гернич, Микола Володимирович; Ключник, Сергій Владиславович; Співак, Дмитро Сергійович
UKR: Мета. Метою роботи є аналіз існуючих сталезалізобетонних прогонових будов мостів, визначення їх переваг та недоліків, дослідження змін напружень в елементах прогонової будови та її прогинів через поєднання в сумісну роботу металевих балок та залізобетонної плити проїзної частини, можливості використання даних конструкцій в постконфліктному відновлені зруйнованої транспортної інфраструктури. Методика. Розгляд висвітлених в літературі даних. Вивчення досвіду проєктування та будівництва сталезалізобетонних прогонових будов мостів в нашій державі та за кордоном. Побудова розрахункової моделі, її завантаження, зміна товщини залізобетонної плити, аналіз результатів. Результати. Результатом даної роботи є зібрані дані про переваги та недоліки сталезалізобетонних прогонових будов мостів під залізницю, вплив об’єднання в сумісну роботу металевих балок та залізобетонної плити проїзної частини на напруження в елементах прогонової будови та на її вертикальні прогини, аналіз можливості використання даних конструкцій для швидкого відновлення руху поїздів. Наукова новизна. Вона полягає в тому, що для швидкого та якісного відновлення зруйнованої транспортної інфраструктури, зокрема залізничних шляхів, пропонується використовувати металеві балки тривалого зберігання (мобілізаційного резерву), які виконані за типовими проєктами в середині минулого століття, в поєднанні із залізобетонною плитою, включеною в сумісну роботу (сталезалізобетонні прогонові будови). Це дасть можливість раціонально використовувати наявний резерв матеріалів, високі темпи відновлення та надійне відновлення руху потягів. Практична значимість. Спираючись на отримані дані можливо зробити висновок, що спосіб поєднання в сумісну роботу металевих балок тривалого зберігання та залізобетонної плити проїзної частини підвищує вантажопідйомність отриманих прогонових будов. Також встановлено, що сталезалізобетонні прогонові будови залізничних мостів є конструкціями, в яких поєднані кращі властивості будівельних матеріалів, вони мають низку переваг, тому використання даних конструкцій може забезпечити ефективне відновлення зруйнованих бойовими діями залізничних споруд в стислі терміни.
Технічний стан транспортних споруді з металевих гофрованих конструкцій
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро, 2021) Лучко, Йосип Йосипович; Ковальчук, Віталій Володимирович
UK; Мета. Метою роботи є встановлення на підставі аналізу науково-технічних джерел реального технічного стану транспортних споруд із металевих гофрованих конструкцій (МГК). Проаналізувати досвід експлуата-ції МГК у ґрунтовому середовищі та сформувати і узагальнити проблеми забезпечення надійності та довго-вічності споруд із МГК в умовах експлуатації на залізничних та автомобільних дорогах України. Методика. Для досягнення поставленої мети було проведено огляд науково-технічних джерел і нормативних докумен-тів різних країн, щодо технічного стану транспортних споруд України. Зокрема, наведено дані про розподіл мостів і труб із МГК за видами транспорту. Показано, що розробки і впровадження нових технологій ремон-ту існуючих дефектних труб та малих мостів, як на залізницях так і автомобільних дорогах України є дуже актуальною проблемою. Проведено ґрунтовний аналіз досвіду експлуатації МГК у ґрунтовому середовищі у різних країнах. Наведено дані про основні недопустимі дефекти труб та причини їх розвитку. Наведено ко-розію МГК та інші дефекти. Представлено низку прикладів дефектів шляхопроводів, руйнування мостів і споруд із МГК в експлуатації. Також розглянуто якісні показники металевих гофрованих конструкцій, їх переваги і недоліки, сформульовано проблеми та аналіз забезпечення надійності та довговічності споруд із МГК в умовах експлуатації на залізницях та автомобільних дорогах України. Результати. Виконано аналіз вітчизняних і закордонних науково-технічних джерел, щодо технічного стану транспортних споруд України. Зокрема, вивчено та узагальнено досвід експлуатації МГК у різних країнах світу. Проведено аналіз і синтез проблем забезпечення надійності та довговічності споруд із МГК в умовах експлуатації на залізницях та автомобільних дорогах України. Наукова новизна. У результаті аналізу технічного стану транспортних споруд, які експлуатуються на залізничних та автомобільних дорогах України встановлено, що близько 15 % транспортних споруд – малі та середні мости і водопропускні труби на залізницях України і близько 45 % транспортних споруд на автомобільних дорогах України мають недопустимі дефекти і потребують негайно-го ремонту і заміни. Також, встановлено на підставі науково-дослідних робіт, що відсутні методи оцінки несучої здатності транспортних споруд із МГК при наявності у тілі насипу залізничної колії чи автомобіль-ної дороги металевих гофрованих конструкцій діаметром більшим за 6 м. Встановлено, що у нормативних документах відсутні вказівки з проєктування та моніторингу споруд із МГК на залізничних коліях. Практи-чна значимість. На підставі цих даних вдалось запропонувати напрямки теоретичних і експериментальних досліджень і методів розрахунку, випробовувань МГК і діагностики технічного стану транспортних споруд із МГК. Зокрема, вимірювання впливу навколишнього середовища на несучу здатність МГК та вимірювання залишкових деформації металевої гофрованої труби на залізничній колії. Виконання аналізу і синтезу мето-дів розрахунку транспортних споруд із МГК призведе до удосконалення методів розрахунку споруд із МГК.