Использование армогрунта в конструкции устоев деревянного моста лесовозной автомобильной дороги. С. 113–125

УДК

624.164.3

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-3-113-125

Аннотация

Деревянные мосты традиционно довольно широко используются на лесовозных дорогах, несмотря на целый ряд недостатков, в основном связанных с невысокими долговечностью и огнестойкостью. Главным преимуществом деревянных мостов для лесовозных дорог является применение при строительстве и ремонте местных конструкционных материалов, что обуславливает низкую стоимость объекта. Однако традиционные конструкции устоев деревянных мостов требуют большого объема кондиционных дренирующих грунтов для отсыпки конусов, каменных материалов или железобетонных плит для укрепления конусов в целях защиты от размывов. Кроме того, для слабых грунтов используются свайные опоры, для сооружения которых необходима тяжелая строительная техника. Этих недостатков лишены армогрунтовые устои. Использование новых конструкций береговых опор позволит снизить стоимость строительства и повысить надежность работы конструкций. Цель работы – оценить возможность применения армогрунта в конструкции устоев деревянных мостов. Приведены результаты расчета устоя с использованием армированного грунта. Выполнены расчеты на нормативные нагрузки А11, Н11, а также лесовозного автопоезда. Для нахождения параметров лесовозного автопоезда осуществлены дополнительные исследования, позволившие определить марку автопоезда, оказывающего максимальную нагрузку на устой. Установлено, что максимальное усилие на устой оказывает нагрузка Н11, а минимальное – А11. Усилие от лесовозного автопоезда на базе автомобиля Iveco-AMT 633920 (6×6) значительно превышает воздействие от нормативной нагрузки А11, но немного меньше, чем усилие от нормативной нагрузки Н11. Расчеты устоя выполнены методом конечных элементов с помощью программы Plaxis 2D по 2 группам предельных состояний и включали в себя определение внешней и внутренней устойчивости армогрунтового устоя, а также вертикальных и горизонтальных перемещений. При расчете внешней устойчивости получены коэффициенты устойчивости для 1-й схемы загружения – 2,14, для 2-й – 1,44, что больше предельно допустимого значения – 1,375. В целом расчеты показали, что армогрунтовый устой по всем показателем соответствует требованиям нормативных документов.

Сведения об авторах

А.М. Бургонутдинов¹, д-р техн. наук, доц.; Researcher ID: HIZ-9787-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1028-4129
О.Н. Бурмистрова², д-р техн. наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2616-7557
В.И. Клевеко^1*, канд. техн. наук, доц.; Researcher ID: G-8404-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7251-9598
Ю.К. Лицингер¹, аспирант; Researcher ID: HII-5947-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6534-4395
¹Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский просп., д. 29, г. Пермь, Россия, 614990; burgonutdinov.albert@yandex.ru,
vlivkl@mail.ru*, julia_litz@mail.ru
²Ухтинский государственный технический университет, ул. Первомайская, д. 13, г. Ухта, Республика Коми, Россия, 169300; olga.burm@mail.ru

Ключевые слова

армированный грунт, метод конечных элементов, мостовой устой, геосинтетические материалы, лесовозная дорога, деревянное мостостроение

Для цитирования

Бургонутдинов А.М., Бурмистрова О.Н., Клевеко В.И., Лицингер Ю.К. Использование армогрунта в конструкции устоев деревянного моста лесовозной автомобильной дороги // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 113–125. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-113-125

Литература

1. Кузнецов А.В. Анализ применения лесовозных автопоездов в реальных ареалах эксплуатации // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 6, ч. 2. С. 265–269. https://doi.org/10.17513/snt.38732

2. Мищенко Д.С. Обзор деревянного мостостроения в России // Инновационные методы проектирования строительных конструкций зданий и сооружений: сб. науч. тр. IV Всерос. науч.-практ. конф., 22 нояб. 2022 г. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2022. С. 363–366. 

3. Подъяпольская М.А., Вербицкий И.О., Вербицкая Е.В. Деревянные мосты. Мостостроение с использованием древесины в прошлом и сейчас // Ползуновский альманах. 2022. № 1. С. 168–170.

4. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2015617003. Программный комплекс для расчета внешней устойчивости подпорных стен («Retaining Wall»): № 2015613701: заявл. 06.05.2015: опубл. 20.07.2015 / В.Д. Соколова, В.И. Клевеко. 

5. Соколова В.Д. Применение армогрунта в конструкции устоев моста на лесовозной дороге // Северогеоэкотех-2014: материалы междунар. молодеж. науч. конф., 26–28 марта 2014 г. Ч. 4. Ухта: УГТУ, 2014. С. 102–104. 

