Автореферат (Обоснование применения в мостостроении комбинированных систем в виде арки с затяжкой и пересекающимися гибкими подвесками)

На правах рукописиСУРОВЦЕВ БОРИС АЛЕКСЕЕВИЧОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ В МОСТОСТРОЕНИИКОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ В ВИДЕ АРКИ С ЗАТЯЖКОЙ ИПЕРЕСЕКАЮЩИМИСЯ ГИБКИМИ ПОДВЕСКАМИ(05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов,аэродромов, мостов и транспортных тоннелей)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководительКандидат технических наукдоцент, профессор МАДИ Попов В.И.Москва2018Работа выполнена в федеральном государственном бюджетномучреждении высшего образования «Московский государственный автомобильно-дорожный технический университет (МАДИ) на кафедре «Мосты,тоннели и строительные конструкции».Научный руководитель:Попов Виктор Иванович - Кандидат технических наук, доцент, профессор МАДИОфициальные оппоненты:Смирнов Владимир Николаевич Доктор технических наук, профессор,профессор кафедры «Мосты» ФГБОУ ВОПГУПС;СергеевАлексейАнатольевичКандидат технических наук, генеральныйдиректор ЗАО НИЦ «Мосты»;Ведущее предприятие:Акционерное общество «Научноисследовательский институт мостов и дефектоскопии» (АО «НИИ мостов»);Защита диссертации состоится «20» декабря 2018 года в _____ часовна заседании диссертационного совета Д 212.126.02 на базе ФГБОУ ВО«Московский государственный автомобильно-дорожный техническийуниверситет (МАДИ)» по адресу: 125319, Москва, А-319, Ленинградскийпроспект, 64, ауд.

42.Телефон для справок 8(499)155-93-24С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайтеФГБОУ ВО «Московский государственный автомобильно-дорожный технический университет (МАДИ)» - http://www.madi.ru/Автореферат разослан «____» ___октября____2018 г.Ученый секретарьдиссертационного совета:Борисюк Н.В.Кандидаттехническихнаук, доцентОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

В последние годы в РоссийскойФедерации наблюдается рост объемов строительства объектов транспортной инфраструктуры, строится значительное количество дорог, в том числе скоростных трасс, автомагистралей, в составе которых, как правило,необходимо предусматривать различные искусственные сооружения (мосты, тоннели, путепроводы, эстакады).В случаях проектирования и строительства трассы с пересечениемсудоходных рек необходимо выдерживать требования навигационныхводных инстанций, связанные с обеспечением необходимых габаритов судоходства по реке. Параметры навигационных габаритов зачастую определяют тип мостового перехода, обуславливают применение мостовых систем больших пролетов, требующих особого внимания и подхода при проектировании и строительстве.Применяемые схемы мостов больших пролетов достаточно разнообразны, среди них довольно часто превалируют вантовые, висячие мосты,но находится применение и иным конструктивным решениям, таким какразличные пролетные строения со сквозными главными фермами, арочныемосты различных схем и комбинированные системы типа «арка с затяжкой».

В настоящее время в мировой практике в качестве элементов связейтаких конструкций в некоторых случаях успешно находят применениегибкие элементы - ванты. Пример конструкции пролетного строения комбинированной системы типа «жесткая арка – жесткая затяжка» представлен на рисунке 1.Рис.1. Пролетное строение комбинированной системы с криволинейным верхним поясом и гибкими наклонными пересекающимися подвескамиВ мировой практике мостовых сооружений данного типа к настоящему времени накоплен значительный опыт по проектированию, расчетами строительству указанных конструкций.В практике отечественного проектирования комбинированных пролетных строений на данный момент стоит отметить отсутствие информации о проектировании комбинированных схем пролетных строений снаклонными пересекающимися гибкими подвесками.

При этом данный типпролетных строений получил сравнительно широкое распространение зарубежом. В исследованиях зарубежных авторов приведены некоторые рекомендации к проектированию пролетных строений данного типа под автомобильные и железнодорожные нагрузки. Тем не менее, правила и нор1мы зарубежного проектирования не всегда подходят для прямого применения их в отечественном мостостроении, в связи с определенными различиями в нормативной базе, применяемых материалов, условий ценообразования, нагрузками, требованиями к проектированию и строительству ит.д.Необходимо сказать, что пролетные строения комбинированных систем типа «Жесткая арка - жесткая затяжка» не получили в целом распространения в практике строительства мостов СССР и РФ.

На данный момент в России отсутствует системно-методические правила и требования кпроектированию пролетных строений указанного типа.Большая заслуга в создании теории и практики проектирования пролетных строений комбинированных систем принадлежит таким виднымученым, как Е.Е. и М.Е. Гибшман, В.И. Попов, С.А. Ильясевич, К.Г. Протасов, А.В. Теплицкий, А.А.

Петропавловский, А.А. Герцог, Н.И. Поливанов, А.В. Перельмутер, и др.Из зарубежных авторов, внесших значительный вклад в идеи разработки и исследования пролетных строений комбинированных систем снаклонными подвесками и рекомендуемых к изучению, следует отметитьработы О. Нильсена (Швеция), профессора П. Твейта (Норвегия), профессора М. Наруока (Япония).Данная тема диссертационного исследования является актуальной,поскольку к настоящему моменту в отечественной практике отсутствуетопыт проектирования и строительства конструкций подобного типа. Одновременно с этим отсутствуют требования и рекомендации к проектированию указанных систем.Исследование данного вопроса обеспечит возможность внедренияпролетных строений комбинированных систем с наклонными подвесками,успешно зарекомендовавших себя за рубежом, как высокоэффективные,технологичные и экономичные решения, в практику современного отечественного мостостроения.

Это, в свою очередь, позволит расширить спектрприменяемых в Российской Федерации систем мостов больших пролетов,увеличит количество предлагаемых вариантов мостовых сооружений и вбудущем даст стимул к дополнительным исследованиям в области пролетных строений комбинированных систем с гибкими подвесками.Целью исследования является совершенствование методологиипроектирования, формулировка и определение основных критериев и параметров комбинированных внешне безраспорных систем пролетных строений с криволинейным верхним поясом с гибкими наклонными пересекающимися подвесками применительно к действующим в РФ нормам и требованиям по проектированию мостов, нагрузкам, применяемым материалам основных конструкций.Для достижения этой цели в диссертации автором поставлены ирешены следующие задачи:2 Автором осуществлен подробный сбор информации и детальныйанализ зарубежного опыта проектирования, строительства и эксплуатацииконструкций данного типа; Выявлены основные теории, предлагаемые зарубежными авторами, к построению оптимальных схем пролетных строений комбинированных систем с наклонными подвесками.

Автором впервые проведены практические расчеты с целью адаптации существующих гипотез к правилам инормам отечественного проектирования; На основании исследований автора, впервые разработаны и предложены рекомендации к проектированию пролетных строений комбинированных систем с наклонными подвесками с учетом специфики мостостроения РФ; Автором проведено практическое апробирование предлагаемыхправил проектирования в виде разработки реальных проектов и научногосопровождения процесса текущего строительства руслового пролетногостроения в составе мостового перехода через р.

Обь в г. Новосибирске.Методология исследования базируется на анализе и обобщенииотечественного и зарубежного опыта строительства и проектированияпролетных строений указанного типа, а также на проведении широкогоспектра статических расчетов, анализе и обобщении полученных результатов.С целью исследования выполнено математическое моделированиеконструкций пролетных строений, разработаны конечно-элементные модели конструкций с выбором рекомендуемых параметров рассматриваемых систем.

Одновременно с этим в расчетах учитываются требованиядействующих на территории Российской Федерации нормативных документов.Объектом исследования является технология и основные положения проектирования пролетных строений комбинированных систем «жесткая арка – жесткая затяжка» с криволинейным верхним поясом и связямив виде гибких наклонных пересекающихся подвесок.Предметом исследования является конструкция руслового пролетного строения комбинированной системы типа «жесткая арка – жесткая затяжка» с наклонными пересекающимися подвесками в составе мостовогоперехода через р. Обь в г.