Дослідження напружено-деформованого стану залізничних дефектних залізобетонних труб відновлених металевими гофрованими конструкціями

Promising technologies for repair of defective reinforced-concrete pipes with the use of corrugated metal structures have been developed. As a result, it was established that the use of corrugated metal pipes in the major repair of reinforced-concrete pipes will eliminate need of stopping movement of railroad and motor transport. This will enable recovery works in a short time with practically no changes in conditions of operation of transport facilities.Vertical and horizontal pressure forces on the reinforced-concrete pipes strengthened with a corrugated metal pipe under the influence of static and dynamic loads from the railway rolling stock were calculated. It was established that the value of both vertical and horizontal pressures on a reinforced-concrete pipe arising from the action of rolling stock decreases with an increase in the filling height because of energy dissipation in the depth of soil. For the filling height above the pipe 1 m, the value of vertical pressure from the load C14 was 7.568 kPa and horizontal pressure was 2.523 kPa. The respective figures for vertical and horizontal pressures were 5.957 kPa and 1.986 kPa for the filling height 2 m and 4.912 kPa and 1.637 kPa for the filling height 3 m.According to the results obtained for static and dynamic pressure forces, the stress-strain state of the pipe in interaction with the soil filling was calculated by the finite element method. The results of calculation of the stress-strain state of the composite pipe showed that the maximum stresses occurring in the vault of the repaired pipe did not exceed maximum permissible values. The magnitude of the stresses in the pipe vault was 0.024 MPa and strains measured 9.3·10–4 mmРазработаны перспективные технологии ремонта дефектных железобетонных труб с использованием металлических гофрированных конструкций. Приведена методика расчета величин сил давления на вершину железобетонной трубы, усиленная металлической гофрированной трубой, при статических и динамических нагрузках в зависимости от высоты засыпки. По результатам статических и динамических сил давления, методом конечных элементов рассчитывается напряженно-деформированное состояние трубы при взаимодействии с почвой засыпкиРозроблено перспективні технології ремонту дефектних залізобетонних труб із використанням металевих гофрованих конструкцій. Наведено методику розрахунку величин сил тиску на вершину залізобетонної труби, яка підсилена металевою гофрованою трубою, при статичних та динамічних навантаженнях у залежності від висоти засипки. За результатами статичних та динамічних сил тиску, методом скінченних елементів розраховується напружено-деформований стан труби при взаємодії із ґрунтом засипк

Дослідження та аналіз напружено-деформованого стану металевих гофрованих конструкцій залізничних колій

We conducted research into, and analysis of, bearing capacity of metal corrugated structures (MCS), which are in service in the railroads of Ukraine. To assess the stressed-strained state of MCS, a calculation was carried out of equivalent forces that arise from the rolling stock when there is an irregularity in a railroad track, formed in the course of using a pipe. We ran analysis of the MCS bearing capacity at boundary load from the rolling stock of railroads by the indicator of influence of the type of corrugation (corrugattion dimensions) and characteristics of soils on their stressed-strained state. A calculation of equivalent forces was conducted by the method of calculation of a railroad track by strength and stability. A mathematical algorithm was programmed by the Peterson method to calculate the stressed-strained state of MCS. An analysis of multi-choice calculations of the MCS strength, which is made from the corrugated structure Multiplate MR150 with thickness of corrugated sheet 6 mm and dimensions of the corrugation waves 150×50 mm and 380×140 mm, demonstrated that its bearing capacity is provided. The degrees of compaction of the soil backfill are from 0.9 to 1.0. A metal corrugated structure that is made from corrugated sheets of size 200×55 mm, at the degree of compaction of the soil backfill 0.9, there occur stresses that exceed the permissible. Further accumulation of residual stresses from the action of dynamic wheel load, taking into account time parameter, may affect the occurrence of fluidity of material of a metal pipe. This may lead to the formation of its plastic irreversible deformations. Results of the MCS bearing capacity that we received are necessary for the optimal design of MCS, to establish the causes of occurrence of defects, to make timely relevant engineering decisions to increase bearing capacity of MCS and substantiate reasonable use of funds for the construction or renovation of existing transport facilities using metal corrugated pipes. These studies may be used by engineers at the bridge-testing stations of Ukrainian Railroads and Ukravtodor and by design organisations engaged in the design of metal corrugated structures of large diameters.Проведено исследование и анализ несущей способности металлических гофрированных конструкций железнодорожного пути. Выполнен расчет эквивалентных сил, возникающих от подвижного состава железных дорог. Установлено, что накопление остаточных деформаций свода трубы во времени может повлиять на появление текучести материала металлических гофрированных конструкций, а это, в свою очередь, может привести к образованию пластического шарнира металла трубыПроведено дослідження та аналіз несучої здатності металевих гофрованих конструкцій залізничної колії. Виконано розрахунок еквівалентних сил, які виникають від рухомого складу залізниць. Встановлено, що накопичення залишкових деформацій склепіння труби у часі може вплинути на появу текучості матеріалу металевих гофрованих конструкцій, а це, у свою чергу, може призвести до утворення пластичного шарніру металу труб

Дослідження міцності металевих гофрованих конcтрукцій залізничної колії

The analysis of the main defects of metal corrugated culverts of the railway, which arise as a result of operation, was conducted, and the problems of providing their durability and strength were highlighted. The problems of adaptation of foreign regulations for designing metal corrugated structures at Ukrainian railways and motor roads were analyzed, the results of experimental and theoretical calculations of bearing capacity of metal corrugated structures were presented.The MCS strength at boundary loading with the railway rolling stock was analyzed by the indicator of influence of corrugation (corrugation dimensions) and the characteristics of soils on their stressed–strained state. Calculation of equivalent forces was performed by the procedure of calculation of railway strength and stability using the finite-element method. The numerical calculation of the stressed–strained state of the MCS was obtained using the licensed software FEMAP with MSC NASTRAN. An analysis of multi-choice calculations of the strength of MCS, made of corrugated structure Multiplate MR150 with thickness of a corrugated sheet of 6 mm, with dimensions of corrugation waves of 150x50 mm, showed that its bearing capacity is provided at degrees of compaction of soil backfill from 0.9 to 1.0.Based on the obtained data, it was found that the direct cause of occurrence of residual deformation of metal corrugated pipe may be an increase in stresses in metal sheets of the pipe up to the values that exceed permissible stresses and as a result of local initiation of a plastic hinge. The condition of initiation of a plastic hinge, which takes place in the MCS arch, holds only if there is adverse simultaneous influence of two factors (causes): letting inequalities develop beyond permissible values without taking measures for its elimination and a decrease in the degree of compaction of backfill soil below 90 % (the second cause). In the absence of one of the causes, a plastic hinge might not emerge. In the joint effect of both causes, the first cause, the impact share of which is 42 %, prevails, whereas the share of the second cause is 22 %.The obtained results of the MCS bearing capacity are needed for optimal MCS designing, establishing causes of defect emergence, timely making relevant engineering decisions in order to increase the MCS bearing capacity and reasonable use of funds for the construction or reconstruction of existing transport facilities with the use of metal corrugated pipes. The results of the study may be used by engineers of Bridge testing stations of Ukrrailway and Ukravtodor and by designing organisations involved in designing metal corrugated structures of large diameters.Приведены основные дефекты металлических гофрированных водопропускных труб, возникающие вследствие эксплуатации, и освещены проблемы обеспечения их долговечности. Проанализированы проблемы адаптации иностранных нормативных документов по проектированию металлических гофрированных конструкций на железных и автомобильных дорогах Украины. Приведены результаты экспериментальных и теоретических расчетов несущей способности металлических гофрированных конструкцийНаведено основні дефекти металевих гофрованих водопропускних труб, які виникають внаслідок експлуатації та висвітлено проблеми забезпечення їх довговічності та міцності. Проаналізовано проблеми адаптації закордонних нормативних документів щодо проектування металевих гофрованих конструкцій на залізничних та автомобільних дорогах України. Наведено результати експериментальних та теоретичних розрахунків несучої здатності металевих гофрованих конструкці

