• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.02.2023
ПНИПУ
1
171

Ученые Пермского Политеха выяснили, как продлить жизнь мостов

4.5

Согласно данным Росстата, в нашей стране функционируют 42 тысячи мостов. Они должны справляться с огромными нагрузками растущего трафика, температурными перепадами и даже землетрясениями. Поэтому прочность мостовой конструкции имеет первостепенное значение. Обеспечить ее долговечность и износостойкость помогут исследования, проведенные в Пермском Политехе. Благодаря математическому моделированию и серии натурных испытаний, ученые нашли способ сократить трение между опорами и пролетными строениями моста, а значит предотвратить возможные обрушения.

Ученые Пермского Политеха выяснили, как продлить жизнь мостов / ©Getty images / Автор: Messiena Lucretius

Разработка выполнена при финансовой поддержке Российского Научного Фонда. Статьи, освещающие свойства антифрикционного покрытия и схему его размещения, опубликованы в журнале Lubricants. Исследования прочности составных элементов имеют значение не только для возведения новых, но и для укрепления исторических мостов, ведь их уже нельзя перепроектировать под актуальные хозяйственные потребности человека. Пренебрежение содержанием возведенных мостов может привести к трагедиям, вроде обрушения виадука в Генуе в 2018 году, когда старые опоры не справились с весом проезжавших машин. Чтобы гарантировать их устойчивость, несмотря на износ и рост нагрузки из-за транспортного потока, необходимо модернизировать конструктивные элементы мостов, которые возможно обновить без ущерба для архитектуры.

Помочь в этом может использование антифрикционных материалов, так как они обладают повышенной устойчивостью к износу при продолжительном трении. Чтобы обеспечить максимальную выносливость моста, такой материал наносят между стальными элементами опорной части. За счет снижения коэффициента трения сокращается износ деталей, а значит, мост сможет прослужить дольше. Ученые Пермского Политеха провели математическое моделирование, чтобы определить, какой антифрикционный материал обеспечивает наибольшую износостойкость мостовых конструкций, и каким образом ввести его в опорную часть, чтобы она служила как можно дольше.

«В ходе исследования была смоделирована сферическая опорная часть пролетного строения моста. Стандартная толщина антифрикционного слоя в ней составляет четыре миллиметра. Мы варьировали этот параметр, чтобы выяснить, как это скажется на трении поверхностей. Исследование показало, что увеличение толщины промежуточного слоя благоприятно влияет на напряженно–деформированное состояние опоры, то есть позволяет сократить износ конструкции.

Эффективными антифрикционными материалами показали себя поликомпозитные материалы: сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), применяемый, например, для изготовления бронежилетов, и модифицированный гамма-излучением политетрафторэтилен (PTFE), широко известный как тефлон», — рассказывает старший научный сотрудник, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ, кандидат технических наук Анна Каменских.

Расположение опор моста / ©Пресс-служба Пермского Политеха

Эксперты также проверили, как на износ конструкции влияет расположение антифрикционного слоя. Стандартно углубление для него предусматривается в верхней стальной плите опорной части. Однако проведенное математическое моделирование показало, что это отнюдь не оптимальный вариант. При таком расположении добиться низких показателей износа возможно, лишь изменив геометрию полимерной прослойки. Если же поместить углубление в нижнюю стальную плиту опорной части, можно снизить трение и замедлить разрушение при помощи правильного выбора антифрикционных материалов.

Таким образом, результаты проведенного исследования позволят реализовать интересы строительных фирм и муниципальных властей. С одной стороны, полученные данные открывают новые возможности для возведения более прочных и безопасных конструкций. С другой стороны, они позволяют увеличить несущую способность и срок службы элементов транспортных систем без технического обслуживания. А это значит, что содержание мостов потребует меньших затрат бюджетных средств.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 11:50
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Сегодня, 08:33
Полина Меньшова

Чрезмерный или неконтролируемый просмотр порноконтента, как правило, связан с особенностями психологического и эмоционального состояния человека. Какие именно факторы вызывают потребность в видео «для взрослых», объяснили специалисты из Австралии.

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

20 мая
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

21 мая
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

27 апреля
Редакция Naked Science

Первый эпизод рассказывает об исследователе, который посещает различные планеты в поисках инопланетной жизни. Видео переведено на русский специально для Naked Science.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Отличная новость! Осталось ещё осилить метод куда сложнее квантовой механики и волновых теорий - это метод Технического Обслуживания! Вот тогда то будет очевидно увеличение срока жизни мостов. А то начинается, снова сосульки лазером с дронов топим...
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: