Метод выбора пространственных схем композитного армокаркаса опор мостовых сооружений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Разработка метода выбора пространственных схем композитного армокаркаса для опор мостовых сооружений.

Материалы и методы. Предложенный метод учитывает ключевые параметры проектирования: конструктивные особенности опор, механические характеристики композитных материалов, условия эксплуатации и экономические факторы. Метод включает анализ существующих пространственных схем армирования, оценку влияния различных факторов на выбор оптимальной конфигурации каркаса, математическое моделирование прочностных характеристик и многокритериальную оптимизацию вариантов. Также применяется таксономический подход, позволяющий ранжировать схемы по комплексному показателю близости к эталонному решению.

Результаты. Проведенные исследования позволили разработать системный подход к выбору пространственной схемы армирования, учитывающий специфические свойства композитных материалов. Разработаны алгоритмы расчета и примеры практического применения, демонстрирующие повышение несущей способности, долговечности и экономической эффективности конструкций. Приведены таблицы сравнительных характеристик разных типов композитной арматуры, а также примеры расчета площади арматуры для внецентренно сжатых элементов.

Заключение. Предложенный метод позволяет повысить надежность, долговечность и экономическую целесообразность применения композитного армокаркаса в опорах мостовых сооружений. Особое внимание уделено адаптации традиционных схем армирования под анизотропию и линейно-упругое поведение композитных материалов до разрушения. Экспериментальные данные и практические примеры подтверждают эффективность предложенного подхода, рекомендуемого к использованию в инженерной практике проектирования мостовых сооружений.

Об авторах

Лев Сергеевич Макаров

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: makarov.lev04@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1834-5261
SPIN-код: 6220-9265

аспирант, Инженерно-строительный институт

Россия, Санкт-Петербург

Николай Алексеевич Ермошин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: ermonata@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0367-5375
SPIN-код: 6694-8297

д-р воен. наук, профессор, Инженерно-строительный институт

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Vasiliev AI, Valiev ShN, Schmidt VS, Ovchinnikov IG. Long-term degradation processes affecting the reduction of load capacity and durability of bridge structures during their operation. Nauka i Tekhnika Transporta. 2022;14(2):50. (In Russ.) EDN: MCGPKM
  2. Ovchinnikov IG, Anshvaev AK. Application of secondary production polymer materials in bridge construction. The world’s first railway bridges made of secondary thermoplastic. Ekspert: Teoriya i Praktika. 2023;(1(20)):101–105. (In Russ.) doi: 10.51608/26867818_2023_1_101. EDN: BZBVBY
  3. Bronnikov IV. Comparative analysis of metal reinforcement and composite material reinforcement. International Journal of Applied Sciences and Technology Integral. 2019;(3):33. (In Russ.) EDN: ADSXSC
  4. Yashchuk MO, Ponomarev AS, Tlepshev SV. Strengthening of bridge supports with polymer composite materials with tie-off. In: Sokolova DO, ed. Intellectual Potential of Siberia: Proceedings of the 28th Regional Scientific Student Conference: in 3 parts, Novosibirsk, May 13–22, 2020. Vol. Part 2. Novosibirsk State Technical University; 2020:388–390. (In Russ.) EDN: UHDYKQ
  5. Ptukhina IS, Turkebayev AB, Tleukhanov DS, et al. Efficiency of using innovative composite materials in construction. Stroitel’stvo Unikal’nykh Zdaniy i Sooruzheniy. 2014;(9(24)):84–96. (In Russ.) EDN: SYSANL
  6. Okolnikova GE, Gerasimov SV. Prospects for the use of composite reinforcement in construction. Ekologiya i Stroitel’stvo. 2015;(3):14–21. (In Russ.) EDN: VJSOVB
  7. Lili X, Shengjiang S, Kuihua M, et al. Research progress on short-term mechanical properties of FRP bars and FRP-reinforced concrete beams. J Traffic Transp Eng. 2024;11(2):245–270. doi: 10.1016/j.jtte.2023.06.005
  8. Hafiz TA, Roya A, Sakineh F, et al. Fiber reinforced polymer composites in bridge industry. Structures. 2021;30:774–785. doi: 10.1016/j.istruc.2020.12.092. EDN: LSYYYQ
  9. Alkhrdaji T, Frye MJ. Strengthening bridge pier caps with FRP composites. Concr Repair Bull. 2009;22(4):24–29. Accessed March 15, 2025. Available from: https://www.icri.org/wp-content/uploads/2024/04/CRBJulyAug09_Alkhrdaji-Frye.pdf
  10. SCI. Composite Highway Bridge Design. 2014:356. Accessed March 15, 2025. Available from: https://www.steelconstruction.info/images/c/c8/SCI_P356.pdf
  11. Florida Department of Transportation. Fiber Reinforced Polymer Guidelines (FRPG). Vol 4. 2019:18. Accessed March 15, 2025. Available from: https://www.fdot.gov/docs/default-source/structures/structuresmanual/currentrelease_test_old/Vol4FRPG.pdf
  12. Prashanth S, Subbaya KM, Nithin K, Sachhidananda S. Fiber reinforced composites-a review. J Mater Sci Eng. 2017;6(3):1–6. doi: 10.4172/2169-0022.1000341
  13. Seçkin E, Kingsley H. Fiber Technology for Fiber-Reinforced Composites. In: Woodhead Publishing; 2017:51–79. doi: 10.1016/B978-0-08-101871-2.00003-5
  14. Dipen KR, Durgesh DP, Ravinder K, Catalin IP. Recent progress of reinforcement materials: a comprehensive overview of composite materials. J Mater Res Technol. 2019;8(6):6354–6374. doi: 10.1016/j.jmrt.2019.09.068

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Макаров Л.С., Ермошин Н.А., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».