3889

Научный журнал строительства и архитектуры

5. Мелькумов, В. Н. Прогнозирование величины необратимой деформации дорожной конструкции от воздействия транспортного потока / В. Н. Мелькумов, Ф. В. Матвиенко, А. Н. Канищев, В. В. Волков // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2010. — № 3. — С. 81—92.

9.Kozlov, V. A. Modelling Failures of Asphalt Concrete Surfacings Caused by a Dynamic Impact of Water /

V. A. Kozlov, A. I. Kotov, A. V. Loboda // Russian Journal of Building Construction and Architecture. —2019. —

№2 (42). — P. 34—42.

10.Leng, J. Characteristics and Behavior of Geogrid-Reinforced Aggregate under Cyclic Load: a Dissertation… for the Degree of Doctor of Philosophy / J. Leng. — North Carolina State University, Raleigh, USA, 2002. — 152 p.

11.Mahrez, A. Fatigue and deformation properties of glass fiber reinforced bituminous mixes / A. Mahrez, M. R. Karim, H. Y. Katman // J. Eastern Asia, Soc. Trans. Stud. — 2005. — Vol. 6. — P. 997—1007.

12.Mantzos, L. European energy and transport: trends to 2030 — update 2005 / L. Mantzos, P. Carpos. —

13.Moghaddam, T. B. A review on fatique andrutting performance of asphalt mixes / T. B. Moghaddam, M. R. Karim, M. Abdelaziz // Scientific Research and Essays. — 2011. — Vol. 6. — P. 670—682.

14.Navarro, F. J. Thermorheological behaviour and storage stability of ground tire rubbermodified bitumens / F. J. Navarro, P. Partal, F. Martínez-Boza, C. Gallegos // Fuel. — 2001. — Vol. 83. — P. 2041—2049.

15.Suo, Z. Analysis of fatigue crack growth behavior in asphalt concrete material in wearing course / Z. Suo, W. G. Wong // J. Constr. Build. Mater. — 2009. — Vol. 23. — P. 462—468.

16. Volkov, V. V. Estimation of the dynamic effect of vehicles on an asphalt road surface / V. V. Volkov,

A.V. Knyazev, V. N. Melkumov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2015. — № 1 (25). — Р. 34—43.

17.Werkmeister, S. Permanent deformation behaviour of unbound granular materials in pavement constructions: Ph. D. thesis / S. Werkmeister. — Dresden, Germany: University of Technology, 2003. — 189 p.

18.Xu, Q. Performance of fiber reinforced asphalt concrete under environmental temperature and water effects /

Q.Xu, H. Chen, J. A. Prozzi // J. Constr Build Mater. — 2010. — Vol. 24, № 10. — P. 2003—2010.

References

1.Aleksandrov, A. S. Metody teorii nasledstvennosti v raschetakh plasticheskikh deformatsii materialov i gruntov pri vozdeistvii povtoryayushchikhsya nagruzok / A. S. Aleksandrov, N. P. Aleksandrova, N. V. Kuzin. — Transportnoe stroitel'stvo. — 2009. — № 2. — https://high-way.ucoz.ru/_ld/1/113__—__2009_2.pdf.

2.Bakhrakh, G. S. Raschet usileniya dorozhnykh odezhd nezhestkogo tipa po kriteriyu ustalostnogo rastreskivaniya / G. S. Bakhrakh // Nauka i tekhnika v dorozhnoi otrasli. — 1999. — № 2. — S. 21—25.

3.Volkov, V. V. Mikrovolnovyi rezonansnyi metod dlya issledovaniya SVCh poter' v kaplyakh vody na tverdoi poverkhnosti / V. V. Volkov, V. Yu. Prishchepenko, V. N. Semenov, M. A. Suslin // Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy. — 2015. — № 3, t. 17. — S. 297—306.

4.Knyazev, A. V. Vliyaniya dinamicheskogo vozdeistviya transportnykh sredstv na dorozhnoe pokrytie / A. V. Knyazev, V. V. Volkov, A. I. Kotov // Perspektivy razvitiya nauki i obrazovaniya. Ch. 10: sb. nauch. tr. po materialam Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., Tambov, 31 yanvarya 2014 g. — Tambov: OOO «Konsaltingovaya kompaniya Yukom», 2014. — S. 69—70.

5.Mel'kumov, V. N. Prognozirovanie velichiny neobratimoi deformatsii dorozhnoi konstruktsii ot vozdeistviya transportnogo potoka / V. N. Mel'kumov, F. V. Matvienko, A. N. Kanishchev, V. V. Volkov // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2010. — № 3. — S. 81—92.

G.Triches, J. C. Pais, P. A. A. Pereira // J. Constr. Build. Mater. — 2010. — Vol. 24. — P. 1193—1200.

9.Kozlov, V. A. Modelling Failures of Asphalt Concrete Surfacings Caused by a Dynamic Impact of Water /

V. A. Kozlov, A. I. Kotov, A. V. Loboda // Russian Journal of Building Construction and Architecture. —2019. — № 2 (42). — P. 34—42.

90

10.Leng, J. Characteristics and Behavior of Geogrid-Reinforced Aggregate under Cyclic Load: a Dissertation… for the Degree of Doctor of Philosophy / J. Leng. — North Carolina State University, Raleigh, USA, 2002. — 152 p.

11.Mahrez, A. Fatigue and deformation properties of glass fiber reinforced bituminous mixes / A. Mahrez, M. R. Karim, H. Y. Katman // J. Eastern Asia, Soc. Trans. Stud. — 2005. — Vol. 6. — P. 997—1007.

12.Mantzos, L. European energy and transport: trends to 2030 — update 2005 / L. Mantzos, P. Carpos. —

13.Moghaddam, T. B. A review on fatique andrutting performance of asphalt mixes / T. B. Moghaddam, M. R. Karim, M. Abdelaziz // Scientific Research and Essays. — 2011. — Vol. 6. — P. 670—682.

14.Navarro, F. J. Thermorheological behaviour and storage stability of ground tire rubbermodified bitumens / F. J. Navarro, P. Partal, F. Martínez-Boza, C. Gallegos // Fuel. — 2001. — Vol. 83. — P. 2041—2049.

15.Suo, Z. Analysis of fatigue crack growth behavior in asphalt concrete material in wearing course / Z. Suo, W. G. Wong // J. Constr. Build. Mater. — 2009. — Vol. 23. — P. 462—468.

16. Volkov, V. V. Estimation of the dynamic effect of vehicles on an asphalt road surface / V. V. Volkov,

A.V. Knyazev, V. N. Melkumov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2015. — № 1 (25). — Р. 34—43.

17.Werkmeister, S. Permanent deformation behaviour of unbound granular materials in pavement constructions: Ph. D. thesis / S. Werkmeister. — Dresden, Germany: University of Technology, 2003. — 189 p.

18.Xu, Q. Performance of fiber reinforced asphalt concrete under environmental temperature and water effects /

Q.Xu, H. Chen, J. A. Prozzi // J. Constr Build Mater. — 2010. — Vol. 24, № 10. — P. 2003—2010.

EXPERIMENTAL STUDIES

OF WEAR AND TEAR OF ASPHALT CONCRETE SURFACING UNDER THE ACTION OF WATER PRESSURE IN THE MICROPORES

V. V. Volkov 1, V. A. Kozlov 2, V. N. Mel'kumov 3

Voronezh State Technical University 1, 2, 3

Russia, Voronezh

1PhD in Physics and Mathematics, Assoc. Prof. of the Dept. of Structural Mechanics, tel.: (473) 276-40-06, e-mail: kotlac@yandex.ru

2D. Sc. in Physics and Mathematics, Head of the Dept. of Structural Mechanics, tel.: (473) 276-40-06,

e-mail: v. a. kozlov1@yandex.ru

3 D. Sc. in Physics and Mathematics, Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, tel.: (473) 271-53-21, e-mail: ser.chu@mail.ru

Statement of the problem. The purpose of the study is to identify the effect of a wetted surfacing on its wear and tear. The mechanism of the effect of transport load in the presence of moisture and experimental methods of measuring its effect on the wear of the upper layer of asphalt concrete are discussed.

Results. The contribution of the presence of moisture in the upper layer of the road surface to its wear and tear in the form of rutting is identified, and the hydrodynamic effect of water in the micropores of the surface is examined. Experimental data on the values of water pressure in the pores of an asphalt concrete pavement in a wet state under the action of the wheels of a moving traffic stream have been obtained. This made it possible to identify the maximum values of the pressure effect, the depth of penetration of the liquid pressure front and its influence on the destruction of a surfacing.

Conclusions. Analysis of the obtained data showed not only the presence of brittle fracture, but also an impact effect of moisture moving in the pores of asphalt concrete exceeding its structural strength. Using the experimental data, regression dependences of the wear and tear value on the standard flow parameters were obtained. For the pavements in use, the regression dependence makes it possible to predict the amount of wear and tear for the entire life cycle of the road.

Keywords: road surface wear, water pressure in a porous medium, traffic load, rutting, regression relationships, road life cycle.

91

Научный журнал строительства и архитектуры

УДК 624.21.09

DOI 10.36622/VSTU.2021.63.3.009

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ГИБРИДНЫХ БЕТОННЫХ СТОЕК В КОМПОЗИТНОЙ ОБОЙМЕ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СЖАТИЯ

В. А. Шендрик 1

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет 1 Россия, г. Санкт-Петербург

1 Аспирант кафедры автомобильных дорог, мостов и тоннелей, e-mail: vicinshendrik@yandex.ru

Постановка задачи. Исследуется влияние внешних композитных (стеклопластиковых) оболочек, которые имеют различные физико-механические свойства в продольном и поперечном направлениях, на увеличение прочности находящегося внутри оболочек бетонного ядра.

Результаты. Представлены результаты экспериментальных исследований несущей способности, позволяющие оценить эффективность применения внешней цельной стеклопластиковой оболочки в качестве усиления бетонной стойки. Результаты исследования позволили определить основной фактор, значительновлияющий на несущую способность гибридной стойки с композитной оболочкой.

Выводы. Получен более высокий показатель несущей способности гибридных стоек в сравнении с традиционно применяемыми в мостостроении стойками. Тем самым доказана возможность применения в опорах мостовых сооружений гибридных по материалу стоек, состоящих из внешней цельной стеклопластиковой оболочки и внутреннего бетонного ядра, которые ранее не применялись в мостовых конструкциях.

Ключевые слова: экспериментальные исследования, железобетонные опоры мостовых сооружений, стоечные мостовые опоры, композитные материалы, стеклопластиковые оболочки, гибридные конструкции.

Введение. В настоящее время конструкции опор мостовых сооружений, выполняемые преимущественно из железобетона, воспринимают повышенные нагрузки, которые увеличиваются вследствие развития автотранспорта, возрастания интенсивности потока движения и нагрузок от автомобилей. В связи с этим возникает потребность в увеличении несущей способности опор мостовых сооружений. Вместе с тем конструкции железобетонных мостовых опор испытывают негативные воздействия окружающей эксплуатационной среды (агрессивных атмосферных газов, высокой влажности воздуха, растворенных минеральных веществ, антигололедных материалов и т. д.). В них возникают и интенсивно протекают процессы разрушения бетона, существенно снижающие долговечность и надежность конструкций, что приводит к ограниченной эксплуатации данных конструкций и необходимости их восстановления. В то же время известны композитные материалы, в частности стеклопластики, состоящие из пропитанных полимерными связующими стекловолокон. Они не уступают бетону по прочности и жесткости, обладая при этом большей долговечностью в сравнении с традиционно применяемыми бетоном и сталью [12, 14]. Свойства стеклопластика хорошо сочетаются с железобетонными, улучшая характеристики получаемых единых гибридных конструкций. Применение гибридных по материалу конструкций опор, в которых внешние несущие стеклопластиковые элементы ограждают внутренний железобетон от негативных влияний окружающей среды, позволит увеличить срок службы и несущую способность опор мостовых сооружений. Внедрение гибридных конструкций в мостовые опоры соответствует нынешним потребностям мостостроительной отрасли, поэтому исследование их работы является актуальной задачей.

