Журнал "Транспортное строительство" 2014 №6

Даты и факты

65 лет назад (1949 г.) создан «Киевметро-

строй» — единственная на Украине органи-

зация, за время своего существования соз-

давшая в подземном пространстве столицы

еще один город, соединив скоростными ма-

гистралями самые отдаленные районы Киева.

74 км тоннелей и 52 станции — за этими до-

стижениями труд нескольких поколений про-

ходчиков, механизаторов, инженерно-техни-

ческих работников «Киевметростроя». Через

11 лет после старта строительства метропо-

литена в Киеве был открыт первый участок

с пятью станциями — «Днепр», «Арсеналь-

ная», «Крещатик», «Вокзальная», «Универси-

тет» — и третий в СССР метрополитен принял

первых пассажиров.

105 лет назад (1909 г.) в России талантли-

вый русский инженер-путеец Н. Е. Долгов

предложил прочную монолитную конструк-

цию железнодорожного пути. Так впервые

в мире началось устройство железнодорож-

ного блочного подрельсового основания

(путь Долгова) из железобетонных плит, рам,

продольных лежней или блоков, укладывае-

мых под каждым рельсом. Такое основание

на балласте и в виде сплошного монолитного

основания пути безбалластного типа приме-

няют в настоящее время в тоннелях метропо-

литена и на металлических мостах.

На фото: а — I тип с бетонной поду-

шкой; б — II тип на монолитном основании;

в — III тип с односторонним лотком.

140 лет назад (1874 г.) введена в эксплу-

атацию Моршанско-Сызранская железная

дорога. Первый поезд из Моршанска прибыл

на конечный пункт — ст. Батраки. Почти сра-

зу же за первым пассажирским поездом вы-

шел и первый грузовой состав. На всем про-

тяжении дорога имела 23 станции. На линии

были задействованы 42 паровоза, 52 пасса-

жирских и 15 багажных вагонов. Грузовой

парк насчитывал 530 крытых вагонов и 416

платформ. В 1875–1878 гг. на железной до-

роге впервые проводились тягово-теплотех-

нические (динамометрические и индикатор-

ные) испытания паровозов. С 1890 г. являлась

частью казенной Сызрано-Вяземской ж. д.,

ныне — Куйбышевская ж. д.

55 лет назад (1959 г.) возведен один из

самых больших стальных арочных мо-

стов в мире — Харбор-Бридж через залив

Порт-Джексон в Сиднее. Из-за своей формы

мост получил название «Вешалка». По нему

осуществляется автомобильное, ж. -д., вело-

сипедное и пешеходное сообщение. Общая

длина моста 1149 м, ширина 49 м, арочный

пролет длиной 503 м. Высота пролета над

уровнем моря — 139 м. Поскольку в настоя-

щее время при необходимости строительства

моста с длинным пролетом выбирают схему

подвесного или вантового моста (они гораздо

легче и дешевле жесткого арочного), Харбор-

Бридж надолго останется в списке самых

больших арочных мостов мира.

50 лет назад (1964 г.) электрифицирован

первый в Казахстане участок ж.-д. пути Це-

линоград – Караганда протяженностью 270

км. Именно по нему впервые на Казахской

ж.д. (с 1977 г. – Целинная ж.д.) регулярно

пошли электропоезда. Работы по электрифи-

кации линии были выполнены трестом «Це-

линтрансстрой» Главка Казахстана и Средней

Азии Минтрансстроя СССР в рекордно корот-

кий срок – за один год. Вслед за ней элек-

трифицированы линии Целиноград – Атбасар

– Тобол, Целиноград – Экибастуз, Целино-

град – Кокчетав. Общая протяженность элек-

трифицированных линий на дороге составила

к 1991 г. около 40% эксплуатационной длины.

20 лет назад (1994 г.) открыт тоннель под

проливом Ла-Манш. Евротоннель, соеди-

няющий Англию с Францией, — образец со-

временного инженерного мастерства, в рав-

ной степени обеспечивающий безопасность

и функциональность. Тоннель длиной около

50 км, 37 из которых проходят под толщей

воды, состоит из трех тоннелей: двух желез-

нодорожных для движения в разных направ-

лениях и одного эксплуатационного. Диаметр

каждого — 7,3 м. Тоннели облачены в плот-

ные бетонные каркасы с толщиной стен 40 см.

За день через них проходит 350 поездов со

скоростью до 160 км/ч с грузами и каждый

час — с пассажирами. Из Лондона в Париж

можно попасть за 3 часа.

Составитель: Н.Е. Петрова

КиевметростройПуть ДолговаМоршанско-Сызранская ж.д.

Мост Харбор–Бридж Целиноград — Караганда Тоннель под Ла-Маншем

ИНфоРМаЦИоННый ПаРТНЕР

НП «Международная гильдия транспортных строителей».Ген. директор – Н.А. ПолищукТел.: +7 (499) 501-33-70

ГЕНЕРаЛьНый ИзДаТЕЛь

РОО «НТАУиСТС»

ИзДаТЕЛьСТво

ООО «Трансстройиздат»Ген. директор – О.В. ГущинТел.: +7 (495) 749-05-60

RU EN

ТРаНСПоРТНоЕ СТРоИТЕЛьСТво

СОДЕРЖАНИЕ CONTENTS

№ 6/2014

transport constructionНаучно-технический и производственный журнал.Основан в 1931 г.

Science, Technology and Practice Magazine.Founded in 1931

ОТРАСЛЕВАЯ ИНФОРМАЦИЯ TRADE INFORMATION стр/page

Реконструкция Щелковского шоссе Renovation of Schelkovskoe shosse 02

«Трансстрой» представил проекты в областитоннелестроения на международной выставке«INTERtunnel — 2014» в Москве

Transstroy presented projects in the sphere of tun-neling at the international exhibition INTERtunnel - 2014 in Moscow

03

САМОРЕГУЛИРОВАНИЕ SELF-REGULATION

Л.С. БариноваСтандарты НОСТРОЙ – инструмент развития производства, повышения производительности труда, сокращения сроков строительства и снижения его себестоимости

L.s. BarinovaNOSTROI standards are equal to production devel-opment, increase in labour productivity, construc-tion schedule reduction and cutting of construction costs

04

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО RAILWAY CONSTRUCTION

К.в. Меренченко Новые подходы к проектированию пути в зоне сопряжения земляного полотна и искусственного сооружения

K.V. MerenchenkoNew approaches to designing of track at interlinkage between roadbed and man-made structure

07

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СООРУЖЕНИЙ RELIABILITY AND LONGEVITY OF STRUCTURES

Б.Н. Монов, а.И. Ликверман, в.М. МезеновО проблемах повышения долговечности опор мостовых сооружений (окончание)

B.n. Monov, a.i. Likverman, V.M. MezenovConsidering the durability problems of bridge pillars (beginning)

10

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ COMPUTER-ASSISTED ENGINEERING

Б.о. Беляков Применение адаптивных технологий метода конечных элементов для исследования напряженно-деформированного состояния транспортных сооружений

B.o. BelyakovApplication of adaptive finite element methods for stress-strain state analysis of transport construc-tions

14

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ MATHEMATICAL MODELLING

М.С. Плешко, П.Н. Курочка, а.Б. Копылов Математическое и физическое моделирование процесса взаимодействия фундамента моста с окружающей застройкой

M.s. pleshko, p.n. Kurochka, a.B. KopylovMathematical and physical modelling of interaction process between bridge foundations and surround-ing buildings

18

ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL PROTECTION

Н.а. Бабак, Л.Л. Масленникова, Н.в. Мархель, о.а. Капустина Геоэкологические показатели оценки негативного воздействия транспортного строительства на окружающую среду

n.a. Babak, L.L. Maslennikova, n.V. Markhel, o.a. KapustinaGeoecological assessment indicators for negative impact of transport construction on environment

21

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ HIGHWAYS

Э.К. Кузахметова, а.И. вешкин Точнее нормы проектирования – выше качество инженерных сооружений при соответствующей механизации работ

E.K. Kuzakhmetova, a.i. VeshkinThe more accurate design norms – the higher quality of engineering facilities with the relevant mechanization of operations

25

ИЗ ВОСПОМИНАНИЙ ВЕТЕРАНОВ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

FROM THE MEMOIRS OF TRANSPORT CONSTRUCTION VETERANS

Г. Н. Полянкин Как проектировался и строился первый метрополитен в Сибири

G.n. polyankinHow the first metro in Siberia was designed and built

28

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ FOREIGN EXPERIENCE

Железнодорожный тоннель под проливом Босфор Railway tunnel under the Bosphorus strait 31

НОВИНКИ ТЕХНИКИ TECHNOLOGICAL INNOVATIONS

Первый в мире экскаватор с гибридным двигателем The world's first excavator with hybrid engine 32

Редакция журнала принимает текстовые материалы в формате Microsoft Word и иллюстрации, выполненные в программах Adobe Photoshop, Adobe Illustrator (в формате jpg или tif), направленные по электронной почте либо записанные на диске, с приложением распе-чатки, подписанной всеми авторами, и обязательным указанием координат обратной связи, включая e-mail (подробно см. в № 2 за 2012 г.). Авторы опубликованных материалов несут ответственность за точность приведенных фактов, цитат, экономико-статистических данных, собственных имен, ссылок на литературные источники и других сведений. Гонорары авторам не выплачиваются. Точка зрения редакции может не совпадать с мнением авторов публикуемых материалов.

ISSN 01 31-4300

УчРЕДИТЕЛИ:

ОАО Корпорация «Трансстрой», Общественное объединение «Научно-техническая ассоциация ученых и специалистов транспортного строительства»(РОО «НТАУиСТС»)

Журнал входит в утвержденный ваК Перечень научных изданий Российской федерации, в которых публикуются результаты диссертаций на соискание ученых степеней. Научные статьи аспирантов публикуются бесплатно.

РЕДаКЦИоННый СовЕТН.а. Полищук — председатель

Е.В. БасинИ.В. ДемьянушкоА.П. КожевниковР. А. КоганВ.В. КосминВ.М. КругловО.И. ЛобовС.Я. Луцкий

Над выпуском работали:Н.Е. ПетроваН.В. ВалееваА.А. КосминаА.С. Ожогин

Компьютерная верстка:Владимир Бобух

аДРЕС РЕДаКЦИИ

107023 Москва, ул. Малая Семеновская, д.11А, стр. 4.Тел.:/факс: +7 (499) 750-70-17 +7 (499) 750-70-16e-mail: [email protected]://www.corptransstroy.ru

Свидетельство о регистрации: 1027700294973 от 9 октября 2002 г.

Подписано в печать: 16.06.2014.Отпечатано в ОАО «Подольскаяфабрика офсетной печати».Тираж: 1000 экз. заказ: 6022.Подписной индекс по объединенному каталогу «Пресса России»:70976 – полугодовая подписка,90963 – годовая подписка.

В.Е. МеркинА.С. МиллерманА.С. ПлатоновВ.В. РудометкинВ.И. СбитневА.А. ЦернантВ.И. ШмидтВ.М. Юмашев

ОТРАСЛЕВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

02 ТРАНСПОРТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО № 6/2014

Реконструкция Щелковского шоссе

«Трансстрой» завершил реконструкцию Щелковского шоссе на участке от ул. Верхней Красносельской до р. Яузы.

Параллельно ведутся работы на всем протяже-нии реконструируемой магистрали. Продол-жается строительство эстакады транспортной развязки на пересечении Щелковского шоссе с ул. Уральской. По нечетной стороне Щелковского шоссе возведено 9 из 14 опор эстакады, соору-жено 118 из 120 бурона-бивных свай под опоры, выполнены работы по устройству подпорной стены эстакады.Кроме этого, в ходе

переустройства инже-нерных коммуникаций проложены 100 км кабе-лей электрических сетей, 450 км кабелей сетей связи. Дополнительно по просьбе жи-телей в трех домах вдоль магистрали произведена замена дополнительно 5 000 м 2 окон на шумозащитные стеклопаке-ты. Ранее «Трансстрой» уже произвел замену 30 тыс. окон.Ведется сооружение пролетных строений эстакады.

В целях ускорения этих работ генподрядчик совместно с генеральным проектировщиком реализует мероприятия по повышению эффективности конструктивных и техноло-гических решений, что позволит на 30% сократить время работ по бетонированию и надвижке пролетных строений.Работы по сооружению подземных пешеходных переходов

ведутся с участием специализированного в области тонне-лестроения подразделения генподрядной организации — компании «Трансстройтоннель». Ее специалисты к Олимпиа-де в Сочи возводили тоннели дублера Курортного проспекта.В рамках проекта реконструкции Щелковского шоссе

предусмотрена модернизация 13,5 км автодороги от стан-ции метро «Красносельская» до МКАД, расширение доро-ги до 3–4 полос в каждом направлении. В комплекс ра-

бот входят строительство новых 10 км боковых проездов и съездов, заездных карманов и автомобильных парковок, реконструкция и строительство 5 подземных пешеходных переходов, переустройство инженерных сетей, контакт-ной сети трамваев и троллейбусов. На пересечении Щел-ковского шоссе и 9-й Парковой улицы будет построена двухуровневая транспортная развязка с эстакадой длиной 547 м, которая позволит развести транспортные потоки и разгрузить автодорогу. Строительство осуществляется с использованием современных технологий и высококаче-ственных материалов.Комплексная реконструкция Щелковского шоссе вхо-

дит в проект реконструкции вылетных магистралей столи-цы в рамках государственной программы «Развитие транс-портной системы Москвы 2012–2016 гг.». Проект направлен на улучшение транспортной ситуации в столице и увеличе-ние пропускной способности магистрали.

