close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
№ 58/февраль 2012
Уважаемые читатели!
Этот номер журнала мы готовили в преддверии международной
конференции «Мостостроение Европейского союза и России: проекты и
тенденции развития – гармонизация нормативной базы», которая будет
проходить в конце февраля в столице Австрии. Такие события, собирающие
представителей ведущих российских и зарубежных мостостроительных
компаний и предприятий, рядовыми не назовешь. Возможность
ознакомиться с передовым зарубежным опытом, пусть далеко не всегда
применимым в наших непростых условиях, а также показать свои идеи и
наработки, как известно, дорогого стоит.
Именно поэтому главной темой очередного дорожного выпуска
«Красной линии» стали вопросы проектирования, строительства и
содержания мостов и других крупных инженерных сооружений. Своим
мнением о состоянии отечественного мостостроения, различными
проектами и инновациями на страницах этого номера поделились практики
и теоретики из разных регионов России. Уверен, что каждый из вас найдет
здесь важную и полезную для себя информацию.
Александр Бовыкин,
главный редактор
Содержание
Управление и экономика
Повышение эффективности использования
дорожной техники........................................................... 14
МОСТЫ И ТОННЕЛИ
ОАО «Трансмост»:
отличный потенциал в режиме ожидания........................ 21
Новый железнодорожно-автомобильный мост
через реку Днепр в Киеве................................................ 30
Достижения в юбилейный 2011 год................................. 32
Геодинамическая безопасность городских мостов
и автоматизированные системы мониторинга................. 34
Свайно-эстакадные дорожные конструкции
на слабых основаниях..................................................... 38
Идентификация повреждений
в мостовых конструкциях на основе анализа
их колебательных процессов........................................... 42
Испытания грунтозасыпного автодорожного моста
со сводчатым пролетным строением
из монолитного железобетона........................................ 48
Особенности и проблемы эксплуатации
деформационных швов мостовых сооружений................ 52
Разработка комбинированного
деформационного шва для мостов ................................. 54
Небольшие по объемам,
но важные элементы мостовых сооружений.................... 60
ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ
Гидроизоляция пролетных строений мостов
и путепроводов материалами Sika.................................. 67
Полифункциональность пешеходных мостов
в рекреационной системе города.................................... 70
Влияние плоских георешеток
на сдвигоустойчивость дорожных одежд......................... 78
Мониторинг системы усиления
оснований насыпных сооружений песчаными сваями
в геосинтетической оболочке.......................................... 83
ТЕХНИКА И ОБОРУДОВАНИЕ
Новая разработка для зимних дорог................................ 92
короткой строкой
Рабочая поездка руководителя ФДА
А.М. Чабунин совершил рабочую поездку по
маршруту Камчатка – Магадан – Приморский
край.
В ходе визита руководитель Росавтодора
рассмотрел вопросы строительства новых развязок в Петропавловске, реконструкции участка дороги Петропавловск – Мильково на выезде из города за стелой по «старой дороге» (с 12
по 17 км).
В ходе визита в Камчатский край Анатолий
Михайлович посетил Усть-Камчатский и Миль-
ковский районы, где осмотрел реконструированные участки трассы Петропавловск – Мильково и строящийся мост в районе поселка
Козыревск на трассе Мильково – Ключи – УстьКамчатск.
Руководитель ФДА отметил, что за последние
годы камчатские дорожники заметно нарастили
производственные мощности и, наравне с коллегами в Центральной России, достойно выполняют
работы по строительству и содержанию дорог.
Пресс-служба ФДА
До 2020 года ГК «Автодор» должен освоить
1,4 триллиона рублей
10
Распоряжением правительства РФ утвержден
объем программы деятельности
госкомпании «Автодор» на 2010–
2019 годы,
который
составит 1 триллион 392
миллиарда рублей.
Из общего объема
программы
размер
внебюджетных средств
достигнет
368,462
миллиарда рублей, из
них 48 миллиардов рублей – заимствования
ГК, 273,379 миллиарда
рублей – собственные
и заемные средства инвесторов. Также компания
рассчитывает получить из инвестиционного фонда 47,691 миллиарда рублей.
В рамках программы планируется построить и
реконструировать 1922 км автомобильных дорог,
в том числе будет построено 958,9 км, реконстру-
ировано – 963,9 км, из
них капитальный ремонт
будет проведен на 700
км автодорог.
Основной объем работ по вводу будет осуществлен на новой скоростной автомобильной
трассе Москва – Петербург
протяженностью
684 км.
Компания рассчитывает к 2020 году управлять 3118 км автодорог
по сравнению с 1254 км
на конец 2011 года, следует из распоряжения.
Председатель правления компании Сергей
Кельбах сообщал, что ранее программа деятельности на 2010–2015 годы предполагала общие инвестиции в размере 1,533 триллиона рублей.
http://asninfo.ru
Недобросовестных поставщиков не допустят к госзаказу
С целью улучшения качества дорожных работ и
повышения эффективности бюджетных расходов Росавтодором совместно с подведомственными федеральными учреждениями создана система мониторинга исполнителей госконтрактов
на содержание, ремонт и строительство федеральных автодорог.
Заказчики (региональные управления дорог)
регулярно направляют в Федеральное дорожное
агентство информацию о компаниях, которые
внесены в Реестр недобросовестных поставщиков. Параллельно проводятся регулярные выездные инспекции строительных объектов.
В конце 2011 года в Реестр недобросовестных
поставщиков были внесены сведения о десяти
организациях, нарушивших условия госконтрактов либо уклонившихся от их исполнения. В их
числе строительные подрядчики из Карелии,
Татарстана, Бурятии, Калужской, Магаданской,
Свердловской областей, Якутии, Хабаровского
края. Организации, попавшие в Реестр недобросовестных поставщиков, впредь не будут допущены к торгам.
«Впрочем, пока в федеральном законодательстве имеются пробелы, позволяющие недобросовестным поставщикам вновь выходить на рынок
госзаказа. Нередко учредители и руководители
организаций, включенных в Реестр, попросту создают новые компании, либо изменяют идентификационные данные. Нужны эффективные правовые механизмы, которые позволили бы пресекать
подобную практику», – замечает руководитель
Росавтодора Анатолий Чабунин. По его словам, в
настоящее время разрабатывается проект закона
о Федеральной контрактной системе. Росавтодор
принимает активное участие в подготовке этого
документа, призванного усовершенствовать действующую систему размещения государственного и муниципального заказа.
www.dorkomstroy.ru
«Умная дорога» и «Карусель»
На полигоне Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета
(МАДИ) состоялось торжественное открытие исследовательских комплексов, созданных в рамках развития инновационной инфраструктуры университета.
В мероприятиях приняли участие заместитель министра транспорта РФ О.В. Белозеров, генеральный директор НП МОД «СОЮЗДОРСТРОЙ» Л.А. Хвоинский,
представители подрядных и научных организаций.
Собравшимся был продемонстрирован универсальный комплекс для испытания дорожных покрытий и
легковых шин «Карусель». Протяженность «беговой дорожки» 96 м и максимальная скорость до 140 км/ч позволяют за месяц совершить миллион проходов колеса
правил дорожного движения, правил перевозки опасных грузов, дистанционный контроль документов для
подтверждения законности управления автомобилем,
выстраивание логистических цепочек доставки грузов, управление системой парковок и многое другое.
Благодаря новым разработкам Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет подтвердил свой статус ведущего научноисследовательского центра дорожно-транспортной
отрасли России.
Николай Проказов,
пресс-секретарь НП МОД «СОЮЗДОРСТРОЙ»,
фото автора
11
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
под нагрузкой в 600 кг. Для испытания уложено три вида
асфальтобетонного покрытия. Работа над развитием
испытательного полигона продолжается. Планируется
запустить аналогичный стенд для грузовых шин, создать оснастку для имитирования российских климатических условий.
Другой новинкой стал комплекс для мониторинга
и управления дорожным движением «Умная дорога»
и созданная на его основе масштабная модель Федеральной информационной автоматизированной
системы идентификации объектов дорожного движения (ФИАС ИМОДД). Ее задача – объединить все существующие варианты мониторинга на новой основе.
Сюда можно включить систему оплаты за проезд грузовиков массой свыше 12 тонн, контроль соблюдения
Алтайская
закалка
В феврале исполняется 55 лет Леониду Адамовичу Хвоинскому,
генеральному директору НП МОД «СОЮЗДОРСТРОЙ»,
заслуженному строителю России, обладателю многих других
почетных званий, правительственных и профессиональных наград.
12
В дорожную отрасль Леонид Хвоинский пошел по семейной традиции,
вслед за отцом и старшим братом.
Еще в школьные годы Леонид начал
проявлять качества лидера, обгоняя
сверстников в инициативности и ответственности. Трудно поверить, но
мальчишка в 14 лет руководил школьной полеводческой бригадой из 50 человек.
В институт Хвоинский поступил,
имея опыт организаторской деятельности и годичный стаж в качестве дорожного рабочего. Избранная профессия дорожника и студенческий
строительный отряд, который он вскоре возглавил, дали возможность почувствовать себя нужным человеком,
занимающимся важным делом, приносящим людям пользу. С осознанием
этого выпускник СибАДИ Леонид Хвоинский получил распределение в Новоалтайское ДСУ-7 и уверенно зашагал по жизни. Спустя пять лет он был
уже начальником управления, пройдя
ступени мастера, прораба и главного
инженера. Для многих других людей
достигнутого статуса и положения
хватило бы на всю оставшуюся жизнь.
Но Леонид Адамович шагнул дальше.
Вместо одного успешного предприятия в распоряжении нового начальника ГУП «Алтайавтодор» Хвоинского
оказалось 72 дорожных коллектива
Алтайского края. В невероятно сложных условиях он успевал уделять время не только основной деятельности,
но и социальной и культурной сфере.
Одним из напоминаний о том времени стал уникальный музей восстановленной дорожной техники XIX–XX
веков, с экспонатами, имеющими
статус исторических памятников.
Другим – возрожденный Колыванский камнерезный завод, предприятие с удивительно богатой историей
и традициями.
К концу 90-х годов ситуация в отрасли стабилизировалась, и всем казалось, что страну ждет бурный рост дорожного строительства. Но досадная
потеря дорожных фондов застопорила дальнейшее развитие. Дорожные
фонды удалось возродить лишь через
десятилетие, в ходе которого Леонид
Хвоинский, как и другие дорожники,
не прекращал борьбы за возвращение
целевых средств.
Эту работу ему наиболее успешно
удавалось вести в качестве депутата
Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации.
Четыре года деятельности в качестве
заместителя председателя Экспертного совета по дорожному хозяйству
при Комитете по промышленности,
строительству и наукоемким технологиям, участие в комиссии Госдумы по
рассмотрению расходов федерального бюджета, направленных на обеспечение обороны и государственной
безопасности РФ, и решение многих
других важных государственных задач
сделали бывалого дорожного строителя не только опытным политиком,
но и человеком, способным добивать-
ся качественных результатов в любых
сферах жизни.
Главным делом на сегодняшний
день для юбиляра стало саморегулирование в дорожно-транспортном
строительстве. Леонид Хвоинский –
организатор и руководитель НП «Межрегиональное объединение дорожников «СОЮЗДОРСТРОЙ», созданного в
2009 году.
В составе Национального объединения строителей это Партнерство –
одна из самых эффективных саморегулируемых организаций. Хорошо
действует отлаженная система повышения квалификации кадров, базирующаяся на сотрудничестве с ведущими транспортными вузами России.
Во взаимодействии с Министерством
транспорта РФ, Федеральным дорожным агентством и Государственной компанией «Автодор» проведена
большая работа по гармонизации иностранных строительных норм и правил. Разработано шесть важнейших
стандартов дорожного строительства
с перспективой на принятие их в качестве национальных стандартов. Начата разработка еще 11 стандартов
организации.
Благодаря энергии, инициативности, высокой работоспособности
и незаурядным организаторским качествам Леонида Адамовича саморегулируемая организация НП МОД
«СОЮЗДОРСТРОЙ» стала надежным
оплотом дорожно-транспортного комплекса РФ.
Редакция журнала «Красная линия», выпуск «ДОРОГИ»
от всей души поздравляет Леонида Адамовича с юбилеем
и желает крепкого здоровья, неиссякаемой энергии, новых идей
и их удачных воплощений!
управление и экономика
Повышение
эффективности
использования дорожной техники
Недостаточное
развитие транспортной
инфраструктуры Дальнего
Востока является в
настоящее время весьма
существенным фактором,
сдерживающим развитие
региона.
14
В.А. Ярмолинский
[email protected]
Плотность автомобильных дорог
общего пользования с твердым покрытием по ДФО составляет 7,08 км
на 1000 кв.км, тогда как по Российской Федерации этот показатель
равен 33,9 км на 1000 кв.км территории. Протяженность сети автомобильных дорог общего пользования
составляет 48 584 км, что при протяженности общероссийской сети
автомобильных дорог (593 тыс. км)
составляет всего 8,2%. Этого явно
недостаточно для такого динамично
развивающегося региона как Дальний Восток.
Важнейшим условием развития и
модернизации автодорожной сети
Дальнего Востока, поддержания ее
требуемых транспортно-эксплуатационных характеристик, повышения
качества услуг, предоставляемых
пользователям автомобильных дорог,
является поиск и привлечение дополнительных источников финансирования дорожного хозяйства региона.
Строительство новых и реконструкция
существующих
дорог
должны привлекать в регион дополнительные инвестиции, создавать
новые рабочие места, развивать
промышленность, сельское хозяйство, ресурсодобывающие отрасли, обеспечивать условия для получения населением необходимых
социальных благ, снижать уровень
потребительских цен и миграцию
населения и, как следствие, повышать экономическую и социальную
составляющую развития региона.
В то же время, в сложившейся непростой ситуации с финансированием дорожной отрасли, органам
управления дорожного хозяйства
Дальнего Востока необходимо искать новые, до настоящего времени
не использованные механизмы привлечения дополнительных источников финансирования.
В условиях дефицита средств
для строительства новых автодорог, реконструкции и капитального
ремонта существующих, дорожностроительные организации должны оптимизировать свою работу
и обеспечить снижение сметной
стоимости дорожных объектов. Это
позволит в конечном итоге повысить эффективность использования производственных ресурсов
и обеспечить получение тендеров
на осуществление дорожных работ
при существующей несовершенной
системе организации подрядных
торгов [1, 2].
Для повышения эффективности
работы дорожных организаций необходимо найти пути снижения
уровня непроизводительных затрат
и повышения рентабельности производства.
Одним из путей привлечения дополнительных инвестиций является
повышение эффективности работы
дорожно-строительных организаций на объектах дорожного строительства региона.
Рассмотрим характерный пример работы Филиала Управления
промышленного производства № 2
(УПП № 2) ФГУП «Главное управление специального строительства»
(ГУСС «Дальспецстрой»), на базе которого была разработана методика
повышения эффективности работы
дорожно-строительных организаций за счет оптимизации использования ведущих и вспомогательных
дорожно-строительных машин на
объектах дорожного строительства.
Для обеспечения эффективной
работы ведущих и вспомогательных машин на объектах дорожного
строительства Филиала «УПП № 2»
ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» необходимо установление предельных
значений эффективности использо-
Суммарный риск снижения эффективности
производственного
процесса работы машин и механизмов может быть выражен формулой
Rr = rтехн + rорг + rэкон + rпог
(1)
где rтехн – риск снижения эффективности производства за счет
влияния технических факторов;
rорг – риск снижения эффективности
производства за счет влияния организационных факторов; rэкон– риск
снижения эффективности производства за счет влияния экономических факторов; rпог – риск снижения
эффективности производства за
счет влияния погодно-климатических факторов.
К группе технических факторов
относятся:
отсутствие необходимой материально-технической базы подрядной организации;
недостаточная техническая оснащенность машино-дорожных отрядов;
моральный и фактический износ
техники;
отсутствие высокопроизводительных машин и механизмов;
недостаточная
квалификация
машинистов, дорожных рабочих и
инженерно-технического персонала.
Математическое выражение риска факторов данной группы, влияющего на снижение эффективности производственного процесса
работы машин и механизмов ниже
предельно допустимого значения,
может быть выражено следующей
зависимостью
, (2)
– число технических факгде торов, снижающих эффективность
производственного процесса работы машин и механизмов ниже
предельно допустимого значения;
– общее число технических факторов, влияющих на эффективность
производственного процесса работы машин и механизмов.
К организационным факторам
предлагается отнести:
отсутствие оптимальной стратегии управления производством на
среднесрочный и долгосрочный периоды;
недостатки
законодательной
базы, связанные с проведением
подрядных торгов, отсутствием
требований к конкурсной документации о дифференциации услуг по
виду и качеству дорожных работ
и эффективному способу выбора
подрядчика;
отсутствие современных инновационных технологий производства работ;
отсутствие эффективных способов контроля качества дорожных
работ.
Математическое выражение риска факторов данной группы выражается зависимостью
,
(3)
– число организационных
где
факторов, снижающих эффективность производственного процесса
работы машин и механизмов ниже
предельно допустимого значения;
– общее число организационных
факторов, влияющих на эффективность производственного процесса
работы машин и механизмов.
К группе экономических факторов
относятся:
недостаточное финансирование
объектов дорожного строительства;
высокие амортизационные отчисления и лизинговые платежи;
длительный срок окупаемости
дорожной техники и другие факторы.
Общее выражение риска факторов данной группы может быть охарактеризовано следующей зависимостью
, 15
(4)
– число экономических
где
факторов, снижающих эффективность производственного процесса
работы машин и механизмов ниже
предельно допустимого значения; – общее число экономических
факторов, влияющих на эффективность производственного процесса
работы машин и механизмов.
К группе погодно-климатических
факторов, снижающих эффективность производственного процесса
работы машин и механизмов, относятся:
сильные дожди, снегопады и метели;
туманы;
штормовые ветра;
пыльные бури;
экстремальные низкие и высокие температуры воздуха, в период
воздействия которых снижается эффективность или прерываются производственные процессы работы
машин и механизмов.
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
вания дорожной техники, ниже которой происходит ее снижение до
недопустимых величин и возникает
риск увеличения финансирования
дорожных объектов сверх сметной
стоимости проекта.
Эффективность дорожных работ
зависит от различных факторов, из
которых к числу основных следует отнести: технические факторы, организационные факторы, экономические
факторы и погодно-климатические
факторы. Эти факторы относятся в
большей степени к случайным явлениям, то есть могут произойти с
определенной долей вероятности и,
в свою очередь, повлиять на эффективность использования техники в
машино-дорожных отрядах.
Влияние различных факторов приводит к риску снижения эффективности работы дорожной техники и,
как следствие, к увеличению сметной стоимости строительства дорожных объектов.
Для эффективной работы машино-дорожных отрядов необходимо
оценить степень рисков еще на стадии планирования и оперативного
управления, произвести ранжирование их по степени опасности для
дорожного строительства и технико-экономического
обоснования
принимаемых решений.
Под риском понимается вероятность возникновения нежелательного события или процесса. Иногда
понятие «риск» определяют как произведение указанной вероятности
на экономическую или другую величину нежелательного события [3].
Под риском также можно понимать опасность возникновения ситуации, когда эффективность производственного процесса работы
машин и механизмов на объектах
дорожного строительства снижается ниже допустимых значений.
Возникновению указанных ситуаций способствует ряд технических,
организационных,
природно-климатических и других факторов, в
том числе: отсутствие современной
высокопроизводительной техники,
амортизация существующего комплекта машин и механизмов, недостаточная квалификация машинистов, неэффективное управление
производственными процессами,
отсутствие необходимого финансирования, сложные природно-климатические условия и многое другое,
влияющее в конечном итоге на эффективность использования машин
и механизмов [4].
управление и экономика
16
Математическое выражение риска факторов данной группы выражено зависимостью
,
(5)
– количество погодно-клигде
матических факторов, снижающих
эффективность производственного
процесса работы машин и механизмов ниже предельно допустимого
значения; – общее число погодно-климатических факторов, влияющих на эффективность производственного процесса работы машин
и механизмов.
Для определения значений рассматриваемых групп рисков: rтехн,
rорг, rэкон, rпог, необходимо определить
основные характеристики этой случайной величины, в частности математические ожидания группы факторов рассматриваемого риска X и
предельно допустимого риска Xпред,
за которым вероятность снижения
эффективности Рэф ≥ 0,5.
При оценке степени риска важно
установить допустимый риск, выше
которого происходит снижение эффективности использования машин
и механизмов на объектах дорожностроительных работ.
Для определения допустимого
суммарного риска предложена формула
= 1 – Кн, где Кн – заданный уровень надежности принимаемый равным 0,95.
Под заданным уровнем надежности понимаем ту доверительную
вероятность, при которой не наступит риск, выше которого происходит
недопустимое снижение эффективности использования машин и механизмов на объектах дорожно-строительных работ.
Для определения фактических
рисков исследуемой случайной величины снижение эффективности
использования ведущих и вспомогательных машин на объектах
дорожного строительства Филиала «УПП № 2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» необходимо провести
аппроксимацию
статистических
рядов установленными законами
распределения.
Аппроксимация статистических
рядов распределения эффективности работы ведущих и вспомогательных машин показала соответствие их нормальному закону
распределения. Этот закон справедлив в случаях, когда результат
процесса зависит от большого числа независимых случайных факторов, причем каждый в отдельности
влияет на конечный результат незначительно.
Плотность вероятностей этого закона имеет вид
(6)
, где Хi – переменная случайной величины эффективности использования машин; – математическое
ожидание рассматриваемой случайной величины; σ – среднее квадратическое отклонение.
При введении новой переменной
получаем нормированное нормальное
распределение (σ=1)
, (8)
где t – коэффициент доверительной вероятности или аргумент функции Лапласа.
По полученным вероятностным
кривым распределения эффективности использования машин
можно определить фактический
риск для каждой рассматриваемой машины
(9)
(10)
– табулированная функгде ция Лапласа.
С заданной доверительной вероятностью можно определить границы
доверительного интервала рассматриваемой случайной величины Хi, за
пределы которого она не выходит
(7)
,
(11)
Мат. ожидание
эффективности
использования машин
Среднее
квадратическое
отклонение
σ
Предельное значение
эффективности
использования машин
Χпред
Бульдозер Liebherr PR 724L-753
0,725
0,03
0,621
Мобильная роторная дробилка FINLAY I-1312
0,499
0,13
0,263
Щековая дробилка Sandvik
0,419
0,06
0,322
Автогрейдер CAT-160H
0,507
0,06
0,410
Виброкаток BOMAG BW 161 AD-4
0,669
0,11
0,384
Каток BOMAG BW 203 AD-4
0,587
0,08
0,441
Погрузчик Liebherr L556
0,529
0,11
0,335
Асфальтоукладчик Titan 7820
0,616
0,09
0,302
Асфальтоcмесительная установка
LINTEC CSD 1500/4
0,700
0,105
0,526
Нарезчик швов Stone CS-2
0,669
0,04
0,602
Наименование
дорожно-строительных
машин
Табл. 1. Предельные значения эффективности использования машин Филиала «УПП № 2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой»
Рис. 1. Диаграмма предельных значений эффективности использования основных и вспомогательных машин Филиала «УПП № 2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой»
ных машин на объектах дорожного
строительства Филиала «УПП № 2»
ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» приведены в табл. 1.
Полученные в результате расчета по предлагаемой методике предельные значения эффективности
использования машин на объектах
дорожного строительства Филиала «УПП № 2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» позволяют определить
с заданным уровнем надежности
значения исследуемой случайной
величины. Ниже данных значений
(рис. 1) возникает риск увеличения
сметной стоимости строительства
дорожного объекта.
В результате проведенных исследований с использованием теории
риска были определены предельные
значения величины эффективности
использования дорожной техники в
условиях неопределенности.
Проведенные исследования послужили основой для получения с
заданной надежностью предельных значений исследуемой случайной характеристики эффективности использования ведущих и
вспомогательных дорожно-строительных машин (на примере
Филиала «УПП № 2» ФГУП «ГУСС
«Дальспецстрой»). Предлагаемая
методика позволяет оптимизиро-
вать работу машино-дорожных отрядов и повысить эффективность
работы дорожных организаций на
объектах дорожного строительства.
17
Литература
1. Ярмолинский В.А. Повышение
эффективности использования производственных ресурсов в условиях
неопределенности финансирования
дорожных проектов / В.А. Ярмолинский, А.М. Хакимов. – Вестник Тихоокеанского государственного университета. – 2011. – № 1 (20).
2. Ярмолинский В.А. Непроизводительные потери в условиях неопределенности
строительства
дорожных объектов / В.А. Ярмолинский, А.М. Хакимов. – Транспортное
строительство. – 2011. – № 3.
3. Боровик В.С. Определение реакции дорожно-строительного производства на внедрение прогрессивных технологий / В.С. Боровик,
А.С. Седова. – Волгогр. гос. архит.строит. ун-т. Волгоград : ВолгГАСУ,
2011. – 128 с.
4. Вербицкий Г.М. Комплексная
механизация строительства : учебное пособие / Г.М. Вербицкий. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. унта, 2006. – 274 с.
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
где t – аргумент функции Лапласа,
принимаемый в зависимости от доверительной вероятности; σ – среднее квадратическое отклонение
рассматриваемого параметра.
Для нормального закона распределения справедливо правило «трех
сигм», которое гласит, что случайная
величина с вероятностью близкой к
единице не выходит за пределы доверительного интервала .
Таким образом, для оценки эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожностроительных машин на объектах
дорожного строительства Филиала
«УПП № 2» ФГУП «ГУСС «Дальспецстрой» необходимо определить табулированную функцию Лапласа
для каждой машины, на основании
чего определить нижние и верхние
границы доверительных интервалов
случайных характеристик и фактические риски.
При заданном уровне надежности Кн = 0,95 значение предельно
допустимого риска эффективности
использования ведущих и вспомогательных дорожно-строительных
машин составит
.
Из условия допустимого риска,
предельные значения эффективности использования ведущих и вспомогательных дорожно-строитель-
мосты и тоннели
18
Мосты через Каму и Буй
в Удмуртии ждут новых
инвесторов
Правительству Удмуртии, вероятно,
придется снова проводить конкурс для
поиска новых инвесторов по проекту
концессионного соглашения о строительстве и эксплуатации на платной
основе мостовых переходов через реку
Кама и реку Буй у города Камбарка.
Либо добиваться изменения условий,
предложенных уже найденным инвестором. Такое мнение выразил министр промышленности Удмуртии Олег Радионов.
Он пояснил, что инвестор, выигравший
первый конкурс, – ООО «Региональная
Инвестиционная Компания» – предложил
слишком рискованные для республики условия. «Условия такие, что в случае если
инвестор, взяв на себя обязательства, не
выполняет их, то за него их выполняет республиканский бюджет. Инвестор этот для
республики лицо неизвестное. Идти на такой риск республика не может».
При этом Радионов отметил, что вероятность «негативного» варианта развития
событий, когда инвестор, фактически став
собственником объекта, не выполнит обязательства, достаточно высока. «Он свою
ответственность может снять, а рассчитываться будет бюджет. А собственником он
останется», – подчеркнул Радионов.
Напомним, 26 декабря правительством Удмуртии был одобрен проект
концессионного соглашения о строительстве и эксплуатации на платной
основе мостовых переходов через реку
Кама и реку Буй у города Камбарка на
автомобильной дороге Ижевск – Сарапул – Камбарка на границе Республики
Башкортостан и Удмуртии. Единственным участником конкурса на заключение
данного соглашения стало ООО «Региональная Инвестиционная Компания».
Общий объем инвестиций в проект составляет 13,9 миллиарда рублей. При
этом государственное софинансирование проекта составляет 3 миллиарда
859,44 миллиона рублей, или 27% общей
суммы, из которых средства бюджета
Удмуртии – 1 миллиард 343,41 миллиона рублей, средства Инвестиционного
фонда РФ – 2 миллиарда 516,03 миллиона рублей. Остальные затраты берет на
себя инвестор.
Длина моста через Каму составит
1081,6 метра, через реку Буй – 223,54
метра. Мостовой переход станет участком автодороги Ижевск – Сарапул – Камбарка и обеспечит связь транспортных
потоков республик Татарстан, Башкирия, Удмуртия, регионов Предуралья,
ряда областей Урала.
www.udm-info.ru
В Калининграде
открылся мост «Белый» Ремонт моста «Белого» является частью проекта «Реконструкция гидротехнических сооружений и зоны отдыха вокруг озера Верхнего», который входит в федеральную адресную инвестиционную программу.
Всего на его реконструкцию было потрачено около 13 миллионов рублей из федерального и городского бюджетов. Подрядная
организация ООО «Балтийская строительная компания» подняла
мост на более высокие отметки, чтобы под ним могли проходить
прогулочные лодки. Также специалисты выполнили ремонт лестниц и провели освещение.
Мост «Белый» был построен в послевоенные годы и до сих пор
является связующим звеном Верхнеозерной и Береговой улиц,
расположенных на восточном и западном берегах озера.
Мост находился в ветхом состоянии, в процессе обследования
было выявлено, что свайное основание устроено с отклонениями,
поэтому во время работ они были усилены. Также мост использовался сетевыми организациями, по нему проходили кабельные
линии и газопровод высокого давления.
На сегодняшний день мост очищен, кабельные линии перенесены, а газопровод проходит по дну озера.
По словам главы Калининграда Александра Ярошука, полностью завершить проект реконструкции озера Верхнего планируется в этом году. В настоящее время там уже установлены
очистные сооружения, обустраиваются смотровые площадки,
пешеходные и велодорожки, а также освещение.
Новый Калининград.Ru
Мост Дружбы России и Азербайджана
6 февраля в Астрахани началось возведение пешеходного
моста Дружбы России и Азербайджана, который свяжет сквер
им. Гейдара Алиева с проспектом им. Гужвина.
Заказчиком строительства выступает Астраханское региональное отделение Всероссийского Азербайджанского Конгресса.
Генеральным подрядчиком по проведению строительных работ
является ОАО «Волгомост», которое недавно возвело в областном центре мост через реки Прямая Болда и Кривая Болда.
19 мая 2011 года в рамках российско-азербайджанского межрегионального форума «Россия – Азербайджан: к новым горизонтам
межрегионального сотрудничества» состоялась церемония закладки моста Дружбы. До настоящего времени проводились работы по подготовке и утверждению проектно-сметной документации.
Все расходы по разработке проекта и строительству взял на себя
Фонд Гейдара Алиева. Сдать объект планируется в мае 2012 года.
Vesti.Az
Реконструкцию Дворцового моста намечено провести
в 2012-2014 годах
Реконструкция моста по проекту института
должна была пройти еще в 2007–2008 годах,
однако в эти планы были внесены коррективы. Реализация проекта была отложена, а для
продления ресурса разводного пролета наиболее корродированные участки конструкции
были усилены.
Срок эксплуатации Дворцового моста без капитального ремонта составляет уже 90 лет. При
обследовании моста были зафиксированы: множественная коррозия металла пролетов в зонах
опирания, выход из строя системы водоотвода, разрушение гидроизоляции, неудовлетворительное состояние окрасочного слоя. Кроме
того, выявлен крен устоев Дворцового моста до 15 см в
сторону русла, что привело к смещению опорных частей, а
также дефекты гранитной кладки опор, разрушение швов,
наличие сколов и повреждений облицовки.
Специалисты «Стройпроекта», разрабатывая проект реконструкции Дворцового моста, отвечающий современным
требованиям, при этом максимально старались сохранить
все элементы моста, которые являются объектом культурного наследия регионального значения. В частности, историческую ценность представляют перильное ограждение, торшеры, гранитная облицовка,
металлоконструкции и разводной механизм.
В ходе реконструкции предполагается замена
оборудования разводки и противовесов, усиление
существующих металлоконструкций пролетных
строений, замена мостового полотна и др. Вместо
системы разводки пролетного строения с электромеханическим приводом планируется применить
гидравлическую систему.
Одна из самых болезненных проблем, связанная с реконструкцией Дворцового моста, – организация дорожного движения. По финансовым
соображениям идея о строительстве дублера, как
было в случае с Благовещенским мостом, отклонена. Ранее планировалось, что часть нагрузки
возьмет на себя Ново-Адмиралтейский мост, но его строительство в настоящее время отложено. Расчеты, проведенные «Стройпроектом» совместно с немецкой компанией А+S Consult, показали, что, исходя из имеющихся
условий, трафик на Благовещенском и Троицком мостах
увеличится по сравнению с текущей загрузкой не менее
чем в два раза.
На реконструкцию Дворцового моста потребуется около
1500 тонн нового металла. В работе будут использоваться
современные материалы. Эксплуатационный срок сооружения после нее составит 70–100 лет. Стоимость реконструкции составляет 2,9 миллиарда рублей в ценах III квартала 2011 года.
БН.ру
Продолжается ремонт моста у Чебоксар
Управление дорог «Волга» сообщает: в рамках
реализации программы ремонтных работ 2012
года продолжаются работы на мосту через реку
Волгу на км 15+042 автомобильной дороги
«Вятка» от Чебоксар через плотину Чебоксарской ГЭС.
Генеральный подрядчик на данном объекте ОАО
«Мостотрест», выполняет работы непосредственно чебоксарская территориальная фирма «Мостоотряд-41».
Сложность выполняемых работ связана с тем,
что крыша машинного зала Чебоксарской ГЭС
одновременно служит мостом, по которому проходит автомобильная дорога федерального значения «Вятка». То есть объект представляет собой
не только искусственное, но и сложное гидротехническое сооружение.
Работы будут выполняться поэтапно. Сначала
будет отремонтирована левая часть мостового
перехода, затем движение будет переброшено на отремонтированную часть, а правая часть будет закрыта для ремонта. На завершающем этапе будут отремонтированы подмостовые сооружения.
Пресс-служба ФКУ Упрдор «Волга»
19
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»Выпуск «ДОРОГИ»
Реконструкция Дворцового моста должна начаться после завершения навигации в 2012 году
и продлится 18–20 месяцев. Результаты проведенного специалистами ЗАО «Институт «СТРОЙПРОЕКТ» обследования переправы показали,
что состояние отдельных элементов конструкции является неудовлетворительным и даже
предаварийным.
ОАО «Трансмост»:
отличный потенциал
в режиме ожидания
Подготовил Александр Бовыкин
1967–1975 годах для Байкало-Амурской железнодорожной магистрали
«Трансмостом» были разработаны
проекты 21 большого моста.
По проектам института были построены мосты практически через
все крупные реки Советского Союза, от Невы и Днепра до Ангары,
Иртыша и Енисея.
После приватизации в 1993 году институт был преобразован в открытое
акционерное общество «Трансмост».
– Какие крупные проекты были
реализованы в последние годы?
– Наиболее значимыми работами
«Трансмоста» за последнее время
являются проекты реконструкции
железнодорожного моста через реку
Амур в Хабаровске, строительства
нескольких участков 3-го транспортного кольца в Москве (около 15,5 погонных километров искусственных
сооружений, в том числе два моста
через реку Москву), 1-го участка
КАД вокруг Санкт-Петербурга, нескольких транспортных развязок в
Санкт-Петербурге.
Также были запроектированы разводной железнодорожный мост через реку Бузан у Астрахани, мостметро через реку Оку у Нижнего
Новгорода, совмещенный мост через реку Днепр в Киеве, мост через
Мостовой переход через реку Иртыш в Ханты-Мансийске
21
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Хорошо известное
каждому российскому
мостостроителю
ОАО «Трансмост»,
находящееся в СанктПетербурге, вот уже
более 80 лет проектирует
мосты, тоннели, эстакады,
путепроводы и другие
искусственные сооружения.
По проектам организации
были построены и
реконструированы сотни
больших мостов, включая
десятки разводных,
тысячи средних и малых
искусственных сооружений
по всей России и в других
странах. О том, как сегодня
живется проектировщикам
мостов, чем они гордятся
и каких изменений ждут,
мы побеседовали с
генеральным директором
ОАО «Трансмост»
Е.Г. Агафоновым.
– Евгений Геннадьевич, давайте сначала напомним нашим читателям основные вехи в истории «Трансмоста».
– Восемьдесят два года назад
приказом наркома путей сообщения была учреждена Ленинградская
проектная контора. Ее первым проектом стал мост через реку Волгу у
города Саратова.
За
довоенное
десятилетие
«Трансмостом» были запроектированы десятки больших и сотни средних мостов, построены крупнейшие
переходы через реки Волгу, Неву,
Печору, Северную Двину, Волхов,
Свирь, Амур, Каму и другие.
В годы Отечественной войны все
силы института были брошены на
работы по проектированию временного восстановления железнодорожных мостов, а затем и капитального восстановления мостов и
тоннелей.
В 50-х годах прошлого века произошло окончательное формирование основных направлений деятельности, и «Трансмост» становится
одной из крупнейших в стране организаций по проектированию транспортных сооружений.
Период 1955–1960 годов – это время разработки типовых проектов и
проектов образцов новой техники. В
мосты и тоннели
22
Мост-метро через реку Оку у Нижнего Новгорода
реку Енисей на обходе Красноярска
и большое количество мостов в Ханты-Мансийском автономном округе,
в том числе мост через реку Иртыш у
Ханты-Мансийска.
Последними крупными объектами, сооружение которых велось по
нашим проектам и было закончено
в прошлом году, стали подводный
автомобильный тоннель под судопропускным сооружением на КЗС
Санкт-Петербурга и совмещенный
железнодорожный и автомобильный мост через реку Днепр в Киеве.
– Чем сегодня живет «Трансмост», каких новых проектов можно
ожидать в ближайшем будущем?
– Дело в том, что, на мой взгляд,
мостостроение в России переживает сегодня не самые светлые времена. Конечно, за время моей работы
в институте – а я пришел сюда по
распределению в 1984 году, сразу
после вуза – ситуация бывала разной, и гораздо тяжелее, в том числе.
Но если сравнивать с лучшими годами, то ситуация со строительством
мостов и других крупных дорожных
объектов оставляет желать лучшего.
В данный момент на слуху у всех
три точки главных интересов: мостовой переход через бухту Золотой Рог
во Владивостоке, мостовой переход на остров Русский там же и ряд
объектов дорожной инфраструктуры
в Сочи. Вот основные места, где сегодня ведется большое, значимое
транспортное строительство, которому, разумеется, предшествовало
масштабное проектирование, в том
числе и силами наших специалистов.
К сожалению, по остальным регионам, а мы с советских времен так и
работаем по всей территории бывшего СССР, мы имеем продолжительное
затишье – последние года три ничего
значимого нигде больше не строится.
Например, в Сибири, регионе
очень важном для экономики всей
страны, последний крупный мост
был построен в 2005 году, и с тех пор
ничего крупного не проектируется и,
соответственно, не строится.
Ряд наших проектов, такие как
внеклассные совмещенные мосты
через Лену и Обь, лежат без движения «на полке», хотя уже три года
назад была пройдена государственная экспертиза и получено положительное заключение. А три года для
такого проекта – это необходимость
проведения повторной экспертизы,
выполнения заново значительного
объема работы, которая когда-то
уже была выполнена.
В августе прошлого года было получено положительное заключение
Главгосэкспертизы по проекту четвертого Красноярского моста через
Енисей, включая подходы к этому
мостовому переходу. Этот проект
наш институт разрабатывал с 2003
года. И опять все, что нам остается, – ожидать дальнейшего развития
событий.
– Надо полагать, что и в СанктПетербурге крупного строительства по вашим проектам ждать в
ближайшее время не приходится?
– Увы, это так. В настоящее время
мы работаем над подготовкой рабочей документации по реконструкции
участка Обводного канала в районе
Глухоозерского шоссе. В настоящий момент по южной набережной
Обводного канала на этом участке
движения нет. Проект предусматривает строительство новой дороги от
Глухоозерского шоссе до проспекта
Обуховской Обороны с мостом через ответвление Обводного канала
и развязки на месте пересечения с
проспектом Обуховской Обороны.
Также по Петербургу мы выполняем ряд проектных работ по субподрядам.
– За счет чего же тогда «Трансмосту» удается не просто выживать,
а полноценно работать, сохраняя
свой уникальный коллектив?
– Затишье в строительстве относится скорее к крупным объектам.
А так по всем регионам все же идет
какое-то строительство. В той же
Москве вообще никакого спада нет,
новые проекты запускаются постоянно, такие как очередное транспортное кольцо, уширение и перевод на платное движение отдельных
дорог и их участков, идет активная
реконструкция дорог.
Другое дело, что практически
все эти объекты – не очень большие по объему работ, решающие
локальные проблемы, и вполне
могут быть выполнены на местном
уровне. Там, где это возможно, мы
работаем по таким проектам, но
зачастую они нам просто экономически невыгодны, например, в
силу удаленности.
Также, кроме государственных заказов, активно ищем и выполняем
работы для «Газпрома» и ряда нефтедобывающих компаний.
Так что работы хватает, финансовое положение института стабильное. Конечно, квалификация наших
специалистов – а это более 250
инженеров-проектировщиков – позволяет выполнять гораздо больший объем работы по внеклассным
мостам, в том числе по проектированию в сложных геологических условиях или, например, популярных в
последнее время вантовых мостов.
Отсюда и одна из основных моих
забот – очень сложно, а скорее и просто невозможно что-то планировать
хотя бы на ближайшую перспективу.
– Судя по спектру услуг, которые предлагает ваше учреждение, «Трансмост» постепенно отходит от узкой специализации?
– Основной нашей специализацией, сложившейся еще в советские годы, были мосты, и никуда от
этого мы уходить не планируем. Но
требования рынка диктуют необходимость предоставлять заказчику
полный комплекс услуг. Узкая специализация проектных или строительных организаций многих заказчиков
сегодня не устраивает, поэтому институт постепенно расширяет линейку предложений.
Сегодня у нас работают специалисты различных профилей. Так,
поскольку в последние годы активно
развивается реконструкция и уширение федеральных трасс, часто для
перевода на платную основу, полто-
ра года назад был создан небольшой
дорожный отдел, который занимается выполнением подобных заказов.
Также создана группа обследования мостов, имеется отдел по
разработке проектов содержания и
эксплуатации дорог и инженерных
сооружений.
В перспективе – организация
группы плановых расчетов, которая
будет заниматься вопросами расчета транспортных потоков, окупаемости, рисков и тому подобного.
Другими словами, мы становимся
многопрофильным институтом, в котором присутствуют все направления современного проектирования
транспортных объектов.
– Последние пару лет не стихает
поток критических высказываний
в сторону конкурсов на получение
заказов и подрядов, когда крупный
проект может получить фирма-однодневка, а потом у заказчика возникает масса проблем. Исходя из
вашего опыта, что нужно поменять
в этой системе в первую очередь?
– Замечу, что советовать всегда
легко, но хотелось бы, чтобы решением имеющихся вопросов в первую
очередь активно занимались лица,
ответственные за это.
23
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Тоннель под судопропускным сооружением С-1 КЗС в Санкт-Петербурге
мосты и тоннели
24
Впрочем, то, что открытые конкурсы не решили задач, которые
перед ними стояли – и прежде
всего искоренения всех коррупционных моментов, – это факт. Мы
все регулярно видим конкурсную
документацию с весьма странными и нереальными условиями,
такими как «срок выполнения работ – 1 месяц». Чего здесь больше, криминала или вполне понятного желания обеспечить победу
компании, которую заказчик хорошо знает и уверен в качестве ее
работы, – судить не берусь. Но отходить от подобной практики нужно однозначно.
Или вот такой интересный момент.
Не так давно мы принимали участие
в конкурсе на строительство моста
в Риге, и в конкурсной документации была указана не максимально
возможная цена, а минимальная. То
есть люди понимают, что за меньшие деньги качественно работу просто не выполнить.
У нас же везде стоит максимальная цена, и почему она таковой
является – лично мне непонятно.
Цена определяется по имеющимся
мостовым и дорожным сборникам,
либо по рекомендациям, определяющим стоимость строительства того
или иного объекта. Но кто определяет эти цены – неизвестно. А ведь от
этой цены в ходе торгов нужно еще
и скидку дать существенную, чтобы
выиграть конкурс.
Более правильным, на мой взгляд,
было бы проведение аукционов, когда неизвестно – какая фирма скрыта
за каким номером. Но нужно обязательно изменить систему критериев отбора, чтобы цена не играла
превалирующей роли. Обязательно
должны учитываться и опыт компании, и профессиональные качества
сотрудников.
Радует, что подобные конкурсы
уже проводятся, возможно, через
какое-то время именно такая форма
выбора подрядчика станет основной
для всей отрасли.
– Насколько важна для дальнейшего развития отечественного мостостроения, на ваш взгляд,
гармонизация имеющихся у нас
нормативов с европейскими?
Ведь такая работа сейчас активно проводится.
– Мы прекрасно видим, как развивается европейское мостостроение, хотя тут нужно учитывать, что
Европа хоть и считается единой,
но страны, входящие в ЕС, развиваются по-разному. Очевидно, что
основой поддержания зоны евро
являются Германия, Франция и,
возможно, Дания.
Конечно, что-то интересное для
нас, рациональное в зарубежном
опыте, в их нормативах имеется.
Но просто брать и переносить зарубежный опыт смысла нет никакого. В части мостового и дорожного строительства в СССР
существовали, может и завышенные по требованиям, но тем не
менее очень хорошие и грамотные
нормативные документы. Может,
я излишне консервативен, но я не
вижу, чтобы имеющиеся нормативы как-то мешали развитию нашего мостостроения.
Опять же, не нужно забывать, что
западные компании постоянно смотрят на наш рынок, им было бы очень
интересно прийти в Россию. И зачем
нам усиливать конкуренцию, зачем
отдавать проекты, которые мы прекрасно можем выполнить сами?
– А как же тогда быть с жалобами производителей материалов, которые утверждают,
что любые инновации, будь то
технологии или материалы, не
прописанные в СНиПе, проектировщики ни за что не будут использовать?
– Разумеется, нам регулярно поступают предложения от производителей использовать новые материалы при проектировании мостов
и других инженерных сооружений.
Речь, прежде всего, идет о небольших, не испытывающих сильных нагрузок объектах.
Подобные предложения нередко звучат здраво и заманчиво: те
же пластиковые детали не нужно
защищать от коррозии, от соли и
других агрессивных сред, от выщелачивания, они не разрушаются с
годами, как бетонные конструкции.
Также были интересны идеи с клееными деревянными мостами, но
это направление также не получило
должного развития.
Но мы в своей работе руководствуемся СНиПом «Мосты и трубы»
и актуализированной редакцией
этого же документа, вышедшей года
полтора назад.
Отмечу, что в новых нормативах
нет ни слова о том, что они выпущены взамен прежних. Поэтому работаем и по тем, и по другим документам одновременно, регулярно
выясняя в контролирующих органах – по какой документации проектировать. Ну, и опыт наших инженеров важную роль играет, которые на
любые снижения надежности смотрят с большой опаской.
Но выход актуализированных документов новых материалов нам не
принес: ни пластиковых или полимерных мостов, ни деревянных. А
значит, никаких новых интересных
материалов при проектировании мы
применять просто не можем. Это
вопрос надежности конструкции, а
значит – безопасности людей. Никакие эксперименты здесь невозможны.
Производителям
необходимо
прилагать усилия, чтобы их материалы были исследованы, проведены
испытания, получены необходимые
заключения, и затем они были включены в дополнения к СНиПу. И здесь
мы сталкиваемся с проблемой развития дорожной науки, которая
должна иметь возможность исследовать новинки, тесно сотрудничать
с производителями, предлагать
свои разработки. Пока в этой области у нас полный провал.
– Евгений Геннадьевич, спасибо за то, что смогли уделить
нам столько времени и подробно ответить на все вопросы! Надеюсь, что в ближайшее время у
нас еще не раз появится повод,
чтобы зайти к вам за рассказом о новых крупных и красивых
проектах.
– Спасибо и вам за интерес к нашему институту. Мы всегда рады поделиться с читателями вашего журнала идеями и опытом.
Уважаемый
Евгений Геннадьевич!
Редакция журнала
«Красная линия»,
выпуск «ДОРОГИ»,
поздравляет Вас с 50-летием!
Кипит работа повседневно,
Но вот среди обычных дней
Вдруг наступает день рождения,
Чудесный праздник – юбилей!
Хотим Вам пожелать удачи,
Успеха в жизни, ярких дел,
Чтоб Вы с улыбкой – не иначе –
Встречали каждый новый день!
мосты и тоннели
30
НОВЫЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОАВТОМОБИЛЬНЫЙ МОСТ
ЧЕРЕЗ РЕКУ ДНЕПР В КИЕВЕ
Строительство нового
железнодорожноавтомобильного моста
через реку Днепр в городе
Киеве, спроектированного
специалистами
ОАО «Трансмост», было
завершено в декабре
2010 года. В настоящее
время продолжается
сооружение транспортных
развязок, призванных
обеспечить полноценное
функционирование
этого объекта дорожной
инфраструктуры.
Материал предоставлен
ОАО «Трансмост»
Необходимость строительства
моста была определена украинской стороной. В процессе рассмотрения
технико-экономического обоснования, в связи с
повышенными
архитектурными
требованиями к мостовому переходу, расположенному в исторической части Киева, заказчиком
было принято решение дополнительно изучить новые варианты
собственно мостовой части объекта и определены условия, которым должны соответствовать
предлагаемые проекты. К ним,
помимо жестких технико-экономических требований, относилось
совмещение железнодорожной и
автомобильной конструкций моста, а также соответствие внешнего вида сооружения историческому ландшафту столицы Украины.
ными проездами, расположенными
симметрично с двух сторон. При
этом пролетные строения под двухпутное железнодорожное движение
и шестиполосное автомобильное
движение приняты раздельными.
Таким образом, в поперечном сечении мост состоит из трех пролетных
строений, опирающихся на единые
опоры.
Железнодорожное
пролетное
строение русловой части моста металлическое, комбинированной системы – две жесткие двутавровые
неразрезные пятипролетные балки
по схеме Lр=56,5+3х111,6+56,5 м,
усиленные в пролетах 111,6 м
сплошностенчатыми арками коробчатого сечения. Плоскости арок
имеют наклон в сторону оси моста.
Стенки главных балок приняты наклонными и расположены в одной
плоскости с арками. Между собой
арки объединены продольными связями.
Железнодорожные
пролетные
строения пойменной части моста – металлические неразрезные, по схемам Lp=2х55,55 м и
Lp=55,24+55,70+55,55 м.
Автодорожные пролетные строения русловой части по схеме приняты
в виде металлических неразрезных
пятипролетных балок. Пролетное
строение под каждое направление
движения в поперечном сечении состоит из двух металлических цельноперевозимых коробок, объединенных между собой металлической
ортотропной плитой проезда, а также системой поперечных связей.
Опоры моста – монолитные железобетонные, единые под железнодорожные и автодорожные пролетные строения. Тело опор принято
переменного сечения, расширяющееся в направлении поперек оси
моста от 28,2 м в нижней части до
37,0 м в уровне подферменников. В
верхних частях опор имеются просветы с криволинейными очертаниями. При этом конструкция железнодорожных пролетных строений
с наклонными главными балками
позволила осуществить передачу
опорных реакций на ригель в сечениях, расположенных рядом с массивными стойками тела опоры.
Монтаж русловых пролетных строений в пролетах 1–6 и 12–17 производился методом продольной
надвижки с монтажной площадки,
отсыпанной в мелководной части
реки Днепр. При этом железнодорожное арочное пролетное строение надвигалось с уже собранными
арками, с установкой элементов
усиления подвесок арочных частей
пролетного строения.
Применение нестандартных проектных решений, прогрессивных
технологий и материалов позволило создать современное мостовое
сооружение с характерным, запоминающимся образом. И сегодня
первый совмещенный железнодорожно-автомобильный мост в Киеве занял свое достойное место
среди городских мостов через реку
Днепр.
31
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Особенностью данного объекта,
оказавшей значительное влияние
как на архитектурные и конструктивные решения, так и на технологии
ведения работ, является наличие
в непосредственной близости от
створа нового мостового перехода
существующего Дарницкого железнодорожного моста, построенного
в 1949 году. Русловые пролетные
строения существующего моста выполнены в виде металлических разрезных арок, с ездой посредине, с
расчетными пролетами по 109,2 м.
Пойменные пролетные строения
длиной по 55,0 м – арочные разрезные, с ездой поверху, из монолитного железобетона.
Новый совмещенный мост имеет
полную длину (без эстакад подходов) 1066,19 м. Опоры нового моста
расположены в створе с опорами
существующего Дарницкого железнодорожного моста.
После рассмотрения вариантов
компоновки поперечного сечения, в
качестве рекомендуемого варианта
был принят совмещенный мост с железнодорожным проездом, расположенным посредине, и автодорож-
мосты и тоннели
Достижения
в юбилейный 2011 год
1. Эстакада на въезде из ММДЦ
«Москва-Сити» – 1540 тонн.
2. Эстакада в створе Земляничной улицы – транспортная развязка
«Раздольное», г. Сочи, – 1780 тонн.
3. Левобережная эстакада подходов совмещенного моста ч/р Ока в
Нижнем Новгороде – 1414 тонн.
4. Реконструкция мостового перехода ч/р Паша автодороги М-18 от
С.-Петербурга через Петрозаводск,
Мурманск, Печенегу до границы с
Норвегией – 857 тонн (момент надвижки пролетного строения можно
увидеть на фотографии внизу).
5. Железнодорожная линия Адлер – горноклиматический курорт
«Альпика-Сервис» – 3800 тонн конструкций и 360 шт. шаровых сег-
32
Завод №50, филиал ОАО
«Мостостройиндустрия»,
расположенный в
городе Ярославле,
специализируется на
изготовлении мостовых
металлоконструкций
для железнодорожных
и автодорожных
мостов, конструкций
для промышленного
и гражданского
строительства, а также
опорных частей всех
видов. Об итогах работы в
юбилейном 2011 году нам
рассказал директор завода
В.П. Колгин.
Подготовил Сергей Ребров
– Владимир Петрович, сложно ли быть директором завода с
80-летней историей?
– Действительно, Завод №50,
входящий в ОАО «Мостостройиндустрия», в прошлом году отметил
80-летие со дня образования. Быть
директором такого предприятия не
просто, так как на руководителя ложится не только ответственность за
текущее состояние дел, но и ответственность перед теми, кто создавал производство, стоял у истоков
образования завода. Считаю, что
коллектив достойно сохраняет традиции, уверенно смотрит в будущее.
– На какие объекты были поставлены металлоконструкции в
2011 году?
– В прошедшем году нам удалось
увеличить объемы производства
металлоконструкций более чем на
30% по сравнению с 2010 годом.
Было отгружено 13 900 тонн металлоконструкций. Изготовлены конструкции на такие крупные объекты
в России, как:
Надвижка пролетного строения ч/р Паша
Шаровые сегментные опорные части и клиновые листы готовятся к отгрузке
– Как развивалось производство в минувшем году?
– В 2010 году коллектив Завода
№50 освоил производство и приступил к серийному изготовлению
нового для завода вида опорных частей – шаровых сегментных опорных частей (ШСОЧ), а в 2011 году
уже поставил ШСОЧ на олимпийскую стройку в город Сочи, на ремонт моста через реку Енисей для
ОАО «Сибмост», начата поставка
опорных частей для объекта «Строительство ж/д эстакады «Аэро­
экспресс» в г. Казань».
– Расскажите, а почему именно
шаровые опорные части?
– По результатам исследований,
за последние пять лет доля литых опорных частей на внутреннем
рынке существенно сократилась, и
мы отреагировали на потребности
заказчиков. В подтверждение серьезности намерений в 2010 году
Завод №50 получил экспертное заключение Центра ИССО ОАО «РЖД»
о возможности изготовления опорных частей и металлических пролетных строений мостов для нужд ОАО
«РЖД». По распоряжению РЖД от 25 апреля 2011 года вместо литых опорных
частей решено применять шаровые
сегментные опорные части.
В 2011 году Завод №50 стал дипломантом Всероссийского конкурса программы «100 лучших товаров
России» за достижение результатов
в улучшении качества и безопасности отечественных товаров (продукции и услуг) – части опорные шаровые сегментные (ШСОЧ).
Мы доказали, что отечественные ШСОЧ можно изготовить с
высоким качеством и надежностью, и надеемся, что мостостроители поддержат российское
производство и увеличат объем
заказов на данный вид продукции
на Заводе №50.
– Какие планы стоят перед вами
в ближайшем будущем?
– В 2012 году продолжатся поставки
металлоконструкций
на
олимпийские объекты Сочи, завод
примет участие в строительстве и
реконструкции объектов к чемпионату мира по футболу 2018 года.
Надеемся на продолжение поставок
металлоконструкций для Западного скоростного диаметра в СанктПетербурге.
Мы нацеливаем производство на
увеличение выпуска мостовых металлоконструкций, приобретаем дополнительное оборудование плазменной резки металла, сварочное
оборудование, расширяем производственные площади.
Коллектив нацелен на стабильный
выпуск 15 000 тонн металлоконструкций в год.
Филиал
ОАО «Мостостройиндустрия»
Завод №50
Мост «Юбилейный» ч/р Волга в г. Ярославле
тел.: (4852) 24-08-66
факс: (4852) 24-09-79
е-mail: [email protected]
33
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
ментных опорных частей (ШСОЧ)
под различные нагрузки.
6. Автодорога М-27 Адлер – Веселое – 1600 тонн.
7. Пролетные мостовые строения
для Октябрьской ж.д. и Юго-Восточной ж.д. – 344 тонны.
8. Четвертое транспортное кольцо
г. Москвы от шоссе Энтузиастов до
Измайловского шоссе – 1348 тонн.
9. Мост ч/р Колокша в ЦСЛ «Демино», г. Рыбинск, – 270 тонн, и ряд
других объектов.
мосты и тоннели
Геодинамическая
безопасность
городских мостов
и автоматизированные системы
мониторинга
34
Городские мосты являются
объектами особой важности
с высоким уровнем
требований к обеспечению
их безопасности и
надежности. Капитальный
ремонт мостов существенно
осложняет жизнь населения
города, особенно при
современном уровне
автомобилизации.
