По заказу ООО «Первый проектный институт» сотрудниками НЦ в сентябре-октябре 2025 г. выполнены работы по расчётным исследованиям напряжённо-деформированного состояния арочного пролётного строения Смоленского метромоста через реку Москва в г. Москва.
Арочное пролетное строение представляет собой двухшарнирную арку длиной 147 м с ездой поверху. Отношение стрелы подъема арки к ее расчетной длине равно f/l=1/13,58. В поперечном сечении пролетное строение состоит из двух арок, связанных между собой системой продольных и поперечных связей. Расстояние между осями арок равно 9,50 м, а между осями путей – 3,55 м. Сечение арок коробчатое, ассиметричное относительно горизонтальной и симметричное относительно вертикальной осей, открытое снизу (с планками) (Рис.1).
Рис.1 Смоленский метромост. Конструкция стоек в местах образования листовых шарниров
Для решения поставленных Заказчиком задач была разработана пространственная конечно-элементная расчётная модель пролетного строения в программном комплексе.
В результате расчётов получены опорные реакции, прогибы, нормальные напряжения в стальных элементах, а также усилия в железобетонной плите балластного корыта.
Условия прочности арок, элементов проезжей части и ветровых поясов выполняются.
На основе уточнённой расчётной модели, в которой стойки, узлы прикрепления к ним поперечных балок, поперечные балки и ветровые пояса моделируются пластинами, выполнен расчёт форм возможной потери устойчивости элементами пролётного строения. Условия местной устойчивости пролётного строения выполняются.
Особое внимание следует обратить на напряженное состояние стоек арочного пролетного строения, конструкция которых из-за повышенных нагрузок, выявленных уже в процессе эксплуатации моста, в 1955 г. была изменена. В местах прикрепления наиболее нагруженных стоек к аркам были устроены листовые шарниры путем выреза полок уголков и вырезы в вертикальных листовых элементах. Образование в стойках надарочного строения листовых шарниров способствовало значительному снижению напряжений в зонах шарниров и иному характеру распределения напряжений по высоте указанных элементов.
Рис. 2 – Линии влияния изгибающих моментов в стойках № 5 – Линии влияния изгибающих моментов в стойках № 5
С помощью программного комплекса проанализирован размах переменных напряжений в стойках надарочного строения от основного сочетания нагрузок до и после образования листовых шарниров (Рис.2). В зонах концентрации растягивающие напряжения в средних стойках могут достигать предела текучести стали, что приводит к развитию усталостных повреждений.
Заказчику даны рекомендации по изменению статической схемы надарочного строения.
