Деформационные швы автодорожных мостов являются одними из самых ответственных конструктивных элементов мостового полотна, техническое состояние которых влияет на безопасность движения транспортных средств и долговечность мостов. Элементы деформационных швов испытывают не только статические, но и постоянные динамические нагрузки, которые приводят к их постепенному преждевременному разрушению. Проблема расчета деформационных швов на действие статических и динамических нагрузок привлекает внимание исследователей во всем мире. В статье описываются результаты численного моделирования напряженного состояния конструкции однопрофильного деформационного шва на действие как статических, так и динамических нагрузок. с целью определения динамических коэффициентов в диапазоне скоростей 0–40 км/ч. Контактное воздействие колеса грузового автомобиля на фрагмент конструкции деформационного шва моделируется с помощью программного комплекса ANSYS. Проведенные предварительно статические расчеты показали, что наиболее неблагоприятным случаем для деформационного шва является ситуация, когда контактная зона передает нагрузку на одну переходную зону и деформационный шов с одной стороны. Взаимодействие между колесами и пролетным строением моделировалось в программном комплексе ANSYS через нелинейный контакт типа Frictionless, т. е. предполагалось свободное скольжение с возможностью отрыва от поверхности. Установлено, что динамический коэффициент в рассмотренном диапазоне скоростей зависит от скорости автомобиля нелинейно По результатам проведенного численного эксперимента сделаны выводы о применении недостаточного динамического коэффициента для конструкции деформационного шва и необходимости проведения дополнительных как численных, так и физических исследований, и экспериментов с целью с целью: определения влияния жесткости тележки на величину динамического коэффициента; учета нелинейных свойств материала дорожной одежды в околошовной зоне деформационного шва; увеличение диапазона рассматриваемых скоростей.
Expansion joints in road bridges are among the most critical structural elements of the bridge deck, whose technical condition affects the safety of vehicle traffic and the longevity of bridges. Components of expansion joints experience not only static but also continuous dynamic loads, leading to their gradual premature failure. The problem of calculating expansion joints under static and dynamic loads attracts researchers' attention worldwide. This article describes the results of numerical modeling of the stress state of a single-profile expansion joint subjected to both static and dynamic loads, aimed at determining dynamic coefficients within a speed range of 0–40 km/h. The contact action between a truck wheel and a segment of the expansion joint structure is modeled using the ANSYS software package. Preliminary static calculations have shown that the most unfavorable scenario for the expansion joint occurs when the contact zone transmits load to one transition zone and the expansion joint on one side. The interaction between the wheels and the bridge span was modeled in ANSYS through a nonlinear contact type Frictionless, implying free sliding with the possibility of detachment from the surface. It has been established that the dynamic coefficient in the considered speed range depends nonlinearly on vehicle speed. Based on the results of the numerical experiment, conclusions were drawn regarding the application of an insufficient dynamic coefficient for the design of the expansion joint and the necessity for additional numerical and physical research and experiments aimed at: determining the influence of cart stiffness on the magnitude of the dynamic coefficient; accounting for nonlinear material properties in the pavement near the expansion joint; and increasing the range of considered speeds.