© Шендрик В. А., 2021

92

Выпуск № 3 (63), 2021 ISSN 2541-7592

Так как речь идет о применении новых материалов, в исследовании рассматривались только мостовые опоры малых и средних путепроводов, эстакад и надземных пешеходных переходов, исключая опоры сооружений через водные преграды или высокогорья. В упомянутых мостовых сооружениях применяются стоечные опоры со стойками (столбами) круглого сечения, которые хорошо подходят для внедрения стеклопластиковых несущих внешних кольцевых оболочек. В промышленном и гражданском строительстве применяются сталетрубобетонные стойки подобной конструкции, однако в мостовых сооружениях их использование нецелесообразно по причине слабого сопротивления стали коррозийным процессам. Тем не менее автором учтен серьезный опыт испытаний таких конструкций, изложенный в публикациях отечественных и зарубежных ученых, которые характеризуют степень разработанности данной темы исследования. Экспериментальные исследования сталетрубобетона выполняли А. Л. Кришан [6, 8], И. В. Резван [15], М. Н. Ваучский [4], С. Б. Крылов [9]. Арочные мостовые конструкции из заполненных бетоном фиброармированных труб разрабатывал И. В. Овчинников [13]. Совместную работу гибридных мостовых конструкций из стеклопластика и бетона исследовал A. Muc [22]. Ремонт мостовых стоек композитными лентами изучали С. А. Бокарев [3], Y. Cao [17], K. M. Mosalam [21]. M. ElGawady [18,19], Y. Wang [23], R. J. Watson [25] испытывали бетонные колонны, усиленные стальными оболочками и композитными материалами.

На данный момент композитные материалы в опорах мостовых сооружений пока используются лишь при ремонте для усиления несущих конструкций. В настоящее время имеется необходимость изучения специфики работы гибридных стеклопластиковожелезобетонных конструктивных элементов опор мостовых сооружений. Цель проводимых экспериментальных исследований заключалась в подтверждении возможности применения стеклопластиковых оболочек в качестве внешних конструктивных элементов стоечных опор мостовых сооружений.

1.Постановка задач экспериментального исследования, применяемые материалы

иподготовка образцов. В ходе планирования испытаний для выполнения цели исследования были поставлены следующие задачи:

проверить возможность сопротивления стеклопластиковых оболочек значительным нагрузкам, которые они должны воспринимать в составе конструкций стоечных опор мостовых сооружений;

исследовать механику работы и разрушения стеклопластиковых оболочек различных изготовителей и типов производства;

проверить теоретическое предположение о том, что лимитирующим фактором при сжатии гибридной стойки является предел прочности стеклопластиковой оболочки в поперечном направлении;

подтвердить повышение прочности бетонного ядра в составе гибридной конструкции с внешней стеклопластиковой оболочкой, которая отличается от стальной оболочки различными физико-механическими свойствами в поперечном и продольном направлениях. Увеличение прочности бетона в стальной обойме экспериментально доказано исследователями конструкций сталетрубобетонных стоек [5, 10, 16].