Study of the Stress-strain State in Defective Railway Reinforced-concrete Pipes Restored with Corrugated Metal Structures

Promising technologies for repair of defective reinforced-concrete pipes with the use of corrugated metal structures have been developed. As a result, it was established that the use of corrugated metal pipes in the major repair of reinforced-concrete pipes will eliminate need of stopping movement of railroad and motor transport. This will enable recovery works in a short time with practically no changes in conditions of operation of transport facilities.Vertical and horizontal pressure forces on the reinforced-concrete pipes strengthened with a corrugated metal pipe under the influence of static and dynamic loads from the railway rolling stock were calculated. It was established that the value of both vertical and horizontal pressures on a reinforced-concrete pipe arising from the action of rolling stock decreases with an increase in the filling height because of energy dissipation in the depth of soil. For the filling height above the pipe 1 m, the value of vertical pressure from the load C14 was 7.568 kPa and horizontal pressure was 2.523 kPa. The respective figures for vertical and horizontal pressures were 5.957 kPa and 1.986 kPa for the filling height 2 m and 4.912 kPa and 1.637 kPa for the filling height 3 m.According to the results obtained for static and dynamic pressure forces, the stress-strain state of the pipe in interaction with the soil filling was calculated by the finite element method. The results of calculation of the stress-strain state of the composite pipe showed that the maximum stresses occurring in the vault of the repaired pipe did not exceed maximum permissible values. The magnitude of the stresses in the pipe vault was 0.024 MPa and strains measured 9.3·10–4 m

Полимерцементный раствор для гидроизоляционной обмазочной штукатурки

Полімерцементний розчин для гідроізоляційної обмазувальної штукатурки, що містить портландцемент М400, пісок і латекс СКГ-65ГП (50% дисперсія), який відрізняється тим, що він додатково містить мармурове борошно та коалесцент – уайт-спірит, при такому співвідношенні компонентів, мас. %

Инжектор

1. Ін’єктор, що складається із першої та другої труб, вхідного крана з штуцером, який відрізняється тим, що він додатково оснащений краном з ручкою регулювання подачі ін’єкційного розчину, встановленим між трубами, та зворотним клапаном з перехідником, під’єднаним до другої труби

Исследование и анализ напряженно-деформированного состояние металлических гофрированных конструкций железнодорожных путей

Kovalchuk, V. Research and Analysis of the Stressedstrained State of Metal Corrugated Structures of Railroad Tracks / V. Kovalchuk, J. Luchko, I. Bondarenko, R. Markul, B. Parneta // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies = Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2016. — Vol. 6, № 7 (84). — Р. 4—9. — DOI: 10.15587/1729-4061.2016.84236.EN: To assess the stressed-strained state of MCS, a calculation was carried out of equivalent forces that arise from the rolling stock when there is an irregularity in a railroad track, formed in the course of using a pipe. Further accumulation of residual stresses from the action of dynamic wheel load, taking into account time parameter, may affect the occurrence of fluidity of material of a metal pipe. This may lead to the formation of its plastic irreversible deformations.UK: Проведено дослідження та аналіз несучої здатності металевих гофрованих конструкцій залізничної колії. Виконано розрахунок еквівалентних сил, які виникають від рухомого складу залізниць. Встановлено, що накопичення залишкових деформацій склепіння труби у часі може вплинути на появу текучості матеріалу металевих гофрованих конструкцій, а це, у свою чергу, може призвести до утворення пластичного шарніру металу труби.RU: Проведено исследование и анализ несущей способности металлических гофрированных конструкций железнодорожного пути. Выполнен расчет эквивалентных сил, возникающих от подвижного состава железных дорог. Установлено, что накопление остаточных деформаций свода трубы во времени может повлиять на появление текучести материала металлических гофрированных конструкций, а это, в свою очередь, может привести к образованию пластического шарнира металла трубы.Національний університет "Львівська політехніка