Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Илья Валерьевич Гришин, ассистент, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Рашит Абдулхакович Каюмов, доктор физико-математических наук, профессор, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г.Казань, Российская Федерация. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
| Название статьи. | Упрощенное уравнение многослойной плиты для описания работы асфальтобетонных покрытий металлических мостов |
| Аннотация. | Постановка задачи. Одной из основных проблем асфальтобетонных покрытий металлических мостов с ортотропной плитой является появление трещин в покрытии над главными балками пролетных строений. Однако в настоящий момент не существует разработанной методики подбора геометрических и физико-механических параметров такой конструкции. В частности не существует всеми признанной и всесторонне изученной расчетной модели, позволяющей определять напряженно-деформированное состояние в асфальтобетонных покрытиях мостов. Учитывая, что мостовое полотно является, по сути, многослойной плитой, а методы расчета однослойных плит с использованием гипотезы Кирхгофа-Лява хорошо разработаны для различных условий нагружения и закрепления только для однородных пластин, целью данного исследования является сведение задачи расчета многослойной плиты к решению уравнения, подобного уравнению Софи-Жермен. Задачей исследования является анализ возможности использования дополнительной гипотезы о равенстве коэффициентов Пуассона всех слоев осредненному значению для вывода результирующего уравнения и возможность применения данного уравнения для описания работа ортотропных плит металлических мостов. Результат. Получено уравнение, подобное уравнению Софи-Жермен, позволяющее описывать работу многослойных плит. При этом предварительные расчеты показали, что при отличии коэффициентов Пуассона от среднего значения не более чем на 10%, результаты, полученные по предлагаемой методике и полученные в сертифицированных программных продуктах, отличаются не более чем на 5 %. Выводы. Введение гипотезы о равенстве коэффициентов Пуассона позволяет ввести понятие нейтральной поверхности для многослойной плиты и определить место ее расположения. При этом задача расчета многослойной плиты сводится к решению уравнения, подобного уравнению Софи-Жермен, с введением понятия приведенной цилиндрической жесткости. Возможность применения данного вида уравнений к анализу мостовых конструкций подтверждается ранее проведенными исследованиями и позволит в дальнейшем прогнозировать величину безремонтного срока службы асфальтобетонных покрытий мостов, тем самым уменьшая их величину |
| Ключевые слова. | мостовое полотно, асфальтобетонные покрытия мостов, уравнение Софи-Жермен, гипотеза Кирхгофа-Лява, многослойные плиты |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Ilya V. Grishin, assistant, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Rashit A. Kayumov, doctor of physical-mathematical sciences, professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation. Email: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
| Title of the article | Simplified multilayered slab equation describing asphalt concrete pavements of metal bridges |
| Abstract. | Problem statement. One of the main problems in asphalt concrete pavements of metal bridges with an orthotropic slab is crack appearance in asphalt pavement above the main beams of superstructures. However, at the moment there is no developed method for selecting the geometric and physical-mechanical parameters of such structures. In particular, there is no universally recognized and comprehensively studied calculation model that allows determining the stress-strain state in asphalt concrete pavements of bridges. Taking into account that the bridge deck is, in fact, a multilayer slab, and the methods for calculating single-layer slabs using the Kirchhoff-Love hypothesis are well developed for various loading and boundary conditions only for homogeneous plates, the purpose of this study is to reduce the problem of calculating a multilayer slab to solving the equation, similar to the Sophie-Germain equation. Result. The equation similar to the Sophie-Germain equation was obtained, which made it possible to describe the operation of multilayer slabs. At the same time, preliminary calculations showed that if Poisson,s ratios differ from the average value by no more than 10%, the results obtained by the proposed method and those obtained in certified software products differ by no more than 5%. Conclusions. Assuming a hypothesis about equality of Poisson,s ratios allows us to introduce the concept of a neutral surface for a multilayer slab and determine its location. In this case, the problem of calculating a multilayer slab is reduced to solving an equation similar to the Sophie-Germain equation, with the introduction of the concept of reduced cylindrical stiffness. The possibility of applying this type of equations to the analysis of bridge structures is confirmed by previous studies. |
| Keywords. | bridge deck, asphaltic pavements of bridges, Sophie-Germain equation, Kirchhoff-Love hypothesis, multilayered slabs |
| Для цитирования: | И.В. Гришин, Р.А. Каюмов Упрощенное уравнение многослойной плиты для описания работы асфальтобетонных покрытий металлических мостов // Известия КГАСУ 2022 №4(62), с.119-128, DOI: 10.52409/20731523_2022_4_119, EDN: FDJBZY |
| For citations: | Grishin I.V., Kayumov R.A. Simplified multilayered slab equation describing asphalt concrete pavements of metal bridges // News KSUAE 2022 №4 (62), p.119-128, DOI: 10.52409/20731523_2022_4_119, EDN: FDJBZY |