По материалам пресс-службы Трансстроя

ОТРАСЛЕВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

03TRANSPORT CONSTRUCTION № 6/2014

«Трансстрой» представил проекты в области тоннелестроения на международной выставке «intErtunnel — 2014» в Москве

С 14 по 16 мая 2014 года в Москве на ВВЦ состоялась VI Международная специализированная выставка по про-ектированию, строительству и эксплуатации тоннелей «INTERtunnel», в рамках которой также прошел Транспортный Конгресс.

На выставке «Трансстрой» представил дорожные проекты с уникальными тоннелями и эстакадами, реализованные за по-следние пятнадцать лет. Объекты были построены в сложных природно-климатических и геологических условиях, в условиях плотной городской застройки. Среди них — дублер Курортного проспекта и трасса-обход города Сочи, МКАД и Третье транс-портное кольцо Москвы и др. «Трансстрой» демонстрирует лучшие решения, в основе которых самый передовой опыт и проверенные временем технологии. Компанией сформирована серьезная научно-производственная база для реализации но-вых проектов в сфере дорожной инфраструктуры.

На церемонии открытия присутствовали руководители Де-партамента транспорта и дорожно-транспортной инфраструк-туры г. Москвы, Министерства транспорта Московской области, Главного управления по обеспечению безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел РФ, Международной

дорожной ассоциации, Российской тоннельной ассоциации, ру-ководители строительных компаний.

Международная выставка «INTERtunnel» проходит при под-держке Правительства Москвы и Тоннельной ассоциации Рос-сии. Одна из ее задач – демонстрация лучшего опыта строитель-ства и реконструкции тоннелей как необходимого элемента путей сообщения, повышение инвестиционной привлекательности под-земного строительства. Ежегодно в выставке принимают участие специалисты из более 40 стран, крупнейшие предприятия Герма-нии, Финляндии, Великобритании, Италии и России.

САМОРЕГУЛИРОВАНИЕ


Стандарты НоСТРой — инструмент развития производства, повышения производительности труда, сокращения сроков строительства и снижения его себестоимости

Лариса Степановна Баринова, заместитель руководителя аппарата Национального объеди-нения строителей, делится с читателями нашего журнала, почему НОСТРОЙ выбирает своим приоритетом развитие системы технического регулирования, а также рассказывает о предпо-сылках создания и задачах нового технического комитета по стандартизации (ТК 400).

Российская структура нормативно-технических документов в строительстве, признанная между-народными экспертами лучшей в мировой практи-ке, была разрушена. Семь лет переходного перио-да профессиональное сообщество боролось за то, чтобы в новых условиях попытаться заново вы-строить структуру нормативных документов, си-стему оценки соответствия, обеспечить нормаль-ные условия работы и экспертных, и надзорных органов, а главное — сохранить преемственность при переходе на новую систему. Для строитель-ства это очень важно, потому что здания и соору-жения строятся не на годы, а на десятки и сотни лет. Поэтому документы, по которым они спроек-тированы и построены, остаются актуальными и востребованными на всех этапах их жизненного цикла даже в условиях появления новых норматив-ных технических документов, более актуальных.

— Лариса Степановна, можно ли сказать, что появление и деятельность Национального объеди-нения строителей способствовали формированию системы технического регулирования в строи-тельстве? Если да, то каким образом и каковы ос-новные результаты?— Система технического регулирования и система

саморегулирования связаны одной целью — это обе-спечение безопасности и качества в строительстве. Достичь этой цели можно, решив три задачи. Пер-вая — установление четких требований, обеспечиваю-щих безопасность и качество зданий и сооружений на стадиях каждого этапа их жизненного цикла, в том чис-ле инженерных изысканий (включая проектирование),

строительства, реконструкции, капремонта. В соот-ветствии с законодательством эта задача реализуется путем разработки нормативных, технических докумен-тов обязательного и добровольного применения, обе-спечивающих выполнение Технического регламента о безопасности зданий и сооружений. Эти документы относятся к документам национальной системы стан-дартизации, и их перечень приведен в 184-ФЗ «О тех-ническом регулировании».Вторая задача — организация системы обеспечения

и контроля знаний этих документов специалистами от-расли с целью повышения уровня их компетентности че-рез образовательные программы, разрабатываемые про-фессиональным сообществом, учебные центры и систему аттестации.Третья задача — организация системы оценки соот-

ветствия, контроля качества конечной продукции и вы-полненных работ требованиям вышеназванных докумен-тов.В связи с тем что в соответствии с законодатель-

ством (184-ФЗ, 315-ФЗ, Градкодекс) требования к правилам производства работ устанавливаются в стандартах организаций, в том числе саморегули-руемых, на Первом Всероссийском съезде саморе-гулируемых организаций в строительстве одним из приоритетных направлений было определено участие профессионального сообщества в развитии техниче-ского регулирования в строительстве. Реализация этого направления предполагала участие НОСТРОЙ в разработке нормативных технических документов всех уровней, так как они неразрывно связаны друг с другом. Даже блестящий проект, выполненный в со-ответствии с действующими сводами правил и нацио-нальными стандартами, не гарантирует безопасность зданий и сооружений, если не соблюдаются требова-ния к правилам производства работ, которые содер-



жатся в стандартах организаций. Не мы эти правила придумали, во всем мире нормами проектирования и национальными стандартами занимаются нацио-нальные органы по стандартизации, а стандартами на процессы — профессиональные объединения (анало-ги наших СРО) или отдельные предприятия. Это как раз та часть государственной технической политики, которая основана на государственно-частном пар-тнерстве.Принятие Технического регламента о безопасности

зданий и сооружений — наглядный пример такого пар-тнерства. Это первый за период 2001–2009 гг. закон, ко-торый принимался при активном участии всего профес-сионального строительного сообщества: национальных объединений строителей, проектировщиков и изыскате-лей, РААСН, Российского Союза строителей, Межотрасле-вого Совета по техническому регулированию в строитель-стве при РСПП, Комитета по предпринимательству в сфере строительства ТПП. Впервые за последнее десятилетие представители общественных профессиональных объ-единений совместно с органами власти активно занялись обновлением и развитием нормативной технической базы строительства, а также ее гармонизацией с международ-ными и региональными нормативными документами.В настоящее время сложилась довольно четкая

структура доказательной базы Технического регламента о безопасности зданий и сооружений.Это наше общее достижение. Я не стану приводить

отчетные показатели, их можно будет увидеть на сайте НОСТРОЙ. Они получили достойную оценку от незави-симых экспертов, профессионалов и членов многих СРО. Пользуясь случаем, я хочу отметить, что в процессе этой работы мы в рамках Национального объединения стро-ителей сформировали активно действующий коллектив профессионалов-единомышленников, которые не на словах, а на деле принимают участие в работе по со-вершенствованию системы технического регулирования в строительстве. В этой работе приняли участие в каче-стве разработчиков и экспертов более 300 специалистов из 175 научных центров и проектных институтов. При этом экспертами, конструктивными оппонентами, а во многих случаях соавторами в той или иной степени были члены почти половины наших СРО.За последние два года благодаря руководителям

многих СРО, координаторам по федеральным округам, многим членам Совета результаты нашей работы при-знаны органами исполнительной власти, надзорными и судебными органами, независимыми международными экспертными организациями. И уже только одно это под-тверждает, что саморегулирование состоялось. Что бы ни говорили наши оппоненты, сегодня профессиональ-ное сообщество пусть еще не в полном объеме, пусть на

одном направлении, но доказало, что оно способно са-мостоятельно ставить задачи, решать их и брать на себя ответственность за принимаемые решения.

— Каков следующий этап развития направления технического регулирования?— Необходимо продолжить актуализацию СНиПов

добровольного применения. Все строители и эксперты ждут нового распоряжения Правительства с утверж-денным перечнем актуализированных в 2010–2012 гг. СНиПов взамен устаревших. Необходимо оперативно вносить изменения в актуализированные своды правил, завершить разработку стандартов на правила производ-ства работ, включенных в перечень работ, влияющих на безопасность зданий и сооружений, создать условия для возможного использования международных и регио-нальных нормативно-технических документов в качестве альтернативы национальным, и многое другое.Надо сказать, мы очень надеемся, что вновь создан-

ное отраслевое Министерство строительства и ЖКХ Рос-сийской Федерации получит право координации работ по разработке нормативных технических документов в строительстве, и от этого выиграют все субъекты стро-ительного рынка. Сегодня Минстрой России имеет в лице Национального объединения строителей профессио-нальный экспертный орган, который охватывает террито-рию всей страны и работает по принципу максимального учета мнений на местах, их обобщения и подготовки для рассмотрения в органе исполнительной власти. Конечно, это относится не только к техническому регулированию, но и к некоторым другим направлениям.Мы готовы инициировать и реализовать предложения

по дальнейшему совершенствованию системы техниче-ского регулирования в интересах строительной отрасли и нам, конечно, необходим проводник в лице органа ис-полнительной власти. С другой стороны, мы должны быть готовы к решению задач, поставленных министерством перед национальными объединениями. Тогда такой союз будет продуктивным и взаимовыгодным, а задачи по обеспечению безопасности и качества в строительстве и решению отраслевых проблем в интересах строителей будут реально осуществимы.

— Почему было принято решение о реоргани-зации Технического комитета по стандартизации «Строительство» (ТК 465)?— Такое решение пока не принято. ТК 465 прорабо-

тал 10 лет, в течение которых была проделана большая работа. Надо отдать должное секретариату, который практически организовывал деятельность подкомите-тов и рабочих групп, работая в штате подведомственных Минрегиону России, а затем Минстрою России органи-зациях ОАО ЦНС, а затем ФАУ ФЦС. В состав комитета входят более 100 организаций, более 200 экспертов,



работающих в 32 рабочих группах, объединенных в 6 подкомитетах. Это один из самых больших ТК в системе Росстандарта. После принятия 384-ФЗ значительно воз-росла активность большинства рабочих групп. Постоянно увеличивается число желающих работать в ТК специали-стов из организаций, использующих новые прогрессив-ные материалы и технологии.Идея разделить ТК 465 на несколько отдельных ко-

митетов и, соответственно, столько же секретариатов прозвучала почти год назад как от руководителей не-которых подкомитетов, так и от различных организаций и профессиональных объединений. Такая реорганизация позволила бы вновь образованным ТК сократить время разработки документов, расширить круг специалистов-экспертов, более тесно сотрудничать и со смежными ко-митетами. Координировать работу всех этих комитетов на стадии формирования программы разработки норматив-ных технических документов в строительстве и их взаимо-действие в процессе разработки и проведения эксперти-зы, решать спорные вопросы мог бы научно-технический совет из представителей Минстроя России, Росстандарта, смежных министерств и ведомств, Газпрома, Минтранса России, РЖД.Эти инициативы в настоящее время рассматривают-

ся Минстроем России и Росстандартом, но решения пока нет.

— Какие достижения в деятельности ТК 465 Вы считаете наиболее значимыми?— Комитет, объединив усилия всех участников систе-

мы технического регулирования в строительстве на пари-тетных началах, сумел выполнить главную задачу — в ос-новном сохранить целостность нормативной технической базы в строительстве. Продолжилась работа по гармони-зации национальных стандартов с европейскими. Из года в год росло число разрабатываемых стандартов. Комитет одним из первых сумел привлечь представителей бизнеса к активному участию и финансированию разработки нор-мативно-технических документов. Это важно, так как доля государственного финансирования незначительна. После принятия Технического регламента о безопасности зданий и сооружений активизировалась работа по актуализации и экспертизе СНиПов. В этой работе приняли самое актив-ное участие национальные объединения строителей, проек-тировщиков и изыскателей. Представители более 40 само-регулируемых организаций вошли в состав рабочих групп ТК 465, а в Программе стандартизации НОСТРОЙ были пред-усмотрены разработка и финансирование актуализации сводов правил обязательного применения, что значительно ускорило темпы обновления нормативной базы.

Пресс-служба НоСТРойПродолжение следует.

Эрнст Яковлевич Мориц

Э.Я. Мориц родился в 1934 г. в г. Севастополе. Начал свой трудовой путь в 1955 г. слесарем по ремонту вагонов на ВРЗ, затем — электрослесарем, старшим электриком на Акмолинском заводе ЖБК, совмещая работу с учебой в вузе. Поле окончания Ростовского инженеров железно-дорожного транспорта в 1962 г. института, получив ква-лификацию инженер путей сообщения–электромеханик, продолжил свою работу на Акмолинском ЗЖБК мастером, главным энергетиком. Так Эрнст Яковлевич навсегда связал свою жизнь со строительной отраслью, в которой трудится уже почти 60 лет.

С 1964 г. по 1973 г. работал главным инженером, на-чальником ЭМП-12, начальником ЭМП-9, зам. управляю-щего, главным инженером треста «Трансэнергомонтаж». С 1973 г. по 2008 г. — зам. начальника, главный инженер, начальника Главтрансэнергомонтажа Минтрансстроя СССР, Управления строительством «Трансмонтажавтоматика» Корпорации «Трансстрой».

ПОЗДРАВЛЯЕМ

6 июня 2014 г. Заслуженному строи-телю РФ, Почетному транспортному строителю, Почетному железнодорож-нику, лауреату Государственной пре-мии СССР Эрнсту Яковлевичу Морицу исполнилось 80 лет.

Коллеги по работе, Редакционный совет и редакция журнала поздравляют Эрнста Яковлевича с юбилеем, искренне желают ему здоровья, долголетия, семейного благополучия, дальнейших творческих успехов!

Принимал непосредственное участие в строительстве новых ж. -д. линий Гурьев — Астрахань, Бейнеу — Кунград, Тобольск — Сургут — Нижневартовск, Белорецк — Карла-ман, Решеты — Богучаны, электрификации ж. д. Казахстана и Средней Азии, Урала и Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока. Организатор внедрения передовых методов в об-ласти строительства линий электропередач, монтажа под-станций и контактной сети, устройств автоматики и связи в экстремальных условиях Западной Сибири и БАМа.

Является одним из создателей автомотрисы для элек-трификации железных дорог.

Э. Я. Мориц — автор многочисленных публикаций, по-священных вопросам строительства и электрификации ж. д.

В настоящее время продолжает успешную трудовую де-ятельность в ООО «СГК-Автострада» начальником управле-ния «Электромонтажавтоматика».

Эрнст Яковлевич пользуется авторитетом среди науч-ного сообщества, специалистов проектных и строительных организаций. За большие заслуги в научно-технической де-ятельности, многолетний труд в строительной отрасли ему присвоены почетные ведомственные звания. Награжден двумя орденами СССР и орденом РФ. Доктор транспорта, академик РАТ.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО


К.в. Меренченко, асс., Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), Москва

АннотацияРассматривается новый подход к проектированию пути в зоне сопря-жения земляного полотна и искусственного сооружения. Его отличие от традиционного подхода к проектированию заключается в том, что предлагается не повышать жесткость пути на подходах к искус-ственному сооружению, а снижать жесткость на самих искусственных сооружениях. Приводится сравнительная оценка двух способов про-ектирования участков сопряжения.

Ключевые словаВерхнее строение пути, неравножесткость пути, путь в зоне сопряже-ния земляного полотна и искусственного сооружения.

AbstractThe article deals with a new approach to the designing of track at the interface between roadbed and engineering structure. The traditional design approach proposes to increase the track stiffness on the way to a engineering stricture, the new one – to reduce it. The paper provides a comparative assessment of the both design approaches.

KeywordsTrack at interface between roadbed and engineering structure, track structure, uneven track stiffness.

Новые подходы к проектированию пути в зоне сопряжения земляного полотна и искусственного сооружения

Для дальнейшего увеличения осевых нагрузок и ско-

ростей движения поездов, а также с целью снижения из-

держек при текущем содержании пути на сети железных

дорог РФ необходимо устранить характерные неровно-

сти в виде «предмостовых ям», которые возникают в не-

посредственной близости от искусственных сооружений

(ИССО). Эти неровности вызваны тем, что путь на ИССО

практически не накапливает остаточные деформации,

в отличие от пути на земляном полотне, а также тем, что

в зоне сопряжения двух конструкций имеется перепад

жесткости (или модуля упругости) пути.

Данная проблема решалась посредством создания

специальных участков переменной жесткости (УПЖ), на-

значение которых — сгладить перепад жесткости и де-

формативности пути. Принцип работы УПЖ заключается

в постепенном увеличении жесткости пути по мере при-

ближения к искусственному сооружению.

В отечественной практике реализовано несколько

вариантов конструкции УПЖ в зоне сопряжения пути на

балласте с безбалластным верхним строением пути:

– применение плит с различной опорной площадью;

– замена верхней части грунта подходной насыпи

железобетонными бездонными коробами, заполненными

щебнем;

– замена верхней части грунта подходной насыпи

щебнем, послойно армированным геосетками;

– омоноличивание балластной призмы на подходе

к безбалластному пути.

Результаты инструментального обследования, вы-

полненного на кафедре «Путь и путевое хозяйство»

МИИТа [1], показали, что уложенные варианты УПЖ не-

достаточно эффективны. В частности, УПЖ из геосеток

и бездонных железобетонных коробов не сглаживают

полностью перепад жесткости пути, а на участке с омо-

ноличиванием балластной призмы обнаружено наруше-

ние геокомпозита.

При применении данных участков УПЖ исходили из

того, что при сопряжении земляного полотна и искус-

ственного сооружения имеется один перепад жесткости

в зоне стыка двух конструкций. Однако как показали

данные проходов нагрузочных устройств, по которым

можно оценить неравножесткость, перепад модуля

упругости может возникать как в зоне расположения

мауэрлатного бруса, так и при сопряжении земляного

полотна с устоями мостов, где значения модуля могут



быть выше, чем непосредственно на ИССО. Пример дан-

ных, полученных после прохода нагрузочного устрой-

ства СПМ-18, представлен на рис. 1 (по горизонтальной

оси отложен пикетаж, по вертикальной — значения мо-

дуля упругости пути).

По данным инструментальных обследований, а также

проходов нагрузочных устройств была построена каче-

ственная эпюра изменения жесткости пути при сопряже-

нии земляного полотна с мостом, которая приведена на

рис. 2.

Общеизвестно — увеличение модуля упругости пути

приводит к тому, что нагрузка от колес подвижного со-

става распределяется на меньшее число шпал [2], из-за

чего возрастают напряжения в балласте и на основной

площадке земляного полотна. Иначе говоря, увеличива-

ются напряжения в элементах пути, подверженных на-

коплению остаточных деформаций. Безусловно, исполь-

зование плоских геосеток, железобетонных коробов,

вяжущих материалов приводит к увеличению прочности

элементов железнодорожного пути, подверженных на-

коплению остаточных деформаций. Однако наибольшей

стабильности можно добиться, не только увеличив проч-

ность пути, но и снизив воздействие на его элементы.

Снизить напряжения в балласте и земляном полотне

можно посредством уменьшения жесткости пути, т. е. для

устранения перепада жесткости пути не повышать ее на

подходе, а снижать на ИССО и береговых опорах. Таким

образом, предлагается понижать жесткость пути на ИССО

и устоях при одновременном устройстве УПЖ с целью по-

высить прочность деформируемых элементов пути в зоне

сопряжения. На самих УПЖ следует использовать упру-

гие элементы, поскольку применение геосеток и бездон-

ных железобетонных коробов повышает жесткость пути.

Рассмотрим мероприятия, которые позволяют сни-

жать жесткость верхнего строения на различных участ-

ках пути.

Подход к ИССО. На участке земляного полотна, при-

мыкающем к ИССО, необходимо укладывать УПЖ извест-

ных конструкций из геосеток и бездонных железобетон-

ных коробов, а также упругие подшпальные прокладки.

Устои мостов. На устоях мостов высокая жесткость

вызвана тем, что упругий прогиб пути формируется за

счет сжатия прокладок-амортизаторов в узлах проме-

жуточных рельсовых скреплений и сжатия балласта под

шпалами. Помимо этого, между частицами щебня и бе-

тоном на дне шкафного блока возникает жесткий кон-

такт, так же как между щебнем и нижней поверхностью

железобетонной шпалы, из-за чего щебень работает

в сложных условиях и быстро истирается. Поэтому на

устоях мостов нужно не только снизить жесткость пути,

но и избавиться от жесткого контакта между частица-

ми щебня и бетоном. Этого можно добиться с помощью

подбалластных матов, которые необходимо укладывать

на дне балластного корыта устоя, а также посредством

применения упругих прокладок под шпалами в преде-

лах устоя.

Пролетные строения. Наиболее распространен-

ной конструкцией подрельсового основания на мо-

стах является безбалластное мостовое полотно из плит

БМП. В данном случае жесткость пути можно понизить

применением упругих прокладных слоев, например,

Рис. 1. Пример прохода нагрузочного устройства по участку сопряжения земляного полотна с мостом

Рис. 2. Качественная эпюра изменения жесткости пути на подходе к мосту (красным цветом показаны значения жесткости на существующих конструкциях, синим – параметры жесткости по предлагаемому решению)



из вспененного полиуретана между нижней поверхно-

стью плиты и главными балками пролетного строения.

На рис. 2 синим цветом показаны зоны пути, где при-

меняются указанные мероприятия, а также значения мо-

дуля упругости пути, которых можно добиться, исполь-

зуя эти материалы.

Для оценки эффективности УПЖ, выполненного

с отсутствием перепада жесткости за счет ее снижения

на ИССО, был проведен сравнительный расчет по про-

грамме [3], разработанной на кафедре «Путь и путевое

хозяйство» МИИТа и позволяющей прогнозировать оста-

точные деформации. В качестве исходных данных были

заданы одинаковые скорости и нагрузки на ось. Отличие

заключалось в том, что на УПЖ известной конструкции

жесткость пути задавалась с перепадом 30–50 МПа, а на

предлагаемой конструкции модуль упругости постоя-

нен — 30 МПа. Прочность пути в обоих случаях одинако-

вая — бесконечно большая на ИССО, а на УПЖ в два раза

увеличена по сравнению с типовым путем. Результаты

показали, что при варианте снижения модуля упругости

пути на искусственном сооружении остаточная деформа-

ция после пропуска 50 млн т брутто оказалась в 6 раз

меньше, чем при варианте конструкции с увеличением

жесткости на подходе.

выводДля большей стабильности пути на подходах к ИССО

целесообразно, помимо устройства УПЖ, понижать

жесткость пути на ИССО посредством применения упру-

гих материалов, тем самым снижая нагрузки на балласт

и основную площадку земляного полотна. Применяя эти

меры, можно существенно увеличить стабильность пути

на подходах к искусственным сооружениям.

Литература1. Экспериментальное обследование участков переменной жесткости /

А. В. Замуховский, К. В. Меренченко // Мир транспорта. — 2013. — № 3. — С.

74–84.

2. Шахунянц Г. М. Расчеты верхнего строения пути. — М.: Трансжелдориз-

дат, 1961.

3. Гречаник А. В. Оценка влияния жесткости пути и рессорного подвешива-

ния тележек на развитие остаточных деформаций пути: дис. канд. техн.

наук 05.22.06. — М.: МИИТ, 2011.

Для связи с автором:Константин Вячеславович Меренченко, 8 (495) 684–22–41,

[email protected]

Леонид Лаврович Рижук

Л.Л. Рижук родился в с. Городница Уманского р-на Чер-

касской обл. После окончания в 1963 г. Киевского строи-

тельного техникума транспортного строительства начал тру-

довую деятельность мастером СМП-162 (г. Батайск) треста

«Севкавтрансстрой». Работал прорабом, ст. прорабом, зам.

начальника СМП треста. Участвовал в сооружении новых ж.-

д. линий Батайск – Староминская, Краснодар – Туапсе, в ре-

конструкции и строительстве обхода Ростовского ж.-д. узла

и развитии ж.-д. станций.

С 1980 по 1986 г. – гл. инженер, начальник СУ-334 треста

«Мосэлектротягстрой» Минтрансстроя СССР. Осуществлял ру-

ководство и принимал участие в строительстве администра-

тивного здания Госстроя СССР (ныне – Совета Федерации),

объектов Московского ж.-д. узла и др.

ПОЗДРАВЛЯЕМ

27 июня Заслуженному строителю РФ, Почетному строителю России, генераль-ному директору ОАО «Мострансстрой» Леониду Лавровичу Рижуку исполняется 70 лет

Коллектив ОАО «Мострансстрой», транспортные строители, редакция журнала поздравляют Леонида Лавровича с юбилеем, желают ему крепкого здоровья, долгих плодотворных лет жизни!

С 1986 г. по настоящее время Л.Л. Рижук возглавляет

трест «Мострансстрой» (с 1993 г. – ОАО). Под его непосред-

ственным руководством реализован ряд крупных проектов:

строительство аэропорта Домодедово, Павелецкого вокзала,

новой ж.-д. линии Рыбное – Узуново, развитие Московского,

Тульского, Орловского, Курского ж.-д. узлов, возведение

Главного информационно-вычислительного центра МПС, ре-

конструкция Большого Кремлевского дворца, подклета Гра-

новитой Палаты Московского Кремля (резиденция Патриарха

Московского и Всея Руси), строительство объектов жилья и

соцкульбыта и др.

Заслуги Л.Л. Рижука отмечены орденами «Знак почета»,

«Трудового Красного Знамени» и медалями, среди которых

«За доблестный труд», «Преподобного Сергия Радонежского

I степени». Ему присвоены звания Почетный строитель г. Мо-

сквы, Почетный транспортный строитель, Почетный железно-

дорожник.

