Анотація до роботи:

Фаль А.Є. Тріщиностійкість та експлуатаційні якості залізобетонних плит проїзної частини автодорожніх мостів – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – “Будівельні конструкції, будівлі та споруди”. – Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України, Львів, 2004.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню роботи залізобетонних плит проїзної частини автодорожніх мостів і способів підвищення їх довговічності.

Виконана програма комплексних випробувань бетонних та залізобетонних зразків з п’яти серій важкого бетону, які відрізнялися між собою видом добавки та двох моделей збірно-монолітних прогонових будов мостів, які відрізнялися між собою товщиною плити. При всіх схемах випробування експериментальних зразків поряд з традиційними використовувався метод акустичної емісії.

Досліджено експлуатаційний стан плит проїзної частини прогонових будов різного типу після тривалого терміну експлуатації. Вивчено особливості роботи плити проїзної частини в балкових прогонових будовах мостів. Досліджено процеси тріщиноутворення бетонних та залізобетонних зразків при різних умовах роботи. Виявлено залежність між сигналами акустичної емісії та структурою бетону. Проведені натурні дослідження тріщиностійкості залізобетонних плит проїзної частини з використанням методу акустичної емісії.

1. Результати натурних обстежень мостів тривалої експлуатації показують, що монолітні і збірно – монолітні плити проїзної частини у порівнянні зі збірними мають значно менше дефектів і більшу довговічність. Застосування монолітної плити дозволяє уникнути влаштування поздовжніх швів в плиті і забезпечити захист головних балок прогонової будови.

2. Спрощена методика розрахунку плит бездіафрагмових прогонових будов не враховує просторову роботу прогонової будови моста. Розрахунок плит проїзної частини з використанням програмних комплексів, які дозволяють враховувати складову зусиль, що виникають в плиті від участі в просторовій роботі прогонової будови, показують, що реальні зусилля в плиті проїзної частини більші у 1,1 – 1,8 рази.

3. За рахунок уточнення методики розрахунку плити в складі прогонової будови виділено найбільш небезпечну ділянку плити. В результаті проведених досліджень встановлено, що розрахунковим слід приймати центральний прогін плити по осі моста і суміжні з ним опори.

4. При збільшенні товщини плити замість бетонних вирівнюючого та захисного шарів в перерізах плити можна досягнути зменшення максимальних зусиль в найбільш навантажених балках за рахунок перерозподілу плитою зусиль на найменш навантажені балки. В результаті проведених досліджень встановлено, що з точки зору рівномірного розподілу тимчасового навантаження між балками найбільш ефективна плита товщиною 190 - 230 мм. Найбільший вплив плити на розподіл зусиль між балками має місце у прогоновій будові, у перерізі якої знаходиться 6 - 7 балок.

5. При довжинах прогонів більше 15 м доцільно об’єднувати ребристі балки за допомогою зменшеної кількості діафрагм (одна – посередині прогону, дві – в місцях опирання), які бетонуються одночасно з монолітною плитою проїзної частини. Цим досягається покращення просторової роботи прогонової будови призводить до зменшення максимальних розрахункових зусиль в плиті у середньому у 1,9 рази.

6. При випробуванні бетонних зразків на стиск встановлено, що використання добавок впливає на рівень напруження мікроруйнування R⁰_crc та мікротріщиноутворення Rⁿ_crc. В бетонах, які виготовлені з використанням золи, суперпластифікатора та поліпропіленової фібри отримано вищі межі мікроруйнувань в порівнянні з бетоном базового складу.

7. При випробуванні бетонних зразків на розтяг встановлено, що використання добавок впливає на величини міцності бетонів на розтяг і відповідні напруження мікроруйнування R⁰_crc, мікротріщиноутворення Rⁿ_crc та початок моменту фізичного руйнування R_crc. Зафіксовані сигнали акустичної емісії підтверджують, що процес накопичення мікродефектів в бетонах, які виготовлені з використанням добавок відбувається повільніше в порівнянні з базовим складом бетону.

8. Застосування бетонів, які виготовлені з використанням добавок, дозволяє підвищити момент тріщиноутворення в плиті проїзної частини і отримати меншу ширину розкриття тріщини. Це підтверджується нижчим рівнем енергії акустичної емісії процесів в момент утворення тріщини в порівнянні з бетоном базового складу.

9. Умови роботи впливають на величину деформацій, характер утворення та розвитку тріщин, які виникають в плиті. Процеси тріщиноутворення інтенсивніше відбуваються в прольотних ділянках плити: утворюється більша кількість тріщин з більшою максимальною та сумарною шириною розкриття.

10. Результати проведених експериментів підтверджують, що для визначення моменту тріщиноутворення в плитах можна використовувати параметр акустичної емісії – коефіцієнт Кр. Аналіз енергії та кількості сигналів АЕ на ступенях під час витримки показав, що існує залежність між енергією АЕ та допустимою шириною розкриття тріщини, яка встановлена у нормах. При досягненні ширини розкриття тріщини 0,2 мм фіксується характерне зростання енергії АЕ у два рази.

Основні положення дисертації опубліковані у наукових виданнях:

1. Коваль П.М., Фаль А.Є. Дослідження просторової роботи збірно-монолітних прогонових будов мостів // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Вісник РДТУ. - Випуск 3. – Рівне: в-во РДТУ, 1999.– С. 168-171.

2. Коваль П.М., Фаль А.Є., Полюга Р.І. Перспективи збірно-монолітних залізобетонних конструкцій прогонових будов мостів // Вісник НУ “Львівська політехніка“ Теорія і практика будівництва. - Львів: в-во НУ"ЛП", 2000.- №409. – С. 107-113.

3. Коваль П.М., Фаль А.Є., Полюга Р.І. Напрямки розвитку ефективних конструкцій збірно-монолітних прогонових будов мостів // Український міжгалузевий науково-практичний семінар “Сучасні проблеми проектування та експлуатації споруд на шляхах сполучення”. - К.: в-во НТУ, 2000. - С. 102-106.

4. Походенко А.Г., Коваль П.М., Лучко Й.Й., Фаль А.Є. Проектування і влаштування плит проїзної частини сталезалізобетонних мостів Закарпатської області // Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій, ФМІ ім. Г.В.Карпенка НАН України. Збірник наукових праць. Випуск 3. - Львів, в-во “Каменяр”, - 2001. - С. 174-181.

5. Коваль П.М., Фаль А.Є., Баб’як І.П. Вплив плити проїзної частини на стан автодорожніх мостів // Вісник НУ “Львівська політехніка“ Теорія і практика будівництва. - Львів: в-во НУ"ЛП", 2002.- №441. – С. 107-113.

6. Коваль П.М., Лучко Й.Й., Фаль А.Є. Випробування сталезалізобетонних мостів в Закарпатській області // Український міжгалузевий науково-практичний семінар “Сучасні проблеми проектування та експлуатації споруд на шляхах сполучення” Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Випуск 64. - К.: в-во НТУ, 2002. - С. 110-114.

7. Коваль П.М., Фаль А.Є. Дослідження бетонів для плит проїзної частини з використанням методу акустичної емісії // Вісник НУ “Львівська політехніка” Теорія і практика будівництва, Львів: в-во НУ"ЛП", 2002. - № 462– С. 81-85.

8. Коваль П.М., Лучко Й.Й., Фаль А.Є. Дослідження роботи сталезалізобетонних прогонових будов мостів // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів і конструкцій, Збірник наукових праць ФМІ ім. Г.В.Карпенка НАН України, Випуск 5. - Луцьк, в-во ФМІ, 2002. - С. 505-513.

9. Коваль П.М., Фаль А.Є., Сташук П.М. Випробування автодорожнього сталезалізобетонного моста через р. Західний Буг // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. Випуск 65. - К.: в-во НТУ, 2002. - С. 50-56.

10. Коваль П.М., Лучко Й.Й., Фаль А.Є. Проблеми забезпечення довговічності автодорожніх мостів зі струнобетонними прогоновими будовами // Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій, ФМІ ім. Г.В.Карпенка НАН України. Збірник наукових праць. Випуск 5. - Львів, в-во “Каменяр”, 2003. - С. 58-64.

11. Коваль П.М., Сташук П.М., Фаль А.Є. Дослідження прогонової будови нового сталезалізобетонного автодорожнього моста з використанням методу акустичної емісії // Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій, ФМІ ім. Г.В.Карпенка НАН України. Збірник наукових праць. Випуск 5. - Львів, в-во “Каменяр”, 2003. - С. 85-93.

12. Фаль А.Є. Акустична емісія при дослідженні бетонів для плит проїзної частини. Перспективи розвитку будівельних конструкцій, будівель, споруд та їх основ. Вісник НДІБК. Випуск 58. - К.: в-во НДІБК, 2003.– С. 406-412.

13. Коваль П.М., Фаль А.Є. Проблеми забезпечення довговічності залізобетонних балкових автодорожніх мостів // Автодорожник України.- 2004.- №1.- С.29-34.

інші видання:

14. Коваль П.М., Фаль А.Є. Вплив плити проїзної частини на роботу збірно-монолітних прогонових будов мостів // Архітектура і сільськогосподарське будівництво. Вісник ЛДАУ. - Львів, в-во ЛДАУ, 2000. - №1. – С. 148-152.

15. Коваль П.М., Походенко А.Г., Фаль А.Є., Сталезалізобетонні прогонові будови при відновленні мостів у Карпатах //Архітектура і сільськогосподарське будівництво. Вісник ЛДАУ. -Львів, в-во ЛДАУ, 2001. - №2.– С.128-133.

16. Коваль П.М., Фаль А.Є. Експериментальні дослідження плит проїзної частини автодорожніх мостів // “Архітектура і сільськогосподарське будівництво”, Вісник ЛДАУ. - Львів, в-во ЛДАУ, 2002.- №3.- С.53-60.

17. Коваль П.М., Фаль А.Є. Дослідження бетонів для плит проїзної частини автодорожніх мостів з використанням методу акустичної емісії // Структура, властивості та склад бетону. ІІІ науково-практичний семінар. УДУВГП. – Рівне: в-во УДУВГП, 2003.-С. 77-82.