Экспериментальные исследования проводились автором в научно-исследовательской лаборатории механических испытаний строительных материалов и конструкций СанктПетербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Из-за значительных размеров полномасштабной гибридной стойки проводились модельные испытания образцов. Образцы стеклопластиковых оболочек имели внешний диаметр 100 мм, толщину стенки в среднем 4 мм и высоту 1 м. В некоторых проводимых ранее испытаниях [2, 11] воздействиям сжатия подвергались стойки малой гибкости (высотой 0,5 м при схожих диаметрах и толщинах оболочек). В данном исследовании при заданных размерах и высоте стоек 1 м образцы имеют средние показатели гибкости по Эйлеру. Тем не менее

93

Научный журнал строительства и архитектуры

потеря прочности в них должна наступать раньше, чем потеря устойчивости, что предстояло проверить в ходе опытов.

Для проведения модельного эксперимента было отобрано три типа образцов оболочек из стеклопластика. Образцы марки СА-20 изготовлены по технологии мокрой косослойной продольно-поперечной намотки. Образцы марок CO-40 и КТ-18 производились по одному методу — пултрузии, но имели разные углы наклона стекловолокон. Это позволило учесть особенности встречающихся композитов и различие характеристик их отдельных типов.

Модельные образцы отобранных стеклопластиковых оболочек заполнялись специально приготовленной бетонной смесью. Бетонная смесь имела следующий состав: евроцемент М500 Super, щебень фракции 3…5 мм, песок полифракционный, вода, пластификатор «Макромер П-163». Приготовленная бетонная смесь укладывалась в композитные оболочки

итщательно уплотнялась вручную металлическим диском, чтобы обеспечить плотное прилегание бетона с оболочкой. Края оболочек с обеих сторон плотно запечатывались на период набора прочности бетона, и в таком состоянии образцы выдерживались более 28 сут. После этого образцы визуально осматривались, было зафиксировано отсутствие дефектов оболочки

ибетона (трещин в данных материалах, зазоров и пустот между ними). Осуществлялось определение прочности на сжатие полученного бетона методом раскалывания по контрольным образцам, приготовленным из бетонной смеси той же партии. Призменная прочность полученного составила 36,06 МПа.

Входе опытов с помощью тензорезисторов, которые устанавливались вертикально и горизонтально на внешних поверхностях стеклопластиковых оболочек гибридных стоек, измерялись их продольные и касательные относительные деформации. Принципиальные схемы мест их установки приведены на рис. 1.

Установленные вертикально тензорезисторы (под номерами 1—4, 9) фиксировали про-

дольные относительные деформации оболочки — кx , тогда как расположенные горизон-

тально (имеющие номера 5—8, 10) измеряли касательные (тангенциальные) относительные деформации — к . Значения касательных относительных деформаций позволили аналити-

чески получить поперечные (радиальные) относительные деформации — rк .

Схема направлений протекающих относительных деформаций в оболочке показана на рис. 2.

Рис. 1. Измерение относительных деформаций: схемы мест и направлений

установки тензорезисторов на образцах

94

Рис. 2. Измерение относительных деформаций: схема к пониманию направлений относительных деформаций оболочки

2. Экспериментальная установка и приборы. Программа эксперимента. Воздейст-

вие на образцы сжимающей нагрузки осуществлялось универсальной испытательной силовой машиной BISS Magnum UT-05-2000, которая оборудована гидравлическим приводом с предохранителями и обладает максимальным усилием до 2000 кН. Измерение экспериментальных данных проводилось посредством измерительной системы Sokki Kenkyujo Data Logger TDS-150, применяемой совместно с тензорезисторами на основе тонких пленок PFL-10-11. Данная система измерения местных относительных деформаций позволила одновременно снимать показания со всех точек измерения и сохранять записи результатов на персональном компьютере. Тензорезисторы закреплялись на испытуемых оболочках цианоакрилатовым клеевым составом серии CN, предназначенным для приклеивания к композитным материалам. Общий вид агрегата и приборов представлен на рис. 3. Все представленные в данной статье фотографии были сделаны автором в процессе проведения испытаний.

в)

Рис. 3. Применяемое оборудование:

а) общий вид силовой установки UT-05-2000; б) база электронного тензометра Data Logger TDS-150; в) установленный на образце тензорезистор PFL-10-11

95

Научный журнал строительства и архитектуры

Воздействие сжимающей нагрузки осуществлялось на все сечение гибридных стоек — на бетон и оболочку. Это соответствует реальным условиям работы стоек мостовых сооружений: в верхней части они испытывают воздействие сжатия по всей площади сечения от ригеля, а внизу всей площадью опираются на ростверк. Кроме того, при воздействии нагрузки одновременно на бетон и оболочку трубобетонные конструкции работают более эффективно — именно таким образом проводились испытания в ряде исследований [2, 8, 20, 24].

Образцы испытывались на воздействие кратковременной сжимающей нагрузкой. Перед началом испытания с целью обеспечения осевого сжатия выполнялось центрирование образца стойки на основании силовой установки. Нагрузка на образцы подавалась ступенями с шагом 50 кН. На каждой ступени нагрузка фиксировалась в течение 30 секунд, в это время снимались показания со всех установленных тензорезисторов. После этого нагрузка повышалась до следующей ступени. Испытание проводилось до разрушения стойки. Установленные перед испытанием образцы представлены на рис. 4.

Рис. 4. Образцы заполненных бетоном гибридных стоек длиной 1 м перед испытанием на сжатие с оболочками из стеклопластика:

а) марки СА—20; б) марки СО—40; в) марки КТ—18

3. Общее описание характера разрушения образцов. В ходе испытания подтверди-

лось теоретическое предположение, что предел прочности оболочки на растяжение в поперечном направлении во многом определяет несущую способность гибридной стойки с композитной оболочкой. Так, именно поперечные разрушения стеклопластиковых оболочек трех марок при сжатии образцов гибридных стоек воспрепятствовали их дальнейшему сопротивлению сжимающим нагрузкам (рис. 5).

Образцы гибридных стоек с оболочками трех марок разрушались в поперечном направлении в месте наибольшего поперечного давления бетона ядра на оболочку, тогда как в продольном их общая целостность сохранялась. В случае если сжимающую нагрузку прикладывать только к бетонному ядру (исключая оболочку), тогда гибридная стойка разрушается раньше, выдерживая значительно меньшую нагрузку.

96

Рис. 5. Дефекты при сжатии гибридной стойки:

а) разрушение оболочки от поперечного давления бетона; б) разрушение оболочки и бетона в продольном направлении не наступило

4. Численные результаты экспериментального исследования. Графики зависимости относительных деформаций заполненных бетоном композитных оболочек трех марок от прикладываемой сжимающей нагрузки представлены на рис. 6.

Рис. 6. Графики возрастания относительных деформаций при воздействии сжатия на образцы гибридных стоек длиной 1 м с оболочками из различных марок стеклопластика:

а) продольных; б) поперечных

В ходе эксперимента поперечные деформации развивались достаточно интенсивно, что свидетельствует о давлении бетонного ядра на оболочку и обжатии ядра последней. Началь-

97

Научный журнал строительства и архитектуры

ные нелинейные участки кривых обусловлены эффектом обжатия бетона оболочками. Измеренные в ходе испытаний относительные деформации оболочек эквивалентны деформациям бетонного ядра стойки: продольные укороченные оболочки и ядра, которые ограничены сжимающим агрегатом силовой установки и основанием внизу, одинаковы. В поперечном направлении деформации также равны: всесторонне сжатое бетонное ядро расширяется на величину, равную кольцевому расширению оболочки, — даже после разрушения стойки оболочка не отделялась от ядра (за исключением зоны разрушения).

Поскольку оболочка прилегает к бетону гибридной стойки вплотную, то при сжатии гибридной стойки ее внешняя оболочка препятствует свободному поперечному расширению бетонного ядра. В этом случае бетонный стержень гибридной стойки передает возникающие в нем внутренние напряжения не только на основание, но и на внешнюю стеклопластиковую оболочку. В результате бетонное ядро работает в условиях не одноосного, а трехосного (всестороннего) сжатия, что приводит к значительному увеличению несущей способности гибридной стойки (по сравнению с суммарной прочностью отдельных ее элементов).