о проблемах повышения долговечности опор мостовых сооружений*Б.Н. Монов, а.И. Ликверман, ОАО «Гипротрансмост», Москва; в.М. Мезенов, ООО «Стилпейнт-Ру», Москва

По напряженному состоянию опоры мостов относят-ся к внецентренно сжатым железобетонным элементам, в которых при уменьшении поперечных сечений в опреде-ленных пределах происходит уменьшение растягивающих и увеличение сжимающих напряжений, которые успешно регулируются назначением соответствующей прочности бетона.Поэтому опоры следует проектировать с оптимальны-

ми размерами и формой поперечного сечения, устраивая их раздельными под пролетными строениями каждого на-правления движения (рис. 1), стойки опор проектировать об-легченного типа: коробчатого, Н-образного сечения в виде

*Окончание. Начало в ТС-5-2013

раздельных ветвей (рис. 2) и пр. Ледорезную часть опоры в пределах уровня ледохода следует проектировать раци-ональной формы для противостояния ледовым нагрузкам, желательно совмещая ее размеры с размерами фундамента.В сочетании действующих на опору горизонтальных

усилий, вызывающих растягивающие напряжения в бетоне, наибольшую долю составляет усилие от трения в опорных частях. Поэтому для мостовых сооружений повышенного уровня ответственности опорные части должны быть со-временной конструкции, с минимальным коэффициентом трения, как это имеет место, например, в опорных частях специализированной фирмы Maurer GmbH.Для снижения вероятности проявления трещинообразо-

вания от неравномерных температурно-усадочных напря-жений следует руководствоваться п. 7.41 СП 46.13330.2012 «Мосты и трубы»: «Работы по укладке бетонной смеси требу-ется выполнять по технологическим регламентам, разрабо-танным применительно к конкретной конструкции объекта строительства с обязательным проведением теплофизиче-ских расчетов для определения температурных режимов укладки и температурных перепадов при эксплуатации».Подбор состава бетона с учетом воздействия среды

эксплуатации, проведение теплофизических расчетов, раз-работку технологического регламента по укладке бетона целесообразно поручать ОАО ЦНИИС или другой специали-зированной научно-исследовательской организации.Проектирование защиты от коррозии элементов желе-

зобетонных опор мостовых сооружений следует выполнять по принципиальной схеме, приведенной на рис. 3.Защиту от коррозии железобетонных опор мостовых со-

оружений повышенного уровня ответственности следует осуществлять покрытиями из лакокрасочных материалов, изготовленных на полиуретановой основе и имеющих мак-симальные сроки службы по сравнению с другими видами покрытий. Химически отверждающиеся при взаимодей-ствии с влагой воздуха и только упрочняющиеся от наличия влаги полиуретановые лакокрасочные материалы созданы для применения в мостовых сооружениях. Одновременное сочетание твердости с пластичностью полиуретановых по-крытий наилучшим образом отвечает требованиям защи-ты от коррозии опор мостовых сооружений, испытываю-щих во время эксплуатации и при монтаже значительные динамические и знакопеременные напряжения. Будучи температурно- и водоустойчивыми, эти покрытия имеют самый широкий сезонный диапазон применения при тем-пературе от 0 ºС до 40 ºС при относительной влажности

Рис. 1. Опоры моста для каждого направления движения

Рис. 2. Опора моста в виде раздельных ветвей

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СООРУЖЕНИЙ




до 98%, что имеет немаловажное значение при выполне-нии окрасочных работ опор только на открытом воздухе. Однокомпонентные (одноупаковочные) полиуретановые лакокрасочные материалы экологически наиболее чистые, практически не дают отходов и безопасны в работе.Согласно табл. п. 1 СП 28.13330 покрытия из полиуре-

тановых пленкообразующих лакокрасочных материалов относятся к III и IV группам покрытий с полным набором не-обходимых качеств: атмосферостойкость, химическая стой-кость и трещиностойкость.К настоящему времени наибольшее применение у нас

и за рубежом для защиты от коррозии гидротехнических сооружений и опор мостов получили системы покрытий, со-стоящие из лакокрасочных материалов Stelpant [3].Об эффективности этих материалов наглядно свиде-

тельствуют результаты испытания НИИЖБом бетонных об-разцов, покрытых защитной системой, состоящей из трех слоев лакокрасочных материалов Stelpant:

Stelpant-PU-Repair 20 мкм,Stelapnt-PU-Combination 100 2×100 мкм,Stelpant-PU-Mica UV (Stelpant-PU-Cover UV) 60–80 мкмобщей толщиной 280–300 мкм.Результаты испытаний показали, что по сравнению с бе-

тонными образцами без покрытия образцы с покрытиями имеют хорошие эксплуатационные свойства:– обладают высокими адгезионными свойствами по от-

ношению к бетонной поверхности (при влажности бетона до 4% — 3 МПа, при 12% — 2,8 МПа);

– увеличивают марку бетона по водонепроницаемости более чем в 2 раза;– повышают морозостойкость бетона в 3–3,5 раза;– снижают величину водопоглощения бетона в 8–10 раз;– имеют низкую величину истираемости на бетоне

(0,28–0,43 г/см 2);– практически полностью защищают бетон от проник-

новения агрессивных газов и жидкостей (углекислого газа и раствора хлорида, что позволяет привести бетон к особо низкой проницаемости).Учитывая результаты испытаний, можно с уверенностью

утверждать, что примененная система защиты от корро-зии Stelpant выполняет не только защитные функции, но и улучшает свойства бетона основной конструкции, влияя как раз на те показатели, которые способствуют противо-стоянию температурно-усадочным и силовым напряжениям от воздействия внешних нагрузок. Особую роль в улучше-нии этих показателей играет применение специального пропиточного материала Stelpant-PU-Repair, который, глу-боко заполняя поры и пустоты, обеспечивает высокую адге-зию и повышение прочности защитного слоя бетона.Стандартом организации СТО-ГК «Транстрой»-017–2007

(табл. 11, п. п. 25–26) предусматривается применение систе-мы покрытий из лакокрасочных материалов Stelpant для элементов конструкций опор, расположенных на открытом воздухе. Эти системы имеют наибольший межремонтный срок службы по сравнению с другими приведенными в та-блице системами, но он в три раза меньше срока службы

Рис. 3. Схема постадийного выполнения антикоррозийной защиты элементов железобетонных опор мостовых сооружений



для пролетного строения, принятого стандартом организа-ции СТО-01.39.36.74–007–2011. Для мостовых сооружений повышенного уровня ответственности следует принять си-стему защиты от коррозии элементов конструкции железо-бетонных опор со сроком службы не меньше срока служ-бы систем защиты, применяемого для стальных пролетных строений.Так, для элементов железобетонных опор, находящихся

на открытом воздухе, можно принять приведенную систе-му, испытанную в НИИЖБ. Для защиты поверхностей же-лезобетонных опор, расположенных в переменном уровне воды и подверженных истирающему воздействию ледовых масс, может применяться уже испытанное на других мостах покрытие с высокими физико-механическими свойствами и стойкое к абразивному воздействию:

Stelpant-PU-Repair 20 мкм,Stelapnt-PU-Combination 100 3×150 = 450 мкм,Stelpant-PU-Cover W2 50 мкмобщей толщиной 520 мкм.Для защиты поверхностей железобетонных опор, на-

ходящихся в постоянном контакте с водой или грунтом, может быть применено указанное покрытие без верхнего покрывного слоя. Материал Stelapnt-PU-Combination об-ладает исключительной устойчивостью к экстремальным природно-климатическим условиям, широко применяется в покрытиях гидротехнических сооружений в местах с сильно засоленной морской водой переменного уровня с ледовым воздействием. Специальный покрывной материал Stelpant-PU-Cover W2, обладая тем же набором защитных свойств, исключительно устойчив к истирающему действию льда.Немаловажно и то обстоятельство, что покрывные слои

на открытом воздухе обеспечивают высокую устойчивость к ультрафиолетовому излучению, а также могут иметь раз-личные цвета и глянец (по каталогу RAL), что расширяет возможности декоративно-архитектурного решения соору-жения, придавая ему на весь срок эксплуатации привлека-тельный и эстетичный вид.Для антикоррозионной защиты железобетонных кон-

структивных элементов мостовых сооружений повышенно-го уровня ответственности фирма Steelpaint GmbH может разработать специальные системы покрытий с эксплуата-ционными и межремонтными сроками службы, соответ-ствующими установленным нормативам для стальных про-летных строений.Долговечность покрытий в значительной степени зави-

сит и от состояния подготовленной к окраске бетонной по-верхности, и от качественного нанесения слоев покрытия. Поэтому выполнение этих работ должно производиться в соответствии со специальными технологическими регла-ментами специализированными организациями, имеющими в своем составе высококвалифицированных специалистов и оснащенными необходимым оборудованием.Анализ стоимостных показателей на строительство мо-

стовых сооружений показывает, что дополнительные за-траты на выполнение защиты от коррозии железобетонных

опор составляют не более 5–7% от стоимости сооружения, при этом долговечность сооружения увеличивается не ме-нее чем в 2 раза.На основании изложенного можно сформулировать

следующие выводы и предложения.Уникальные, технически сложные, большепролетные

и многопролетные мостовые сооружения, имеющие боль-шое социально-экономическое значение и, соответственно, повышенный уровень ответственности, должны проектиро-ваться на расчетный срок эксплуатации не менее 100 лет.Для таких мостовых сооружений пролетные строения

следует проектировать из стали с высокоэффективными конструкцией ездового полотна и системой антикоррози-онного покрытия из лакокрасочных материалов на поли-уретановой основе.Для повышения долговечности железобетонные опоры

мостовых сооружений со сроком эксплуатации не менее установленных для стальных пролетных строений надле-жит сооружать по специальному проекту, в котором реко-мендуется выполнять следующие требования:– стремиться назначать оптимальные размеры и фор-

му поперечного сечения элементов железобетонных опор, удовлетворяющие расчетам при допустимых нормами огра-ничениях растягивающих напряжений в бетоне и при недо-пустимости раскрытия трещин;– качество бетона должно соответствовать норматив-

ным требованиям для бетонов, подвергающихся влиянию агрессивной внешней среды, а подбор состава бетона, те-плофизические расчеты по режиму укладки бетона, раз-работку технологического регламента по бетонированию элементов железобетонных опор следует поручить специ-ализированной научно-исследовательской организации;– в обязательном порядке назначать защиту от кор-

розии в виде высокоэффективных систем покрытий из ла-кокрасочных материалов на полиуретановой основе, из-готавливаемых и поставляемых фирмой Steelpaint GmbH, выбирая при этом системы с максимально возможным сро-ком службы для труднодоступных элементов опор и со сро-ком службы, равным сроку службы систем, применяемых для пролетного строения;– работы по подготовке бетонной поверхности и окра-

ске следует поручать специализированным организациям, располагающим высококвалифицированными кадрами и необходимым оборудованием.

Литература1. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-Ф3 «Технический регла-мент о безопасности зданий и сооружений».2. Градостроительный кодекс РФ от 29 декабря 2004 г. № 190-ФЗ (с из-менениями по 29 ноября 2010 г.).3. Монов Б. Н. Выбор высокоэффективной системы защиты от коррозии конструкций больших мостов / Б. Н. Монов, А. И. Ликверман // Транспортное строительство. — 2013. — № 3, 4.4. Проектирование долговечности бетонных конструкций. Доклад техни-ческого комитета RILEM 130-CSL / Экспо Финляндия, 1994.

Для связи с авторами:Анатолий Израилович Ликверман, 8–964–762–31–50, [email protected]

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ


АннотацияРассмотрены особенности применения адаптивных технологий метода конечных элементов для исследования напряженно-деформированного состояния транспортных сооружений. Дано описание разработанного набора программ, позволяющих исследовать напряженно-деформи-рованное состояние транспортных конструкций с использованием адаптивных технологий метода конечных элементов.

Ключевые словаАдаптивная сетка, метод конечных элементов (МКЭ), напряженно-де-формированное состояние, транспортные сооружения.

AbstractThe article considers the application features of the adaptive finite element methods for the stress-strain state analysis of transport constructions. The author provides a set of programs, which allow to perform the stress-strain state analysis of the transport structures using adaptive finite element methods.

KeywordsAdaptive mesh, finite element method, stress-strain state, transport structures.

Применение адаптивных технологий метода конечных элементов для исследования напряженно-деформированного состояния транспортных сооруженийБ.о. Беляков, асп., Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), Москва

К искусственным транспортным сооружениям предъ-являются высокие требования по прочности и надежности. В связи с этим при проектировании данных сооружений необходимо проведение исследований их напряженно-деформированных состояний (НДС).В качестве объекта исследования взят опорный блок,

являющийся составной частью пролетного строения моста. Особенность таких конструкций — наличие отверстий, ко-торые являются критическими областями и создают ло-кальную концентрацию напряжений. Для моделирования

НДС опорного блока применим МКЭ. На рис. 1 представ-лена конечно-элементная модель опорного блока с пред-варительной триангуляцией в области диафрагмы и с при-ложенной единичной нагрузкой. На этапе формирования геометрической модели такого рода конструкций необ-ходимо использовать сетку, имеющую более мелкий шаг разбиения в критических областях. Сетка также должна учитывать области с различными характеристиками ма-териала и позволять включать статические точки, напри-мер, места расположения болтов. Для построения такой адаптивной сетки целесообразно использовать алгоритм триангуляции, изложенный в [1].Следующим этапом моделирования конструкции явля-

ется формирование матриц жесткости для каждого эле-мента системы в его локальной системе координат. Далее выполняется преобразование локальной матрицы жест-кости элемента в глобальную систему координат. Затем из преобразованных матриц элементов формируется ма-трица жесткости всей системы. На основе сформирован-ной матрицы жесткости моделируемой конструкции и за-данного вектора усилий выполняется поиск неизвестных перемещений путем решения системы линейных алгебра-ических уравнений (СЛАУ).Размерность матрицы СЛАУ может достигать значи-

тельных величин. Поэтому при выборе метода решения СЛАУ необходимо учитывать этот факт, а также следую-щие ее особенности:

Рис. 1. Модель опорного блока



• разреженность;• невырожденность;• симметричность относительно главной диагонали.Для решения таких систем используют прямые и ите-

рационные методы.Прямые методы позволяют получить решение с точ-

ностью, равной погрешности вычислений. Число ариф-метических операций при этом определяется только размерностью матрицы. Наиболее известными и часто применяемыми на практике прямыми методами являются метод Гаусса, правило Крамера, метод квадратного корня и некоторые другие.Итерационные методы дают возможность найти при-

ближенное решение системы с заданной степенью точ-ности. Число арифметических операций при этом зависит как от размерности матрицы, так и от заданной точности решения СЛАУ. Наиболее известными и часто применяе-мыми на практике прямыми методами являются метод со-пряженных градиентов, метод Зейделя, метод последова-тельной релаксации и метод простой итерации.Для поиска наиболее эффективного метода решения

были сформулированы следующие критерии в порядке значимости, по которым методы решения СЛАУ сравни-вались с учетом их реализации в виде конкретного про-граммно-вычислительного комплекса.1. Сходимость метода для конкретного типа задач.2. Погрешность результата.3. Объем затраченных ресурсов вычислительной тех-

ники.Прямые методы плохо подходят для решения СЛАУ

больших размерностей с высокой степенью разреженно-сти, поэтому они исключены из дальнейшего рассмотре-ния для данной задачи.Проведенные исследования показали, что среди

итерационных методов целесообразно выбрать метод

сопряженных градиентов (МСГ), который позволяет ис-пользовать все особенности матрицы жесткости кон-струкции: ее разреженность, симметричность, невырож-денность [2].Схему алгоритма решения системы с помощью МСГ

можно представить в следующем виде [3] (рис. 2), где r0 — невязка; u0 — начальное приближение; qm — на-правление спуска; am — коэффициент, дающий поло-жение условного минимума вдоль направления спуска; β — коэффициент отклонения направления спуска; e — точность решения.Для эффективного использования ресурсов компью-

тера при нахождении решения СЛАУ необходимо создать эффективные и гибкие структуры данных, учитывающие особенности решаемой задачи. Наилучшее решение — создание блочных структур данных таким образом, чтобы логически меньшие блоки данных без дополнительных преобразований использовались при формировании ло-гически больших блоков данных. Например, блок данных жесткого узла должен без преобразований стать частью блока данных таких элементов системы как треугольные и четырехугольные пластины, стержни, а блоки данных указанных элементов, в свою очередь, должны без пре-образований стать составной частью матрицы жесткости всей системы.Указанные блочные структуры данных были реализо-

ваны в рассматриваемой модели с помощью стандартных инструментов языка С++. В качестве наименьшей струк-туры был взят блок данных «жесткий узел», содержащий значения реакций в узле, возникающих при единичном перемещении соответствующего узла. В представлении языка С++ «жесткий узел» — это структура (struct Rigid_Node), которая содержит две переменные (n1, n2), обозна-чающие номера узлов, участвующих в создании реакций жесткого узла, а также матрица реакций размерностью

6 × 6 (3 линейных и 3 угловых перемещения).Данная структура является подструктурой блока дан-

ных «элемент» (struct Element). Он содержит соответству-ющее топологии элемента число жестких узлов, форми-рующих указанный элемент. В программной реализации это выглядит следующим образом: учитывая тот факт, что число узлов, формирующих элемент, может варьировать-ся в зависимости от типа конечного элемента (стержень, треугольная или четырехугольная пластина), структура представляет собой контейнер контейнеров, последние из которых содержат в себе структуру «жесткий узел» (vector<vector<Rigid_node>>).На заключительном этапе формирования гло-

бальной матрицы жесткости (ГМЖ) всей конструкции происходит заполнение моделирующей ее структу-ры блоками данных «элемент». Структура ГМЖ вы-глядит как контейнер (vector), содержащий списки (list), которые, в свою очередь, содержат жесткие Рис. 2. Схема алгоритма МСГ



узлы элементов (Rigid_Node). Преимущество списков заключается в возможности правильной расстановки жестких узлов в соответствии с их нумерацией благо-даря оптимизированной работе функции вставки для списков. Таким образом, мы не храним нулевые эле-менты матриц. Построенную структуру данных мож-но представить себе как одномерный массив с дли-ной, равной числу узлов системы. Каждым элементом этого массива является лента, которая содержит все возможные матрицы реакций (кроме нулевых) для со-ответствующего узла от перемещений всех остальных узлов. ГМЖ для системы из двух стержней схематич-но представлена на рис. 3.На основании созданной конечно-элементной модели

и разработанного алгоритма произведен расчет НДС диа-фрагмы опорного блока пролетного строения. На рис. 4 представлена эпюра главных растягивающих напряже-ний, полученная в результате расчета. Проведенный ана-лиз эпюры позволил выявить места локальной концен-трации напряжений с целью создания адаптивной сетки для моделируемой диафрагмы опорного блока. На рис. 5 приведена адаптивная сетка для конечно-элементной (КЭ) модели, учитывающая критические области моде-лируемой конструкции. Полученная адаптивная сетка существенно отличается от предварительной, так как учитывает особенности конструкции и позволяет про-вести расчеты напряженно-деформированного состояния с более высокой точностью.Построенные структуры данных и алгоритм созданы

таким образом, чтобы в дальнейшем применить инстру-менты параллельного программирования для повышения быстродействия. Поэтому представленный алгоритм ре-шения СЛАУ итерационным методом позволяет исполь-

Рис. 3. ГМЖ для системы из двух стержней

Рис. 4. Эпюра главных растягивающих напряжений

Рис. 5. Адаптивная сетка для КЭ-модели

зовать преимущества распределенных вычислительных систем.Предлагаемый подход можно применять для расчета

прочности конструкций любой сложности с помощью МКЭ. Он также может быть полезен специалистам в области САПР для создания программно-вычислительных ком-плексов на основе численных методов.

Литература1. Беляков Б. О. Особенности формирования дискретных моделей метода

конечных элементов для прочностного анализа стыковых узлов транс-

портных конструкций // Транспортное строительство. ― 2014. ― № 2.

― С. 26―28.

2. Дарков А. В. Строительная механика: учеб. для строит. спец. вузов /

А. В. Дарков, Н. Н. Шапошников. ― М.: Высш. шк., 1968. ― С. 493―500.

3. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных эле-

ментов: справ. / В. И. Мяченков [и др.]; под общ. ред. В. И. Мяченкова. ― М.:

Машиностроение, 1989. ― С. 39―42.

Для связи с автором:Богдан Олегович Беляков, 8–925–20–320–91, [email protected]

М.С. Плешко, д-р техн. наук, проф., Институт сервисного обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты; П.Н. Курочка, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону; а.Б. Копылов, д-р техн. наук, проф., Тульский государственный университет, Тула

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ


АннотацияРассмотрены существующие способы оценки влияния нового строи-тельства на окружающую застройку. Отмечена необходимость прове-дения этапа верификации численных моделей оснований и фундаментов. Представлен пример сравнительного анализа результатов физическо-го и численного моделирования процесса взаимодействия фундамента моста с окружающей застройкой.

Ключевые словаВерификация, метод конечных элементов, метод эквивалентных мате-риалов, осадка, фундамент моста.

AbstractThe article concerns the existing assessment methods of the impact of new construction activity on the surrounding buildings. The authors emphasize the necessity to conduct verification of numerical models of foundations. The paper presents an example of a comparative analysis for the results of physical and numerical modelling of the interaction between bridge foundations and surrounding buildings.

KeywordsBridge foundation, finite element method, method of equivalent materials, settling, verification.

Математическое и физическое моделирование процесса взаимодействия фундамента моста с окружающей застройкой

Решение транспортных проблем крупных городов тре-бует организации многоуровнего движения на основных перекрестках за счет сооружения тоннелей, мостов, путе-проводов, подземных пешеходных переходов. Строитель-ство этих объектов осуществляется в условиях плотной го-родской застройки и оказывает интенсивное воздействие на близлежащие здания и сооружения [1].Необходимость учета взаимодействия с соседней за-

стройкой заложена в ряде новых нормативных документов. В частности, в территориальных строительных нормах «Про-ектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге» одно из условий наступления предельного со-стояния II группы имеет вид

,

где Sad i — деформация, обусловленная влиянием i-го техногенного фактора на эту застройку;

Sad u — предельно допустимая дополнительная дефор-мация (осадка, относительная неравномерность осадок, крен) для соседней застройки, существующих подземных сооружений и коммуникаций.Определение величин осадок в сложной геотехнической

ситуации, когда необходимо оценить влияние нового стро-ительства на существующие здания и сооружения, с помо-щью инженерных методов расчета оснований практически невозможно. Такой расчет требует изучения полных полей напряжений и деформаций в основании и в конструкциях, более точного моделирования поведения грунтов под на-грузкой, максимального приближения геометрических па-раметров расчетной схемы к реальным условиям. Учесть эти требования можно при применении программных комплек-сов, реализующих численные методы, например, метод ко-нечных элементов (МКЭ).Благодаря высокой приспособленности МКЭ к воз-

можностям современной вычислительной техники сегодня в строительном проектировании применяются различные по своей направленности и возможностям программные пакеты: ANSYS, COSMOS/M, Лира-Windows, SCAD GROUP, STAAD Pro, FEM models, PLAXIS, Robot Millennium, FLAC (Itasca Company), ABAQUS, ADAPT, CRISP, SOFiSTiK, CivilFEM, LS-DYNA, Z_SOIL и др. Перечисленные комплек-сы находят широкое применение и для расчета оснований и фундаментов, при этом в последнее время повсеместна практика, когда новому строительству предшествует чис-ленное моделирование процессов его влияния на окружа-ющую застройку.В то же время зачастую разработанные модели и полу-

ченные на их основе результаты расчета не имеют геотехни-ческого обоснования, а их достоверность можно проверить только на стадии строительства и эксплуатации объекта при проведении геотехнического мониторинга.Прежде всего существенной проблемой является пра-

вильное моделирование и учет свойств грунта. Наиболее распространенный подход предусматривает применение идеально упругопластической модели с предельной по-верхностью, описываемой критерием Кулона — Мора. При-менительно к расчету осадок он не имеет существенных от-личий от метода послойного суммирования, а корректное



описание таких важных геомеханических процессов как ползучесть и дилатансия практически невозможно.Постепенно получают распространение и более эффек-

тивные модели, позволяющие точнее описать нелинейное деформирование грунта, в частности, Hardening Soil Model программы PLAXIS, упрочняющаяся вязко-упругопласти-ческая модель программы FEM models, модель Gran про-граммно-вычислительного комплекса SOFiSTiK и др. Одна-ко эти модели обладают более сложным набором исходных параметров, которые при проведении типовых инженерно-геологических изысканий не определяются [2].Описанные проблемы свидетельствуют о необходимо-

сти дальнейшего совершенствования алгоритма проекти-рования сложных геотехнических объектов. Важнейшую роль здесь должен играть этап верификации численной модели.Верификация — способ подтверждения степени адек-

ватности и уровня точности численного моделирования путем сопоставления полученных результатов с опытными данными, теоретическими исследованиями и др. Примени-тельно к рассматриваемой задаче эффективным способом верификации является сравнительный анализ результатов численного и физического моделирования тестовых задач с простой геометрией.Далее приведен пример реализации такого подхода по

оценке взаимодействия модели опоры строящегося желез-нодорожного моста и сплошного фундамента существую-щего здания.Моделирование методом эквивалентных материалов

осуществлялось с помощью автоматизированного стенда ГТ 0.7.1 разработки ООО «НПП «Геотек». Общий вид стенда и положение моделей представлены на рис. 1, а и 1, б.Автоматизация процесса проведения испытаний реа-

лизуется программой «Geotek-Foundation». Она организует работу с датчиками вертикальной деформации, датчиками вертикальной нагрузки и шаговым двигателем, нагружа-ющим модель, которые через многоканальный электрон-но-преобразующий блок подключаются к персональному

компьютеру. Программа управляет процессом испытаний, выполняет сбор и обработку данных.Модели фундаментов выполнены в масштабе 1:100.

В качестве грунта основания использован песок мелкий, средней плотности со следующими характеристиками: ко-эффициент пористости e = 0,65; удельный вес γ = 19,0 кН/м3; угол внутреннего трения ϕ = 32

º; сцепление c = 2,0 кПа; модуль деформации Е = 28 МПа.Численное моделирование производилось с помощью

программного комплекса ПК ЛИРА–САПР. Была разработа-на плоская численная модель с размером элементов от 5 до 50 см. Общий вид основной расчетной области модели с густой сеткой конечных элементов представлен на рис. 2.Вертикальная равномерно распределенная нагрузка

прикладывалась к верхней грани модели опоры моста, так-же для всех конечных элементов фундаментов был задан режим учета собственного веса. Граничные условия при-няты в виде ограничения перемещений нижней и боковых граней численной модели по нормалям к ним.На рис. 3 представлены графики изменения вертикаль-

ной осадки численной и физической моделей основания и фундаментов при величине вертикальной нагрузки на опору фундамента моста 500 кПа.

Рис. 1. Автоматизированный стенд ГТ 0.7.1 с моделями фундаментов и грунтовым основанием: а — общий вид стенда; б — расположение моделей фундамента под опору моста и сплошного фундамента

Рис. 2. Общий вид основной расчетной области численной модели взаимодействия фундаментов: 1 — опора моста; 2 — грунтовый массив; 3 — здание



Рис. 3. Графики изменения величин осадок в зависимости от расстояния точки земной поверхности до вертикальной оси опоры моста, полученные: 1 — при численном моделировании; 2 — при моделировании методом эквивалентных материалов

В результате обработки данных получена сходная кар-тина изменения осадок: максимальная величина отклоне-ний по данным численного и физического моделирования не превышает 18,4%. Это подтверждает достоверность и точность расчетов, выполненных с помощью ПК ЛИРА–САПР, и возможность ее использования для разработки, расчета и анализа более сложных пространственных моде-лей оснований и фундаментов.В то же время следует подчеркнуть, что такой вывод

можно сделать только для конкретной группы песчаных

грунтов со сходными свойствами. Для других типов грун-тов, особенно — обладающих выраженными пластически-ми свойствами, необходимо проведение отдельных иссле-дований.В целом выбор того или иного подхода к моделирова-

нию процессов взаимодействия фундаментов и верифика-ции определяется для каждого отдельно взятого случая поставленными задачами исследования и имеющимися в наличии вычислительными и лабораторными ресурсами. Однако именно реализация алгоритма проектирования «физическая модель — математическая модель — чис-ленный алгоритм — программная реализация алгорит-ма — организация расчета — обработка и представление результатов» позволит обеспечить необходимую надеж-ность принимаемых проектных решений в сложной геотех-нической ситуации.

Литература1. Масленников С. А. Опыт сокращения сроков строительства пересадочно-го узла ст. Трубная — Цветной Бульвар за счет оптимизации строитель-ных процессов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 10. — С. 208–213.2. Расчетная оценка взаимного влияния зданий и подземных сооружений / В. М. Улицкий [и др.] // Реконструкция городов и геотехническое строитель-ство. — 2004. — № 8. — С. 68–81.

Для связи с авторами:Михаил Степанович Плешко, 9–919–871–32–96, [email protected]

ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ


Н.а. Бабак, д-р техн. наук, доц., Л.Л. Масленникова, д-р техн. наук, проф., Н.в. Мархель, асп., о.а. Капустина, асп., Петербургский государственный университет путей сообщения, Санкт-Петербург

АннотацияПредложена оценка негативного воздействия транспортного стро-ительства на окружающую среду. Разработаны геоэкологические показатели этой оценки.

Ключевые словаНегативное воздействие, окружающая среда, транспортное строи-тельство.

AbstractThe article proposes the assessment of negative impact of transport construction on the environment. The authors developed the geoecological indicators for the estimation.

KeywordsEnvironment, negative impact, transport construction.

Геоэкологические показатели оценки негативного воздействия транспортного строительства на окружающую среду

Строительная деятельность относится к одному из

мощнейших факторов негативного воздействия на окру-

жающую среду по преобразованию биотопа. Антропоген-

ное воздействие строительства разнообразно по своему

характеру и происходит на всех этапах строительной де-

ятельности, начиная от добычи стройматериалов и закан-

чивая эксплуатацией готовых объектов [1].

По мнению авторов статьи, оценка негативного воз-

действия на окружающую среду должна принимать во

внимание:

– все стадии жизненного цикла объекта исследования;

– ограничения в использовании объекта, если негатив-

ное воздействие на окружающую среду необратимо при

использовании и эксплуатации;

– перечень экологических/биологических объектов,

которые могут подвергаться опасности, связанной с кон-

кретным объектом исследования;

– возможность снижения негативного воздействия

в результате превентивных мер.

После идентификации видов негативного воздей-

ствия, присущих различным стадиям исследуемого объ-

екта, должна быть проведена предварительная оценка

путем определения качественных и количественных ха-

рактеристик. Такая оценка требует большого числа па-

раметров, которые могут быть внешними и внутренними,

и бывает очень трудно установить все взаимосвязи между

этими параметрами. Поиск универсальных критериев для

сложных систем без конкретизации объектов невозможен.

Введенные критерии должны быть трансформированы

в показатели, отражающие количественные и качествен-

ные характеристики объекта, а также основные возмож-

ные угрозы, например, геоэкологическую. К показателям

выдвигаются специальные требования [2]. Эти требования

должны включать численные значения параметров харак-

теристик исследуемых процессов и явлений, протекающих

в этом объекте; численные значения параметров, описы-

вающих свойства исследуемых объектов; численные зна-

чения какой-либо величины или совокупности величин,

характеризующих взаимосвязи между основными элемен-

тами объекта, а также между объектом и окружающей

средой и населением.

Поэтому необходима такая система оценки любого

вида деятельности, в том числе и транспортного строи-

тельства, которая могла бы оценить совокупность ком-

плексных показателей объекта на разных этапах жиз-

ненного цикла с учетом качественных и количественных

составляющих.

Единая система оценки может способствовать разви-

тию научно-обоснованных технических и технологических

решений, которые могут не только прогнозировать общее

воздействие на окружающую среду строительной деятель-

ности, но и находить пути снижения этого воздействия.



Обозначим некоторые проблемы. Обычно любому виду

строительства сопутствует большой объем строительных

отходов, часть которых вывозят на расположенные вокруг

населенных пунктов свалки и сжигают, часть сжигают не-

посредственно на стройке или закапывают в грунт.

Любое строительство нуждается в большом количе-

стве различного сырья, стройматериалов, энергетических,

водных и других ресурсов, добыча и получение которых

оказывает сильное негативное воздействие на окружаю-

щую среду.

Строительное производство потребляет большое ко-

личество камня, щебня, песка, глины, извести и других

ископаемых сырьевых ресурсов, извлекаемых из недр от-

крытым способом. Из 7,2 тыс. карьеров в России 90% прихо-

дится на строительные карьеры. Предприятия промышлен-

ности строительных материалов добывают свыше 20 видов

полезных ископаемых, занимая ежегодно 15 тыс. га земли.

В нашей стране предприятия строительной промыш-

ленности дают 8,1% загрязнений воздушного бассейна,

в то время как автомобильный транспорт — 13,3%, пред-

приятия цветной и черной металлургии — 10,5 и 24% со-

ответственно, тепловые электростанции — 29% [3].

На этапе строительства важно предварительно опре-

делить срок пригодности различных материалов, строи-

тельных элементов и всего объекта строительства, а также

оценить долговечность объекта строительства. Высокий

показатель долговечности означает, что материал, ис-

пользуемый при строительстве, долго сохраняет все свои

свойства и имеет больший срок использования до ремонта

или замены изделия. Благодаря продлению периода ис-

пользования материала нагрузка на окружающую среду

на этот период уменьшается. Важно, чтобы долговеч-

ность материалов отдельных строительных узлов всегда

соответствовала жизненному сроку всего строительного

объекта. В России пока не внедрена система экологиче-

ской оценки строительных материалов по их жизненному

циклу, поэтому актуальными остаются тщательное эколо-

гическое исследование и оценка безопасности всех стро-

ительных материалов.

Для решения поставленной задачи разработана оцен-

ка показателя негативного воздействия (ПНВ) любого вида

деятельности, которая базируется на рейтинговом методе

определения интегрального индекса IEQ (индекс эколо-

гичности и качества) для оценки технологий, что позволя-

ет оценивать различные аспекты — экологические, каче-

ственные, технологические — любого вида деятельности

или производства. Значение показателя негативного воз-

действия ПНВ обратно пропорционально значению IEQ, т.е.

чем выше индекс IEQ, тем меньше негативное воздействие

на окружающую среду.

Математическая модель оценки влияния оцениваемой

технологии на геоэкологическую обстановку региона и ее

качества подробно изложена в [4].

Градация уровня техногенной нагрузки осуществля-

ется по 100-балльной шкале. За 1 балл принимается за-

ведомо низкий уровень техногенного воздействия, за 100

баллов — максимальное негативное воздействие. Степень

техногенной нагрузки определяется по формуле

ПНВ = Σ kiПНВi,

где ПНВ — показатель негативного воздействия любого

вида деятельности;

ki — весовой коэффициент этапа (части) рассматрива-

емой деятельности;

ПНВi — показатель негативного воздействия этапа (ча-

сти) рассматриваемой деятельности.

Способ оценки уровня техногенной нагрузки на окру-

жающую среду характеризуется тем, что уровень техно-

генной нагрузки выражается в виде показателя нега-

тивного воздействия с учетом весовых коэффициентов

рассматриваемых этапов деятельности.

Сущность предлагаемого метода рассмотрим на при-

мере транспортного строительства. В транспортном строи-

тельстве как в отрасли строительной деятельности можно

выделить некоторые этапы (производство строительных

материалов, строительство, образование отходов в ре-

зультате ремонта, реконструкции и сноса строительного

объекта), которые оказывают значительное негативное

воздействие на окружающую среду.

Каждый рассматриваемый этап оценивается по неко-

торым значимым критериям в отношении воздействия на

окружающую среду. Для этапа «производство строитель-

ных материалов» выбираются следующие аспекты: эконо-

мия природных минеральных ресурсов; экономия энерго-

ресурсов; уменьшение выбросов в атмосферу. Значимость

аспектов примем равной 0,5 для аспекта «экономия при-

родных минеральных ресурсов» и 0,25 — для остальных.

Считаем, что 100%-я экономия природного минерального

сырья, т. е. замена природного сырья техногенным, соот-

ветствует индексу экологичности и качества IEQ, равно-

му 1, следовательно, и ПНВ будет равным 1, как обратное

значение IEQ. Противный случай, т. е. использование ис-

ключительно природного сырья, даст IEQ = 0, а ПНВ при-

равнивается к значению 100.

Экономия энергоресурсов — актуальный экологиче-

ский вопрос современности. Поэтому в аспекте «эконо-

мия энергоресурсов» IEQ будет равен единице в случае



100%-й экономии топлива, т. е. при создании безобжи-

говых строительных материалов; обратный случай даст

IEQ = 0. Оценивая производство керамических строитель-

ных материалов в аспектах «экономии энергоресурсов»,

«уменьшения выбросов в атмосферу» IEQ традиционного

производства равен 0, а показатель ПНВ равен 100. Оце-

ним этап производства строительных материалов по всем

аспектам с учетом коэффициентов их значимости:

ПНВ1 = 0,5×100 + 0,25×100 + 0,25×100 = 100. Для тради-

ционной технологии ПНВ этапа равен 100.

Для этапа «строительство» выбираются аспекты — ко-

личество образующихся отходов, способность строитель-

ных отходов поглощать тяжелые металлы из окружающей

среды, что дает возможность их повторной утилизации.

Значимость оценки аспектов этапа принимаем равной 0,5

для всех выбранных аспектов.

Ежегодно в строительстве теряется огромное коли-

чество каменных материалов. До 17% кирпича превра-

щаются в бой и идут в отходы, причем 40% оставшегося

тоже имеют те или иные повреждения. Поэтому в аспекте

«количество образующихся отходов» IEQ будет равен еди-

нице в случае отсутствия отходов, противный случай даст

IEQ = 0. Строим график падения показателей экологично-

сти и качества (рис.). По графику определяем IEQ из усло-

вия потери 40% кирпича. При существующем положении

дел в строительстве индекс IEQ = 0,6, ПНВ = 1,67, так как

это величина, обратная IEQ.

Ряд строительных отходов обладает способностью

к поглощению тяжелых металлов, что позволяет исполь-

зовать их в качестве сорбентов, они обладают способ-

ностью к иммобилизации тяжелых металлов. Поэтому

в аспекте «способность поглощать тяжелые металлы» IEQ

будет равен единице в случае поглощения 5 миллиэквива-

лентов на 1 г (обменная способность органического веще-

ства почвы — от 1 до 5 мэкв/1 г), противный случай даст

IEQ = 0. Керамический кирпич не обладает способностью

к поглощению тяжелых металлов, следовательно, IEQ для

него равен 0, ПНВ = 100. Рассчитаем показатель негативно-

го воздействия для этого этапа, учитывая коэффициенты

значимости аспектов:

ПНВ2 = 0,5 × 1,67 + 0,5 ×100 = 50,7.

Для оценки транспортно-строительной деятельности на-

значим коэффициенты значимости выбранных этапов. Посколь-

ку этап «производство строительных материалов» вносит зна-

чительный негативный вклад в состояние окружающей среды,

то ему присваивается коэффициент значимости 0,75; для этапа

«строительство» коэффициент значимости равен 0,25:

ПНВ = 0,75 ×100 + 0,25 × 50,7 = 87,68.

Таким образом, строительная деятельность оказы-

вает существенное негативное воздействие на окружа-

ющую среду и требует мер по уменьшению этого воздей-

ствия.

выводыСтроительная деятельность относится к одному из

факторов негативного воздействия на окружающую сре-

ду, что требует разработки методологии его оценки, кото-

рая учитывала бы совокупность комплексных показателей

объекта (в частности, транспортного строительства) на

разных этапах жизненного цикла с учетом качественных

и количественных составляющих. Авторами разработана

оценка показателя негативного воздействия (ПНВ) любого

вида деятельности, которая базируется на рейтинговом

методе. Это позволило оценить транспортное строитель-

ство в отношении негативного воздействия на окружаю-

щую среду. Показатель ПНВ оказался равен 87,68, что сви-

детельствует о значительном антропогенном воздействии

и, как следствие, о необходимости мероприятий по сниже-

нию этого воздействия.

Литература1. Тетиор А. Н. Архитектурно-строительная экология. — М.: Академия, 2008.2. Яйли Е. А. Управление безопасным функционированием сложных систем в условиях ЧС с использованием инструмента риска / Е. А. Яйли, А. А. Муза-левский // Безопасность жизнедеятельности. — 2006. — № 7. — С. 33–39.3. Основные направления реформирования в области экологии (из доклада министра природных ресурсов и экологии РФ Ю. П. Трутнева, 3 июня 2008 г.) // Экология производства. — 2008. — № 7. — С. 6–12.4. Современные подходы к эко- и геоэкологической оценке состояния окру-жающей среды (с учетом воздействия на нее строительной деятельности и ЖКХ): моногр. / Л. Б. Сватовская [и др.]. — СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012.

Для связи с авторами:Наталья Анатольевна Бабак, 8–906–244–68–78, [email protected]

Рис. Зависимость индекса IEQ от количества образующихся отходов

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ


Э.К. Кузахметова, д-р техн. наук, а.И. вешкин, асп., Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), Москва

АннотацияВ статье показано, что в современных условиях строительства авто-мобильных дорог для достижения требуемых транспортно-эксплуата-ционных показателей необходим комплексный подход ко всем этапам строительства: проектирование (включая оценку свойств грунтов), строительные работы и их контроль, выбор техники и режима ее работы. Рассмотрены некоторые пути решения данной проблемы с учетом последних научных достижений.

Ключевые словаАктивная зона сжатия, качество уплотнения, коэффициент увлаж-нения, коэффициент уплотнения, отказ земляного полотна, путь фильтрации, cложные инженерно-геологические условия.

AbstractThe article reveals, that in the present context of road construction in order to ensure the required performance it is necessary to have a complex approach to the all stages of construction: designing (including property evaluation of soils), building works and their supervision, choice of machinery and operating regime. The authors consider some ways for the solution of this problem taking into account the latest scientific achievements.

KeywordsActive compaction zone, compaction factor, difficult engineering and geological conditions, percolation path, precipitation-evaporation ratio, refusal of roadbed, quality of thickening.

Точнее нормы проектирования — выше качество инженерных сооружений при соответствующей механизации работ*

* В порядке обсуждения

Изменение условий сооружения и эксплуатации авто-

мобильных дорог в направлении увеличения нагрузок и ин-

тенсивности движения за последние годы привело к устой-

чивому росту отрицательного опыта строительства. Анализ

отказов земляного полотна автомобильных дорог на ряде

объектов показал, что они вызваны:

– ошибками проектирования;

– несоблюдением требований проекта;

– непредвиденными техногенными воздействиями.

Для повышения качества земляного полотна в совре-

менных условиях очевидна необходимость комплексных

обоснованных решений для исключения перечисленных

причин. Начнем с того, что расчеты конструкции земляно-

го полотна, особенно в сложных инженерно-геологических

условиях, основаны на закономерностях поведения связ-

ных грунтов, установленных в 50–70-е гг. прошлого сто-

летия. Правомочно ли некоторые подходы к расчетам де-

формаций, принятые раньше при их выводах, переносить на

современные (реальные) условия строительства?

Так, к примеру, было принято путь фильтрации воды

из слабого слоя (Нф) при его уплотнении принимать рав-

ным его мощности при односторонних природных условиях

дренирования и половине — при двухстороннем дрениро-

вании. Опыт участия специалистов-дорожников в научно-

техническом сопровождении сложных объектов и иссле-

дования [1] показали, что возможно возникновение таких

условий фильтрации воды, когда уплотняющей нагрузки на

тот или иной слой будет недостаточно для отжатия поровой

воды из части грунта в активной зоне сжатия. Следователь-

но, в основании насыпей необходимо выделять часть, нахо-

дящуюся в условиях открытой системы по фильтрации (Н’ф)

и в условиях закрытой системы. Последнее условие суще-

ственным образом влияет на выбор мероприятий по уско-

рению осадки. Мероприятия должны назначаться исходя из

Рис. Схема конструкции насыпи: 1 — насыпь; 2 — слой торфа; 3 — слой суглинка; 4 — песчаные дрены; 5 — прорези; Нф – путь фильтрации по существующей методике; Н’ф – путь фильтрации по предлагаемой методике; На — активная зона сжатия



другой величины пути фильтрации Н’ф << Нф. Если запроек-

тированы дрены, то их длина должна быть равна Н’ф, а не

Нф, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Меняет-

ся в этом случае и методика испытаний грунтов.

Если Н’ф << Нф, то, кроме дрен, могут быть рассмотре-

ны и другие варианты ускорения осадки насыпи, например,

прорези.

На рисунке показана конструкция с песчаными дре-

нами, длина которых рассчитана на путь фильтрации Нф

(а). Видно, что при расчете с учетом Н’ф длина дрен будет

меньше. Здесь же изображена конструкция с прорезями

(б). Экономия в случае (б) может составить не менее 30%

от стоимости конструкции, назначенной по общепринятой

методике.

Уточнения закономерностей поведения грунтов с уче-

том современных (перечисленных ранее) условий стро-

ительства, которые необходимо учитывать в настоящее

время, отразятся и на выборе технологических регла-

ментов строительства. Нагляднее всего этот вывод мож-

но подтвердить результатами исследований параметров

уплотняемости глинистых грунтов. Общеизвестно, что ра-

ботоспособность земляного полотна предопределяется

качеством послойного уплотнения, в процессе которого

достигается требуемая плотность грунта при определен-

ной его влажности. Эти величины для каждого конкретного

вида грунта определяются на приборе стандартного уплот-

нения СоюздорНИИ [2].

Методика стандартного уплотнения связных грунтов,

в результате которого устанавливается, при какой вели-

чине оптимальной влажности достигается максимальная

плотность, была разработана в 50-е гг. прошлого столетия.

В тот период для строительства автомобильных дорог ис-

пользовались глинистые грунты твердой и полутвердой

консистенции. Если их природное состояние соответство-

вало мягкопластичной консистенции и выше, то грунты

предварительно осушали естественным или искусственным

способом. В настоящее время увеличился объем строи-

тельства автомобильных дорог в районах распространения

глинистых грунтов повышенной влажности, т. е. в районах

с избыточным увлажнением.

Обоснование метода стандартного уплотнения в свое

время сводилось к определению величины механической

работы, затрачиваемой на уплотнение грунта в опреде-

ленных условиях его формирования, моделирующих укат-

ку грунтов в земляном полотне. При этом не учитывалось

влияние природных условий залегания грунтов, в том

числе увлажнения. Вместе с тем анализ результатов про-

веденных испытаний, в том числе изменения фаз в грунте

(вода, воздух, твердые частицы) в процессе его постепен-

ного увлажнения и высушивания показал, что их соотно-

шение получается разным [3]. Разница объясняется физи-

ко-механическими процессами, происходящими в грунте

в том и в другом случае. В связи с отмеченным был сделан

важный вывод. Способ проведения опыта на приборе стан-

дартного уплотнения СоюздорНИИ, заключающийся в уве-

личении влажности, неправомочно применять для всех

разновидностей грунтов и для любого их состояния. Сле-

довательно, необходима доработка методики стандарт-

ного уплотнения. Ее дополнение позволит повысить точ-

ность определения максимальной плотности сухого грунта

для любых разновидностей глинистых грунтов. В конечном

счете повысится точность расчетов коэффициента уплотне-

ния — одного из основных факторов обеспечения стабиль-

ности земляного полотна.

Предлагаемое авторами более точное определение

максимальной плотности сухого грунта при оптимальной

влажности позволит повысить и надежность назначения

технологии возведения насыпи. Кроме того, по результа-

там оценки фильтрации грунта при оптимальной влажности

можно с большей надежностью определить, к какому виду

следует относить грунт — к дренирующему или к недрени-

рующему.

Качество уплотнения грунтов в земляном полотне во

многом предопределяется и используемой строительной

техникой. В настоящее время механизация земляных работ

является, пожалуй, одним из самых обеспеченных и надеж-

ных звеньев строительного процесса. Имеется возможность

использовать не только отечественный парк машин, но

и зарубежный с подбором необходимых технических пара-

метров.

К примеру, грунтовые вибрационные катки типа BOMAG

BW 219 DH-4 массой 19,2 т и статической линейной на-

грузкой 60 кг/см2, оснащенные гладким вальцом, и BW 219

PDH-4 массой 19,6 т, оснащенные кулачковым вальцом,

используются для уплотнения различных типов грунта на

крупных строительных объектах. Каток типа BW 219 DH-4

массой 19,2 т в основном применяется при укатке полу-

связных и зернистых грунтов; каток BW 219 PDH-4 главным

образом применяется для уплотнения переувлажненных

грунтов.

В последнее время в проектах дорог в сложных при-

родных условиях все чаще взамен конструктивных ме-

роприятий по обеспечению стабильности земляного по-

лотна назначаются методы улучшения свойств грунтов

химическими добавками (негашеная известь, цемент,

золы уноса, гипс и др.) и различными стабилизаторами.



Для эффективного перемешивания грунта с добавками

достаточно успешно применяются машины, которые могут

использоваться в качестве как ресайклеров, так и стаби-

лизаторов грунта.

Следует добавить, что залогом экономически и тех-

нически правильного выбора механизмов для строитель-

ства является учет специфики поведения грунтов, условий

и сроков строительства.

Вторая из перечисленных выше причин отрицательных

результатов строительства, а также реконструкции автомо-

бильных дорог в настоящее время, — отклонение от требо-

ваний проекта, — во многом зависит от контроля качества

выполнения земляных работ. Строительные работы, в том

числе земляные, можно поднять на должный уровень по-

средством усиления научно-технического сопровождения

проектирования и строительства [4].

Научно-техническое сопровождение необходимо при

проектировании, строительстве и реконструкции автомо-

бильных дорог, особенно в сложных инженерно-геологи-

ческих условиях, для грамотной корректировки проектных

решений как в случае отклонений в условиях строительства

от заложенных в проекте, так и при непредвиденных техно-

генных воздействиях.

Таким образом, рассмотрены пути, улучшающие каче-

ство строительства автомобильных дорог на различных его

этапах. Обращено внимание на необходимость правиль-

но прогнозировать последствия воздействия сооружения

на грунтовое основание. Поэтому для оценки поведения

грунтов следует назначать схемы испытаний из условий их

работы в системе «сооружение–грунт» [5, 6]. Важно также

верно выбирать режим возведения сооружения и строи-

тельную технику.

Литература1. Кузахметова Э. К. Усовершенствование методологии прогноза осадки системы «сооружение–грунтовое основание» // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 2011. — № 6. — С. 16–21.2. ГОСТ 22733–2002. Грунты. Метод лабораторного определения макси-мальной плотности.3. Кузахметова Э. К. Обеспечение стабильности земляного полотна авто-мобильных дорог из глинистых грунтов повышенной влажности с помощью новых технологических регламентов / Э. К. Кузахметова, А. И. Вешкин // Труды XIV научно-практической конференции «Безопасность движения по-ездов». — М.: МИИТ, 2013.4. Кузахметова Э. К. Можно определить поведение грунтов // Автомобиль-ные дороги. — 2010. — № 5. — С. 8–11.5. ГОСТ 54477–2011. Методы лабораторного определения характеристик деформационных свойств грунтов в дорожном строительстве.6. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. — М.: Информавтодор, 2004.

Для связи с авторами:Эмма Константиновна Кузахметова, 8–916–177–83–41, [email protected]Александр Иванович Вешкин, 8–903–978–60–37, [email protected]



Г.Н. Полянкин, канд. техн. наук, зав. кафедрой «Тоннели и метрополитены», Сибирский государственный университет путей сообщения, председатель Сибирского отделения Тоннельной ассоциации России, Новосибирск

Как проектировался и строился первый метрополитен в Сибири

35 лет назад в Новосибирске, крупнейшем про-мышленном, научном и культурном центре на востоке России началось сооружение метрополитена, и город по праву стал именоваться столицей Сибири.

По численности населения город находится на тре-

тьем месте после Москвы и Санкт-Петербурга. И если

учесть, что зима в Новосибирске суровая и продолжи-

тельная, с устойчивым снежным покровом, сильными

ветрами и метелями и город разделен на правую и ле-

вую части рекой Обь, то становится совершенно ясно,

что без современных средств транспорта и системы

коммуникаций развитие города невозможно.

Вот почему еще в начале 60-х годов, когда чис-

ленность населения в Новосибирске приблизилась

к 1,2 млн жителей, назрела мысль о необходимости

строительства метрополитена. Инициатива принадле-

жала руководителям города – главному архитектору

Л.Н. Михалеву и председателю горисполкома И.П. Се-

вастьянову [1]. Возможности создания метрополитена

и реализации этого грандиознейшего для Сибири про-

екта начали обсуждать с ведущими учеными и проек-

тировщиками страны.

Более десяти лет руководители города и области

пытались доказать в Москве, что метро Новосибирску

необходимо. В это время группа энтузиастов Новосиб-

гражданпроекта под руководством Б.Я. Борисовского в

составе Ф.А. Никитенко, А.К. Поправко, Ю.Г. Самочерно-

ва и др. исследовала пассажиропотоки, разрабатывала

возможные варианты трассы, изучала инженерно-гео-

логические условия, выполняла технико-экономиче-

ские расчеты и в итоге смогла предложить первые ва-

рианты развития скоростного подземного транспорта

в Новосибирске.

После утверждения в 1968 г. генерального плана

города требовалось на его основе составить ком-

плексную программу развития транспорта на бли-

жайшую и далекую перспективу, которую необходи-

мо было защитить в Госплане и Госстрое. Эту работу

также выполнила группа специалистов Новосибграж-

данпроекта.

Бурное развитие Новосибирска крайне обострило

транспортную проблему: потребность в перевозках

стала значительно превышать предельные возмож-

ности существовавших в городе видов пассажирского

транспорта. К 1971 г. план развития транспорта был

готов, согласован на местном уровне и направлен на

экспертизу в Госплан и Госстрой РСФСР и Госплан

СССР, где в основном был одобрен с рекомендацией

детально проработать варианты линии метрополите-

на, уточнить стоимость и сроки. В это время многие

крупные города страны (Горький, Куйбышев, Минск,

Рига и др.) добивались возможности строительства

метрополитена. И только благодаря напористости и

целеустремленности руководителей города и области

Ф.С. Горячева, А.П. Филатова, И.П. Севастьянова было

получено разрешение Совета Министров СССР № 582Р

на проектирование первой очереди строительства ме-

трополитена в Новосибирске. В 1975 г. Совет Мини-

стров РСФСР утвердил технико-экономическое обо-

снование строительства метрополитена и поручил его

выполнение институту «Метрогипротранс», в то время

входившему в Министерство транспортного строитель-

ства, которое возглавлял министр И.Д. Соснов. Техни-

ческий проект выполнил трест «Бакметропроект» под

руководством ГИПа «Метрогипротранса» В.А. Рыжова

с привлечением специалистов городских проектных

институтов Новосибгражданпроекта, ЗапСибТИСИЗа и

московского «Промстройпроекта».

Проект выполнялся в двух вариантах: по различным

маршрутам, соединяющим левый и правый районы го-

рода от площади Калинина до ул. Студенческой, через

железнодорожный вокзал и центр. По экономическим

соображениям был выбран вариант трассы с заходом

на вокзал отдельной линии со строительством станций

мелкого заложения открытым способом с укороченны-

ми платформами под пятивагонные поезда.

В соответствии с комплексной схемой развития

городского транспорта было намечено строительство



метрополитена общей протяженностью 52 км с 36 стан-

циями по трем направлениям: Ленинскому (18,6 км),

Дзержинскому (10,8 км) и Кировскому (21,4 км). Ленин-

ская и Кировская линии должны были соединить право-

бережную и левобережную части города, Дзержинская

– пройти по правому берегу Оби (рис. 1).

Самым сложным оказался выбор варианта прохода

через пойму и русло реки. Следовало учитывать боль-

шой перепад высот (до 70-89 метров), а также необ-

ходимость обеспечить снижение воздействий низких

температур при эксплуатации мостовой конструкции.

В числе основных возможных вариантов прорабатыва-

лись: пересечение Оби под руслом в гранитах с про-

ходкой тоннелей горным способом; по метромосту, со-

оруженному выше Октябрьского коммунального моста,

и по дну с отсыпкой последовательно островов с изме-

нением русла реки [2]. Рассматривался также вариант

с реконструкцией Октябрьского моста в двухъярусный.

Город настаивал на прокладке тоннеля под дном реки.

После тщательной проработки каждого варианта оста-

новились на последнем — сооружении вблизи Октябрь-

ского моста (выше по течению) нового метромоста.

Разработка технического проекта мостового пере-

хода была поручена институту «Ленгипротрансмост»

Минтрансстроя СССР (ныне ОАО «Трансмост»). В ре-

зультате множества проработок проекта с участием

специалистов, в том числе от СибЦНИИСа, НИИЖТа

К.К Якобсона, Ю.Г. Самочернова и др., была предло-

жена конструкция неразрезного металлического моста

коробчатого сечения из низколегированной стали с

длиной русловой части 896 м. Следует отметить, что

по конструкции, протяженности и климатическим ус-

ловиям эксплуатации аналогов подобного мостового

перехода через мощную водную преграду в истории

отечественного метростроения не было (см. рис. 2.).

29 ноября 1978 г. Советом Министров СССР техни-

ческий проект строительства новосибирского метропо-

литена был, наконец, утвержден. По проекту предус-

матривалось построить первую очередь в двухпутном

исполнении — Ленинскую линию протяженностью

11,3 км с девятью станциями («Площадь Калинина»

— «Гагаринская» — «Красный проспект» — «Площадь

Ленина» — «Октябрьская» — «Речной вокзал» —

«Спортивная» — «Студенческая» — «Площадь Марк-

са») — и однопутный перегон длиной 1,8 км Кировской

линии с двумя станциями («Сибирская» — «Вокзаль-

ная» (ныне — «Площадь Гарина-Михайловского»).

Кроме того, должны быть построены две ветви: двух-

путная к вагонному депо от перегона «Красный про-

спект» — «Гагаринская» и однопутная, соединяющая

Ленинскую и Кировскую линии, между перегонами

«Площадь Ленина» — «Красный проспект» и «Сибир-

ская» — «Вокзальная». Общая протяженность первой

Рис. 1. Схема линий Новосибирского метрополитена

Рис. 2. Новосибирский метромост — самый длинный метромост в мире. Общая длина — 2145 м, в т.ч. русловая часть — 896 м.



очереди метрополитена 13,1 км, а с учетом ветвей —

15,6 км. К первой очереди работ были отнесены также

метромост через реку Обь, инженерный корпус, база

стройиндустрии и вагонное депо.

15 января 1979 г. приказом МПС СССР была создана

Новосибирская дирекция строящегося метрополитена,

возглавляемая Ю.Н. Гурковым (с 1993 г. — МУП «Управ-

ление заказчика по строительству подземных транс-

портных сооружений»). Создана организационная группа

специалистов в составе: А.П. Журавлева — начальника

Новосибирского участка Тоннельного отряда № 2 тре-

ста «Ташметрострой» (в дальнейшем — Тоннельный

отряд № 29); Ю.Г. Самочернова — главного специ-

алиста по тоннелям отдела мостов «Сибгипротранса»,

в дальнейшем начальника института «Новосибметро-

проект»; В.Н. Коженкова — инженера группы заказчика

Новосибирского метрополитена, в дальнейшем глав-

ного инженера проекта Новосибметропроекта.

Значительная роль в проектировании принадле-

жала коллективу Новосибметропроекта, в который

в основном входили выпускники НИИЖТа и опытные

специалисты тоннельной бригады «Сибгипротранса»:

В.И. Романов, Л.К. Белых, В.И. Цивулин, И.Ф. Анике-

ев, В.Д. Шапошников, А.А. Артурова, А.П. Мельник

(в дальнейшем директор Новосибметропроекта). Для

обеспечения качественного и комплексного проекти-

рования всех объектов метрополитена привлекались

профессионалы различных специальностей из проект-

ных и строительных организаций Новосибирска.

Сложные климатические и гидрогеологические

условия Новосибирска поставили перед проекти-

ровщиками задачи необычайной сложности, среди

которых — длительное воздействие на конструкции

отрицательных температур и выбор соответствующей

технологии строительства. Требовалось искать пути

снижения этих воздействий при эксплуатации метро-

политена.

При строительстве станций мелкого заложения,

чтобы решить задачи, связанные с низкими темпе-

ратурами, было принято решение максимально ис-

пользовать сборные конструкции, сокращая по воз-

можности объемы укладки монолитного бетона при

отрицательных температурах, и разработана техноло-

гию зимнего бетонирования. Уменьшение негативного

влияния низких температур при эксплуатации более

всего касалось мостового перехода через Обь. Про-

ектировщики «Ленгипротрансмоста» и Новосибметро-

проекта — главные инженеры проектов С.В. Цыганов,

К.П. Виноградов — разработали оригинальную кон-

струкцию (без утепления моста и закрытых галерей

на подходах к нему) с устройством тепловых завес на

границах мостового перехода.

Научное обеспечение проектирования и строи-

тельства Новосибирского метрополитена развивалось

в двух направлениях: первое — выбор рациональных

научно-технических решений с учетом специфики ре-

гиона; второе — оперативная помощь в решении кон-

структорских и технологических задач. По научным

направлениям активно работали сотрудники Сиб-

ЦНИИСа, ИГД СО АН СССР. По важным вопросам обо-

снования и строительства метрополитена взаимо-

действовали выпускники и преподаватели кафедры

«Тоннели и метрополитены» НИИЖТа С.А. Компаниец,

А.К. Поправко, Б.Е. Славин, в том числе принимали ак-

тивное участие в подготовке и обеспечении инженер-

ными кадрами проектных и строительных организаций.

Современная технология строительства Новоси-

бирского метрополитена мелкого заложения, предус-

матривающая строительство станций открытым спо-

собом в котловане, обострила многие существующие

градостроительные проблемы и потребовала привле-

чения к их решению специалистов уже упомятутых го-

родских проектных институтов и других организаций.

Для координации действий всех участников стро-

ительства метро в марте 1979 г. был создан город-

ской штаб во главе с первым секретарем Горкома

Г.В. Алешиным. Особую роль в организации строи-

тельства сыграли руководители «Главтоннельме-

тростроя» Ю.А. Кошелев (в то время начальник) и

главный инженер С.Н. Власов (выпускник НИВИТа),

которые держали под своим личным контролем весь

ход строительства новосибирского метрополитена.

Уже в апреле 1979 г. были готовы проекты про-

изводства работ свайного ограждения котлована и

земляных работ по платформенному участку станции

«Октябрьская», и 12 мая 1979 г. на месте будущей

станции была забита первая свая. Так было положено

начало сооружению самого восточного, одиннадца-

того по счету метрополитена в Советском Союзе.

Литература

1. Демин В.И. Первое в Сибири. – Новосибирск: Новосибирское книжное

изд-во, 2004.

2. Новосибирское метро. История строительства. – Новосибирск:

Новосибирское книжное изд-во, 2004.

Продолжение следует

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ


Железнодорожный тоннель под проливом Босфор

Двухпутный железнодорожный тоннель Мармарай входит составной частью в реконструкцию участка Гебзе – Хал-калы железной дороги общей протяженностью 76 км в районе Стамбула. Это один из крупнейших инфраструктурных железнодорожных проектов в мире. На пересечении пролива Босфор предусмотрена прокладка подводной части из погружных секций (1,4 км) и из устраиваемой тоннелепроходческими комплексами (9,8 км), а также открытым спо-собом (2,4 км).

Впервые идея сооружения тоннеля под проливом Босфор была выдвинута в 1860 г. и с учетом возмож-ностей техники того времени предусматривала схе-му в виде конструкции «плавающего» типа на опорах, покоя щихся на морском дне. Впоследствии предлагались еще несколько схем, в том числе в 1902 г. схема с опира-нием на морское дно.В конце XIX — начале XX в. по мере развития техники,

методов тоннелестроения и предоставляемых ими воз-можностей диапазон прорабатываемых проектных ре-шений по подводным тоннелям расширился. В частности, в 1906–1910 гг. был построен первый железнодорожный тоннель (ж. д. Michigan Central, США). В Европе (Голлан-дия) в 1942 г. было открыто движение по первому тон-нелю такого рода. В Азии (Япония) в 1944 г. завершили строительство автодорожного тоннеля с раздельным движением в двух отдельных тоннелях под р. Аджи.В 1950-х гг. благодаря прогрессу в тоннелестрое-

нии строительство подводных тоннелей получило суще-ственное развитие. В ХХ в. в мире построено более сотни погружных железнодорожных и автодорожных тонне-лей, вес которых столь велик, что исключает их всплытие после укладки на дно в подводном положении и откач-ки воды. Тоннели обычно сооружаются из 100-метровых секций, временно загерметизированных по торцам, до-ставляемых к месту укладки (нередко на большие рас-стояния) наплаву и объединяемых под водой.В 1987 г. идея тоннельного перехода под проливом

Босфор приобрела реальные контуры в проектных про-работках, а в 1995 г. было принято решение о разработ-ке более детального проекта, завершенного в 1998 г. На следующий год решены вопросы финансирования всего участка, в том числе подводного тоннеля, на который приходится 35% общей стоимости участка железной до-роги.В рамках реализуемого в настоящее время проекта

строится двухочковый тоннель с разделительной стеной между тоннелями каждого направления. Секции тоннеля укладывали в траншею, разработанную в морском дне

землечерпальным дноуглубительным оборудованием с емкостью ковша до 25 м, установленным на баржах, или всасывающими землечерпалками, с выгрузкой в плав-средства и транспортированием к местам отвала, и за-сыпали более или менее размываемым грунтом слоем толщиной не менее 2 м. Одним из достоинств погружных сборных железобетонных секций тоннелей является воз-можность придания их поперечному сечению произволь-ной, предусмотренной в проекте оптимальной формы, не зависящей от формы и размеров щита тоннелепроходче-ской машины при ее использовании.

Ж.-д. переход под проливом Босфор: красным показана трасса ж.д., белым — тоннельный участок

Подводный тоннель в процессе строительства

НОВИНКИ ТЕХНИКИ


Первый в мире экскаватор с гибридным двигателем

выпущенный японским концерном Komatsu электроги-дравлический экскаватор pc 200–8 Hybrid стал первой в мире тяжелой строительной машиной с гибридным двигателем. Принцип действия гибридной системы экскаватора ос-

нован на регенерации и накоплении энергии торможения при повороте платформы экскаватора. Гибридная система состоит из специально разработанного электродвигателя для поворота платформы, генератора, конденсатора, ди-зельного двигателя и управляющей электронной аппара-туры. Механическая кинетическая энергия, которая гасится при торможении поворотной платформы экскаватора, пре-образуется генератором в электрическую энергию и пере-дается в конденсаторную накопительную систему для воз-вратного использования в рабочем цикле при обратном повороте платформы. Накопленная энергия потребляется обычно сразу же для ускорения поворота корпуса, когда двигатель экскаватора работает с полной нагрузкой.Поскольку накопление и отдача энергии происходят

за очень короткое время, разработчикам экскаватора пришлось отказаться от принятой в гибридных легковых автомобилях медленнодействующей аккумуляторной на-копительной схемы и перейти к конденсаторной схеме. Специально для гибридной системы экскаватора был раз-работан высокоэффективный конденсатор, который бы-стро накапливает и сразу же, в считанные секунды отдает электрическую энергию при часто повторяющихся рабочих циклах машины. По той же причине для поворота платфор-мы используется не гидромотор, как в базовом гидрав-

лическом экскаваторе, а специально сконструированный электромотор. Для гарантии надежности и долговечности все агрегаты гибридной системы Komatsu собирает на соб-ственных предприятиях.Гибридный экскаватор массой 19,8–21,4 т с объемом

ковша 0,5–1,2 м3 оснащен тем же низкоэмиссионным ди-зельным двигателем мощностью 140 л. с. с турбонаддувом и воздушным охлаждением, что и базовая модель PC 200–8 с теми же характеристиками массы машины и вместимости ковша. Регенерированная электрическая энергия служит для поддержки дизельного двигателя, который при повы-шенных нагрузках получает возможность работать в менее форсированном режиме, на умеренных оборотах, за счет чего достигается значительная экономия горючего. Прове-денные конструкторами тестовые испытания показали, что в PC 200–8 Hybrid расход горючего уменьшается на 25–40% по сравнению с базовой моделью.Экскаватор оборудован удобной для работы и обзора

кабиной с виброамортизированной подвеской. На монитор в кабине машиниста выведены все основные показатели работы машины и картинка видеокамеры заднего вида при включении заднего хода. Все рабочие параметры наряду с результатами статистической обработки данных о работе и местоположении машины используются в управляющей системе Кomtrax, имеющей выход на защищенную паролем страницу интернета.

а.Г. Полуновский(по материалам международной выставки «Bauma 2013»)

Сечение подводных тоннелейРазработка траншеи для укладки погружной секции подводного тоннеля

Строительство тоннеля начато в 2004 г. японско-ту-рецким консорциумом.Собственно Босфор пересечен сейсмоустойчивым

погружным тоннелем, состоящим из 11 секций, каждая длиной 130 м и весом до 18 тыс. т. Секции располагаются в траншее на глубине до 60 м ниже уровня моря (55 м воды и 4,6 м грунта). Это самый глубокий погружной тон-нель в мире.

Погружные секции изготавливали в двух сухих доках и транспортировали к месту установки наплаву. Послед-нюю секцию уложили на место в конце сентября 2013 г.Стоимость всех строительных работ продолжительно-

стью почти 10 лет составила более 2,5 млрд евро.

в. в. Космин(по материалам сайтов: ru.wikipedia.org, www.marmaray.com)

Documents

Журнал "Транспортное строительство" 2014 №6