6. Соколова В.Д. Сравнительный анализ результатов аналитического и численного методов расчета армогрунтовых подпорных стен // Геология в развивающемся мире: сб. науч. тр. (по материалам VIII науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием, 23–26 апр. 2015 г.) / отв. ред. П.А. Белкин. Пермь: ПГНИУ, 2015. С. 116–119.

7. Соколова В.Д., Клевеко В.И. Основные положения по расчету армогрунтового устоя моста // Будущее науки-2014: сб. науч. ст. II Междунар. молодеж. науч. конф., 23–25 апр. 2014 г. / отв. ред. А.А. Горохов. Т. 2. Курск: Унив. кн., 2014. С. 236–239.

8. Соколова В.Д., Клевеко В.И. Применение армированного грунта в конструкции устоев моста // Экология и науч.-техн. прогресс. Урбанистика. 2014. № 1. С. 367–373.

9. Соколова В.Д., Клевеко В.И. Экономическое обоснование применения армированного грунта в конструкции устоев мостов // Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований: материалы V междунар. науч.-практ. конф., North Charleston, SC, USA, 22–23 дек. 2014 г. Т. 1. CreateSpace, 2015. С. 85–88. 

10. Стуков В.П. Современное деревянное мостостроение // Развитие СевероАрктического региона: проблемы и решения: материалы науч. конф. проф.-преподават. состава, науч. сотр. и аспирантов Сев. (Арктич.) федер. ун-та им. М.В. Ломоносова, 19–26 марта 2015 г. Архангельск: САФУ, 2015. С. 343–348. 

11. Стуков В.П. Развитие деревянных мостов и их применение в условиях Севера // Региональные аспекты развития науки и образования в области архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия: материалы Междунар. науч.-практ. конф., 29–30 нояб. 2018 г. Комсомольск-на-Амуре: КнАГУ, 2019. С. 316–321. 

12. Уткин В.А., Матвеев С.А. Особенности проектирования деревянных мостов автомобильных лесовозных дорог // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 126–152. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-126-152

13. Цыганков А.В. Проектирование и расчет деревянных автодорожных мостов. Пермь: ПГТУ, 2007. 434 с.

14. Askari M., Razeghi H.R., Mamaghanian J. Numerical Study of Geosynthetic Reinforced Soil Bridge Abutment Performance Under Static and Seismic Loading Considering Effects of Bridge Deck. Geotextiles and Geomembranes, 2021, vol. 49, no. 5, pp. 1339–1354. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2021.05.007

15. Jelušič P., Žlender B. Experimental Study of a Geosynthetic-Reinforced Soil Bridge Abutment. Geosynthetics International, 2021, vol. 28, no. 5, pp. 479–490. https://doi.org/10.1680/jgein.21.00022

16. Kupec J. Bridge Abutments from Geogrid Reinforced Soil. NZ Geomechanics News, 2021, iss. 102. Available at: https://www.nzgs.org/libraries/bridge-abutments-fromgeogrid-reinforced-soil/ (accessed 20.12.2022)

17. Tatsuoka F., Tateyama M., Koda M., Kojima K., Yonezawa T., Shindo Y., Tamai S. Research and Construction of Geosynthetic-Reinforced Soil Integral Bridges. Transportation Geotechnics, 2016, vol. 8, pp. 4–25. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2016.03.006

18. Vennapusa P., White D., Klaiber W., Wang Sh. Geosynthetic Reinforced Soil for Low-Volume Bridge Abutments. Final Report. Center for CEER at Iowa State University. 2012. Available at: https://intrans.iastate.edu/app/uploads/2018/03/GRS-for-Low-VolumeBridgeAbutments_TR621_FINAL_UPDATED_HQ.pdf (accessed 20.12.2022).

19. Won M.-S., Langcuyan C.P. A Study of the Effects of Geosynthetic Reinforced Soil and Reinforcement Length on GRS Bridge Abutment. Applied Sciences, 2021, vol. 11, iss. 23, art. no. 11226. https://doi.org/10.3390/app112311226

20. Zornberg J.G., Abu-Hejleh N., Wang T. Geosynthetic – Reinforced Soil Bridge Abutments. Geotechnical Fabrics Report, 2001, vol. 19, no. 2, pp. 52–55. Available at: https://www.researchgate.net/publication/290006229_Geosynthetic_-_Reinforced_soil_bridge_abutments (accessed 12.12.2022).