Н.М. Быкова,
зав. каф. «Мосты и транспортные
тоннели», доц., канд. техн. наук
Д.А. Зайнагабдинов,
ассистент
Т.М. Баранов,
аспирант
Иркутский государственный
университет путей сообщения
В мировой практике известно немало случаев обрушения мостов
вследствие ошибок, допускаемых
на стадии проектирования, строительства или эксплуатации сооружения. В последнем случае следует
признать, что главной причиной обрушения или повреждения мостов
является недостаточная эффективность существующей системы
управления безопасностью транспортных объектов.
Наиболее слабым местом в такой
системе является отсутствие оперативного контроля изменения напряженно-деформированного состояния конструкций в связи с износом
материалов, изменением конструктивных связей, ростом нагрузок, появлением непредвиденных внешних
факторов.
Одним из таких внешних факторов является изменение геометрического положения опор мостов в
результате активности геотектонических разломов. Большинство
мостов пересекают реки, совпадающие с простиранием разломов.
Активность разломов проявляется при сейсмических событиях, в
результате прохождения волн по
земной коре, с накоплением деформационных процессов в ходе
формирования рельефа земной поверхности. Крылья разломов сближаются, отдаляются, сдвигаются
по горизонтали и вертикали относительно друг друга. Миллиметры
за срок службы сооружения вырастают в сантиметры, изменяется
геометрическое положение опор
мостов, контактирующих с грунтовыми пластами в зоне разломов, в
конструкциях накапливаются де-
формации, меняется статическая
схема, возникают дополнительные
напряжения. Конструкция незаметно приближается к уровню исчерпания предельного состояния.
В результате происходит потеря
прочности, устойчивости, выносливости, трещиностойкости.
Система
автоматизированного
мониторинга геодинамической безопасности (САМГБ) городских мостов предназначена для предоставления оперативной информации о
техническом состоянии моста, прогнозирования возможных опасных
ситуаций, разработки своевременных мероприятий по обеспечению
безопасной и эффективной эксплуатации мостов.
САМГБ городских мостов (рис. 1)
включает:
геодинамическое
районирование территории расположения
мостового перехода с целью выявления характера проявления геологической активности в зонах разломов;
геодезический и деформационный мониторинг;
математические и феноменологические прогностические модели
развития деформационных процессов грунтовых пластов и мостовых
конструкций;
блок управления с набором организационных и конструктивнотехнологических решений в рамках
системы поддержки эксплуатации
мостов.
Геодинамическое районирование
кроме сейсмической оценки должно
охватывать определение направления и характера возможных подвижек разлома в зоне мостового пере-
хода. Методология районирования
предполагает использование известных в фундаментальной и прикладной геологии методов и анализа геотехнических повреждений
различных искусственных сооружений [1]. Результатом районирования является карта разломов с прогнозом проявления их активности
(направление и возможные количественные показатели смещений по
разломам за период срока службы
сооружения).
Геодезический и деформационный мониторинг включает автоматизированную и неавтоматизированную
составляющие.
Автоматизированная система дает
возможность оперативно отслеживать наиболее опасные участки в
соответствии с результатами геодинамического районирования и
конструктивными
особенностями
сооружения, неавтоматизированная
система предполагает проведение
контроля деформационных параметров с определенной периодичностью по более детализированной
схеме расстановки измерительной
аппаратуры. Это позволяет снимать
показатели с большей степенью
надежности и снизить затраты на
приобретение более дорогого оборудования
автоматизированного
контроля.
Автоматизированный геодезический мониторинг основан на
контроле изменения координат
опорной сети мостового перехода
с помощью приемников и базовой
станции GPS, данные передаются в
центр управления с помощью сото-
вой связи. Контроль осуществляется по спутникам системы GPS и
Глонасс. При этом для приемников фирмы Leiсa обеспечивается
точность по плановым координатам 3 мм, по высотным – 6 мм на
1 км расстояния от установленных
на мостах приемников до базовой
станции. Более детально опорная
сеть контролируется в неавтоматизированном режиме традиционными методами: высокоточным нивелированием, тахеометрической
съемкой с периодичностью один
раз в 1–5 лет в зависимости от степени геодинамической активности.
Цифровая модель сооружения может быть также создана с использованием лазерного сканирования.
Система деформационного мониторинга охватывает нормированный периодический контроль
состояния материалов, конструкций и конструктивных связей, появления трещин и других повреждений, а также автоматизированный
контроль
напряженно-деформированного состояния конструкций.
Система
автоматизированного
деформационного
мониторинга
включает тензометрические датчики и акселерометры, установленные на пролетных строениях мостов, передающие данные в Центр
управления с помощью контрольно-измерительной аппаратуры и
антенн типа Wi-Fi или сотовой связи. В центре управления ведется
обработка данных с помощью специализированного программного
обеспечения. При этом оценива-
35
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 1. Блок-схема системы мониторинга геодинамической безопасности городских мостов
ется доля влияния на работу конструкций различных факторов: параметров транспортной нагрузки,
климатических данных, смещений
опор и других.
Математическая модель моста
позволяет осуществить прогноз
развития напряжений в конструкциях с учетом контролируемых
условий нагружения и изменения
свойств материалов и конструктивных соединений. Следует особо
отметить необходимость развития
методологии расчетов мостовых
конструкций на проявление сейсмических событий в зонах разломов, «криповой» активности разломов со спе­цификой динамических
импульсов и остаточных смещений
в грунтовых пластах.
С учетом прогноза развития напряженно-деформированного состояния конструкций оцениваются
риски развития опасных ситуаций
при действующих режимах эксплуатации, назначаются организационные и конструктивно-технологические решения по обеспечению
безопасности и эффективности
эксплуатации транспортного сооружения.
Такая система внедряется на
городских мостах Иркутска, находящегося на границе Сибирской
платформы и Байкальской рифтовой зоны. Геодинамическая активность территории Иркутского
района отражается на быстром
формировании рельефа, в результате чего многие старые дома
погружаются в складки. Долина
р. Иркут опускается, при этом берега р. Иркут медленно сходятся.
Предположительно, арочный железобетонный автодорожный мост
через р. Иркут выгибается вверх в
результате сближения опор. Новый мост возле плотины запроектирован с расчетом на сейсмичность 8 баллов по шкале MSK-64,
но неизвестно, как будут реагировать на возможные смещения
опор мостов неразрезные системы пролетных строений в предварительно напряженном железобетонном исполнении.
В 2008–2009 годах на мостовом
переходе через р. Ангара (рис. 2)
установлена комбинированная система мониторинга геодинамической безопасности. Геодинамическое районирование показало, что
мост расположен на пересечении
Ангарского и Университетского разломов. В 2008 году на территории
мосты и тоннели
Рис. 2. Общий вид моста через р. Ангара
36
мостового перехода и на мостовых
конструкциях построена геодезическая реперная сеть. С помощью
лазерного сканирования создана
цифровая модель моста. Плановые
и высотные съемки мостового сооружения выполняются один раз в
год. В последующем система геодезического контроля дополнена
автоматизированной
системой,
которая включает три одночастотных приемника GPS фирмы Leica
на самом мосту (рис. 3, рис. 4) и
базовую двухчастотную станцию в
Иркутском государственном университете путей сообщения. Данные собираются и обрабатываются
с помощью специализированных
пакетов Spider и Geomos в Центре
мониторинга.
В 2008 году также была установлена система деформационного
мониторинга внутри неразрезных
железобетонных коробчатых пролетных строений в русловой части
моста с использованием изме-
рительной аппаратуры «Тензор»
производства Сибирского государственного университета путей
сообщения. В 2009 году система
мониторинга дополнена автоматизированным блоком, включающим
систему датчиков (тензорезисторы, струнные датчики, трехосные
акселерометры), аппаратуру сбора
данных Senslog, антенны передачи
данных Wi-Fi и специализированное
программное обеспечение. Обработка данных выполняется в Центре
мониторинга в ИрГУПС.
Для осуществления прогноза составлены математические модели
с использованием ПВК Midas/Civil.
Работа системы мониторинга была
проверена при испытании моста,
по показаниям датчиков системы в
сравнении с расчетными данными
получены высокие конструктивные
коэффициенты – 0,8–0,9. В настоящее время система работает в
штатном режиме, для примера на
рис. 5 показан фрагмент обработанных показаний тензодатчиков,
на рис. 6 – фрагмент данных по
перемещениям приемника GPS на
опоре № 10.
Клиентское приложение и удаленный доступ создается применительно к службам эксплуатации городских мостов.
Выводы
Рис. 3. Автоматизированный геодезический мониторинг (показана расстановка приемников
и стрелочками – информационные потоки)
1. Для обеспечения геодинамической безопасности на уникальных
сооружениях (мостах, плотинах,
тоннелях) в местах проявления активной геодинамики любых видов:
сейсмической, волновой, геомор-
Рис. 5. Фрагмент показаний тензодатчиков
Литература
Рис. 6. Фрагмент данных по перемещениям приемника GPS на опоре № 10
1. Быкова Н.М. Транспортные сооружения на активных геоструктурах.
Технологии
системного
подхода [Текст] / Н.М. Быкова. – Новосибирск : Наука, 2008. – 212 с.
37
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 4. Приемник GPS на 4-метровой мачте над опорой № 10 моста через р. Ангара
фологической, экзогенной – необходимы системы мониторинга геодинамической безопасности. Для
мостов значимым фактором являются смещения грунтовых пластов
в зонах активных разломов. При
современном уровне концентрации
населения в больших городах актуальной становится проблема геодинамической безопасности городских мостов.
2. Системы мониторинга геодинамической безопасности должны
предусматривать проведение геодинамического районирования, геодезического контроля координат
точек опорной сети, деформационного контроля состояния конструкций, формирования математических моделей прогноза развития
опасных ситуаций и разработку сценариев управляющих решений.
3. Оптимальным является использование автоматизированного и неавтоматизированного видов
мониторинга. Использование автоматизированных систем обеспечивает оперативность слежения
за наиболее опасными участками.
Более детальные съемки традиционными
инструментальными
методами повышают надежность,
достоверность, точность, большую
степень информационности при
оценке технического состояния
конструкций.
4. Системы мониторинга должны
быть увязаны с математическими
моделями конструкций, формирующими прогноз изменения их напряженно-деформированного состояния и оценку рисков. Следует особо
отметить необходимость развития
методологии расчетов мостовых
конструкций на проявление сейсмических событий в зонах разломов,
«криповой» активности разломов со
спецификой динамических импульсов и остаточных смещений в грунтовых пластах.
5. Опыт внедрения системы мониторинга на мосту через р. Ангара
в Иркутске позволил в целях повышения безопасности сооружений
развить такие системы для контроля
городских мостов Иркутска, а также
других уникальных сооружений.
мосты и тоннели
СВАЙНО-ЭСТАКАДНЫЕ
ДОРОЖНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
НА СЛАБЫХ ОСНОВАНИЯХ
38
Значительная часть дорог,
строящихся в Томской
области, расположена
на территориях со
сложными геологическими
условиями [3]. Как
известно, при традиционной
технологии проектирования
и строительства
дорожных насыпей на
слабых основаниях
требуют решения
вопросы, связанные с
недостаточной несущей
способностью основания,
возможностью больших
осадок и длительным
сроком их прохождения.
При строительстве дорог
стоимость транспортных
расходов может достигать
70% от стоимости
строительства [4].
Е.О. Картофелев
Б.Г. Акимов
С.А. Кухаренко
Томский государственный
архитектурно-строительный
университет
В настоящее время одной из насущных проблем является снижение стоимости строительства, в том
числе и за счет применения современных технологий строительства
дорог на слабых основаниях, столь
распространенных на нашей территории. Одной из таких технологий
является строительство с использованием облегченных материалов.
Существует множество легких материалов, имеющих значительно меньшую плотность, чем грунт, которые
потенциально могут использоваться в
дорожной отрасли. Наибольшее распространение получил жесткий пенопласт – пенополистирол, обладающий
уникально низкой удельной плотностью (20–30 кг/куб.м), достаточной
прочностью и долговечностью. Наряду с геосетками, геотекстилем и геомембранами пенополистирол относится к категории геосинтетических
материалов.
Мировая практика свидетельствует о том, что из всех легких
материалов для устройства облегченных насыпей наибольший эффект дает применение EPS блоков
(сверхлегкий пористый пластиковый материал, маленькие овальные
частицы которого состоят на 98%
из воздуха) [2].
Широкое внедрение насыпей
из EPS блоков началось в середине 80-х годов прошлого века. С тех
пор применение EPS блоков ежегодно растет, особенно в Японии,
а также в скандинавских странах,
США, Германии, Англии, Франции,
других странах. По имеющимся данным, в мире к 2004 году построено
более 3000 дорожных объектов с
применением EPS в объеме более
2,5 млн куб.м. Более 50% объема
EPS приходится на Японию, для которой характерно широкое распространение слабых грунтов и высокая
сейсмическая активность.
Основные области применения
облегченных насыпей из EPS блоков:
линейные участки автомобильных дорог на слабом основании;
подходы к мостовым сооружениям на слабом основании;
уширение насыпей на слабом
основании;
строительство автомобильных
дорог на участках возможных оползней;
устройство заполнения за подпорными стенками.
Строительство облегченных насыпей с применением EPS блоков по
сравнению с обычными насыпями
имеет следующие основные преимущества:
значительное сокращение величины и времени прохождения осадки;
простота технологии и сокращение сроков строительства;
возможность производства работ в неблагоприятных погодных условиях;
возможность избежать применения методов предварительной
нагрузки на слабое основание, отсыпки насыпи с перегрузкой и стадийного строительства;
снижение требуемой ширины
полосы отвода благодаря возможности устройства более крутых или
вертикальных откосов;
снижение боковой нагрузки на
мостовые устои и подпорные стенки;
полное исключение или уменьшение объема перекладки инженерных сетей, проходящих под насыпью;
высокая долговечность;
значительное снижение гравитационных нагрузок на основания насыпей и инерционных сил,
возникающих при землетрясениях.
Описание свайно-эстакадной
дорожной конструкции
На основе патента на полезную
модель № 88359 [1] было разработано и рассмотрено несколько
вариантов свайно-металлического
каркаса свайно-эстакадной дорожной конструкции. Конструктивные
особенности данной конструкции
(рис. 1):
конструкция имеет в основе две
главные несущие балки, представленные в виде широкополочных двутавров № 30Ш2;
данные балки расположены точно по полосе движения колеса автотранспорта, за основу расчетов
была принята нагрузка НК-40 и соответствующее расстояние между
колесами 2,7 м;
остальные продольные балки
являются вспомогательными и воспринимают нагрузку от собственного веса конструкции, тем самым
увеличивая момент сопротивления
всей конструкции в целом;
вспомогательные балки соединены с главными балками при помощи поперечных связей (ригелем);
все соединения в свайно-металлическом каркасе представлены
болтовыми соединениями, что позволяет легко монтировать и демонтировать каркас;
железобетонная плита соединяется с главными балками жестко при
помощи болтового соединения;
железобетонная плита изготовлена по специальному заказу,
имеет дополнительные анкеры для
водоприемных лотков и барьерного
ограждения;
на заводе ведется специальная
подготовка металлических прокат-
Рис. 1. Поперечный разрез свайно-эстакадной дорожной конструкции:
1 – железобетонная плита;
2 – подстилающий слой из пенополистирола;
3 – винтовая свая;
4 – главные несущие балки;
5 – вспомогательные несущие балки;
6 – металлическое удерживающее ограждение;
7 – насыпной грунт
39
Рис. 2. Общий вид пролетного строения:
1 – главная несущая балка;
2 – крайняя вспомогательная балка;
3 – центральная вспомогательная балка;
4 – железобетонная плита;
5 – опорная часть;
6 – винтовая свая
Рис. 3. Общий прогиб конструкции от нагрузки А-11
Рис. 4. Общий прогиб конструкции от нагрузки НК-40
Рис. 5. Расчетная схема конструкции
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Уникально низкая удельная плотность материала EPS блоков, составляющая около 1% от плотности
грунта, применяемого в традиционных насыпях, в сочетании с достаточной прочностью позволяет нести
нагрузки от автотранспорта, железнодорожных составов, самолетов,
легких зданий и сооружений, опорных элементов мостов.
Вместе взятые кратковременные
и долговременные преимущества
вкупе с меньшей стоимостью строительства насыпей с применением
EPS блоков могут с лихвой компенсировать разницу между единичной
стоимостью EPS (среднемировая
цена 1 куб.м – 40–50 долларов США)
и традиционного грунта.
мосты и тоннели
а)
б)
Рис. 6. Схема модели: а – на второй стадии; б – на третьей стадии
ных профилей: сверлятся отверстия
под болтовые соединения, что позволяет удешевить конструкцию и
получить более точные детали;
за счет включения демпфирующего слоя из пенополистирола
удается сократить количество вспомогательных продольных балок и
уменьшить размер главных несущих
балок, что в свою очередь уменьшает
количество металла в конструкции.
40
Применение
свайно-эстакадных
дорожных конструкций
Свайно-эстакадная дорожная конструкция по своему принципу технологии и назначению относится
к скоростному строительству промышленных дорог в особых условиях. Основное назначение данных
конструкций:
строительство на грунтах слабой несущей способности, в местах
ограниченного количества местных
дорожно-строительных материалов;
строительство участка дороги в
кратчайшие сроки при помощи современных технологий;
быстрая окупаемость вложенных средств;
малая трудоемкость и механизация при строительстве.
Данная конструкция полностью
отвечает всем критериям, кроме
того, возможен возврат части материала после окончания срока эксплуатации.
В основу конструкции положен
принцип совместной работы свайно-эстакадной конструкции с нижележащим грунтом. Нагрузка от
движущегося транспорта на железобетонную плиту передаётся на слой
пенополистирола. За счет малого
удельного веса и большой несущей
способности материал способен
воспринимать нагрузку, распределять её и передавать на нижележащие грунты.
При этом за счет малого удельного веса материал не оказывает значительного воздействия на грунты.
Так как материал представляет собой связанную структуру, он, в отличие от несвязанных грунтов (пески),
может хорошо распределять нагрузку и оказывать меньшее давление на
нижележащие слои.
Рис. 7. График прогибов конструкции
Узлы свайно-эстакадной конструкции представлены болтовыми
соединениями. Это позволяет легко
и быстро производить монтаж пролетного строения, а после завершения срока эксплуатации легко демонтировать конструкцию.
Конструктивное решение
опытной свайно-эстакадной
конструкции
Общий вид пролетного строения
эстакады показан на рис. 2. Длина
пролетного строения L = 8,08 м. На
программном комплексе «Лира 9.4»
был произведен расчет данной конструкции. Конструкция из пяти пролетов длиной по 8 м. Общий прогиб конструкции представлен на
рис. 3–4.
Экспериментальные
исследования
Для разработки конструктивных решений свайно-эстакадной дорожной
конструкции (патент на полезную модель № 88359, заявка № 2009126473)
была поставлена задача – оценить
Рис. 8. Схема модели на второй стадии
а)
б)
Рис. 9. Схема модели на третьей стадии:
степень участия в распределении
временной нагрузки на дорожную
конструкцию эстакадной части сооружения (прогоны и плиты проезжей части) и подстилающей части конструкции (пенополистирол).
В ходе работы было проведено
два испытания. В первом случае
была построена модель в масштабе
1:1. Во втором случае был сделан
макет.
Испытание 1.
Описание модели.
Конструкция модели представляет собой две несущие балки из
двутавра № 24, на которые уложена железобетонная плита ПАГ-14 и
подстилающий слой из пенополистирола. Конструкцию загружали
железобетонными блоками, масса
каждого блока равна 1,64 кН, общая
масса блоков составляет 8,2 кН.
Расчетная схема показана на рис. 5.
Методика испытаний.
Испытания проходили в три стадии. На первой стадии конструкция
просчитывается теоретически по
расчетной схеме, как показано на
рис. 5 (для расчетов использовался
программный комплекс «Лира 9.4»).
На второй стадии модель загружается без подстилающей части
конструкции (пенополистирол). Нагрузку подаем в середину пролета (рис. 6, а) ступенчато, по одному блоку. Блоки подаются краном
и расставляются монтажниками в
специальном порядке. Измерения
производились после каждой ступени нагружения. Прогиб пролета
измеряли нивелиром, который устанавливался на расстоянии 15 м от
объекта.
На третьей стадии модель загружается с подстилающим слоем из
пенополистирола (рис. 6, б). Конструкция опиралась на жесткое ос-
нование (бетонный пол). Нагрузка
подавалась в середину пролета (см.
рис. 5) ступенчато, по одному блоку.
Измерения производились после
каждой ступени нагружения.
Прогиб пролета измеряли нивелиром, который устанавливался на
расстоянии 15 м от объекта.
Результаты испытаний оказались
следующими: без пенополистирола максимальный прогиб составлял
16 мм, а с пенополистиролом прогиб составил 3 мм. Прогиб конструкции уменьшился в пять раз (рис. 7).
Испытание 2.
Описание модели.
Расчетная схема модели та же,
что и в испытании 1 (см. рис. 5).
Модель представляет собой пролетное строение из двух балок (деревянные бруски 5×10 см) с шагом
25 см и расчетным пролетом 185 см
с опиранием на жесткие опоры, по
верху балок закреплена плита из
ДСП 30×190 мм. Загружение модели производилось домкратом с
динамометром. Нагрузка подается
ступенчато по 0,5 кН, максимальное
усилие – 4,5 кН. Измерения прогиба
производятся при помощи прогибомера ПМ-3.
Методика испытаний.
Испытания проходили в три стадии. На первой стадии конструкция
просчитывалась теоретически, в результате была получена максимальная нагрузка для данного пролета,
равная 50,5 кН, и получены теоретические прогибы на всех стадиях нагрузки.
На второй стадии (рис. 8) модель
загружалась без подстилающей части конструкции (пенополистирол).
Нагрузка подавалась в середину
пролета постепенно, по 0,5 кН. Нагружение производили при помощи
гидравлического домкрата через
Рис. 10. График прогибов конструкции
динамометр. Измерения снимались
после каждой ступени нагружения.
На третьей стадии испытаний
предусматривалось
два
этапа
(рис. 9). На первом этапе (рис. 9, а)
к конструкции был добавлен подстилающий слой, который опирался на
жесткое основание. Методика испытаний проводилась аналогично первой стадии. На втором этапе (рис. 9,
б) конструкция с подстилающим слоем опиралась на слабое основание
(поролон). Методика испытаний проводилась аналогично первой стадии.
В ходе испытаний были получены
данные, по которым был построен
график прогибов (рис. 10). При помощи этого графика мы можем получить зависимость распределения
нагрузки по слоям конструкции.
Полученные качественные результаты исследования свайно-эстакадной конструкции говорят о том, что
она обладает определенными преимуществами перед традиционной
технологией строительства и необходимы дальнейшие исследования
для уточнения количественных характеристик.
Литература
1. Пат. 88359. Российская Федерация. Свайно-эстакадная дорожная
конструкция / Страхов Б.С., Лукашевич В.Н., Акимов Б.Г.; 20.11.2009,
Бюл. № 31.
2. Фурсов С.Г. Невыносимая легкость EPS блоков / С.Г. Фурсов // Автомобильные дороги. – 2008. – № 5
(918). – С. 120–122.
3. ВСН 26-90. Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог нефтяных и газовых промыслов Западной Сибири.
4. ГЭСН 81-02-27-2001. Сборник
№ 27 «Автомобильные дороги». –
М., 2001.
41
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
а – I этап; б – II этап
мосты и тоннели
ИДЕНТИФИКАЦИЯ
ПОВРЕЖДЕНИЙ
В МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА
ИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
42
Идентификация
повреждений в
искусственных транспортных
сооружениях является
одним из направлений
деятельности
по содержанию
инфраструктуры в
надлежащем техническом
состоянии.
С.П. Глушков,
д-р техн. наук, профессор
Л.Ю. Соловьев,
канд. техн. наук, доцент
Н.А. Донец
Сибирский государственный
университет путей сообщения
Основными процедурами содержания всех объектов транспортной сети являются осмотры
и испытания, которые проводятся
через определенные промежутки
времени.
Цель осмотров и испытаний –
поиск повреждений в элементах
конструкций, которые могут обусловить отклонение параметров работы сооружения от оптимальных.
Регулярные осмотры, испытания
и оценка технического состояния
конструкций делают возможным
планирование ремонтных работ и
рентабельное управление инфраструктурой.
Обследование сооружений включает в себя визуальный осмотр и
выполнение инструментальных измерений. Проведение обследований пролетных строений мостов
является трудоемкой задачей –
следует провести большие объемы
визуальных и инструментальных исследований. Снижение затрат труда
при повышении степени достоверности информации о положении
повреждений и техническом состоянии является актуальной научнопрактической задачей.
Одним из способов ее решения является применение неразрушающих методов, основанных
на исследовании колебаний в системе «пролетное строение моста – вынуждающая сила». Так, в
Российской Федерации было проведено обследование нескольких
сотен сталежелезобетонных пролетных строений [26]. Результаты
обследований показали наличие
большого числа однотипных повреждений – разрушения швов
омоноличивания стыков плит балластного корыта.
Оценка степени влияния повреждений на безопасную эксплуатацию сооружений в ходе этих
обследований была выполнена на
основе исследования колебаний
пролетных строений мостов, что
позволило снизить трудоемкость и
повысить достоверность полученных результатов.
Рост количества исследований,
связанных с поиском положения повреждений и оценкой технического
состояния мостовых конструкций на
основе анализа их колебаний, определяется следующим:
большим количеством однотипных конструкций;
алгоритмизацией действий, выполняемых при осмотре;
старением сооружений и необходимостью их последовательного
ремонта или замены;
экономическими проблемами,
связанными с обрушением мостов.
Системы измерения колебаний,
состоящие из высокочастотных акселерометров и цифровых вычислительных машин, были разработаны в 80-е годы прошлого века.
Подобные
высокоэффективные измерительные системы стали предпосылкой для разработок
новых методов оценки и прогноза
технического состояния с использованием инновационных способов
обработки колебательных сигналов.
Большинство методов идентификации повреждений основаны
на данных, полученных с помощью
фурье-преобразования
спектров
динамических ответов сооружения
на различные вынуждающие силы.
Повреждения в конструкциях обычно являются локальными, что обусловливает возможность их идентификации с помощью анализа мод
главным фактором, влияющим на
качество анализируемых данных,
является точность и частота дискретизации измерительной системы –
с их увеличением степень достоверности идентификации повреждений
повышается, и наоборот.
Наглядными методами идентификации повреждений в различных
конструкциях являются графические
методы – сопоставление различных
графиков параметров колебаний
конструкции – графиков резонансных частот (спектров) и форм колебаний конструкции. Наложение
частотных спектров с поиском максимальных смещений пиковых значений позволяет идентифицировать
повреждение, а наложение форм
колебаний конструкции – локализовать повреждение [5].
Дальнейшие исследования привели к появлению метода локализации
повреждений в балке, основанного
на использовании конечно-разностного приближения дельта-оператора Лапласа к формам колебаний,
применение которого позволило
с высокой степенью достоверности определить наличие и местоположение повреждений [14]. Повреждения – местные уменьшения
сечения несущей конструкции на
10% и более – могли быть идентифицированы и локализованы без
предварительной обработки данных измерений – без удаления различных помех и шумов. Поиск менее
значимых повреждений с помощью
данного метода требует дополнительных расчетов. Авторами работы
отмечено, что метод подходит для
обработки таких данных, как формы колебаний, соответствующие
низшим частотам собственных колебаний конструкции. Формы колебаний, соответствующие высоким
частотам собственных колебаний
конструкции, могут использоваться
для проверки полученных данных.
Применение метода, основанного на использовании конечно-разностного приближения дельта-оператора Лапласа, не требует данных
о состоянии конструкции до проведения обследования.
Так как большинство работ, связанных с вопросами мониторинга
технического состояния сооружений
на основе анализа колебаний, предусматривало использование данных
нескольких точек измерения, появились исследования, посвященные
выбору таких мест. Был рассмотрен
вопрос оптимальной установки ви-
брационных датчиков при локализации повреждений на основе изменений форм колебаний и частот
собственных колебаний с использованием метода итераций [18],
представлен метод идентификации
повреждений в конструкциях по данным исследования колебательных
процессов и определения предпочтительных точек установки вибрационных датчиков, основанный на
анализе чувствительности собственных векторов конструкций [2].
Ряд исследователей посвятили
свои работы установлению взаимосвязи между наличием повреждений и изменениями частот
собственных колебаний и соответствующих им форм. В основе установления этой взаимосвязи, а также
в разработанном на её основе методе идентификации повреждений
лежит использование конечно-элементной модели [25]. Развитие метод получил, когда для локализации
повреждений в консольной балке
прямоугольного сечения с поперечными трещинами были рассмотрены данные натурного эксперимента
и аналитическое решение колебаний конструкции. По данным измеренных амплитуд были найдены и
оценены динамические характеристики балки, а также оценено влияние повреждений на них [15].
В 1992 году представлен метод локализации повреждений в балке на
основе конечно-элементной модели
[9]. Повреждения задавались изменением жесткости одного дискретного элемента конструкции. Затем
сопоставлялись найденные формы
и собственные частоты колебаний
до и после внесения изменений в такой элемент. Анализ, включающий в
себя определение статического прогиба и оценку энергии деформации,
приводил к локализации и оценке
повреждения.
Важно отметить исследование, посвященное изучению возможности
идентификации повреждений в цилиндрической оболочке [19]. Вырез
в оболочке, имитирующий повреждение, был локализован с помощью
сравнения данных модального анализа двух состояний – до появления
повреждений и после. Отмечено,
что некоторые частоты собственных
колебаний оболочки до и после появления выреза мало изменились, в
то время как формы колебаний изменились так, что стала возможной
локализация повреждений. Также
установлено, что изменение частоты
43
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
высоких порядков. Фурье-анализ
преобразует сигнал из временной
или пространственной области в
частотную область, что приводит к
тому, что становится неизвестным,
в какой момент времени произошли
события, сигнализирующие о наличии и положении повреждения.
Одним из способов избежать потерь такой информации является
применение оконного преобразования Фурье [7]. Подобная техника
анализа позволяет представить ряд
частотных спектров сигнала на ограниченных временных промежутках –
окнах. Точность полученных данных
зависит от размера окон. Изменить
разрешающую способность после
выбора временного окна в пространственной/временной и частотной
области невозможно.
Наибольшее
распространение
метод оконного преобразования
Фурье получил в машиностроении, в то время как его применение
при вибрационном мониторинге
технического состояния несущих
конструкций мостов ограничено.
В отношении пролетных строений
мостов требовались иные подходы
к решению задачи вибрационного
мониторинга технического состояния с учетом того, что широкое применение нашел фурье-анализ.
В 1984 году было представлено
первое системное использование
информации о форме колебаний
для локализации повреждений в
элементах конструкций [24]. Для
определения степени корреляции
формы колебаний у обтекателя космического челнока использовался
критерий модальной сходимости
(MAC). Формы колебаний были
определены с помощью различных
способов до и после приложения
акустической нагрузки, после чего
изменения в критерии модальной
сходимости были использованы для
локализации повреждений.
В 1992 году ряд экспериментов
показал, что разовая оценка величины изменения форм колебаний –
критерий
модальной
сходимости – не является достоверной при
наличии повреждений типа распила/пропила в балочных конструкциях, т. е. имеет ограниченную область
применения в сфере идентификации повреждений в пролетных строениях мостов [5]. Кроме того, была
затронута проблема записи данных
измерений, которая может обусловить наличие ошибок при локализации повреждений. Отмечено, что
мосты и тоннели
44
собственных колебаний не является
единственным и достоверным признаком наличия повреждений, а при
локализации повреждений необходимо учитывать амплитуды колебаний конструкции.
В 1995 году были проведены испытания многопролетного железобетонного автодорожного моста и
предложен метод поиска повреждений в нем на основе динамических
испытаний [17]. Была рассмотрена
зависимость между проводимыми
ремонтными работами и изменениями в динамических характеристиках пролетных строений, для чего на
них был установлен ряд вибрационных датчиков. С помощью анализа
динамического ответа пролетных
строений на вынуждающую силу
найдены частоты собственных колебаний конструкции, коэффициенты
демпфирования, построены формы колебаний. На основе данных о
степени корреляции соответствующих форм колебаний до и после
проведения ремонтных работ была
оценена достоверность предложенного метода поиска расположения
повреждений. Был сделан вывод о
том, что идентификация мест повреждений возможна, однако метод
требует доработки, так как степень
достоверности полученных данных
о наличии и положении повреждений порой недостаточно высока.
Совершенствование метода привело к появлению различных показателей, которые указывают на
наличие и места расположения повреждений, – индексов. Одним из
первых появились методы на основе расчета индексов по данным
измерений частот собственных колебаний конструкции и соответствующих форм. При этом проводится
анализ тех мод, которые являются
чувствительными к их наличию.
Такие методы применимы для
вибрационного мониторинга технического состояния, влияющего
на пространственную жесткость,
то есть применимы для любых сооружений. Эффективность использования индексных методов на
практике подтверждена рядом экспериментов [16].
Альтернативным способом использования формы колебаний
является оценка ее производных.
Так, первая производная – кривизна
формы колебаний может использоваться для получения информации
о причинах изменения характера
колебаний конструкции (локализа-
ции повреждений). Рядом исследователей было отмечено, что у балок,
плит и оболочек существует прямая
зависимость между кривизной формы колебаний и деформацией изгиба. Некоторые исследователи рассматривают случай практического
использования
непосредственно
измеренных относительных деформаций или вычисленных из перемещений или ускорений.
На примере конечно-элементных
моделей консольной и шарнирно
опертой балки было показано, что
наибольшая величина абсолютных
изменений в кривизне формы колебаний сосредоточена в местах
повреждений. Сама величина абсолютных изменений формы колебаний зависит от степени развития
повреждений [13].
Позднее была рассмотрена возможность использования ограниченного ряда модальных параметров для идентификации и
локализации повреждений в конструкциях. В основе метода лежат
данные о геометрических характеристиках и свойствах материала
элементов конструкции. На основе
этих данных записываются матрицы
масс и жесткости и решаются уравнения движения, в конечном итоге
вычисляются спектры динамического ответа конструкции [21].
М. Stubbs и J.-T. Kim изучили возможность локализации повреждений в конструкциях с помощью
сравнения данных натурных испытаний и конечно-элементной модели. Практическое применение
метода опробовано на неразрезной
балке с повреждениями [20]. Отмечено, что кривизна, найденная с
помощью численных методов непосредственно из данных о форме
колебаний, может иметь недопустимые ошибки [1]. Использование
относительных деформаций вместо
непосредственно измеренной кривизны может сильно повлиять на
результаты процедуры локализации
повреждений.
Общая концепция методов идентификации повреждений в пролетных
строениях мостов на основе анализа
их колебательных процессов с использованием фурье-анализа представлена в 1998 году [6]. Основой
всех методов является оценка величин критерия модальной сходимости (MAC), критерия координатной
модальной сходимости (COMAC) – в
том или ином виде решение задачи
оптимизации различными способа-
ми. Параметрами, входящими в целевую функцию, являются частота
собственных колебаний конструкции
и соответствующие им формы или
ее производные с различными весовыми коэффициентами.
Резюмируя, можно отметить тот
факт, что большинство разработанных методов, базирующихся на
фурье-анализе, применялось к идеализированным численным моделям конструкций. Использование на
практике подобных методов ограничено: с высокой степенью достоверности возможно установить
факт наличия повреждений, но не
их местоположение, тем более степень развития.
Связано это прежде всего с тем,
что ошибки в результаты вносят
внешние факторы – шумы в сигнале, а также ряд ограничений фурьепреобразований:
невозможность
идентификации нелинейного поведения конструкции во времени
и невозможность идентификации
переходных процессов. Преобразование Фурье дает только глобальные сведения о частотах (масштабах) анализируемого сигнала, так
как используемая при этом система
функций (комплексная экспонента
или синусы и косинусы) определена
на бесконечном интервале. Кроме
того, высокочастотные составляющие имеют большую точность при
извлечении из малых временных
отрезков, в отличие от низкочастотной информации.
Толчок к дальнейшему развитию
методов вибрационной диагностики дало внедрение вейвлет-анализа. Вейвлеты – функции в виде
коротких волн с нулевым интегральным значением и с локализацией
по оси независимой переменной,
способных к сдвигу по этой оси и
масштабированию
(растяжению/
сжатию) [3]. Вейвлет-анализ – частотно-временной анализ спектров
динамического ответа конструкций,
который дает более детальную информацию, нежели традиционный
фурье-анализ. За счет изменения
масштаба вейвлеты способны выявлять различия в характеристиках на
разных шкалах (частотах), а за счет
сдвига – анализировать свойства
сигнала в разных точках на всем
исследуемом интервале. Поэтому
при анализе нестационарного сигнала за счет свойства локальности
вейвлет-преобразование получает
существенное преимущество над
преобразованием Фурье.
ного количества циклов нагружений и разгружений и впоследствии
могут разрушиться [8]. Применение вейвлет-анализа позволило
установить характер изменений в
пружинах и время появления этих
изменений. Аналогичные результаты были получены и при применении вейвлет-анализа для обработки данных динамического ответа
здания до и после землетрясения
в Сан-Фернандо в 1971 году, когда
были установлены места появления
возможных повреждений.
В 2003 году представлен метод
идентификации повреждений по
данным исследования колебательных процессов в балках [4]. Для
этого используется непрерывное
(интегральное)
вейвлет-преобразование спектра динамического ответа. Выведен коэффициент,
полученный по величинам вейвлет-коэффициентов, с помощью
которого повреждение может быть
идентифицировано, локализовано
и определена степень его развития.
Метод опробован на численных и
натурных моделях консольной балки с трещинами.
Вопрос идентификации и локализации повреждений в рамных и
балочных конструкциях с помощью
вейвлет-анализа рассмотрен в 2004
году [12]. Эффективность метода,
основанного на вейвлет-преобразовании спектра динамического
ответа конструкции, подтверждена
рядом численных симуляций.
При правильном подборе вещественного базиса и разрешающей
способности для вейвлет-преобразования может быть получена достоверная информация о наличии
и локализации повреждений. При
этом нет необходимости в данных
предыдущих обследований конструкции.
Методы идентификации повреждений в конструкциях по данным
исследования колебательных процессов на основе вейвлет-преобразований могут быть классифицированы и разделены на три группы [10]:
1. Методы, основанные на сравнении различий вейвлет-коэффициентов двух откликов конструкции
в разное время.
2. Методы, основанные на исследовании распределения локальных
возмущений вейвлет-коэффициентов одного отклика конструкции.
3. Методы, основанные на анализе
«волны» вейвлет-коэффициентов,
обусловленных повреждениями.
К преимуществам методов, относящихся к первой группе, можно отнести то, что при регулярном
их применении (например, при
регулярных осмотрах пролетных
строений мостов) становится возможным составить историю изменений механических параметров в
сооружении. Особенно важным это
может быть при оценке технического состояния пролетных строений
мостов после стихийных бедствий.
А анализ конструкции на основе метода, относящегося к трем перечисленным группам, позволит провести
точную и достоверную комплексную
оценку технического состояния конструкции – идентифицировать, локализовать и оценить степень развития повреждений.
Недостатком практически всех
работ, описывающих методы идентификации повреждений на основе
вейвлет-анализа, является то, что
у них отсутствует теоретическое
обоснование – оценка ведется на
основе эмпирических данных. Для
оценки вычисленных вейвлет-коэффициентов отклика конструкции
авторами используется точечный
показатель Гёльдера – показатель
гладкости функции. Этот показатель может быть рассчитан путем
аппроксимации функции спада
коэффициентов
вейвлет-преобразования динамического ответа
конструкции. Значения данного показателя свидетельствуют о наличии повреждений, а также помогают
оценить степень развития повреждения, влияющую на напряженнодеформированное состояние конструкций.
Отличительными особенностями
всех методов идентификации повреждений, в основе которых лежит
вейвлет-анализ, является то, что
необходимыми сведениями являются только данные динамического ответа конструкций на любую
приложенную нагрузку (рис. 1) без
необходимости какой-либо предварительной подготовки, низкая
чувствительность к шумам в полученных для обработки и анализа
данных (рис. 2).
В настоящее время в исследованиях и разработках методов идентификации повреждений в конструкциях существует несколько
направлений:
1. Разработка методов, не требующих использования предварительных обследований и испытаний
конструкций.
45
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Впервые исследовались и применялись методы идентификации
повреждений по данным исследования колебаний на основе вейвлет-анализа в машиностроительной
отрасли. Было показано, что оправданно применение вейвлет-преобразований для идентификации
переходных процессов и повреждений в вертолетной трансмиссии, где
типичным было применение оконного фурье-преобразования [23].
Отмечены простота выполнения
вейвлет-преобразования и факт
того, что для анализа необходим
только один спектр динамического
ответа трансмиссии, а результатом
является всесторонняя информация о повреждениях и неполадках.
Исследования методов идентификации повреждений в конструкциях по данным исследования колебательных процессов начались
со второй половины 90-х годов XX
века. Так, в 1998 году рассмотрено
использование вейвлет-преобразований для идентификации динамического поведения нелинейных
систем. С помощью вейвлет-анализа определены кривые гистерезиса, коэффициенты демпфирования
конструкции без использования
данных о нелинейных характеристиках исследуемой системы [11].
Предпосылкой для применения
вейвлет-анализа для идентификации и локализации повреждений в
конструкциях стало то, что повреждения вызывают изменения в колебаниях конструкции, которые возможно локализовать при детальном
исследовании спектров динамического ответа. Работоспособность
метода на основе вейвлет-анализа
продемонстрирована на двух примерах: на численной модели балки
с поперечной трещиной и на полях
смещений в вершине трещины, вычисленных аналитически [22]. Повреждения были идентифицированы и локализованы по возросшим
значениям вейвлет-коэффициентов. Можно отметить, что применение вейвлет-анализа не требует
предварительного анализа и расчета конструкции, информации об
использованных при ее возведении
материалах, а также о напряженнодеформированном состоянии элементов конструкции.
В 2000 году рассмотрена симуляция реальных условий эксплуатации конструкции путем включения
в модель пружин, свойства которых
изменяются с течением определен-
мосты и тоннели
за счет предварительного определения мест, на которые необходимо
обратить внимание при детальном
обследовании или испытаниях.
Литература
46
Рис. 1.
Вертикальное перемещение автомобиля при движении со скоростью 6 м/с по шарнирно опертой
балке длиной 50 м (вверху); спектрограмма модуля вейвлет-коэффициентов вертикального
перемещения автомобиля (внизу)
2. Разработка методов, учитывающих нелинейное поведение конструкций (например, раскрытие и
закрытие усталостных трещин).
3. Разработка методов, использующих минимальное количество
точек измерения динамического ответа конструкции.
Последние исследования методов идентификации повреждений
в пролетных строениях мостов посвящены процедурам анализа, при
выполнении которых требуется информация о спектре динамического
ответа минимального количества
точек (или одной точки). Наиболее
перспективным направлением с
точки зрения авторов является разработка метода идентификации повреждений в пролетных строениях
мостов на основе вейвлет-анализа
динамического ответа движущегося
по мосту автомобиля.
Результаты численных экспериментов, представленные на рис. 1
и 2, показали эффективность такого
метода идентификации повреждений. Его применение на практике
позволит сократить время обследования несущих конструкций моста
1. A Simplified Approach to the
Numerical and Experimental Modeling
of the Dynamics of a Cracked Beam
[Conference] // 12th International
Modal Analysis Conference. – Year
Published. – Р. 778–785.
2. Cobb, R.G. Sensor Placement
and Structural Damage Identification
from Minimal Sensor Information /
R.G. Cobb, B.S. Liebst // AIAA Journal. –
1997. – Т. 32. – № 2. – Р. 369–374.
3. Daubechies, I. Ten lectures
on wavelets / I. Daubechies. –
Philadelphia: SIAM: Society for
Industrial and Applied Mathematics,
1992.
4. Douka, E. Crack identification
in beams using wavelet analysis /
E. Douka, S. Loutridis, A. Trochidis
// International Journal of Solids and
Structures. – 2003. – Т. 40. – № 13–
14. – С. 3557–3569.
5. The Location of Defects in
Structures: a Comparison of the Use
of Natural Frequency and Mode Shape
Data [Conference] // 10th International
Modal Analysis Conference. – Year
Published. – Р. 522–528.
6. Friswell, M.I. A combined genetic
and eigensensitivity algorithm for the
location of damage in structures /
M.I. Friswell, J.E.T. Penny, S.D. Garvey
// Computers & Structures. – 1998. –
Т. 69. – № 5. – С. 547–556.
7.
Gabor,
D.
Theory
of
communication. Part 1: The analysis
of information / D. Gabor // Journal of
the Institution of Electrical Engineers –
Part III: Radio and Communication
Engineering. – 1946. – Т. 93. – № 26. –
С. 429–457.
8. Hou, Z. Wavelet-Based Approach
for Structural Damage Detection
/ Z. Hou, M. Noori, R.S. Amand //
Journal of Engineering Mechanics. –
2000. – Т. 126. – № 7. – С. 677–683.
9. Kam, T.Y. Detection of cracks
in structures using modal test data
/ T.Y. Kam, T.Y. Lee // Engineering
Fracture Mechanics. – 1992. – Т. 42. –
№ 2. – С. 381–387.
10. Kim, H. Damage detection
of structures by wavelet analysis /
H. Kim, H. Melhem // Engineering
Structures. – 2004. – Т. 26. – № 3. –
С. 347–362.
11. Kitada, Y. Identification of
Nonlinear Structural Dynamic Systems
Определение диапазона несущего масштаба вейвлет-коэффициентов при идентификации
повреждений (вверху); результаты определения положения повреждения при разных масштабах
вейвлет-коэффициентов (внизу)
Using Wavelets / Y. Kitada // Journal
of Engineering Mechanics. – 1998. –
Т. 124. – № 10. – С. 1059–1066.
12. Ovanesova, A.V. Applications
of wavelet transforms to damage
detection in frame structures /
A.V. Ovanesova, L.E. Suarez //
Engineering Structures. – 2004. –
Т. 26. – № 1. – С. 39–49.
13. Pandey, A.K. Damage detection
from changes in curvature mode
shapes / A.K. Pandey, M. Biswas,
M.M. Samman // Journal of Sound
and Vibration. – 1991. – Т. 145. –
№ 2. – С. 321–332.
14. Ratcliffe, C.P. Damage Detection
Using a Modified Laplacian Operator
on Mode Shape Data / C.P. Ratcliffe
// Journal of Sound and Vibration. –
1997. – Т. 204. – № 3. – С. 505–517.
15. Rizos, P.F. Identification of
crack location and magnitude in a
cantilever beam from the vibration
modes / P.F. Rizos, N. Aspragathos,
A.D. Dimarogonas // Journal of Sound
and Vibration. – 1990. – Т. 138. –
№ 3. – С. 381–388.
16. Salawu, O.S. An Integrity Index
Method for Structural Assessment of
Engineering Structures Using Modal
47
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 2.
Testing / O.S. Salawu // Insight: the
Journal of the British Institute of NonDestructive Testing. – 1997. – Т. 39. –
№ 1. – С. 33–37.
17. Salawu, O.S. Bridge Assessment
Using Forced-Vibration Testing /
O.S. Salawu, C. Williams // Journal
of Structural Engineering. – 1995. –
Т. 121. – № 2. – С. 161–173.
18. Skjærbæk P.S. Identification
of damage in reinforced concrete
structures
from
earthquake
records-– optimal location of sensors
/ P.S. Skjærbæk, S.R.K. Nielsen,
A.S. Çakmak // Soil Dynamics and
Earthquake Engineering. – 1996. –
Т. 15. – № 6. – С. 347–358.
19. Effects of Damage on the Modal
Parameters of a Cylindrical Shell
[Conference] // 10th International
Modal Analysis Conference. – Year
Published. – Р. 529–535.
20. Stubbs, N. Damage localization
in structures without baseline modal
parameters / N. Stubbs, J.-T. Kim //
AIAA Journal. – 1996. – Т. 34. – № 8. –
С. 1644–1649.
21. Topole, K.G. Non-destructive
damage evaluation of a structure
from limited modal parameters /
K.G. Topole, N. Stubbs // Earthquake
Engineering & Structural Dynamics. –
1995. – Т. 24. – № 11. – С. 1427–1436.
22. Wang, Q. Damage detection with
spatial wavelets / Q. Wang, X. Deng
// International Journal of Solids and
Structures. – 1999. – Т. 36. – № 23. –
С. 3443–3468.
23. Wang, W.J. Application of
Wavelets to Gearbox Vibration Signals
for Fault Detection / W.J. Wang,
P.D. McFadden // Journal of Sound
and Vibration. – 1996. – Т. 192. –
№ 5. – С. 927–939.
24. Illustration of the Use of Modal
Assurance
Criterion
to
Detect
Structural Changes in an Orbiter Test
Specimen [Conference] // The Air
Force Conference on Aircraft Structural
Integrity. – Year Published. – Р. 1–6.
25. Yuen, M.M.F. A numerical study
of the eigenparameters of a damaged
cantilever / M.M.F. Yuen // Journal
of Sound and Vibration. – 1985. –
Т. 103. – № 3. – С. 301–310.
26. Результаты полномасштабного обследования и испытания
сталежелезобетонных
пролетных
строений железнодорожных мостов Сибири и Дальнего Востока /
С.А. Бокарев, Е.В. Рогова, Л.Ю. Соловьев, Д.Н. Цветков // Вестник
Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2009. – № 2. – С. 160–170.
мосты и тоннели
48
ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОЗАСЫПНОГО
АВТОДОРОЖНОГО МОСТА СО
СВОДЧАТЫМ ПРОЛЕТНЫМ СТРОЕНИЕМ
ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Мостовые сооружения
со сводчатыми
пролетными строениями
из железобетона под
насыпями автомобильных
дорог в настоящее время
находят применение
благодаря широкому
спектру конструктивных
форм, простоте возведения
и экономичности. Их более
широкое распространение
сдерживается
отсутствием данных
исследований напряженнодеформированного
состояния (НДС)
несущих элементов
совместно с окружающей
грунтовой средой на
действие постоянных и
временных нагрузок. Такие
исследования необходимы
при оптимальном
проектировании очертания
пролетных строений и опор,
выборе вида и параметров
расчетной схемы
сооружения.
В.С. Сафронов,
д-р техн. наук, проф. кафедры
строительной механики
В.В. Зазвонов,
аспирант кафедры
строительной механики
Воронежский государственный
архитектурно-строительный
университет
Для проведения натурных исследований НДС при статическом действии временных нагрузок на однопролетный мост, покрытый песчаной
уплотненной засыпкой над арочным
пролетным строением, выполнены
статические испытания автодорожного моста, эксплуатируемого с
2005 года в Вологодской области на
156 км автомобильной дороги А-114
Вологда – Новая Ладога.
Данные статических испытаний
сопоставляются с результатами
расчетов с помощью программного
комплекса «Лира» по методу конечных элементов (МКЭ).
Основные параметры сооружения
(рис. 1), построенного по проекту ГП
«РОСДОРНИИ» для временных нагрузок А11 и НК-80, являются следующими:
габарит проезда по граням барьерного ограждения – 12,15 м;
свод цилиндрического очертания шириной 16 м, радиусом
R = 6,0 м, постоянной толщиной
0,3 м;
бетон класса В30, арматура в
виде верхней и нижней сеток D =
16 мм с квадратной ячейкой 0,15 м;
максимальная высота насыпи,
считая от подошвы ригеля, – 9,0 м;
Рис. 1. Общий вид моста при статических испытаниях
Рис. 2. Конечноэлементная расчетная модель моста с испытательной нагрузкой
минимальная толщина песчаной засыпки над поверхностью свода с учетом конструкции дорожной
одежды составляет: по оси дороги –
0,67 м, у барьерного ограждения –
0,5 м.
В качестве испытательной нагрузки использовался трехосный
автомобиль Volvo FM 400 6x4 общей массой 41 т с нагрузкой на заднюю тележку 312 кН и переднюю
ось 90 кН. Автомобиль при испытаниях моста устанавливался по трем
схемам загружения таким образом,
чтобы вызвать наибольшие усилия
в трех характерных сечениях, расположенных на расстоянии ¼, ½ и ¾
пролета от опоры. В поперечном направлении испытательная нагрузка
устанавливалась в пределах полосы
безопасности на расстоянии 3,25 м
от края конструкции и во втором
случае по продольной оси автомобильной дороги на расстоянии 8,0 м
от края конструкции. В продольном
направлении средняя ось автомобиля последовательно устанавливалась над указанными выше сечениями (рис. 3).
В процессе испытания измерялись вертикальные и горизонтальные перемещения, а также продольные и поперечные деформации
нижних волокон в характерных сечениях свода. Перемещения измерялись прогибомерами системы
Максимова с точностью 0,01 см, а
продольные и поперечные деформации наружных волокон свода –
деформометрами на базе 35 см с
использованием стрелочных индикаторов МИГ-1 с точностью 1 мкм.
Схемы установки измерительных
приборов приведены на рис. 3.
Для оценки экспериментальных
данных был выполнен расчет грунтозасыпного моста по программе
«Лира». Для этого в программном
комплексе, имеющем обширную
библиотеку конечных элементов,
реализована пространственная конечно-элементная расчетная схема
(рис. 2) в линейной и физически нелинейной постановках. Железобетонный свод моделировался прямоугольными оболочечными КЭ.
По длине окружности и по ширине
свода принималось 18 элементов.
49
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 3. Схема установки измерительных приборов
Грунтовый массив в расчетах представлен объемными КЭ в виде параллелепипедов и тетраэдров. При
моделировании окружающей оболочку сплошной среды была принята модель Мора-Кулона.
В качестве исходных данных использованы величины давлений колес автомобиля, координаты точек
сил приложения нагрузок, геометрические размеры грунтозасыпной
конструкции, включающие толщину
и ширину свода, высоту засыпки.
Физико-механические
свойства грунтового массива приняты
по результатам лабораторных исследований и полевых испытаний,
сохранившимся со времен строительства. Модель грунта в расчетах
требует задания пяти основных параметров: модуля деформации Е =
22,6 МПа, коэффициента Пуассона
v = 0,3, сцепления с = 0,001 МПа,
угла внутреннего трения ф = 30° и
предельного напряжения при растяжении Rt = 0 МПа.
В процессе загружения в железобетонных конструкциях наблюдается развитие нелинейных деформаций, сильно влияющих на характер
распределения усилий и деформаций в элементах конструкции. При
этом материал конструкции подчиняется нелинейному закону деформирования, что тоже было решено
учесть в расчетной схеме.
С целью исследования влияния
физической нелинейности материала на НДС оболочки грунтозасыпных мостов параллельно проведена
серия расчетов на моделях, описанных выше, с учетом физической
нелинейности материала железобетонного свода. Основной материал, бетон, был принят по экспоненциальному закону (расчетная
прочность) нелинейного деформирования со следующими характеристиками: модуль упругости Е =
32500 МПа, предельное напряжение
о(-) = -22,0 МПа, о(+) = 1,80 МПа.
Характеристики армирующего материала приняты по этому же закону: модуль упругости Е = 1,96 х
105 МПа, предельное напряжение
σ(-) = -340 МПа, σ (+) = 340 МПа.
Экспериментальные
значения
прогибов сопоставлены с расчетными прогибами в характерных
сечениях оболочки и приведены на
рис. 4–9. На графиках пунктирными линиями показаны измеренные
при натурных испытаниях прогибы Zэ, точечными линиями – расчетные прогибы с использовани-
мосты и тоннели
Рис. 4. Изменение прогибов поперечного сечения, мм,
при загружении сечения II
Рис. 5. Изменение прогибов поперечного сечения, мм,
при загружении сечения III
Рис. 6. Изменение прогибов поперечного сечения, мм,
при загружении сечения IV
Рис. 7. Изменение прогибов поперечного сечения, мм,
при загружении сечения II
Рис. 8. Изменение прогибов поперечного сечения, мм,
при загружении сечения III
Рис. 9. Изменение прогибов поперечного сечения, мм,
при загружении сечения IV
50
ем линейной расчетной схемы Zр,
сплошными линиями – расчетные
прогибы по физически нелинейной
расчетной схеме Zpф.
На рис. 4–6 показаны изменения
прогибов в поперечном сечении по
1-й схеме загружения при расположении нагрузки вплотную к барьерному ограждению. Графики изменения
прогибов в поперечном сечении по
2-й схеме загружения при расположении нагрузки по оси дороги представлены на рис. 7–9. Анализ результатов показал, что расчетные прогибы
оболочки во всех загружениях превышают опытные от 1% до 50%.
Картина напряженного состояния
в точках нижней поверхности оболочки деформируемой конечно­
элементной модели с траекториями
главных напряжений, полученная из
расчета на испытательную нагрузку, расположенную над сечением III,
представлена на рис. 10.
Величины напряжений, возникающих в нижнем слое оболочки по
деформированной схеме, близки
к экспериментальным, отклонение
результатов расчета составляет от
5% до 30%, тогда как при линейном
расчете свода погрешность возрастает до 50%.
Распределение фибровых напряжений по ширине свода для второй
схемы загружения от испытательной
нагрузки, расположенной над сечением III, представлено на рис. 11. Оно
свидетельствует о том, что наиболее
напряженным является замковое сечение в зоне приложения временной
нагрузки. Возникновение наибольших растягивающих напряжений по
длине свода в нижних волокнах замкового сечения оболочки связано с
наличием безотпорной зоны.
По первой схеме загружения при
установке нагрузки вблизи барьерного ограждения в исследуемых точках
возникают максимальные растягивающие расчетные напряжения порядка 0,95 МПа, по сравнению с экспериментально полученным напряжением
со значением 0,87 МПа. Во второй
схеме загружения – по оси дороги –
растягивающие напряжения в местах
установки индикаторов, полученные
при расчете, составляют 0,247 МПа,
при опытном значении 0,226 МПа.
Отклонения результатов расчета от
опытных данных составляют от 5% до
При такой постановке задачи
прогиб в характерной точке конструкции уменьшился до значения
0,456 мм, что сократило погрешность до 14% и привело к увеличению сжимающего напряжения
на 4% (до значения 0,779 МПа) и
увеличению растягивающего напряжения на 6% (до значения
0,289 МПа). Таким образом, изменение модуля деформации грунта
над замком в большей мере повлияло на деформацию поперечного сечения, приблизив расчетные
данные к истинному значению с
небольшой погрешностью увеличения напряжений.
Выводы
При расчете и проектировании работающих совместно с грунтом грунтозасыпных мостов с подъемистыми
и пологими сводами необходимо
учитывать, что с течением времени по периметру происходит само­
уплотнение грунтов под собственным весом засыпки и движением
подвижной временной нагрузки.
Данное уплотнение грунта приводит к неравномерному увеличению
модуля деформации, поэтому рационально на стадии проектирования
производить расчет на действие
постоянной нагрузки песчаной за-
Рис. 10. Распределение главных напряжений по нижней поверхности оболочки
сыпки, обращающейся в настоящее
время с характеристиками свеже­
уложенного грунта, и перспективную нагрузку с характеристиками
консолидированного грунта.
Характер уплотнения грунта в
пазухах между элементами конструкций более сложный, и, как показывает опыт эксплуатации таких
сооружений, происходит неравномерное уплотнение грунта над
замком и грунта, расположенного
по бокам.
Таким образом, сравнительный
анализ опытных и расчетных данных дает удовлетворительную сходимость результатов с учетом принятых гипотез и допущений при
расчетах и позволяет считать, что
приведенные расчетные схемы
адекватно описывают поведение
оболочки по деформируемой схеме
в грунтовом массиве.
Анализ результатов исследования распределения напряжений
и деформаций по ширине свода
позволяет отметить, что при разном расположении одного и того
же транспортного средства величина напряжений в конструкции
свода существенно меняется. При
удалении нагрузки от края свода
происходит
перераспределение
напряжений по ширине, что позволяет увеличить предельную массу
транспортного средства при пропуске автотранспорта большой грузоподъемности.
Как показывают результаты испытания статической нагрузкой,
грунтозасыпной мост на 156 км автомобильной дороги А-114 Вологда – Новая Ладога имеет достаточную для безопасной эксплуатации
прочность и жесткость.
Рекомендуется
для
решения
практических задач расчета при
проектировании
грунтозасыпных
сооружений учитывать физическую
нелинейность материала свода,
совместное взаимодействие конструкции моста и грунтового массива засыпки, что позволит получить
достоверные результаты на стадии
проектирования.
Литература
Рис. 11. Эпюра распределения главных растягивающих напряжений, МПа,
в нижних волокнах по ширине свода
1. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и
трубы / Минстрой России. – М. : ГП
Ц1Ш, 1996. – 214 с.
2. СНиП 32-04-97 Строительные
нормы и правила: Тоннели железнодорожные и автодорожные. – М. :
Стройиздат, 1998. – 25 с.
51
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
30%, при этом верхняя граница отклонений (~ 47%) в большую сторону расчетных значений наблюдается
лишь в единичных случаях.
Отклонения полученных расчетных результатов от опытных можно
объяснить тем, что произошел процесс неравномерного уплотнения
грунта в зоне замка арки, то есть
в месте приложения нагрузки, где
грунт имеет минимальную толщину.
Он уплотнился в большей степени
по сравнению с грунтом, расположенным по бокам арки, от действия
временной нагрузки.
Необходимо отметить, что с течением времени (0,5...3 года в зависимости от степени уплотнения
при возведении насыпи) происходит самоуплотнение грунтов под
собственным весом и движением
подвижной автодорожной нагрузки. Модуль деформации грунта при
этом увеличивается, что приводит к
заметному увеличению коэффициента компрессионного сжатия.
Для анализа влияния изменения
модуля деформации над замком
было выбрано сечение III по второй
схеме загружения. Исследование
проводилось путем моделирования
неоднородности уплотнения грунта
толщиной 0,5 м над замковой частью свода до значения изменения
модуля деформации 50 МПа.
мосты и тоннели
52
ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ
ШВОВ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
Главная задача
автодорожных мостовых
сооружений – обеспечение
возможности преодоления
транспортом и пешеходами
различных препятствий:
водных преград, участков
со сложным рельефом,
других транспортных путей.
Однако сами мостовые
сооружения в настоящее
время редко могут быть
построены без устройства
разрывов основных несущих
конструкций по длине.
И.Г. Овчинников,
д-р техн. наук,
профессор, академик РАТ
И.И. Овчинников,
канд. техн. наук,
доцент, член РОНКТД
С.В. Козлачков,
инженер, соискатель
Немного истории
Самые первые построенные человеком мосты были, как известно,
каменными и деревянными. Деформации и перемещения таких мостов,
возникающие вследствие температурного расширения материала, из
которого они были изготовлены, и
других факторов, составляли очень
небольшую величину и не оказывали
существенного влияния на работоспособность и надежность мостового
сооружения.
С увеличением максимальных длин
пролетных строений, что стало возможным благодаря применению металла для изготовления мостов, обнаружилось, что конструкции мостов уже
не в состоянии воспринимать усилия,
возникающие в элементах пролетных
строений при изменении их температуры, если их концы не имеют возможности свободно перемещаться.
Поэтому между концами пролетных
строений и береговыми устоями, а в
многопролетных разрезных мостах –
и между пролетными строениями,
стали предусматривать разрывы несущих конструкций, а сами несущие
конструкции – устанавливать на опорные части, позволяющие пролетным
строениям при необходимости свободно перемещаться.
Первоначально эти разрывы предусматривались для предотвращения
появления значительных напряжений
в конструкциях пролетных строений
мостов под действием перепадов
температуры и назывались температурными зазорами. С течением времени понятие температурного зазора
расширилось, поскольку было установлено, что действие температуры
является не единственным фактором, заставляющим конструкции мостовых сооружений перемещаться.
В результате, инженеры стали использовать более общее понятие деформационного зазора – свободного
пространства, предусматриваемого
для перемещений конструкций со-
оружения под действием различных
влияющих факторов, вызывающих
как пространственные смещения и
повороты конструкций, так и деформации их отдельных элементов.
Устройство деформационных зазоров привело к необходимости обеспечить безопасное движение автомобилей и людей над этими зазорами. Это
и повлекло за собой применение в
мостах специальных устройств, главная задача которых – обеспечение
беспрепятственного и комфортного
движения транспортных средств и
пешеходов по мостовому полотну над
деформационными зазорами мостов.
Эти устройства были названы деформационными швами (ДШ).
Эволюция
деформационного шва
Первые ДШ конструктивно были
очень простыми, в их функции входило только перекрытие деформационного зазора, но с развитием мостостроения требования к ДШ постоянно
возрастали, эти конструкции эволюционировали и на современном этапе развития стали одними из самых
ответственных конструкций моста, от
надежности работы которых зависят
работоспособность и долговечность
всего мостового сооружения.
Было установлено, что неисправности ДШ могут приводить к существенным повреждениям основных
элементов мостового сооружения.
Кроме того, от состояния ДШ непосредственно зависит степень безопасности движения по мосту как
транспорта, так и пешеходов. Все это
привело к тому, что за рубежом достаточно давно ДШ стали проектироваться на основании тщательно проработанных и научно обоснованных
методов расчета, а изготавливаться с
жесткими допусками из качественных
и долговечных материалов, отвечающих самым высоким требованиям по
прочности и выносливости.
По сложности конструкции, характеру работы и специфике изготовления современные ДШ мостовых
сооружений (особенно больших
перемещений) относятся больше к
механизмам, нежели к известным
строительным конструкциям. Вместе с тем, до последнего времени
в России бытовал подход к ДШ как
к вспомогательным конструкциям,
а влиянию неисправностей ДШ на
общее состояние мостового сооружения практически не придавалось
значения. Вследствие этого за все
время развития мостостроения в
нашей стране не было выпущено ни
одного нормативного документа,
определяющего порядок конструирования, проектирования (расчета)
и изготовления ДШ. Сейчас существуют только методические рекомендации, но подход к проектированию и требования к ДШ в них уже
устарели и нуждаются в переработке. В этих условиях проектированием и изготовлением ДШ зачастую
приходилось заниматься самим
мостостроительным организациям,
применяя для расчета элементов
этих конструкций общие подходы к
расчету элементов мостов.
Перемены неизбежны
В последние годы в России намечается тенденция к выработке
качественно иного подхода к проектированию и эксплуатации мостовых сооружений. Эта позиция стала
занимать внимание специалистов с
появлением более широкого понимания работы мостового сооружения в целом, взаимосвязи элементов моста между собой, осознания
важности таких элементов и влияния их технического состояния на
общую работоспособность, безопасность и надежность мостового
сооружения, в составе которого они
функционируют.
Новый подход требует отчетливого
понимания специфики работы ДШ
в мостовом сооружении, выработки требований к этим устройствам,
создания руководств по проектированию и изготовлению ДШ. Однако
пробел в этой области оказался настолько значительным, что единственным выходом на период его
восполнения стало применение для
отечественных мостов зарубежных
конструкций ДШ, проектируемых в
соответствии с существующими за
рубежом нормами.
Это породило новую проблему.
Российский инженер-мостовик буквально потерялся среди многообразия хлынувших с зарубежных рынков конструкций, не в силах даже
выбрать, в отсутствие объективной
информации, конструкцию ДШ для
применения. На это повлияло отсутствие отечественных нормативных
требований к конструкциям ДШ и их
характеристикам,
несоответствие
зарубежных норм российским условиям, недостаточная осведомленность инженеров о существующих в
мире конструкциях ДШ, поведении
ДШ каждого конкретного типа в мостовых сооружениях, о присущих им
областях применения, достоинствах
и недостатках, а также характерных
дефектах.
Кроме того, часто допускаются
ошибки при определении перемещений концов пролётных строений с
целью выбора конструкции ДШ для
применения, вызванные как субъективным подходом проектировщика,
так и незнанием особенностей работы конструкций. Результатом этих
ошибок является применение ДШ не
по назначению, что в свою очередь
приводит к раннему разрушению конструкций швов, ухудшению условий
движения по мосту и повреждению
несущих конструкций.
На сегодняшний день уже сложилось общепринятое мнение, согласно которому перемещения пролетных строений мостов являются
пространственными, происходят в
трех плоскостях и могут быть разложены на составляющие по трем
взаимно перпендикулярным осям.
В этом случае имеют место линейные перемещения торцов пролетных
строений вдоль этих осей, а также
повороты торцов вокруг тех же осей.
Количество учитываемых факторов,
влияющих на перемещения торцов
пролетных строений, также в настоящее время существенно расширено.
Прослеживается стремление принять во внимание как можно большее число этих влияющих факторов
с целью более точного определения
суммарных перемещений и выбора ДШ, позволяющего воспринять
эти перемещения без повреждений
конструкции самого ДШ и пролетных строений моста. Поэтому знание
влияющих факторов и характера их
воздействия на величину и направление перемещений торцов пролетных строений моста крайне важно
для правильного назначения и применения конструкции ДШ [1].
Тем не менее, из опыта применения известно, что на средние и большие перемещения, несмотря на учет
всевозможных факторов, влияющих
на пространственное перемещение
пролетных строений и, в соответствии
с этим, выбор оптимальной конструкции ДШ из ныне существующих, к примеру, одного из брендов иностранного производства, ДШ все равно не
будет свободен от недостатков, которые проявятся при эксплуатации,
и наверняка не в полной мере будет
соответствовать современным требованиям по безопасности и комфорту,
предъявляемым сегодня к ДШ. Это и
понятно: чем больше продольное перемещение, тем сложнее обеспечить
восприятие и других возрастающих
пространственных перемещений.
Зачем же тогда проектировать
средние и большие разрывы между
пролетными строениями (пролетным строением и устоем), не легче
ли изменить схему моста на разрезную, увеличив количество разрывов
(ДШ), но уменьшив длину отдельного
перемещения? Во-первых, «легче»
не всегда «проще», с точки зрения
конструкции моста. Во-вторых, «легче» не всегда «лучше», с точки зрения
предъявляемых современных требований к мосту по уровню комфорта и
безопасности. В целом желательно,
чтобы один ДШ собирал и воспринимал все перемещения моста, независимо от его длины, удовлетворяя, в то
же время, предъявляемым современным требованиям по уровню комфорта и безопасности.
Таким образом, приоритет современных требований к мосту является
определяющим по отношению к ДШ.
Тенденция очевидна, а ее реализация обеспечивается лишь наличием (или отсутствием) конструкции
ДШ, которая должна удовлетворять
предъявляемым требованиям. Следовательно, первоочередной задачей является разработка такой
конструкции ДШ, которая была бы
способна обеспечить положительный результат по предъявляемым
требованиям для мостового сооружения любой длины.
Литература
1. Ефанов А.В., Овчинников И.Г.,
Шестериков В.И., Макаров В.Н. Деформационные швы автодорожных
мостов особенности конструкции и
работы / Учебное пособие для студентов специальностей 291000, 291100 /
Саратов СГТУ, 2005. – 173 c.
53
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Россия шла другим путем
мосты и тоннели
54
РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОГО
ДЕФОРМАЦИОННОГО ШВА
ДЛЯ МОСТОВ
Предъявляемые сегодня
требования к мостам
и их деформационным
швам (ДШ) приводят
к возникновению
противоречий. Решением
этой задачи может стать
создание конструкции
ДШ, представляющей
комбинацию различных
типов конструкций
ДШ, применяемых в
схожих обстоятельствах,
конкурирующих между
собой и обладающих
различными достоинствами
и недостатками.
С.В. Козлачков,
инженер, соискатель
И.И. Овчинников,
канд. техн. наук,
доцент, член РОНКТД
Имеются в виду ДШ модульного и гребенчатого типа. К тому же
любопытно, что в данном случае
различие проявляется в полной
противоположности их достоинств
и недостатков: достоинства одних
являются недостатками других, и
наоборот. Можно предположить,
что единство противоположностей
в комбинированной конструкции
ДШ позволит устранить недостатки,
свойственные конструкции каждого
из этих типов ДШ в отдельности, и
интегрировать их достоинства.
Известны конструкции модульных
ДШ, например, Swivel-Joist (Maurer
S hne), которые способны воспринимать значительные линейные и
угловые перемещения в плане. Так,
при линейных продольных перемещениях ДШ стандартного исполнения 1200 мм поперечные перемещения достигают ±600 мм. ДШ
может воспринимать также вертикальные перемещения пролетных
строений относительно друг друга
до ±45 мм. В случае необходимости
ДШ такой конструкции могут создаваться и на большие перемещения.
Верхний предел линейных продольных перемещений для модульных
ДШ в настоящее время ограничен
лишь максимальной величиной
перемещений пролетных строений существующих мостов. Таким
образом, конструкциями модульных ДШ предельные перемещения
пока не ограничиваются, и для построенных по такому принципу ДШ
предельные перемещения могут
достигать 2500 мм и более.
Существенными
недостатками
этих конструкций является высокая шумовая эмиссия, высокие импульсные силовые воздействия и
вибрация, передающиеся на конструкцию пролетных строений и
устоев в окрестностях ДШ, в особенности на места примыкания к ДШ
дорожного покрытия, что часто приводит к разрушению обоих, делая
небезопасным проезд, а также на
подвеску автотранспорта, прежде­
временно изнашивая ее и создавая
некомфортные условия для пассажиров, под воздействием ударной
нагрузки от передачи вертикального ускорения шине автомобиля
при его проезде через значительно
раскрытый ДШ, из-за поперечных
к направлению движения неровностей, обусловленных конструкцией
сегментного устройства проезжей
поверхности модульного ДШ.
Известны конструкции модульных ДШ, в которых эти недостатки частично устранены (патент WO
02068760 (A1), 06.09.2002) благодаря приваренным сверху ромбовидным пластинкам (система GO Maurer
S hne), а также повернутым в плане
прямоугольным и другим конфигурациям зубчатых (гребенчатых) и синусоидальных пластинок (патент WO
0227102 (A1), 04.04.2002). Особенность этих зубчатых (гребенчатых)
пластинок заключается в длине консоли, незначительно превышающей
ширину промежуточной несущей
балки и, тем самым, незначительно
снижающей величину расхождения
шва между пластинками.
Недостатком этих конструкций
является физическое ограничение
длины консоли пределом жесткости
зубчатой (гребенчатой) пластины
(горизонтально расположенной под
действие вертикальных нагрузок),
находящихся между собой в прямо
пропорциональной
зависимости,
что и препятствует существенному
снижению длины и количеству продольных разрывов дорожного покрытия ДШ, определяющих уровень
звуковых и механических вибраций.
Известен ДШ со скользящими
гребенчатыми
плитами
(патент
US2008196183, 21.08.2008). Известен также ДШ гребенчатого типа,
перекрываемый с противоположных
сторон консольными односторонне
направленными пальцами гребен-
Рис. 1.
Рис. 2.
55
Рис. 3.
чатыми пальцами (гребенчатыми
плитами с односторонне направленными пальцами), упруго соединены
модульными компенсаторами как
минимум с одной промежуточной
несущей балкой, жестко соединенной с двусторонне направленными
гребенчатыми пальцами (гребенчатой плитой с двусторонне направленными пальцами).
При применении ДШ со скользящими гребенчатыми плитами, в случае одной промежуточной несущей
балки, врубная гребенчатая плита с
двусторонне направленными пальцами жестко соединена с промежуточной несущей балкой, а ответные
гребенчатые плиты с односторонне
направленными пальцами жестко
соединены с крайними несущими
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
чатых плит (патент EP1359254 (А2),
05.11.2003, REISNER & WOLFF
ENGINEERING). Продольный профиль гребенчатого пальца этого ДШ
представляет собой консольную
балку в миниатюре, обычно с увеличением сечения к основанию, способную сопротивляться значительным вертикальным нагрузкам.
При эксплуатации гребенчатых
ДШ было выявлено, что благодаря
прочностным свойствам и конструкции, позволяющей практически исключить продольные разрывы поверхности ДШ, при соблюдении
всех эксплуатационных процедур,
они обеспечивают комфортные
условия проезда, так как обладают высокой жесткостью плит и непрерывной ровной поверхностью
проезда (при малых вертикальных
перемещениях). Поэтому и шумовая эмиссия в уровне проезжей части у них самая низкая (ниже, чем
при проезде по асфальтовому или
бетонному дорожному покрытию).
По опыту применения установлено
также, что конструкции ДШ с консольными гребенчатыми плитами
проявляют себя лучше, чем гребенчатые конструкции со скользящими
гребенчатыми плитами.
Недостатком ДШ гребенчатого
типа с консольными гребенчатыми
плитами, в частности, является то,
что они плохо воспринимают любые
перемещения, кроме горизонтальных продольных, проявляя чувствительность к перекосам консольных
гребенчатых пальцев в горизонтальной плоскости (свыше 10о), что
нередко приводит к их заклиниванию, а также к их вертикальным
смещениям друг относительно друга, что нарушает условия проезда и
ограничивает перекрываемую ими
длину ДШ.
Достоинства этого типа ДШ и отсутствие равноценной альтернативы этим конструкциям, несмотря на
их недостатки, предопределили то,
что ДШ гребенчатого типа до сих
пор широко используются на эксплуатируемых и вновь строящихся
мостах во всем мире.
Целью предложенного технического решения является увеличение
длины ДШ гребенчатого типа за счет
устранения перекосов гребенчатых
пальцев в горизонтальной плоскости и их вертикальных смещений.
Технический результат достигается за счет того, что крайние несущие
балки, жестко соединенные с односторонне направленными гребен-
мосты и тоннели
56
балками. При проектировании промежуточных несущих балок свыше
одной предпочтительно их число
выбирать нечетным, с целью размещения на крайних несущих балках
ответных гребенчатых плит с односторонне направленными пальцами.
Проиллюстрируем вышесказанное
примерами реализации ДШ модульно-гребенчатого типа с консольными
гребенчатыми пальцами. На рис. 1
схематично показан продольный
профиль фрагмента ДШ в разрезе,
перекрываемого с противоположных
сторон односторонне направленными гребенчатыми пальцами (гребенчатыми плитами с односторонне
направленными пальцами) 1, жестко
соединенными с крайними несущими балками 2, упруго соединенными
модульными компенсаторами 3 как
минимум с одной промежуточной несущей балкой 4, жестко соединенной
с двусторонне направленными гребенчатыми пальцами (гребенчатой
плитой с двусторонне направленными пальцами) 5. Опорная балка (траверса) и другие сопряженные с ней
детали и узлы не показаны на рис. 1,
так как ДШ может быть выполнен по
различным схемам: по балочно-решетчатой, или с поворотными траверсами, или другим.
На рис. 2 и 3 изображены фрагменты ДШ в плане, перекрываемого
с противоположных сторон гребенчатыми плитами с односторонне
направленными пальцами 1, жестко
соединенными с крайними несущими балками 2, включающего одну
промежуточную несущую балку 4,
жестко соединенную с двусторонне направленными гребенчатыми
пальцами 5, рис. 2 (с гребенчатой
плитой с двусторонне направленными пальцами 5, рис. 3).
Для наглядности два из возможных вариантов исполнения ДШ приводятся на рис. 4 и 5: на рис. 4 – пересечение под углом, на рис. 5 – на
закругленном участке.
Рис. 4.
Количество промежуточных несущих балок 4 определяется максимальным раскрытием ДШ, необходимого
для
обеспечения
оптимальной величины межбалочного зазора и нормальной работы
ДШ, без заклинивания гребенчатых
пальцев и их вертикальных смещений относительно друг друга при
объемной деформации зоны ДШ.
Жесткое соединение промежуточной несущей балки 4 с двусторонне направленными гребенчатыми
пальцами 5 (рис. 1, 2, 4) или с гребенчатой плитой с двусторонне направленными пальцами 5 (рис. 1, 3,
5), которое может быть как сварным
(рис. 1, 2), так и болтовым (рис. 1,
3, 4, 5), позволяет достичь более
широкого, в сравнении с ДШ модульного типа, раскрытия зазоров
шва между соседними промежуточными несущими балками 4 или
между промежуточными и крайними
несущими балками 2 и 4, соединенными модульными компенсаторами
3 (которые могут быть ленточного,
пружинного, пневматического или
иного типа).
Благодаря этому, в сравнении с
ДШ гребенчатого типа:
1. Достигается основной технический результат – увеличение длины
ДШ за счет устранения перекосов
гребенчатых пальцев в горизонтальной плоскости и вертикальных
смещений, в результате их объединения как минимум с одной
промежуточной несущей балкой
модульного ДШ, допускающего эти
перекосы, угол (до 50° для горизонтальных углов) которых будет делиться на количество установленных промежуточных несущих балок,
плюс одну, и равномерно распределяться между всеми пальцами
перекрывающими ДШ.
Таким образом, при изменении отметок пролетных строений (устоя),
из-за просадки опор, износа опорных частей, неравномерной усадРис. 5.
ки бетона в пролетных строениях и
устое, из-за тектонических и геофизических изменений и проявлений
других воздействий, в несколько раз
снижается риск заклинивания гребенчатых пальцев и их вертикальных
смещений относительно друг друга,
что даст возможность дальнейшей
эксплуатации ДШ и всего мостового
сооружения без остановки движения транспорта.
2. Отсутствует необходимость в
установке на ДШ отдельного водоотводного устройства, в случае
применения в модуле упругого
ленточного компенсатора, изготовленного из материала, стойкого к
воздействиям окружающей среды (ультрафиолетовое излучение,
озон) и агрессивных соединений,
встречающихся на автомобильных
дорогах (соли, минеральные масла и нефтепродукты), герметично
связанного с несущими балками,
надежно защищая от мусора, песка, мелкого щебня и влаги нижерасположенные детали и элементы
мостового строения.
3. Практически исключается шумовая эмиссия под пролетным
строением, в случае применения в
модуле упругого ленточного компенсатора, выполненного из материала, как правило, хорошо поглощающего или рассеивающего звук,
и герметично связанного с несущими балками.
4. Обеспечивается возможность
интеграции швов со всех пролетных
строений моста, независимо от его
протяженности, в одном, максимум
в двух местах (у его устоев), для
более безопасного и комфортного движения транспорта по мосту
и снижения на него временной нагрузки.
В сравнении с ДШ модульного
типа:
1. Существенно снижается шумовая эмиссия от транспорта при
проезде ДШ благодаря отсутствию
Рис. 6.
Рис. 7.
Рис. 8.
Система защиты
деформационных швов
во время эксплуатации
Рассмотренные ранее конструкции гребенчатого деформационного шва (ДШ) имеют один существенный недостаток: открытие
продольного и поперечного зазора
между гребенчатыми пальцами при
раскрытии ДШ, который может быть
препятствием для движения велосипедного транспорта. В связи с этим,
для гребенчатых ДШ существуют
жесткие требования, ограничивающие максимальное расстояние
между гребенчатыми пальцами. Это
ограничение в какой-то степени позволяет повысить безопасность
гребенчатого ДШ для проезда велосипедистов, но одновременно и
ограничивает его возможность воспринимать поперечные смещения и
повороты в плане пролетных строений, существенно снижая функциональность ДШ.
Известна конструкция устройства для гребенчатого ДШ (патент EP1033442 (А2), 06.09.2000,
REISNER & WOLFF ENGINEERING), в
которой этот недостаток устранен
благодаря установке между гребенчатыми пальцами упругой гребенчатой пластины, соединенной
одной стороной болтовым соединением с верхней частью гребенчатой
плиты.
57
Недостатком этой конструкции
является наличие дополнительных болтовых соединений (как
минимум два болта на каждую
упругую гребенчатую пластину),
увеличивающих вероятность их
самопроизвольного
раскручивания, в процессе эксплуатации, под
действием переменных нагрузок
и, следовательно, снижающих уровень безопасности при проезде
ДШ велосипедным и другими видами транспорта. Также возрастает
вероятность
самопроизвольного
раскручивания этих болтовых соединений и из-за невозможности
обеспечения необходимого момента затяжки резьбового соединения,
из-за применения болтов малого
диаметра, ввиду малой ширины
упругой гребенчатой пластины.
Целью рассматриваемого технического решения является повышение безопасности при движении
транспорта по велосипедной части
(защитному устройству) ДШ, за счет
максимально возможного снижения
количества болтовых соединений
и обеспечения необходимого момента затяжки их резьбовых соединений, для предотвращения самопроизвольного раскручивания при
эксплуатации ДШ.
Технический результат достигается за счет того, что продольный
профиль упругих гребенчатых пластин имеет ступенчатую или двусторонне симметрично-ступенчатую единую (составную) форму, что
обеспечивает жесткое закрепление
их нижних частей с крайними или
промежуточными несущими балками без дополнительных болтовых
соединений между этими несущими
балками и гребенчатыми пальцами
(гребенчатой плитой), а только при
помощи уже установленных. В этом
болтовом соединении, как правило,
применяются высокопрочные болты, имеющие необходимый диаметр
для создания требуемой величины
силового момента затяжки, для предотвращения их самопроизвольного раскручивания при эксплуатации.
Упругие гребенчатые пластины
целесообразно объединять при по-
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
продольных разрывов поверхности
сочленения гребенчатых пальцев,
при любой эксплуатационной величине раскрытия ДШ.
2. Значительно уменьшается количество промежуточных несущих
балок (посредством повышения
максимально допустимой величины зазора между ними до 700 мм и
более, ограниченного лишь длиной
двустороннего гребенчатого пальца
и допустимыми поперечным горизонтальным и вертикальным углами поворота пролетных строений),
опорных и других частей и деталей,
с ними связанных, что существенно
снижает шумовую эмиссию и импульсные динамические нагрузки на
ДШ, пролетные строения и движущийся транспорт.
3. Упрощается конструкция, что
позволяет снизить затраты на производство, установку, обслуживание
и ремонт; также повышается надежность и, следовательно, безопасность ДШ и мостового сооружения
в целом.
мосты и тоннели
Рис. 9.
Рис. 10.
Рис. 11.
Рис. 12.
58
Рис. 13.
мощи одной плоской пластины в
секции по длине, соответствующей
закрепленной над ней секции гребенчатой плиты, для более плотного
прилегания поверхностей соединения между собой и для удобства
монтажа и демонтажа. При использовании конструкции в ДШ со
скользящими гребенчатыми плитами в ответной гребенчатой плите
необходимо фрезеровать отверстия
по ширине и количеству упругих гребенчатых пластин врубной гребенчатой плиты, и длиною, достаточной
для их беспрепятственного движе-
ния в этих отверстиях при предельных расчетных эксплуатационных
режимах ДШ.
На рисунках представлены варианты исполнения конструкции ДШ и
упругих гребенчатых пластин:
– на рис. 6 – план;
– на рис. 7 и 8 – продольный профиль в разрезе фрагмента секции
ДШ с гребенчатыми плитами с односторонне направленными пальцами 1 и с гребенчатыми плитами с
двусторонне направленными пальцами 2 (рис. 8), упругие гребенчатые
пластины 3, нижние части 4 упругих
гребенчатых пластин 3, фрагменты
крайних несущих балок 5 и промежуточной несущей балки 6 (рис. 8),
болтовое соединение 7, плоская
пластина 8;
– на рис. 9 – план;
– на рис. 10 – продольный профиль (рис. 9), в разрезе;
– на рис. 11 – фрагмент поперечного профиля рис. 9, нижние части
4 и плоская пластина 8 фрагмента
секции упругих гребенчатых пластин
3, со ступенчатой формой;
– на рис. 12 – план;
– на рис. 13 – продольный профиль рис. 12, в разрезе.
Для наглядности на рис. 14 и 15
приведены объемные изображения
гребенчатого ДШ.
ДШ гребенчатого или модульно-гребенчатого типа (рис. 8 и 9),
перекрываемый с противоположных сторон односторонне направленными гребенчатыми пальцами
(гребенчатыми плитами с односторонне направленными пальцами)
1, или включающий еще и двусторонне направленные гребенчатые
пальцы (как минимум одну гребенчатую плиту с двусторонне направленными пальцами) 2, между
которыми расположены упругие
гребенчатые пластины 3, имеющие
ступенчатую (в устройстве ДШ с
односторонне направленными гребенчатыми пальцами 1) или двусторонне симметрично-ступенчатую (в
устройстве ДШ с двусторонне направленными гребенчатыми пальцами 2) форму, с целью жесткого
закрепления нижних частей 4, упругих гребенчатых пластин 3 между
крайней несущей балкой 5 и односторонне направленными гребенчатыми пальцами (гребенчатыми
плитами с односторонне направленными пальцами) 1, или между
промежуточной несущей балкой 6
и двусторонне направленными гребенчатыми пальцами (гребенчатыми плитами с двусторонне направленными пальцами) 2, при помощи
уже установленного болтового соединения 7. Упругие гребенчатые
пластины 3 объединены в секции
при помощи плоской пластины 8,
включающей нижние части 4 упругих гребенчатых пластин 3. При любом эксплуатационном раскрытии
ДШ незакрепленная часть упругих
гребенчатых пластин 3 всегда перекрывается противоположно лежащими, тем самым закрывая щели
между противоположно лежащими
и соседними односторонне направ-
Рис. 14.
Рис. 15.
Помимо основной функции обеспечения безопасного движения
велосипедного транспорта, конструкция обеспечивает защиту от
проникновения под ДШ снега, льда,
мусора, гравия и щебня с проезжей
части моста, тем самым предотвращая смерзание и повреждение гребенчатых пальцев, неравномерное
раскрытие модулей, возможные
разрывы ленточного компенсатора или его выдавливание из пазов
несущих балок. Предотвращение
смерзания и повреждения гребенчатых пальцев ДШ обусловлено еще
и тем, что мостовое сооружение
всегда находится под действием
изменяющихся временных динамических нагрузок, температурных изменений и других воздействий, вызывающих деформацию пролетных
строений, изменение их размеров,
смещения и повороты в различных направлениях, которые в совокупности передаются и на упругие
гребенчатые пластины, вызывая их
колебания (вибрацию), что и будет
препятствовать
кристаллизации
влаги при отрицательных температурах и вызывать разрушение льда,
попавшего на ДШ с проезжей части.
В связи с этим, целесообразно
применение конструкции по всей
длине ДШ, под основной поток
транспортных средств, без снижения
безопасности проезда, так как бол-
товая схема при этом не изменяется.
К тому же, обеспечивая требования
по безопасности с помощью упругих
гребенчатых пластин по всей длине гребенчатого ДШ, можно пересмотреть нормы по ограничению
максимального расстояния между
гребенчатыми пальцами и, тем самым, существенно повысить функциональность ДШ по восприятию
поперечных смещений и поворотов в
плане пролетных строений.
Литература
1. Козлачков С.В. Деформационный шов // Патент на полезную
модель № 105309 от 31.01.2011.
Москва: Изобретения и полезные
модели. Официальный Бюллетень
Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам №16 от
10.06.2011. – 11 с.
2. Козлачков С.В. Деформационный шов // Заявка на патент на
изобретение № 2011111460 от
25.03.2011. Москва: Изобретения
и полезные модели. Официальный
Бюллетень Федеральной службы по
интеллектуальной собственности,
патентам и товарным знакам № 22
от 10.08.2011. – 12 с.
3. Kozlachkov S.W. The expansion
joint // Международная заявка
на патент на изобретение PCT/
RU2011/000269 от 26.04.2011. Женева: Официальный Бюллетень
Международного Бюро Всемирной
Организации
Интеллектуальной
Собственности, международный публикационный № WO 2011126413 от
13.10.2011 – 21 с.
4. Козлачков С.В. Деформационный шов // Заявка на патент на
изобретение № 2011108903 от
09.03.2011. Москва: Изобретения
и полезные модели. Официальный
Бюллетень Федеральной службы по
интеллектуальной собственности,
патентам и товарным знакам № 20
от 20.07.2011. – 11 с.
59
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
ленными гребенчатыми пальцами 1
и (или) двусторонне направленными гребенчатыми пальцами 2.
Упругие гребенчатые пластины 3 с
двусторонне симметрично-ступенчатой формой могут иметь единую
или составную форму, относительно
центральной оси симметрии (рис. 8
и 9), в зависимости от конкретных
условий применения.
Ширина упругих гребенчатых пластин 3 должна быть равна расстоянию между соседними односторонне направленными пальцами 1, или
соседними двусторонне направленными пальцами 2, в самом узком
месте – в местах их соединения с
крайней несущей балкой 5, или с
промежуточной несущей балкой 6,
или у основания гребенчатой плиты с односторонне направленными пальцами 1 или с двусторонне
направленными пальцами 2. Длина упругих гребенчатых пластин 3
должна незначительно превышать
длину односторонне направленного гребенчатого пальца 1 (двусторонне направленного гребенчатого
пальца 2) с целью их зацепления при
максимальном раскрытии ДШ. Толщина упругих гребенчатых пластин 3
определяется упругими свойствами
материала и расчетными нагрузками, которые они должны выдерживать в течение расчетного срока
эксплуатации.
Для увеличения жесткости упругих гребенчатых пластин 3 их толщина может быть увеличена и за
счет увеличения количества слоев,
при помощи установки секций упругих гребенчатых пластин 3 одной
на другую. Изготавливаться секция
упругих гребенчатых пластин 3 из
пружинной стали может методом
гильотинного разрезания и холодного профилирования или холодной
штамповки с вырезом и изгибом по
проекту.
мосты и тоннели
Небольшие
по объемам, но важные
элементы мостовых сооружений
60
В 55-м номере нашего
журнала (сентябрь 2011
года) рассказывалось об
одном из направлений
деятельности компании
«СК Стройкомплекс-5»,
отметившей в минувшем
году свой 20-летний
юбилей, – проектировании
и производстве опорных
частей мостовых
сооружений.
Н.Я. Дворкин,
заместитель генерального
директора по производству,
канд. техн. наук
Девиз фирмы – «Инновации: разработка и реализация» – свидетельствует о постоянном поиске и творческих разработках в различных
областях конструкций для мостов
и других сооружений. Сегодня мы
рассказываем о новых разработках
этой компании.
Еще раз про опорные части
Одной из наиболее трудных задач
при разработке конструкций опорных частей является обеспечение их
работы не только на положительные
(направленные вниз) опорные реакции, но и на отрицательные (отрывные) воздействия. Различные
фирмы-поставщики и разработчики
опорных частей решают эту задачу
«в лоб», соединяя элементы опорной
части болтами. При этом ее работа
на основные нагрузки и обеспечение
перемещений существенно ухудшается, так как затяжка болтов нерегулируемо сжимает перемещающиеся
элементы опорной части.
Нами было предложено использование внешних высокопрочных
болтов в сочетании с тарельчатыми
пружинами. Впервые такое решение было опробовано для опорных
частей, использованных в опорных
узлах перекрытия спорткомплекса
«Арена-Рига» в 2005 году. Опыт был
признан положительным, и в 2011
году для моста через реку Терек в
Чеченской Республике мы предложили подобные решения для опорных частей, которые должны воспринимать отрицательные нагрузки
от сейсмических воздействий.
По собственной конструкторской
документации мы изготовили 28 шаровых сегментных опорных частей на
нагрузки вертикальные 300 т и 100 т,
отрицательные – 30 т и 10 т соответственно, горизонтальные поперечные – также 30 т и 10 т. Для неподвижных опорных частей продольная
нагрузка составляла 160 т (рис. 1).
В 2011 году наши контакты с предприятиями, работающими в жилищно-гражданском
строительстве,
Рис. 1. Опорная часть, работающая на отрицательные нагрузки
Рис. 2. Строящееся здание в Щелково Московской обл.
продолжились. Ранее нам приходилось изготовлять опорные части для
зданий, состоящих из двух корпусов с расположенной на значительной высоте многоэтажной вставкой
между ними. Одно из таких зданий
построено в Санкт-Петербурге, другое – в Киеве. В минувшем году мы
изготовили опорные части для многоэтажного здания в подмосковном
Щелково (рис. 2).
Для этого объекта были использованы тангенциальные скользящие
опорные части, характеризующиеся минимальными продольными
размерами, что позволило устанавливать их на уступах стен с минимальной шириной. Кроме того,
мы изготовили специальные шарнирные устройства, которые обеспечили подъем сборных балок и их
установку в проектное положение в
чрезвычайно стесненных условиях
(рис. 3).
Сейсмозащитные устройства
Рис. 4. Мост через р. Амударью в Туркмении
61
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 3. Монтаж балки на здании в Щелково
ООО «СК Стройкомплекс-5» совместно с ОАО «Трансмост», ЗАО
«Машстроймост-СПб» и специалистами ПГУПС (проф. А.М. Уздин и
его команда) в 1990-х годах разработало системы активной сейсмозащиты мостовых сооружений,
основанные на принципах сейсмогашения и сейсмоизоляции. Эти
системы обеспечивают стабильность конструкции, возможность
эксплуатации моста после землетрясения разрушительной силы
при минимальных ремонтно-восстановительных работах и минимизируют дополнительные затраты на
обеспечение сейсмостойкости сооружения.
В частности, был разработан и
внедрен на строительстве внеклассного железнодорожного моста
через реку Амударью в Туркмении
(рис. 4) комплекс сейсмозащитных
устройств, включающий:
использование системы стопоров с амортизаторами, обеспечивающей снижение сейсмических
воздействий за счет обжатия тарельчатых пружин амортизаторов;
использование тангенциальных
скользящих опорных частей, прикрепляемых к подферменникам и
пролетным строениям через демпферы сухого трения (фрикционно-подвижные соединения), обеспечивающие смещение опорных
частей на расчетную величину при
превышении горизонтальными си-
мосты и тоннели
62
лами от сейсмических воздействий
величин, определяемых расчетом
на основные сочетания расчетных
нагрузок. Демпферы представляют собой двойную фрикционную
пару, имеющую стабильный коэффициент трения. Сжимающее усилие создается высокопрочными
шпильками, натягиваемыми динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие.
Количество болтов определяется с
учетом воздействия собственного
веса пролетного строения;
крепление амортизаторов к
жестко закрепленным на подферменниках стопорам также через
демпферы сухого трения, что дает
второй уровень сейсмозащиты,
включающийся в работу при экстремальных воздействиях (максимальные расчетные землетрясения);
применение предусмотренных
типовым проектом пролетных строений устройств против сброса пролетных строений (опрокидывания),
модифицированных с учетом использования совместно с перечисленными выше устройствами;
использование дополнительных
стяжек между смежными пролетными строениями, предотвращающих
возможные удары в случае асинфазных колебаний смежных опор
моста.
На основе «ноу-хау» нашей фирмы
Старокраматорский завод на Украине изготовил комплект опорных частей и сейсмозащитных устройств
для этого моста, открытого для движения поездов в 2009 году (рис. 5).
Применение
тангенциальных
скользящих или шаровых сегментных опорных частей для опирания
пролетных строений в сейсмических условиях является удачным
решением, поскольку они не имеют
мелких деталей, ненадежных при
динамических воздействиях, и обеспечивают свободные перемещения пролетного строения относительно опоры на любую расчетную
величину без деформаций какихлибо элементов. Кроме того, такие
опорные части весьма эффективны
при совместной работе с амортизаторами, демпферами и другими
антисейсмическими устройствами.
Многообразие природных факторов и параметров сооружений,
строящихся в сейсмических районах, требует индивидуального решения комплекса сейсмозащитных
устройств для каждого конкретного
объекта.
Рис. 5. Тангенциальная скользящая опорная часть с демпферами сухого трения
Рис. 6. Схема сейсмозащиты эстакад в г. Сочи
Рис. 7. Амортизатор стержневой на объекте
Рис. 9. Схема сейсмозащиты пешеходного моста
Рис. 10. ДШС-180 перед отправкой с завода
63
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 8. Амортизатор пружинный
Применительно к мостовым сооружениям, строящимся на железнодорожных линиях в рамках
создания транспортной инфраструктуры Олимпиады 2014 года в
Сочи, была разработана система
сейсмозащиты, включающая амортизаторы стержневые (столики) и
вязкоупругие демпферы конструкции ЦКТИ «Вибросейсм». Схема
такого решения для эстакады с неразрезным пролетным строением
из монолитного предварительно
напряженного железобетона приведена на рис. 6.
В этом случае пролетное строение опирается на продольно или
всесторонне подвижные опорные
части, а функции неподвижной
опорной части обеспечивает амортизатор в виде стержневой пружины (рис. 7).
Выполненные НИИ мостов и ООО
«Стройдинамика» испытания модели амортизатора стержневого
в натуральную величину на стенде
и на сейсмоплатформе позволили
уточнить расчетные предпосылки
и подтвердить надежность конструкций при динамических воздействиях.
Для эстакады подхода к аэропорту г. Сочи под два железнодорожных пути и пассажирскую
платформу была разработана схема сейсмозащиты с использованием противофазности колебаний
пролетных строений под железнодорожные пути и платформу, расположенную на самостоятельном
пролетном строении. Для обеспечения этого принципа железнодорожные пролетные строения
на центральной опоре фиксировались стержневыми амортизаторами, играющими роль неподвижных
опорных частей, а пролетное строение платформы закреплялось к
той же опоре через пружинный
амортизатор (рис. 8). Жесткости
амортизаторов были подобраны
исходя из инерционных масс конструкций.
В 2011 г. фирма «Стройкомплекс» завершила выполнение
заказа на изготовление стержневых и пружинных амортизаторов
для железнодорожных эстакад
для транспортной инфраструктуры Олимпиады 2014 года в Сочи.
Всего было изготовлено более
100 амортизаторов (стержневых и
пружинных) и фрикционно подвижных соединений для вязкоупругих
демпферов.
мосты и тоннели
других, так как не требует разборки
бетона пролетных строений и устоев. Это решение более надежно,
чем предлагают некоторые фирмы –
с закреплением окаймлений в слое
асфальтобетона.
В 2011 году было закончено изготовление деформационных швов
ДШС-жд-200 для всех железнодорожных эстакад в районе г. Адлера.
Назначение этих конструкций – недопущение попадания воды и загрязнений с балластного корыта на
подферменники опор. Всего было
изготовлено 66 деформационных
швов суммарной длиной более
340 м (рис. 12).
Комплексный подход
Рис. 11. ДШС-60 на мосту в Иркутской обл.
Рис. 12. ДШС-жд-200 на одной из эстакад в г. Сочи
Рис. 13. Мост через р. Иле в Казахстане
в процессе строительства
Рис. 14. Сейсмозащита моста
в Казахстане
Интересное решение было предложено для одного пешеходного
моста в Сочи: для обеспечения
устойчивости пролетного строения против опрокидывания при
сейсмических воздействиях между
балками были установлены металлические диафрагмы, с помощью
которых тяжами через пакеты тарельчатых пружин пролетное строение притянуто к опорам (рис. 9).
Перемещения подвижного конца
пролетного строения обеспечиваются установкой антифрикционных
прокладок. Опорные части рассчитаны на дополнительные воздействия от тяжей.
ДШС-120 эти конструкции оказались существенно сложнее. Тем не
менее, с задачей они справились.
На мосту через р. Чусовую в Чусовском городском поселении были
установлены два таких деформационных шва длинами по 17,32 м,
причем наша фирма обеспечивала
шеф-монтаж. В декабре были закончены еще два деформационных шва ДШС-180 для моста через
р. Терек в Чеченской Республике
(рис. 10). Их монтаж намечен на
2012 год.
Еще одна интересная работа была
выполнена нами впервые в 2011
году: для моста в Иркутской области были изготовлены деформационные швы ДШС-60 с прикреплением к сопрягаемым элементам с
помощью химических анкеров Hilti
(рис. 11). Такое решение весьма
эффективно для ремонта проезжей
части и замены вышедших из строя
деформационных швов типа К-8 и
64
Деформационные швы
В минувшем году наша фирма
впервые изготовила трехмодульные деформационные швы ДШС180. По сравнению с уже апробированными
двухмодульными
Особенно приятно, что мы продолжили практику комплексного решения вопросов изготовления сложных
наукоемких изделий для мостовых
сооружений. В частности, для внеклассного железнодорожного моста
через р. Иле в Казахстане (рис. 13) мы
изготовили и шаровые сегментные
опорные части, и сейсмозащитные
устройства (рис. 14); для железнодорожных эстакад в районе г. Адлера мы выполнили и сейсмозащитные
устройства, и деформационные швы,
и временные опорные части; для одного пешеходного моста в г. Сочи
изготовили опорные части, деформационные швы и сейсмозащитные
устройства. При таких заказах мы
испытываем чувство повышенной ответственности за сооружение, и заказчикам нет необходимости искать
различных поставщиков – они получают все «в одном флаконе».
Работа на экспорт
В 2011 году продолжились наши
контакты с иностранными заказчиками. В частности, был выполнен
упомянутый выше заказ для Казахстана и изготовлена очередная партия карточек скольжения для Туркмении.
Подробную
информацию
о фирме
и ее продукции
вы найдете
на сайте:
www.stroycomplex-5.ru
или
www.стройкомплекс-5.рф
Гидроизоляция
пролетных строений мостов
и путепроводов материалами Sika
Sika – международный концерн по производству материалов и технологий строительной
химии, работающий на рынке более 100 лет. В России компания имеет три завода по
производству добавок в бетон и восемь филиалов в разных регионах страны.
67
Рис. 1. Нанесение материала Sikalastic® 821 методом безвоздушного распыления
документов и стандартов на железнодорожные и автодорожные мосты.
На европейском и в частности на российском рынке компания Sika предлагает современную долговечную гидроизоляцию, которая отвечает всем
вышеуказанным требованиям.
Материалы специального назначения для объектов транспортной
инфраструктуры всегда были приоритетным направлением деятельности компании Sika. Широкий ассортимент материалов и многолетний
опыт в области строительства объектов транспортной инфраструктуры
позволяет в полном объеме решать
практически любые задачи.
Предлагаемые компанией технологии и материалы для строительства
и реконструкции мостов, тоннелей,
железных дорог, аэропортов, портов,
метрополитена, подземных переходов и других объектов отличает высокая надежность, технологичность и
долговечность. Компания Sika предлагает добавки в бетоны, материалы для восстановления и ремонта
бетонных конструкций, структурного склеивания, ремонта трещин, износостойкие и химически стойкие
покрытия, материалы для гидроизоляции и антикоррозионной защиты,
гидрофобные пропитки и системы
усиления конструкций, инъекционные и подливочные составы, клеи и
герметики, материалы для устройства швов и многое другое.
Также швейцарский строительный
концерн Sika поставляет на российский рынок новое поколение современных гидроизоляционных материалов «жидкие мембраны» на основе
полиуретана и полимочевины для гидроизоляции пролетных строений
мостовых железобетонных сооружений и на основе эпоксидных смол
для металлических ортотропных плит
мостов.
В России гидроизоляционные материалы Sika для объектов транспортной инфраструктуры впервые
были использованы в 1991 году для
гидроизоляции более 10 автодорожных мостов и эстакад при строительстве 3-го транспортного кольца
МКАД. Экспертиза состояния гидроизоляции одного из этих мостов подтвердила ее высокое качество и надежность через 10 лет интенсивной
эксплуатации моста.
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Современный мост – сложнейшая
инженерная конструкция, и от того,
насколько качественно он спроектирован, а впоследствии построен или
отремонтирован, напрямую зависит
не только уровень затрат на его содержание, но и безопасность при его
эксплуатации.
Следует отметить, что важную роль
в защите мостовых конструкций играют гидроизоляционные покрытия,
поскольку влага является одной из
основных проблем на протяжении
всего жизненного цикла инженерного
сооружения. Данная проблема актуальна как для железобетонных, так и
металлических мостов.
Гидроизоляционное/антикоррозионное покрытие представляет собой
конструктивный элемент пролетных
строений мостов, укладываемый под
асфальт по бетонным или металлическим основаниям. Эксплуатационная надежность мостовых сооружений напрямую зависит от качества
гидроизоляционного покрытия с
учетом его назначения и специфики
конструкции, а также климатической
зоны строительства и эксплуатации.
Конструкция гидроизоляции дорожной одежды на железобетонной или
металлической плите проезжей части
моста обычно состоит из грунтовки,
присыпки кварцевым песком, гидроизоляционного/антикоррозионного
покрытия, сцепляющего слоя, асфальтобетонного покрытия из нескольких
слоев. Для железобетонной плиты, как
правило, перед грунтованием может
быть нанесен выравнивающий слой.
Выбор качественной современной
гидроизоляции позволяет продлить
срок службы сооружений, повысить их
долговечность, а также снизить затраты
на ремонт и содержание мостов.
В настоящее время гидроизоляция
разрабатывается проектными организациями с учетом ряда действующих, но разрозненных нормативных
мосты и тоннели
68
Гидроизоляция
пролетных строений
железобетонных мостов
Для гидроизоляции проезжей части
железобетонных мостов компания Sika
предлагает системы на основе поли­
уретановых «жидких мембран» как под
литой, так и под укатываемый асфальт
(рис. 1). Использование компанией
Sika полиуретановых материалов вместо битумных обусловлено тем, что
последние имеют ряд недостатков по
сравнению с полиуретановыми.
Жидкие мембраны на основе
полиуретана и полимочевины обладают следующими преимуществами:
возможность нанесения и эксплуатации в условиях экстремально
высоких или низких температур (материалы на основе полимочевины);
безремонтный срок эксплуатации гидроизоляционного покрытия
превышает 25 лет;
способность перекрывать трещины при отрицательных температурах;
быстрое отверждение материалов, стойкость к воздействию дождя
(материалы на основе полимочевины);
удлинение при разрыве ~ 380%;
возможность при ремонте срезать до 20 мм верхнего слоя асфальта
без потери адгезии с гидроизоляционным слоем и без его повреждения;
легкость и технологичность нанесения материала, позволяющие
покрывать до 5000 кв.м поверхности
в сутки.
Преимущества полиуретановых
покрытий перед битумными:
более высокое перекрытие трещин, особенно при низких температурах;
высокая величина адгезии между
основанием и гидроизоляционным
покрытием;
более высокая прочность на
сдвиг;
более долговечное и технологичное покрытие.
Технология гидроизоляции проезжей части мостов жидкими напыляемыми полиуретановыми мембранами существует в мире более
30 лет. В соответствии с документом
European Technical Guideline ETAG 033
безремонтный срок службы гидроизоляционных покрытий на основе
полиуретановых и полимочевинных
мембран составляет не менее 25 лет.
Для материалов Sikalastic®-821/822
компании Sika имеются разработанные ОАО «ЦНИИС» ТУ 5772-00801393674-2000.
Рис. 2. Гидроизоляция по железобетонной плите под укатываемый асфальт
Жидкие полиуретановые мембраны применяются в качестве долговечной гидроизоляции, предназначенной для укладки на нее горячего
укатываемого асфальтобетона, литого асфальта, бетона и железобетона. Покрытия линейки Sikalastic®
способны переносить образование
трещин в железобетонных плитах
проезжей части мостовых сооружений без нарушения своей сплошности, устойчивы к механическому
воздействию от технологического
транспорта. Через сутки после нанесения гидроизоляционного слоя
можно укладывать асфальтобетон.
В данный момент времени компания Sika проводит тестовые испытания нового материала Sikalastic-827.
Этот материал – «ноу-хау» компании
Sika.
Sikalastic-827 представляет собой
специальные термогранулы и применяется в качестве сцепного слоя
между гидроизоляционным слоем
и асфальтом. При укладке асфальта
гранулы расплавляются, вследствие
чего образуют прочное соединение
между гидроизоляционным слоем и
асфальтом. Материал подходит для
применения на мостах с высокими
сдвиговыми нагрузками.
Система конструкции гидроизоляции дорожной одежды зависит от
типа, температуры укладываемого
асфальта и требуемых нагрузок. На
рис. 2 показана конструкция гидроизоляционного «пирога» по железобетонной плите под укатываемый
асфальт.
Гидроизоляция пролетных
строений ортотропных
металлических плит мостов
Технические решения Sika для гидроизоляции проезжей части металлических мостов получили широкое
признание во многих странах мира.
Такие системы должны не только защищать от проникновения влаги в
жесточайших условиях эксплуатации
проезжей части дорог, но и обеспечить
защиту от коррозии. Применяемые в
качестве грунтов материалы SikaCor®
HM Primer, SikaCor® EG 1 и SikaCor® Zinc
R разработаны в соответствии с самыми последними достижениями науки
Рис.3. Гидроизоляция по металлической ортотропной плите
с материалом SikaCor® HM
в области антикоррозионной защиты
и обеспечивают надежную и долговечную защиту металлических поверхностей (рис. 3). В состав грунтов, применяемых в системах гидроизоляции
ортотропных плит, входят ингибиторы
коррозии, чешуйчатые наполнители и
коррозионно-активные пигменты.
При устройстве гидроизоляции
проезжей части по ортотропной
плите в металлических автодорожных мостах применяется гидроизоляционный материал SikaCor® HM,
который позволяет укладывать слои
литого асфальта и асфальтобетона
непосредственно на его поверхность.
SikaCor® HM укладывается сразу на
ортотропную плиту без устройства
традиционного защитного слоя.
Гидроизоляционные материалы
на основе эпоксидных смол обладают следующими преимуществами:
покрытие более долговечное;
высокая адгезия между асфальтом
и гидроизоляционным покрытием;
высокая адгезия к поверхности
ортотропной плиты;
высокая адгезия к стали;
не изменяет свойств под воздействием высоких температур;
отличное сцепление с щебнем и с
буферным битумным слоем;
совместимость с литым асфальтом и асфальтобетоном;
высокая скорость нанесения материала – более 1000 кв.м за смену.
На рис. 4 представлена типовая
конструкция гидроизоляции металлической ортотропной плиты в зоне
проезжей части с применением материала SikaCor® HM. Системы гидро­
изоляции с материалом SikaCor® HM
имеют допуск по ZTV-BEL-ST, рассчитаны на любые виды транспортных
нагрузок, на все виды деформаций,
включая сдвиг по классу 1.
Гидроизоляция пролетных
строений конструкций мостов
в зонах с низким трафиком
движения
В соответствии с немецким стандартом ZTV-RHD-ST для железобетонных и металлических конструкций мостов в зонах с низким
трафиком движения (пешеходные
Центральный офис:
МО, г. Лобня, ул. Гагарина, 14
тел.: +7 (495) 577-73-33
Рис. 5. Конструкция гидроизоляции по металлической ортотропной плите
материалом Sika® Elastomastic® TF
Офис в Санкт-Петербурге:
г. Санкт-Петербург,
ул. Предпортовая, 8
тел.: +7 (812) 415-22-58
www.sika.ru
69
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 4. Гидроизоляция по металлической ортотропной плите с применением материала SikaCor® HM
мосты, велосипедные дорожки,
тротуары) компания Sika предлагает специальные тонкослойные системы гидроизоляции материалом
Sika® Elastomastic® TF на эпоксидно-уретановой основе, способной
перекрывать микротрещины в основании (рис. 5). Материалы системы
гидроизоляции и толщина слоев в
этих зонах определяются запроектированными эксплуатационными
нагрузками. Толщина гидроизолирующего слоя с использованием
материала Sika® Elastomastic® TF колеблется в диапазоне от 4 до 10 мм.
Данная система гидроизоляции позволяет полностью отказаться от
асфальта и тем самым облегчить
конструкцию. Помимо этого, материал Sika® Elastomastic® TF обладает высокой адгезией к стальному
основанию, а готовое гидроизоляционное покрытие на его основе отличается высочайшей износостойкостью.
При проектировании гидроизоляции пролетных строений мостов
всегда необходимо учитывать специ­
фические особенности эксплуатации
(нагрузки, климатическая зона объекта и др.) и текущее состояние конструкций.
Наши квалифицированные специалисты готовы представить вам новейшие технологии и материалы, ознакомить с технологией нанесения
материалов, подобрать оптимальную систему гидроизоляционных
покрытий для каждого конкретного
случая с указанием расходов и толщин, а также поддержать на всех
стадиях выполнения строительства:
от проектирования до консультаций
непосредственно на строительной
площадке.
мосты и тоннели
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ
ПЕШЕХОДНЫХ МОСТОВ
В РЕКРЕАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ГОРОДА
70
Вопросам проектирования
комфортного пребывания
человека в рекреационной
системе города и ее
элементам уделяется
много внимания. Как
показывает мировой
опыт проектирования и
функционирования этих
систем, их элементы
включают в себя, помимо
основной функции
передвижения, функции,
способствующие процессу
общения. Пешеходный
мост как элемент системы
рекреации может быть
полифункциональным по
заранее спланированной
схеме или стать
полифункциональным в
процессе развития системы
рекреации.
Е.В. Пока,
Казанский государственный
архитектурно-строительный
университет (КазГАСУ)
Международный градостроительный семинар, проходивший не так
давно в Казани, акцентировал значение комфортности рекреационных зон в городской среде крупных
мегаполисов и продемонстрировал
современное
градостроительное
мышление в формировании этих
зон. Пересечению рекреационных
зон с городскими транспортными
системами участниками семинара
было уделено особое внимание.
Категорически отказавшись от
методов решения проблем пересечения рекреационных и транспортных потоков путем строительства
подземных пешеходных переходов,
столь популярных в недавнем прошлом, градостроительная практика
вернулась к веками накопленному
опыту строительства надземных
переходов как к инструменту более
комфортного решения этих задач.
Пешеходная система города обеспечивает реализацию двух видов
функциональных процессов: утилитарно-потребительского и рекреационного.
Смотровая площадка Grand Canyon Skywalk, США
Утилитарно-потребительская деятельность пешехода строится по заранее обусловленной схеме. Для ее
обеспечения требуются: непрерывность пешеходной системы, безопасность и физический комфорт
передвижения в ней.
Рекреационная деятельность пешехода в дополнение к утилитарнопотребительской включает также
такие виды деятельности, как досуг
и развлечение. Ее построение зависит от множества факторов, неизвестных заранее, возникающих
спонтанно или по спланированному
архитектором сценарию.
Полифункциональность
объектов рекреации включает широкий
веер предложений по оказанию
услуг рекреанту. Она предоставляет ему свободу выбора поведения,
возможность одновременного выполнения нескольких действий, тем
самым формируя спрос на предоставляемый веер услуг.
Города формируют свои рекреации в качестве интегрированных полифункциональных пространствен-
Смотровая площадка
Aurland Lookout, Норвегия
ционных объектов: улицы, бульвары,
галереи, пассажи, парки, набережные и т.д. [3].
Значительную роль в формировании этих линейных рекреационных
объектов играли пешеходные мосты.
В отличие от мостов утилитарно-потребительской пешеходной системы,
пешеходные мосты рекреационной
системы выполняют также задачу повышения художественно-эстетической составляющей комфортности
пребывания рекреантов: дополняют
ландшафтно-живописные и (или) художественно-эстетические качества
среды или способствуют их восприятию. Таким образом, пешеходный
мост как элемент линейной рекреационной системы города становится
полифункциональным.
Проект оформления набережной Москвы-реки в районе «Сити»
В толковом словаре приводится
следующее определение понятия
«мост»: «Мост – сооружение, соединяющее два пункта земной поверхности, разделенные водою, рвом
или каким-нибудь другим препятствием, и дающее возможность сообщаться между ними» [4].
Определение «переход» включает
более широкое понятие, в т.ч. включает понятие «мост»: «Переход –
1. Действие по значению глагола
«переходить»; 2. Место, где можно
перейти с одной стороны чего-либо
на другую; 3. Специальное сооружение или часть здания, соединяющая
одно помещение с другим (коридор,
галерея); 4. Расстояние от одного
пункта до другого, преодолеваемое
пешком без длительной остановки; время преодоления расстояния;
5. Передвижение от одного пункта
до другого без длительной остановки; 6. Момент, когда что-либо одно,
изменяясь, превращается во чтолибо другое; то, что характеризует
момент такого превращения» [4].
Соединив эти два определения,
получаем определение понятия
«пешеходный мост»: «Пешеходный
мост – сооружение для преодоления препятствия, по которому можно перейти от одного пункта земной
поверхности на другой посредством
их соединения». В данной цепи рассуждений пешеходный мост нас интересует с точки зрения происходящего процесса.
Понятие полифункциональности
пешеходного моста добавляет ему
предоставление выбора осущест-
71
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
но-планировочных систем, отдавая
им свои лучшие территории [1]:
ландшафтно-живописные;
эколого-привлекательные;
культурно-познавательные;
художественно-эстетические;
социально-активные [2].
Когда пешеходные трассы, обеспечивающие связи в пространственно-планировочных
системах, прокладываются также в
ландшафтно-живописных, художественно-эстетических и (или) социально-активных местах города,
тогда пешеходные трассы сами являются рекреационными объектами
(линейными).
В процессе формирования исторических городов складывались
различные типы линейных рекреа-
мосты и тоннели
вления процесса без остановки или
с возможностью одновременного
осуществления каких-либо дополнительных функциональных процессов: получение художественно-эстетического
удовольствия;
удовлетворение досугово-развлекательных потребностей.
Качества объектов
рекреации,
используемые при
формировании
рекреационных
систем
Художественно-эстетические
качества
72
Ландшафтно-живописные:
В 2002 году норвежское управление шоссейных дорог в рамках национальной программы организации
туристических маршрутов объявило конкурс на проект смотровых
площадок для Орланда. В проекте
норвежской компании архитектора Тодда Сондерса (Todd Saunders)
Saunders Architecture большое внимание уделено совмещению нового
сооружения с «контекстом среды».
Смотровая площадка вырастает
из склона горы, по которой вьется
небольшое шоссе. Деревянный
«мост», выполненный без видимых
швов, берет начало у края дороги и
«выстреливает» на 30 метров от нее,
а затем закругляется вниз, к склону
горы. Под этой стрелой, далеко-далеко внизу, лежит захватывающий
дух фьорд, обрамленный лесистыми склонами. Площадка находится
на высоте 640 метров над водами
фьорда, а окружающие горы поднимаются еще выше.
Сондерс гордится, что ни одно дерево на месте стройки не пришлось
уничтожить, в то же время сам «анти-трамплин» выполнен из дерева
(на стальном каркасе) местных пород, что как раз соответствует экологическому духу времени в применении натуральных материалов.
Проектом Сондерс зрительно ставит значение природы на первое
место, а архитектуру отодвигает на
второе. Гладкий, выполненный «без
единого гвоздя» деревянный «мост
в никуда» – словно часть местного
леса. Вид с Aurland Lookout открывается и вправду захватывающий,
воздух в этих местах очень чистый,
а тонкие пряди облаков и тумана,
иногда плывущие под ногами, добавляют картине ощущение нереальности.
Архитекторы постарались, чтобы
у человека, подошедшего к краю
сооружения, возникало ощущение
полета над горами. Этому способствует и закругление в конце дорожки, и чистое стекло, ограждающее
ее в этом месте. Даже автостоянку
для машин туристов авторы проекта расположили не рядом, а чуть
дальше по дороге, чтобы создать
определенное настроение, удалив
из поля зрения все техногенное, насколько это возможно [5].
Активно использует ландшафтноживописные возможности территории Grand Canyon Skywalk – мостик
в форме подковы со стеклянным полом, через который видна пропасть
Большого Каньона Колорадо глубиной 1220 метров («Небесная дорожка») [6].
Конкурс на оформление набережной Москвы-реки в районе Сити,
устроенный компанией Mirax Group,
выиграл проект мастерской А. Асадова. По замыслу авторов цветочные ленты набережной, сплетаясь
в косу, превращаются в обитаемый
мост над Москвой-рекой. Архитекторы мастерской А. Асадова устроили на мосту жилье и объединили
его одновременно с двумя видами
транспортных магистралей – монорельсом и автодорогой.
Проект отличает удачное сочетание интересного инженерного решения архитектуры моста с
живописно-ландшафтным
методом проектирования предмостных
территорий. Авторы превратили
набережную в сад вечнозеленых
Мост Pont de Solferino, Франция
растений радужной окраски. Это
гигантская цветочная клумба, состоящая из переплетенных в косу
цветных лент – террас набережной.
Предполагается, что это будет самая большая цветочная клумба в
Европе – длиной около 700 метров,
а составляющие ее цветы и вечнозеленые кустарники сохранят свой
цвет круглый год, зимой и летом [7].
Архитектурно-конструктивные:
Пешеходный мост Сольферино
соединяет музей Д”Орсэ на набережной Анатоля Франса с набережной Тюильри, где расположен одноименный парк. Мост был построен
в период 1997–1999 годов с целью
заменить временный пешеходный мост, который служил в 1961–
1992 годах.
Современный пешеходный мост
с одним пролетом в 115 м пересекает Сену и органично вплетается
в городской ландшафт, где мосты
играют немаловажную роль. Проект
Марка Мимрама позволил решить
технические, эстетические вопросы,
а также планировочные проблемы
города весьма оригинальным образом: вход на мост идет из четырех
разных точек по ряду несимметричных проходов, которые внедряются
в симметричную структуру.
Включение входных проходов
в состав конструкции моста обогатило облик пешеходного моста,
который, при всей его пространственной сложности, производит
впечатление гармоничного и легкого сооружения [8].
Пешеходный мост Вебстера на
набережной Ренессанса г. Бедфорд
(Великобритания) расположен на
Мост London Millenium
Footbridge, Великобритания
ся сооружением, которое характеризует достижения науки и техники
в мостостроении XX века [9].
Мост Тысячелетия в Лондоне –
пешеходный мост, соединяющий
центр города – великий памятник
позднего средневековья, собор святого Павла – с южным берегом Темзы, где в здании заброшенной городской электростанции Бенксайд
была незадолго до этого открыта
вторая галерея Тейта – галерея современного искусства. Рядом с галереей расположен воссозданный
театр Шекспира – «Глобус».
Местоположение будущего моста
наложило серьезные ограничения на
его облик. При полной длине 320 м
его главный пролет перекрывает судоходное русло Темзы. Выход моста
непосредственно к собору исключает возможность использования в его
конструкциях каких-либо башен или
пилонов из соображений обзора собора. Кроме того, нижняя отметка
пролетного строения была ограничена высотой судоходного габарита,
а верхняя – невозможностью поднимать конструкции моста по изложенным выше архитектурным соображениям.
Одновременно было понятно желание заказчика и проектировщиков сделать конструкцию легкой и
элегантной. Таким образом, еще до
начала проектирования основные
«габаритные» размеры сооружения
уже были предопределены.
Еще до начала строительства мост
стали называть мостом Тысячелетия. По мнению специалистов, проект является сплавом нескольких
искусств – архитектуры, скульптуры
и инженерного творчества [9].
Эколого-привлекательные
качества
Мост Тхехук, Вьетнам
Японский архитектор, изобретатель и сторонник «зеленых» технологий Сигеру Бан (Shigeru Ban), глава компании Shigeru Ban Architects,
построил на юге Франции мост из
бумаги. Перекинутый через реку
Гардон (Gardon) пешеходный мост
способен выдержать 20 человек одновременно.
73
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
верхнем канале реки Оз между засаженными ивой и травой берегами.
Его пролет – 30 м. Мост связывает
Рассел-парк и остров Лонгхолм.
Мост Вебстера – очередная попытка создания эволюционного
проекта, применяющего современные инженерные возможности и
возможности материала. Мост состоит из пары высоких параболических арок, исходящих из одной
точки на каждом берегу, отклоненных от вертикали, формирующих открытие, похожее на крылья бабочки,
«подобно некоему механическому
насекомому, приземлившемуся на
заливных лугах». Мост претендует
называться ярким, запоминающим-
мосты и тоннели
Рекреационные качества объектов
Примеры пешеходных
мостов как рекреационных
Художественно-эстетические
объектов
Ландшафтноживописные
Архитектурноконструктивные
Экологопрогрессивные
Сервиснопотребительские
1. Смотровая площадка Aurland Lookout
2. Мост Grand Canyon Skywalk
3. Обитаемый мост на Москве-реке
4. Пешеходный мост Сольферино
5. Мост Вебстера
на набережной Ренессанс
6. Мост Тысячелетия в Лондоне
7. Бумажный мост арх. Сигеру
8. Проект Symbiotic Interlock (SI)
9. Старый мост в Лондоне на Темзе
10. Мост Понте Веккио во Флоренции
11. Мост Менял на р. Сене в Париже
12. Японский мост во Вьетнаме
74
13. Мост Тхехук во Вьетнаме
14. Торгово-пешеходный мост «Багратион»
15. Рекреация Хай Лайн (The High Line)
16. Пешеходные мосты в рекреации Москвы
Примечательно, что Бан поставил
свой необычный мост всего в восьмистах метрах от Пон-дю-Гар (Pont
du Gard) – самого крупного римского виадука, сохранившегося до наших дней. По замыслу Сигеру, это
должно создавать любопытный контраст между каменным памятником
архитектуры и бумажным творением, между древней и современной
технологиями.
Мост выполнен из 281 картонной
трубы, каждая 11,5 см в диаметре
при толщине стенок 11,9 мм. Ступеньки отформованы из переработанного бумажного и пластмассового вторсырья, а фундаментом
послужили деревянные коробки,
заполненные песком. Для проверки моста на прочность на ступеньки
положили множество шариков с водой, общим весом 1,5 тонны. Мост
проработал шесть недель, после
чего его демонтировали в ожидании
дождливого сезона [10].
Сервисно-потребительские
качества
Возвращаясь к пешеходному мосту как элементу системы городской рекреации, можно проследить
на конкретных примерах сервисные
возможности данного объекта архитектуры.
Например, богатство функций
наиболее ярко и полно представлено в мостах эпохи средневековья,
так называемых «мостах-рынках»
или «мостах-улицах». Наиболее полное представление о средневековых мостах можно получить на примере Старого моста в Лондоне на
Темзе, построенного между 1176 и
1209 годами. Описание его сделано Марком Твеном в книге «Принц и
нищий»: «Мост… служил проезжей,
шумной многолюдной дорогой и
представлял любопытную особенность: по обе его стороны, от одного берега Темзы до другого, тяну-
лись непрерывные ряды лавчонок и
лавок с квартирами для торговцев
наверху. Это был как бы отдельный,
самостоятельный городок, имевший
свои гостиницы и трактиры, свои погребки и распивочные, свои булочные, мелочные лавки, свой рынок,
свои мастерские и даже свою церковь» [12].
Богат функционально Старый мост
во Флоренции. Понте Веккио, существующий начиная с 1345 года, сейчас называют «золотым» мостом, поскольку на нем издавна расположены
мастерские и лавки ювелиров, предлагающих на продажу свои великолепные изделия.
Характеристика моста Менял в Париже приводится в книге «Парфюмер»
немецкого автора Патрика Зюскинда:
«Этот мост с обеих сторон был так
плотно застроен четырех­этажными
домами, что с него ни в одном месте нельзя было увидеть реку, так
что создавалось впечатление вполне
Торгово-пешеходный мост
«Багратион»
В столице Вьетнама Ханое на
озере Возвращенного Меча представляет интерес мост Тхехук, соединяющий берег с маленьким
островком. Мост Тхехук издавна известен своей уникальной красотой
и является неповторимой чертой в
гармоничном архитектурном облике старого Ханоя.
С северной стороны мост окружают старинные кварталы города, а
с юга открывается вид на островок
«Жемчуг», на котором стоит башня
Черепахи, возвышающаяся над зеленоватой водной гладью озера.
Первоначально на этом месте
был построен простой бамбуковый
мост, соединивший берег озера с
островком, где стоит храм Нгокшон. В 1865 году был спроектирован и построен мост, который получил название Тхехук, что в переводе
значит «место, где сосредоточиваются утренние лучи солнца». Мост
был сделан из ценных пород дерева
и выкрашен в красный цвет, чтобы
у людей создавалось впечатление,
что они идут по радуге от башни Кисти к храму Нгокшон.
Много времени прошло с того
дня, когда мост был возведен
впервые. Он был много раз отремонтирован и отреставрирован,
однако сохранил свой первоначальный облик, который был запечатлен во многих поэтических,
музыкальных и художественных
произведениях [15].
Приведенные
примеры
исторических пешеходных мостов демонстрируют своеобразие дополнительных функций пешеходных
мостов и образа жизни горожан с их
традициями и привычками.
В функциональном своеобразии
современных пешеходных мостов
отражаются ритм жизни и привычки
современного человека. Характерным примером этого может послужить возведенный в 1997 году торгово-пешеходный мост «Багратион»
архитектора Бориса Тхора – один из
элементов грандиозного замысла
«Москва-Сити».
На мосту пешеходам предлагаются многочисленные товары и услуги,
имеются магазины и кафе, боулинг,
крытая галерея и романтические
скамеечки. Главным входом на мост
служит пятиуровневое здание на
Краснопресненской набережной с
огромным просторным холлом, в
котором цветочные лавочки, кафе и
студия салона красоты соседствуют
с масштабным макетом строящегося «Сити». В будущем система эскалаторов свяжет мост с подземным
уровнем «Москва-Сити» и линией
метрополитена. С верхней частично застекленной галереи моста есть
возможность полюбоваться панорамами Москвы.
Строгая, сдержанная конструкция
моста исполнена с большим чувством архитектурного вкуса и такта.
Здесь можно походить между мас-
75
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
нормальной, основательной, хорошо мощеной и к тому же чрезвычайно элегантной улицы. В самом деле,
мост Менял считался одним из самых
модных кварталов города. Здесь находились знаменитые лавки, где свой
товар предлагали ювелиры, резчики
по черному дереву, лучшие изготовители париков, чемоданов, сумок и
кошельков, тончайшего нижнего белья и чулок, рамок для картин и сапог
для верховой езды, вышивальщики
эполет, литейщики золотых пуговиц и
банкиры» [13].
Иное отношение к функциям пешеходного моста сформировано на
Востоке – в них уделяется особое
внимание процессам медитации и
релаксации.
Любопытен крытый японский
мост во Вьетнаме (Коу Нят Бан
или Лай Вьен Киеу), который соединяет улицы Чан Фу, 155, и Нгуен
Тхи Минь Кхай, 1. Первоначально
мост на этом месте был построен в
1593 году японской общиной Хойана, чтобы связать ее с соседними
китайскими кварталами, находящимися на другой стороне реки. Мост
был покрыт крышей, которая служила защитой от дождя и солнца.
На северной стороне моста построен небольшой храм Чуа Коу. На его
двери написано название, данное
мосту в 1719 году взамен предыдущего – Японский мост. Этот мост
считается символом Хойана и изображен на гербе города [14].
мосты и тоннели
76
сивными стальными конструкциями
и функциональными трубами, почувствовать силу, величие и мощь
металла, сочетающегося с хрупким
стеклом [16].
Западные архитекторы развивают
мысль городской рекреации на свой
лад: техногенная усталость от небоскребов Манхэттена подтолкнула
проектировщиков к реконструкции
старой эстакады с проложенной
по ней железнодорожной линией в
многофункциональный объект рекреации. Проржавевшая эстакада
тянется через 22 квартала города на
высоте около 10 метров. Издалека
не очень понятно, что это такое, но
вблизи Хай Лайн (The High Line – так
сами жители называют эту постройку) создавала шокирующее впечатление: ограждения проржавели,
осыпались, а колея поросла травой
и кустарником.
Проект реконструкции железнодорожной линии совмещает в себе
все то, чего не хватает жителю мегаполиса: парки, клумбы, простирающиеся на многие сотни метров,
плавательные бассейны, бульвары, спортивные комплексы. Вертикальные связи объекта рекреации
предлагается осуществлять за счет
лифтов. Возведение новых зданий
планируется вдоль одного из участков дороги. Расстояние от эстакады
до новых зданий увеличат, чтобы добавить новому парку света и увеличить его визуальный отрыв от города, формируя тем самым городскую
рекреацию [17].
В современной отечественной
практике градостроительства планируется ввести в действие идею
концепции туристско-рекреационного маршрута зоны «Золотого кольца Москвы». Для ее осуществления
проектируются несколько мостов.
Один из них будет соединять
храм Христа Спасителя с Болотным
островом. К нему в качестве предмостного сооружения примкнет
культурно-развлекательный
комплекс.
Еще один мост с центром досуга
площадью 4000–5000 кв. м планируется у Международного дома музыки на Красных Холмах как часть
концепции Российского культурного
центра.
Также проектируется мост с рестораном на будущем Краснопресненском проспекте, торговосервисный надземный переход на
улице 26 Бакинских Комиссаров и
мост через пролом в Китайгород-
ской стене – исторически сложившемся торговом районе, традиции
которого столичные власти хотят
возродить.
Каждому мосту отведена в городе
своя роль: одни выполняют представительские функции, другие являются исключительно сервисными
сооружениями, а третьи объединяют в себе и представительские, и
сервисные функции [18].
Рассмотрим приведенные примеры в соответствии с рекреационными качествами мостов (см. таблицу).
Описанный опыт проектирования и
строительства
полифункциональных пешеходных мостов в рекреационной системе города позволяет подытожить вышесказанное
следующим образом: пешеходный
мост – это элемент интегрированной полифункциональной пространственно-планировочной системы.
Функционально-рекреационное содержание пешеходного моста обладает художественно-эстетическими
(ландшафтно-живописными и архитектурно-конструктивными), эколого-прогрессивными и сервисно-потребительскими качествами.
Функционально-рекреационное
содержание пешеходного моста зависит от места его расположения
в интегрированной полифункциональной
пространственно-планировочной системе. Наиболее часто
встречающееся сочетание полифункциональности в пешеходных
мостах – это архитектурно-конструктивные и сервисно-потребительские качества моста как объекта
рекреации.
Прослеживается
взаимосвязь
ландшафтно-живописных и экологопрогрессивных качеств пешеходных
мостов. Наибольшая вероятность
сочетания всех рассмотренных качеств в тех пешеходных мостах,
которые либо сами представляют
собой рекреацию, либо являются
рекреационным элементом в рекреационной системе города.
Литература
1. Гутнов А.Э. Эволюция градостроительства. – М. : Стройиздат,
1984. – 256 с.
2. Шестернева Н.Н. Архитектурная
типология и принципы развития существующих пешеходных коммуникаций крупнейшего города (на примере Санкт-Петербурга) // Автореф.
дис. на соиск. степени канд. арх. –
СПб., 2007. – С. 8–9.
3. Харитонова З.В. Пешеходные
улицы в исторически сложившейся среде крупного города // Дис.
на соиск. степени канд. арх. – М.,
1988. – С. 40.
4. Ушаков Д.Н. Толковый словарь
русского языка. В 4-х т. – М., 1940.
5. Свихнувшийся трамплин бросает взгляды зрителей на горы под
ногами // http://www.membrana.ru
Люди, идеи, технологии. URL:
http://www.membrana.ru/articles/
global/2006/02/28/184200.html.
6. Прозрачный мост над Большим
Каньоном впервые принял гостей
// http://www.membrana.ru Люди,
идеи, технологии. URL: http://www.
membrana.ru/lenta/?7049.
7. Цветочный город над рекой //
http://www.archi.ru.
Российская
архитектура.
URL:
http://agency.archi.ru/news_current.
html?nid=10393. 8. Анджия Сасси Перино, Джорджо
Фараджана. Мосты. – М. : Астрель,
2004. – 184 с.
9. Овчинников И.Г. Пешеходные
мосты : конструкция, строительство,
архитектура. Учеб. пособие. – Саратов : СГТУ, 2005. – 223 с.
10. Во Франции открыт бумажный
мост // http://www.membrana.ru
Люди, идеи, технологии. URL: http://
www.membrana.ru/lenta/?7513.
11.Вертикальная
сеть
влипла
между
небоскребами
//
http://www.membrana.ru
Люди,
идеи, технологии. URL: http://
w w w. m e m b ra n a . r u / a r t i c l e s /
imagination/2008/03/28/175800.
html.
12. Твен М. Принц и нищий. – М. :
Государственное издательство художественной литературы, 1953.
13. Зюскинд П. Парфюмер. – М. :
Азбука, 2007.
14. Японский мостик во Вьетнаме // http://www.vokrug-mira.ru Туроператор Виктория. URL: http://
w w w. v o k r u g - m i r a . r u / c o n t e n t /
category/6/33/46/.
15. Мост Тхехук на озере Возвращенного Меча // http://774.ru/main/
articles/?id=4129.
16. Торгово-пешеходный мост
«Багратион» // URL: http://www.
citynext.ru/bagration.asp, http://www.
raytar.ru/articles/132/82/s/mettals.
html.
17. Древняя железка наполняется
новым зеленым смыслом // http://
www.membrana.ru Люди, идеи, технологии. URL: http://www.membrana.ru/
articles/global/2006/05/02/223900.
html.
технологии и материалы
ВЛИЯНИЕ ПЛОСКИХ
ГЕОРЕШЕТОК
НА СДВИГОУСТОЙЧИВОСТЬ
ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
78
В нашей стране уже
несколько лет достаточно
широко применяются
геосинтетические
материалы, в том числе и в
дорожных одеждах. Одним
из преимуществ применения
таких материалов
является повышение
сдвигоустойчивости, однако
какого-либо обоснованного
объяснения механизма
этого процесса, по
большому счету, нет.
В нормативных документах приводится методика определения
сдвигоустойчивости в зависимости от регрессионных коэффициентов, однако, как показывает
анализ [4], такой подход не совсем
обоснован. В других методиках
расчета коэффициенты, учитывающие присутствие геосинтетических материалов, никаким образом не зависят от характеристик
этих материалов, либо имеют
конкретную привязку к определенным маркам. ОДН 218.046–01
в расчетах сдвигоустойчивости
оставляет большую свободу действий, поскольку коэффициент,
учитывающий особенности работы конструкции (в том числе и
при наличии геосинтетических
материалов), не имеет четко обозначенных соответствующих значений.
Если обратиться к теоретическим основам механики грунтов,
то в общем случае сдвигоустойчивость определяется действующими в расчетной точке напряжениями и прочностью грунта. В
общем случае критерий прочности
выражает требование, чтобы активное сдвигающее напряжение τ
в данной точке было не больше сопротивления материала дорожной
одежды или земляного полотна
сдвигу, и имеет вид:
τ ≤ c + σ . tgφ
Е.В. Федоренко,
канд. геол.-минерал. наук,
геотехник, гл. инженер
«МИАКОМ Инжиниринг»
где с – удельное сцепление
грунта;
φ – угол трения;
σ – нормальное напряжение на
данной элементарной площадке.
Используя круг Мора в условиях
напряженного состояния (плоская
задача), показанную выше зависимость можно представить в виде
(форма В.В. Соколовского):
(σ1 – σ2)/2 ≤ c . cosφ +
+ sinφ . (σ1 + σ2 )/2
где σ1 и σ2 – главные напряжения
от внешней нагрузки.
Наличие арматуры влияет на
свойства грунта, в частности,
при условии, что размер ячейки
D ≤ 2.0А (по другим источникам
D < 2.2A), где D – наибольший размер зерен; А – средний размер
ячеек, то есть имеет место явление псевдосцепления в армированном грунте за счет заклинивания частиц в ячейках арматуры.
При расположении арматуры в
направлении главных растягивающих напряжений и соблюдении
указанного условия, деформации
растяжения существенно ограничены по величине, в зависимости
от относительной растяжимости
арматуры. Такую особенность
можно проиллюстрировать кадрами из видеоролика с сайта
http://retainingw allexpert.com
(рис. 1). Наглядно видно, что куб
армированного щебня представляет собой связный грунт, при
этом способный выдерживать
прикладываемые к нему нагрузки.
Таким образом, послойно помещенные в грунт горизонтальные армирующие элементы будут
препятствовать боковой деформации благодаря возникновению
сил трения между армирующими
элементами и грунтом, что соответствует состоянию всестороннего сжатия. Разрушение может
произойти только в случае разрыва армоэлементов [2].
Рис. 1.
Эффект армирования дисперсных
несвязных грунтов георешетками
ных напряжений. Очевидно, что
наличие армирующей прослойки
приведет к образованию зацепления зерен, что по существу можно
отнести к возникновению псевдосцепления сарм.
Исходя из теории предельного
равновесия, эффект армирования (рис. 1) объясняется следующим образом: помещенные в
грунт прочные горизонтальные
армирующие элементы препятствуют боковой деформации, при
этом поведение грунта будет таким же, как и в случае одноосного сжатия, то есть при отсутствии
бокового давления. На диаграмме Мора этот случай будет соответствовать касанию кругом начала координат (рис. 3).
Вертикальное
напряжение
σ1 = σарм, соответствующее моменту разрушения армированного грунта, будет возникать в
случае, когда растягивающие
напряжения превысят прочность
армирующих прослоек. Предельное состояние сыпучей среды по
прочности возникает в точке при
соотношении главных нормальных напряжений:
σ2 / σ1 = tg2(45o – φ/2) = ξ
79
где ξ – коэффициент активного бокового давления.
Исходя из условия невозможности превышения растягивающими
напряжениями прочности арматуры, можно получить величину вертикальных напряжений, соответствующих моменту разрушения:
σразр = R / ξ
где R – прочность геоматериала.
Повышение
сопротивления
сдвигу армированного грунта по
Рис. 2. Предельные прямые и характер деформаций сдвига армированного и неармированного грунта
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Эффект блокировки (бокового сдерживания) заключается
в ограничении горизонтальных
перемещений несвязных частиц
грунта. По своей сути это похоже
на явление дилатансии в сыпучих
грунтах, то есть за счет заклинивания частиц сдвиговые деформации сопровождаются пиковым
возрастанием
сопротивления
сдвигу. Это объясняется появлением дополнительных сил, препятствующих выходу зерен, слагающих породу, из своих гнезд,
где они находились при исходном
состоянии грунта. На рис. 2 (справа) показана зависимость деформаций сдвига (λ) и сдвигающих
напряжений (τ), где линия, обозначенная цифрой 2, соответствует характеру деформаций армированного грунта. В левой части
сопоставлена зависимость сопротивления сдвигу от нормаль-
технологии и материалы
отношению к неармированному
будет происходить на величину, соответствующую псевдо­
сцеплению сарм (рис. 3), то есть
предельную прямую можно перенести параллельным переносом
до совпадения с касательной для
соответствующего круга. Тогда
сопротивление сдвигу после преобразований будет определяться
по формуле:
ca = R . (cos2φ – sinφ) / (2ξ)
Рис. 3. Круги Мора для определения псевдосцепления в армированном грунте:
1 – неармированный несвязный грунт;
2 – армированный грунт
80
Рис. 5. Расчетная схема:
1 – штамп (нагрузка);
2 – георешетка;
3 – датчик горизонтальных напряжений (месдоза)
Рис. 4. Горизонтальные напряжения в армированной и неармированной конструкции
А тангенциальные и нормальные
напряжения в плоскости разрушения будут связаны следующим соотношением:
τ = σ . tgφ +
+ R . A . (cos2φ – sinφ) / (2ξ))
Экспериментальные исследования, проведенные в Дальневосточном государственном университете путей сообщения (при участии
НВП «ДВ-Геосинтетика»), свидетельствуют о том, что наличие георешетки в слое дорожной одежды,
кроме снижения величины осадки
за счет распределения напряжений (мембранный эффект), значительно повышает сдвигоустойчивость (эффект блокировки). На
рис. 4 представлены результаты
эксперимента: видно, что при увеличении вертикальной нагрузки горизонтальные напряжения (синяя
линия, маркер в виде перекрестия),
начиная с 3–4 ступени, начинают
снижаться, что объясняется превышением касательных напряжений
прочностных характеристик грунта
и смещением датчика. В конструкции с армированием (линия обозначена квадратным маркером)
горизонтальные напряжения и после 3–4 шага приложения нагрузки продолжают увеличиваться, что
свидетельствует о том, что датчик,
расположенный в непосредственной близости у полотна георешетки, остается на месте.
Для определения достоверности предложенного метода определения сдвигоустойчивости дорожных одежд, армированных
геосинтетическими материалами,
проведено численное моделирование описанного эксперимента.
На рис. 5 приведена расчетная
схема лотковых испытаний: опыт
проводился для двух состояний – армированного и неармированного. Положение датчика
решению проблемы с учетом механизма работы геоматериала в
зернистой среде в соответствии с
положениями механики грунтов и
прочностных параметров геосинтетического материала.
Безусловно, необходимо дальнейшее
совершенствование
расчетных методов, учет типа
геоматериала (геосетка или георешетка), соотношения размера минеральных зерен и ячеек и
других уточняющих параметров, а
также проведение соответствующих экспериментов.
Литература
для измерения горизонтальных
напряжений было одинаковым, и
в случае наличия георешетки он
размещался непосредственно у
ее поверхности.
Результаты расчетов показывают близкую сходимость экспериментальных и теоретических
данных. Как видно из рис. 6, сопротивление грунта сдвигу ис-
черпывается на четвертом шаге
нагружения, в то время как армированный грунт выдерживает все
восемь ступеней и по теоретическим расчетам сдвиг происходит
после того, как будет приложена
девятая ступень.
Предложенный подход к определению сдвигоустойчивости можно
считать первым приближением к
81
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Рис. 6. Напряженно-деформированное состояние
1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог.
Ч. I. – М. : Транспорт, 1979. – 367 с.
2. Добров Э.М. Механика грунтов. – М. : Академия, 2008. – 272 с.
3. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов :
учебник для вузов. – М. : Высш.
школа, 1982. – 511 с.
4. Федоренко Е.В. О методах
расчета дорожных одежд с применением геосинтетических материалов // Транспортное строительство. – №1. – 2011. – С. 18–21.
Мониторинг системы усиления
оснований насыпных сооружений
песчаными сваями
в геосинтетической оболочке
Д.М. Антоновский,
главный инженер
Представительства
HUESKER Synthetic GmbH (ФРГ)
в России
А.Э. Решке,
глава Представительства
HUESKER Synthetic GmbH (ФРГ)
в России
В течение пятнадцати лет, прошедших с окончания разработки
первой версии расчетной методики прогнозирования поведения
песчаных свай в общей системе
«свая – грунтовое сооружение – основание» и первых лабораторных и
натурных испытаний, наблюдается
высокая сходимость расчетных и
фактических параметров по результатам мониторинга реализованных
проектов.
Как результат, на сегодняшний день уже имеется достаточно
подробно проработанная, научно
обоснованная и подтвержденная
лабораторными и натурными исследованиями методика расчета [1],
разработанная в 1994 году в университете города Кассель (Германия) [3], с дальнейшей ее корректировкой опытными испытаниями, и
ряд успешно реализованных объектов, в том числе и в России. Расчетная схема основания насыпного сооружения, укрепленного песчаными
сваями в геооболочке, приведена на
рис. 1 в соответствии с [1].
Для обеспечения точности расчетов и моделирования происходящих
в системе процессов, предъявляются серьезные требования к соответствию всех исходных расчетных
параметров фактическим.
Поэтому необходимо четкое соблюдение всех предъявляемых
требований как к системе «геооболочка – песчаный заполнитель»,
так и к материалу геооболочки: физико-механическим и деформативным параметрам и их фактическому соответствию характеристикам
продукта, заявленным производителем [1–4].
В первую очередь, геооболочка
должна быть выполнена по бесшовной технологии из специальных полимерных нитей. Кроме этого, есть
ряд жестких требований к прочности, деформативности, ползучести
самого геосинтетического материала и стойкости (химической, микробиологической) исходного сырья.
Несмотря на серьезное обоснование и распространение технологии
в международной практике строительства, в России данная технология достаточно нова.
Для демонстрации работы устроенной песчаной сваи, а также с целью подтверждения и улучшения
теоретических расчетных методик,
разработана специальная система мониторинга. В песчаную сваю
вживляется система датчиков, позволяющая в любой момент времени измерить активизированную
прочность, относительное удли-
Рис. 1. Общая схема армирования грунтового основания «Песчаные сваи в геосинтетической оболочке»
83
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
Ввиду ряда преимуществ,
как технических,
экономических, так и
экологических, технология
усиления оснований
насыпных сооружений
песчаными сваями в
геосинтетической оболочке
приобрела мировую
популярность.
технологии и материалы
Рис. 2. Лабораторные испытания песчаных свай в масштабе 1:1
84
нение армирующей геосинтетической оболочки и ее поведение
в системе. В некоторых случаях
организуется мониторинг работы
песчаной сваи в режиме реального
времени.
В частности, одним из первых проектов с использованием песчаных
свай, в котором были использованы
измерительные датчики, являлся
проект уширения железнодорожной
насыпи Гамбург – Вальтерсхоф в
1996 году (рис. 3). Компания Möbius
(Германия) использовала в данном
проекте систему мониторинга, позволяющую измерить ряд параметров, в частности:
распределение нагрузки в геооболочке;
величину общей осадки песчаной сваи;
значения горизонтальной деформации;
поровое давление воды;
значения эффективного напряжения под нагрузкой на контакте
грунта основания и песчаной сваи;
величину растяжения и активизированное тангенциальное усилие
в армирующей геооболочке, причем
на различных уровнях по высоте.
Процесс установки современной
системы мониторинга показан на
рис. 4. Проведение мониторинга
системы усиления основания песчаными сваями на различных объектах показало, что применяемые
расчетные модели песчаных свай
[1, 3] с очень высокой точностью
подтверждаются результатами мониторинга (то есть теоретическая
модель очень точно предсказывает
реальное поведение песчаной сваи
под нагрузкой).
Системы песчаных свай находят
широкое применение не только в
дорожном и железнодорожном, но и
в гидротехническом строительстве.
В частности, документ [2], раздел
7.14.4, говорит о неэффективности
использования традиционных свай
в ситуациях, когда удельное сцепление грунта основания в неконсолидированно-недренированном
состоянии cu < 15 кН/кв.м. В такой
ситуации немецкий Рабочий комитет по портам и гидротехническим
сооружениям, существующий с
1949 года (Arbeitsausschuss „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraβen), настоятельно рекомендует использовать
песчаные сваи в геосинтетической
оболочке, воспринимающие порядка 70–80% от общей вертикальной
нагрузки.
В статье использованы фотографии
фирмы Möbius (Германия) и доктора
Марка Райтхеля (Германия).
Литература
Рис. 3. Система мониторинга
песчаных свай в проекте уширения
железнодорожной насыпи
Гамбург – Вальтерсхоф, Германия
Рис. 4. Процесс установки системы мониторинга
песчаных свай
1. EBGEO. Empfehlungen für den Entwurf und die Berechnung von Erdkörpern
mit Bewehrungen aus Geokunststoffen. –
Essen : Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V., 2010. – 348 S.
2. Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und
Wasserstraβen EAU 2004. – Berlin :
Ernst&Sohn, 2005. – 672 S.
3. Raithel M. Zum Trag– und Verformungsverhalten von geokunststoffummantelten Sandsäulen. – Kassel : Universität Gh
Kassel, 1999. – 235 S.
4. Антоновский Д.М. Требования к материалам, используемым в технологии
песчаных свай // Красная линия. Дороги. – 2011. – Вып. 57/2011. – С. 76–77.
5. Ладнер И.С., Антоновский Д.М.
Особенности технологии возведения
песчаных свай // Красная линия. Дороги. – 2010. – Вып. 47/2010. – С. 70–71.
Представительство фирмы
HUESKER Synthetic GmbH в России:
Россия, 125009 г. Москва,
ул. Тверская, 16, стр. 1.
Тел.: +7 (495) 221-42-58,
+7 (495) 221-42-61
Факс: +7 (499) 725-79-08
E-mail: [email protected]
Internet: www.huesker.ru
техника и оборудование
Komatsu HM400-3 –
новый самосвал
с шарнирно-сочлененной
рамой
Новинка оснащена 469-сильным двигателем
Komatsu SAA6D140E-6, полностью соответствующим экостандартам Tier 4-Interim, и системой Komatsu Traction Control System, которая при обнаружении пробуксовки одного из
колес включает блокировку дифференциалов.
Новый самосвал получил систему мониторинга
EMMS, контролирующую и диагностирующую все системы машины.
Технические характеристики Komatsu HM400-3: полный вес – 74 т, грузоподъемность – 44,1 т, максимальная скорость – 55,84 км/ч.
Пресс-служба компании Komatsu
Полку комбинированных дорожных машин прибыло
86
Холдинговая компания «АвтоКрАЗ» изготовила
первую партию комбинированных дорожных машин КрАЗ С20.2R «Дорожник» (6х4) на базе самосвала пятого поколения автомобилей КрАЗ с компоновкой «кабина над двигателем».
Автомобиль оснащен навесным оборудованием
для зимнего содержания дорог хорватской фирмы
RASCO и кабиной французской фирмы Renault.
На «Дорожнике» установлен 6-цилиндровый ярославский двигатель ЯМЗ-6501.10 (Euro 3) мощностью 362 л.с., однодисковое сцепление MFZ 430 и
механическая двухдиапазонная коробка передач
9JS200ТА.
Кабина автомобиля – Renault Kerax – имеет высокие эргономические показатели рабочего места
водителя: комфортабельное сиденье на пневмо-
подвеске, регулируемую по углу и высоте рулевую
колонку, функциональную панель приборов, что
обеспечивает водителю комфорт и низкую утомляемость во время работы.
Комбинированная дорожная машина КрАЗ С20.2R
«Дорожник» со снегоуборочным и антигололедным
оборудованием фирмы RASCO предназначена для расчистки от снега автомагистралей и дорог населенных
пунктов, а также для нанесения на дорожное покрытие
антигололедных реагентов, препятствующих обмерзанию дорог и созданию на них снежного наката.
Универсальность комбинированной дорожной машины в том, что после снятия оборудования она может использоваться как самосвал либо как база для
поливомоечного оборудования.
www.autokraz.com.ua
ЧТЗ трансформирует «Терминатора»
На Челябинском тракторном заводе разрабатывается модель нового компактора БКК-2.
Машины этого класса предназначены для утилизации мусора на полигонах твердых бытовых отходов. Они позволяют в полтора-два раза увеличить
срок службы городских свалок, поскольку не только
разравнивают мусор, но и уплотняют и измельчают
его стальными барабанами колес с большими металлическими шипами.
Новая модель будет отличаться от предшественника, прежде всего, способностью вести себя как
трансформер. Оснащение быстросъемным устройством позволит легко менять бульдозерный отвал на ковш. Вместо стальных барабанов с зубьями потребитель сможет
поставить обычные колеса, превратив при
необходимости компактор в погрузчик.
Способность БКК-2 меняться в зависимости от стоящих перед ним задач позволит
муниципалитетам экономить, приобретая одну
машину вместо двух. Разработчики надеются,
что универсальность новинки поможет привлечь
к ней внимание не только российских, но и зарубежных покупателей. Запустить в серию БКК-2 планируется в текущем году.
Вобравший в себя последние новации в области
производства машин этой специализации БКК-2
сменит БКК-1, получивший за свой грозный вид и
дизайн прозвище «Терминатор».
www.chel.ru
техника и оборудование
88
Sandvik Group отметила 150-летие 31 января 2012 года Sandvik Group, группа высокотехнологичных машиностроительных компаний, занимающих лидирующее положение в мире
в производстве оборудования и инструмента для
металлообработки, горного дела и строительства,
отметила 150-летие.
Компания Sandvik была основана в городе Сандвикен, Швеция, в 1862 году. Еще на ранних этапах
развития компании был свойствен инновационный
дух – на заводе Sandvik был впервые применен
способ выплавки высококачественной стали, позволивший существенно увеличить объемы производства.
Компания быстро набирала обороты, и к концу 1860-х годов были открыты международные
представительства в промышленно развитых
странах: Великобритании, Германии, Дании,
Норвегии, России и Франции. После участия
в московской выставке 1872 года, где Sandvik
Jerverk AB получила большое количество заказов, Россия стала для компании важным рынком
сбыта.
Особенно активно стали развиваться поставки оборудования на территорию СНГ с начала 1960-х годов. Техника закупалась для строительства ГЭС на реке Тулома
(Кольский п-ов), для работы в шахтах Казахстана, а также
для проходки тоннелей Байкало-Амурской магистрали.
С 1 января 2012 года в силу вступила новая стратегия,
в рамках которой три бизнес-подразделения компании были расширены до
пяти – Sandvik Mining, Sandvik Machining
Solutions, Sandvik Material Technology,
Sandvik Construction и Sandvik Venture.
«150 лет – значительный путь, который
прошла группа компаний Sandvik от небольшой компании по производству стали
до мирового лидера в производстве инструмента для металлообработки, разработке технологий изготовления новейших
материалов, а также оборудования и инструмента для горных работ и строительства. С середины XIX века Россия остается
одним из приоритетных направлений для
группы компаний Sandvik, поэтому дальнейшее поступательное развитие деятельности на российском рынке лежит в
основе нашей долгосрочной стратегии», –
отметил Мишель Оболенский, Sandvik кантри-менеджер
Россия/СНГ.
В то же время Sandvik сталкивается с серьезными проблемами. Падение операционной прибыли шведского
производителя Sandvik по итогам работы подразделений горного оборудования в 2011 году составило 36%.
Основная причина неутешительных результатов заключается в колебании курсов валют, а также в реструктуризации. Второстепенной причиной является падение
спроса на продукцию компании в Китае и Европе.
С 1 января 2012 года компания разделилась на два отдельных бизнес-подразделения: Sandvik Mining (по производству горного оборудования) и Sandvik Construction
(по производству строительного оборудования), что
привело к сокращению 400 рабочих мест.
www.stroyteh.ru
Экскаваторам группы JCB –
двигатели собственного производства
Специалисты JCB оснащают экскаваторы группы
JS двигателями собственного производства JCB
Dieselmax.
19 гусеничных и 4 колесных экскаватора серии JS
стали впервые агрегатироваться двигателями собственного производства JCB Dieselmax. Двигатели
позволяют увеличить производительность машин
(в некоторых случаях до 24%) и повысить экономию
топлива.
Компания установила свой новейший двигатель
JCB Dieselmax 444 на машины линейки JS: 11-тонный
JCB JS115, 13-тонный JCB JS130, 15-тонный JCB
JS145, 16-тонный JCB JS160, 18-тонный JCB JS180.
Двигатель Dieselmax отвечает стандартам Stage
3A/Tier 3 JCB 444. Обладая увеличенным рабочим
объемом, мотор мощностью 97 кВт/130 л.с. развивает увеличенный на 23% крутящий момент (моде-
ли JS180, JS160, JS145W и JS160W), что соответствует
532 Нм. В остальных гусеничных машинах расчетная
мощность составляет 74 кВт/100 л.с., что обеспечивает
увеличение крутящего момента на 13%. Двигатель в гусеничных экскаваторах JS115, JS130 и JS145 развивает
крутящий момент 434 Нм.
Особенности JCB Dieselmax позволили сделать процесс перемещения грунта и мусора более простым.
Двигатель реагирует на команды намного быстрее, а в
случае с моделями JS160 и JS180 дополнительно на 10%
снижены обороты силового агрегата, что увеличивает
общий коэффициент полезного действия машины и снижает уровень шума.
Все эти усовершенствования, как и установка двигателя Stage 2/Tier 2 JCB в моделях JS200, JS210 и JS220,
позволяют увеличить экономию топлива на 24%.
www.i-mash.ru
техника и оборудование
90
Новые грузовики МАЗ-МАН
прошли сертификацию
СП «МАЗ-МАН» провело сертификационные испытания
базовых моделей семейства новых грузовиков на основе
дизельных двигателей MAN D08 и D20.
В конце декабря минувшего года успешно завершились
испытания флагмана новой модельной линейки – это седельный тягач МАЗ-МАН 642548 (49).
Стараниями конструкторов минского автогиганта новые грузовики, комплектуемые двигателями стандарта от
Евро-3 до Евро-5, обладают меньшей снаряженной массой. Благодаря оригинальным техническим решениям и
новым материалам экономия в весе составляет сотни килограммов. Например, кронштейн крепления передней
подвески и кабины спецам МАЗа удалось облегчить на
26 кг. В сочетании с дизелями MAN серий D08 и D20 это
ощутимо повышает эффективность машин.
Две модели из нового семейства грузовиков – самосвал
с колесной формулой 6х4 и седельный тягач экологического стандарта Евро-5 в исполнении для перевозки опасных
грузов с гидрооборудованием – были представлены в конце января на итоговой коллегии Министерства транспорта и
коммуникаций Республики Беларусь.
www.belinfo.com
Большой брат
проследит за шинами
Компания Goodyear представила первую грузовую шину
с вживленным в нее специальным микрочипом, позволяющим контролировать покрышку через интернет с помощью программы мониторинга.
Для внедрения этой технологии шинники выбрали покрышку Goodyear Regional RHT II RFID (Radio Frequency Identity – радиочастотная идентификация) типоразмером 435/50R19.5,
поскольку она наиболее оптимальна для использования крупными перевозчиками. Микрочип, встраиваемый в шину в ходе
производства, снабжается персональным кодом. Он хранит
данные о размерах покрышки и ее идентификационный
номер, которые легко считываются портативным сканером. Эта технология значительно ускоряет и
упрощает мониторинг и учет шин, а также снижает вероятность краж. В минувшем 2011 году компания уже получила награду в Латинской Америке
за разработку и внедрение этой
технологии.
www.trucklist.ru
Тоннельный экскаватор
TEREX будет строить метро
в Москве
Компания ЦСТ «Техноплаза» осуществила поставку первого из партии тоннельных экскаваторов TEREX Schaeff для проходки новых тоннелей Московского метрополитена.
Узкоспециализированный экскаватор TEREX
спроектирован и создан специально для работы в ограниченном пространстве под землей,
что делает его незаменимым при работе в тоннелестроении. Заказчик вместе с экскаватором получил весь спектр навесного оборудования – ковши, рыхлительный зуб, гидромолот
и специальную высокопроизводительную фрезу производства TEREX Schaeff.
Тоннельные экскаваторы TEREX Schaeff широко используются как для строительства метро, так и проходки тоннелей в горах по всему
миру. Завод-производитель выпускает модели
от 5 до 30 тонн как в дизельном, так и в электрическом исполнении, на гусеничном и колесном ходу. В текущем году планируется запуск в
производство тоннельного экскаватора весом
более 40 тонн.
www.stroyteh.ru
Новый фронтальный
погрузчик от John Deer
Компания John Deere выпустила новый фронтальный колесный погрузчик John Deere
844K–II.
По сравнению с предыдущими моделями
новинка отличается большей грузоподъемностью, сверхпрочной конструкцией, модернизированной автоматической блокировкой
дифференциала и опциональными низкопрофильными шинами. Специальная опция значительно снижает вероятность пробуксовки, а
также предотвращает преждевременный износ шин.
Полезная мощность двигателя, отвечающего стандартам Tier 3, составляет 283 кВт
(380 л.с.), емкость ковша – 5,5 куб.м, ширина
ковша – 3,46 м, максимальное усилие на кромке ковша – 21 568 кг.
www.dorkomstroy.ru
техника и оборудование
НОВАЯ РАЗРАБОТКА
ДЛЯ ЗИМНИХ ДОРОГ
92
Зима – любимое всеми
время года и, одновременно
с тем, горячая пора для
коммунальных и дорожных
служб. Пора, когда главной
заботой дорожников
становится удаление
гололеда и снежного
наката. Сегодня для борьбы
с гололедом на дорогах
России в основном
используется песко-соляная
смесь, противогололедные
реагенты и
ледоскалывающие машины
для удаления льда.
Об использовании реагентов и
песко-соляной смеси в дорожной
индустрии можно услышать разные отзывы. В их состав входят
вещества, так или иначе вступающие в химические реакции с окружающей средой. Реагенты оказываются в почве, на тротуарах,
на обуви прохожих, на автомобильной резине, лапах и шерсти
домашних питомцев. Испаряясь,
они насыщают воздух летучими
компонентами, оказывая прямое
неблагоприятное воздействие на
окружающую среду. Применение
химических реагентов при нали-
Скалыватель льда УДМ-2000
А.Н. Панкратов,
технический специалист
завода «УФАДОРМАШ»
Навесное оборудование в сборе на МТЗ-82
го покрова его срезание ведется
послойно, т.е. требуется многократный проход одного и того же
участка. И, наконец, такая машина имеет большой вес и плохую
маневренность, обусловленную
большими габаритами.
Пожалуй, лучшим решением
для механического удаления
льда с дорог на сегодня является
применение скалывателя льда
УДМ-2000
(http://ufadormash.
ru). Рабочий орган этого устройства при движении по дорожному покрытию отслеживает его
вертикальный профиль, воздействуя с одинаковым заданным
усилием как на выпуклые (т.е.
демпфирует выпуклые поверхности), так и на вогнутые участки. Кроме того, производители разработали резец с таким
углом наклона режущей кромки,
который не разрушает покрытие
дорожного полотна. Режущая
передняя часть резца армирована твердосплавной вставкой повышенной твердости из карбида
вольфрама (HRC 87...94), за счет
чего увеличивается срок службы
самого резца. Вся конструкция
состоит из множества дисков с
четырьмя резцами на каждом,
закрепленных на двенадцати
тросах, и в натянутом состоянии представляет собой единую «струну». Скалыватель льда
УДМ-2000 имеет малые габариты, что позволяет использовать
устройство на участках малой
площади (дворы, проезды, переулки, узкие улицы), которые, как
правило, недоступны для других
устройств аналогичного назначения.
Испытания скалывателя производились в самых суровых климатических условиях России, в
Магаданском крае. Толщина скалываемого льда достигала 350 мм.
Характерно, что применение этой
разработки прекрасно зарекомендовало себя при устройстве и содержании зимних автомобильных
дорог – автозимников, прокладываемых по льду рек и озер.
Сегодня уже сотни скалывателей
УДМ-2000 (на базе МТЗ) и УДМ3000 (на базе КДМ) работают на
российских дорогах, обеспечивая
снижение опасности зимнего вождения.
93
Журнал современных строительных технологий «Красная линия» № 58/февраль 2012
Выпуск «ДОРОГИ»
чии толстого слоя уплотненного
снега приводит к тому, что колея
на дороге начинает увеличиваться из-за разницы в скорости таяния снега в колее и других зонах
дороги.
Также в России широко распространено использование ледоскалывающих машин для удаления льда с дорожного покрытия,
которые представляют собой некую базовую машину (трактор,
бульдозер, автогрейдер и т.п.) и
монтируемый на ней барабанный
рабочий орган с зубьями дорожной фрезы. Основными достоинствами таких машин являются
низкая стоимость и простота изготовления и монтажа.
Однако есть и весомые недостатки. Во-первых, для эффективной работы таких машин необходимо идеально ровное дорожное
полотно. В противном случае рабочий орган просто не соприкасается со льдом. Во-вторых, из-за
неровностей дорожного покрытия
рабочий орган удаляет вместе
со льдом само покрытие, что недопустимо. При достаточно толстом слое ледяного или снежно-
«Журнал современных строительных
технологий «Красная линия» № 58
Выпуск «Дороги»
17 февраля 2012
Рекламное издание.
Информационный журнал о строительных технологиях.
Зарегистрирован Федеральной службой
по надзору за соблюдением
законодательства в сфере
массовых коммуникаций
и охране культурного наследия.
Свидетельство о регистрации
ПИ №77-18380 от 27.09.2004 г.
Экспертный совет
Г.В. Величко, канд. техн. наук,
академик Международной академии транспорта, главный конструктор компании
CREDO-Dialogue
А.А. Журбин, генеральный директор ЗАО «Институт «Стройпроект»
К.В. Иванов, директор Ассоциации предприятий
дорожно-мостового комплекса Санкт-Петербурга «ДОРМОСТ»
Н.И. Иванов, д-р техн. наук, профессор, генеральный директор НТЦ «Экология»,
зав. кафедрой «Экология и безопасность жизнедеятельности» БГТУ «Военмех»
С.В. Мозалев, исполнительный директор Фонда «АМОСТ»
И.Г. Овчинников, д-р техн. наук, профессор, академик Российской академии
транспорта, зав. кафедрой «Мосты и транспортные сооружения» СГТУ
А.М. Остроумов, заслуженный строитель РФ, почетный дорожник России,
академик Международной академии транспорта
Журнал является
генеральным информационным партнером
СРО НП «МОД «СОЮЗДОРСТРОЙ»
В.Н. Смирнов, д-р техн. наук, профессор,
заведующий кафедрой «Мосты» ПГУПС
Л.А. Хвоинский, канд. техн. наук, генеральный директор СРО НП Межрегиональное
объединение дорожников «СОЮЗДОРСТРОЙ»
Журнал оказывает информационную поддержку
Ассоциации ДОРМОСТ
Адрес редакции:
191040, Санкт-Петербург,
Лиговский пр., 50, кор. 3, офис 14, 15
Тел.: (812) 600-47-07, (812) 945-63-90,
8 (921) 753-80-28, 8 (921) 753-82-44
Факс: (812) 600-47-07
[email protected]
www.line-red.ru
Дополнительно к печатному выпуску журнал распространяется
на электронных носителях тиражом более 2000 экземпляров
Сайт издательства «Красная линия»
www.line-red.ru
Учредитель
Алексей Медведев
Издатель
ООО «Журнал современных строительных технологий
«Красная линия»
Генеральный директор
Алексей Медведев
Директор по развитию
Ирина Перцева [email protected]
Руководитель
коммерческо-договорного отдела
Екатерина Рясова [email protected]
Редакция:
Главный редактор
Александр Бовыкин [email protected]
Выпускающий редактор
Елена Максимова [email protected]
Журналист
Сергей Ребров [email protected]
Корректор
Мария Иванова
Арт-директор
Станислав Носенок [email protected]
Дизайнер-верстальщик
Игорь Иванов [email protected]
Отдел рекламы
Яна Калинина [email protected]
Наталья Кудина [email protected]
Евгения Алборова [email protected]
Веб-поддержка
ООО «Айти Бот» www.itbot.ru
Тираж 8 тыс. экз.
Цена свободная.
Заказ № 79.
Подписано в печать: 15.02.2012
Отпечатано: Типография «Мастерская печати»
Санкт-Петербург,
ул. Социалистическая, 14
За содержание рекламных материалов
редакция ответственности не несет.
Необходимые сертификаты и лицензии
на рекламируемые товары и услуги
обеспечиваются рекламодателем.
Редакция оставляет за собой
право на внесение изменений
в информационные материалы.
На сайте – больше чем в журнале!
главные новости дорожно-строительной отрасли
красочные фоторепортажи о конференциях, выставках
и других событиях (увидели себя – просто напишите нам
и бесплатно получите любое фото)
обсуждение любых профессиональных вопросов на форуме
полный архив номеров в формате PDF
подписка на новости издательства
Оформить подписку на журнал
можно по телефону:
(812) 600-47-07
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа