Justification of Capital Repair of a Highway Bridge When Changing the Load

ENG: Purpose. The purpose of the scientific article is to substantiate the implementation of capital repairs of a road bridge that has been significantly damaged as a result of hostilities. The achievement of this goal is based on numerical analysis of the model using the finite element method, taking into account recommendations for reinforcing bridge elements. Methodology. Loads and impacts gathered during numerical analysis ensure the verification of bridge structures and elements for strength, stability, and durability according to the first group of limit states criteria, as well as stiffness and crack resistance according to the second group of limit states criteria. Temporary loads and impacts for structures calculating for all groups of limit states are taken with reliability factors for loads γf and dynamics factors (1+µ). The structure utilizes standard I-section beams for the superstructure with lengths of 22.16 m and 32.96 m, designed according to the working drawings and calculations developed by "International Design Institute" LLC and modeled in the professional structural analysis software Lira-CAD. Findings. The calculation of the beams was performed in two stages, reflecting their work: Stage 1 – Concreting the slab, the slab is not included in the structural analysis; Stage 2 – The slab is included in the span work, concreting of sidewalks without inclusion in the structural analysis, laying of asphalt concrete pavement, barrier railing, guardrails and expansion joints. The structure of the temperature-continuous monolithic slab, calculated using the Lira-CAD structural analysis software, has been reinforced considering the entire range of loads. Originality. The originality of the study lies in the scientific substantiation of carrying out major repairs on the bridge, which provides the possibility of the passage of temporary vertical loads according to H-30 and NK-80 schemes and pedestrian load on the sidewalks. Practical value. The practical value lies in the justification of the works on the restoration of the bridge design characteristics. Moreover, the calculations of the loads and impacts provide verification of the structures and elements of the bridge as well as the sequence of work operations during construction.

UKR: Мета. Метою наукової статті є обґрунтування проведення робіт з капітального ремонту автомобільного мосту, який отримав значні пошкодження внаслідок бойових дій. Досягнення цієї мети ґрунтується на чисельному аналізі моделі методом скінченних елементів із врахуванням рекомендацій з армування елементів мосту. Методика. Зібрані під час чисельного аналізу навантаження і впливи забезпечують перевірку конструкцій та елементів мосту на міцність, стійкість і витривалість за першою групою граничних станів, а також жорсткість і тріщиностійкість за другою групою граничних станів. тимчасові навантаження і впливи для розрахунку конструкцій за всіма групами граничних станів приймаємо з коефіцієнтами надійності за навантаженням γf та коефіцієнтами динаміки (1+µ). В конструкції використані типові І-подібні балки прогонової будови довжиною 22,16 м та 32,96 м, розроблені відповідно до робочих креслень та розрахунків розроблених ТОВ «Міжнародний проектний інститут» та змодельовані в професійному розрахунковому комплексі Ліра-САПР. Результати. Розрахунок балок виконувався в два етапи, що відображають їхню роботу: Етап 1 – Бетонування плити, плита не включена в роботу; Етап 2 – Плита включена в роботу, бетонування тротуарів без включення в роботу, вкладання асфальтобетонного покриття, бар’єрне огородження, поручневе огородження та деформаційні шви. Конструкція температурно-нерозрізної монолітної плити із армуванням з допомогою розрахункового комплексу Ліра-САПР заармована із врахуванням всього комплексу навантажень. Наукова новизна. Наукова новизна дослідження полягає в науковому обґрунтуванні проведення робіт з капітального ремонту мосту, що надає можливість пропуску по ньому тимчасових вертикальних навантажень за схемами Н-30, НК-80 та пішохідного навантаження на тротуарах. Практична значимість. Практична значимість полягає в обґрунтуванні виконання робіт з відновлення проєктних характеристик мосту. Причому проведені розрахунки навантаження і впливів забезпечують перевірку конструкцій та елементів мосту та послідовність виконання робіт під час будівництва.