Geometrical Nonlinearity Analysis of the Steel Network Arch Bridges / Plieninų Tinklinių Arkinių Tiltų Geometrinio Netiesiškumo Vertinimas

Abstract

2016 © Straipsnio autoriai. Leidėjas VGTU leidykla "Technika". Šis straipsnis yra atvirosios prieigos straipsnis, turintis Kūrybinių bendrijų (Creative Commons) licenciją (CC BY-NC 4.0), kuri leidžia neribotą straipsnio ar jo dalių panaudą su privaloma sąlyga nurodyti autorių ir pirminį šaltinį. Straipsnis ar jo dalys negali būti naudojami komerciniams tikslams. ISSN 2029-2341 / eISSN 2029-2252 Straipsnyje pateikiamas plieninių arkinių tiltų su vertikaliomis pakabomis ir tinklinių arkinių tiltų geometrinio netiesiškumo vertinimas skaitiniais metodais. Nustatomas plieninių tinklinių arkinių tiltų įtempių-deformacijų būvis ir esminiai elgsenos ypatumai, veikiant simetrine ar asimetrine pėsčiųjų apkrovomis. MOKSLAS -LIETUVOS ATEITIS SCIENCE -FUTURE OF LITHUANIA Plieninių arkinių tiltų įtempių-deformacijų būvisArkinių tiltų konstrukcijos elgsena priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip apkrovos dydis ir apkrovimo pobūdis, tilto statinė schema, visos sistemos ir atskirų elementų geometriniai rodikliai. Tačiau, deformuojantis konstrukcijai, matmenys ir geometrija kinta vienu metu. Atitinkamai negalioja mažų poslinkių principas, negalima taikyti statybinės mechanikos tiesinės teorijos metodų. Todėl geometriškai netiesinės konstrukcijos būvį apibūdinančios deformacijų ir poslinkių priklausomybės turi netisinių narių (Karkauskas, Popov 2009):[Kτ]u e = f,čia [Kτ] -visos konstrukcijos globalioji tangentinė standumo matrica; u e -konstrukcijos globaliųjų poslinkių vektorius; f -apkrovos vektorius.Geometriniam netiesiškumui vertinti modeliuojami keturi neskėtrieji plieninių arkinių tiltų modeliai baigtinių elementų programos SOFiSTiK dvimatėje erdvėje: vienas arkinis tiltas su vertikaliomis pakabomis (1 pav., a) ir trys tinkliniai arkiniai tiltai (1 pav., b, c, d). Parenkami originalūs kampai tarp susikertančių pakabų, kurie atitinkamai lygūs α = 9° (2 pav., b), α = 28° (2 pav., c) ir α = 41° (2 pav., d). Tinklinių arkinių tiltų tinklelio geometrija yra apskritiminė (Brunn, Schanack 2003; Brunn et al. 2004): pakabos, kertančios arką pastoviu kampu, dalija ją į lygias dalis. Tokiu būdu vertikaliosios apkrovos perkeliamos kiek įmanoma radialine kryptimi ir pasireiškia vietinis arkos spindulio kreivumas, o visa tai sukelia mažus lenkimo momentus arkoje ir atsparumą klupimui. Vertikalios pakabos išbrėžtos iš tinklinės arkos pakabų ir arkos sankirtos taškų. Yra 26 pakabos arka su styga jungiamos lanksčiai.Visų modelių arkinių tiltų arkos, standumo sijos ir pakabų geometriniai rodikliai yra vienodi. Arkos ir standumo sijos lenkiamųjų standžių santykis I a /I s lygus 1. Pakabos projektuojamos iš pilnavidurių vamzdžių. Visų tinklinių arkinių tiltų modelių (1 pav., b, c, d) pakabos yra tempiamos.Arkos pakylos aukštis lygus 15 % nuo tilto tarpatramio ilgio pagal Tveit (2011) rekomendacijas. Tiltas apkraunamas tolygiai išskirstyta nuolatine (g = 7,5 kN/m) ir kintamąja apkrovomis (v = 7,5 kN/m) per standumo siją per visą tilto tarpatramį (simetrinis apkrovimas) ir puse tarpatramio (asimetrinis apkrovimas).1 lentelėje pateikiami skait...