Полученные значения относительных деформаций позволили вычислить напряжения оболочки и бетонного ядра гибридной стойки. На рис. 7 обозначены напряжения оболочки и ядра, возникающие при воздействии на стойку внешней сжимающей нагрузки N: кx , bx —

внутренние продольные напряжения стеклопластиковой оболочки и бетонного ядра; rк , rb —

внутренние поперечные (радиальные) напряжения стеклопластиковой оболочки и бетонного ядра (в нашем случае br rк); к — внутренние касательные (тангенциальные) напряжения стеклопластиковой оболочки.

Рис. 7. Схема к пониманию напряженного состояния элементов гибридной стойки: а) бетонного ядра; б) стеклопластиковой оболочки

Значения продольных напряжений бетонного ядра, вычисленные теоретически по авторским зависимостям математической модели работы гибридной стойки, проверялись путем сравнения с напряжениями, которые были вычислены по измеренным в ходе опытов значениям относительных деформаций. Аналогичным способом по результатам эксперимента проверены поперечные (радиальные) напряжения. Сравнение средних значений напряжений бетона гибридных стоек с оболочками различных марок представлено на графиках рис. 8.

Сравнение теоретических значений напряженного состояния элементов гибридных стоек с результатами экспериментального исследования показало их хорошую сходимость:

98

среднее расхождение составило 7 %. При экспериментальном исследовании на сжатие образцов гибридных стоек были зафиксированы следующие положения:

1.Существенное увеличение прочности всесторонне обжатого бетонного ядра в композитной оболочке. Ранее это явление неоднократно доказывалась для сталетрубобетонных конструкций [1, 5, 7, 10, 16], в то время как данные испытания подтвердили увеличение прочности бетонного ядра и в случае применения внешней оболочки с различными физикомеханическими свойствами в поперечном и продольном направлениях. Такая гибридная конструкция может стать альтернативой зарекомендовавшим себя в строительстве сталетрубобетонным стоечным конструкциям. Наибольшая величина сжатия, воспринимаемая образцом гибридной стойки длиной 1 м, составила 111,07 т. Это в 2,07 раза больше, чем суммарная прочность бетона и данной оболочки по отдельности, и в 3,18 раза больше прочности бетонной стойки аналогичного сечения;

2.Зафиксирована идентичность механики работы и разрушения стеклопластиковых оболочек различных изготовителей и типов производства;

3.Потеря прочности образцов приведенных размеров, как и показали теоретические расчеты по формуле Эйлера, наступает раньше потери устойчивости;

4.Оболочка не отделялась от бетона в ходе воздействия сжимающей нагрузки на конструкцию стойки. После разрушения оболочки от поперечного давления бетона гибридная стойка теряет возможность воспринимать нагрузку, однако оболочка от бетона не отделяется, за исключением зоны разрушения;

5.Величина предела прочности оболочки на растяжение в поперечном направлении значительно определяет несущую способность гибридной стойки с композитной оболочкой. Разрушения гибридных стоек при воздействии сжатия происходили именно по причине разрушения стеклопластиковых оболочек от поперечного давления бетона.

Рис. 8. Сравнение теоретических и экспериментальных средних значений напряжений элементов гибридных стоек для стеклопластиковых оболочек различных марок, заполненных бетоном: а) напряжения бетонного ядра в продольном направлении; б) поперечные (радиальные) напряжения

Выводы

1.Проведены экспериментальные исследования гибридных стоек, показавшие целесообразность применения в стоечных опорах мостовых сооружений стеклопластиковых конструктивных элементов, которые не использовались ранее в таких конструкциях.

2.Сопоставление несущей способности гибридной стойки с сочетанием воздействующих на стойки мостовых сооружений проектных нагрузок показало, что гибридные стойки

99