Автореферат (792720), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Основные положения диссертации опубликованы в 9печатных работах, в том числе 3 работы в рецензируемых научных изданиях.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,четырех глав, заключения, библиографического списка использованнойлитературы. Объем работы составляет 205 стр. машинописного текста, в том числе29 рисунков, 28 таблиц и приложение – 93 стр. Список использованных источниковсодержит 138 наименований.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертационнойработы, определены цель, задачи, объект и предмет исследования. Указаныметоды исследования и сформулированы основные положения научнойновизны и практической ценности разработанных решений.В первой главе выполнен обзор и анализ особенностей условийпроектирования актуальных новых железных дорог, в частности –грузообразующих линий.

Эта новая категория железных дорог была введена«Стратегией развития до 2030 года»2. Грузообразующие линии предназначеныдля транспортного обеспечения развития новых месторождения полезныхископаемых и промышленных зон. Их планируется построить порядка 4.6тысяч км, что составляет порядка 29% от общего числа новыхжелезнодорожныхлинийпоминимальномувариантуразвитияжелезнодорожного транспорта до 2030 года и 23% – по максимальному.Выполнен анализ строительных и эксплуатационных условийпроектов новых грузообразующих железнодорожных линий, их влияния наосновные экономические и технические параметры новой железнодорожнойлинии.Ввиду географического расположения грузообразующих линий вэксплуатационные затраты необходимо закладывать затраты на превентивныеи защитные мероприятия от воздействий окружающей среды, немаловажнымиз которых является защита от сейсмического воздействия.2Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года.8Отмечено, что большинство и по количеству, и по протяженностипроектов грузообразующих линий предполагается реализовать в Сибири(около 2643 км – 53% от общего числа планируемых новых грузообразующихлиний) и на Дальнем Востоке (около 2207 км – 44%).

Данные регионыизвестны своими сложными условиями строительства и эксплуатации,наиболее опасным и непредсказуемым из которых является высокаясейсмичность (5-8 баллов и 5-10 баллов соответственно).Поэтому проблема проектирования грузообразующих линий врайонах с высокой сейсмичностью является актуальной в современныхусловиях.Во второй главе выполнен обзор мирового опыта защиты отсейсмического воздействия.Отмечено, что в последние годы исследования ученых обращены ксейсмоизоляционным системам, используемым в основном для зданий илокальных сооружений (таких как мосты): устройство сейсмоизолирующихскользящих поясов, сейсмоизолирующие фундаменты на упругих опорах(здания с гибким нижним этажом, здания на резиновых опорах) и накинематических опорах гравитационного типа – и системам сейсмогашения –демпферам.В то же время вопросам сейсмозащиты трассы железнодорожнойлинии внимание уделено недостаточно, что подтверждает актуальностьданного вопроса.Выполнен анализ накопленного мирового опыта по сейсмическомурайонированию и рассмотрены мероприятия по защите железных дорог иискусственных сооружений, указанные в Своде правил3, и сделаны следующиевыводы:1)вопрос укладки трассы в районах с высокой сейсмичностьюнедостаточно исследован;2)в существующей практике высокая сейсмичность районапроектирования учитывается на стадии разработки рабочей документации припроектировании поперечных профилей земляного полотна и мероприятий позащите земляного полотна и искусственных сооружений.

На предпроектной ипроектной стадиях при укладке трассы это не учитывается.В третьей главе выполнена классификация косогорных участков повиду грунтов, геометрическим параметрам конструкции земляного полотна сучетомсейсмическихусловий.Рассмотренспособреализацииантисейсмического требования по защите земляного полотна железной дороги– устройство однородной площадки земляного полотна – и определено3СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах»9оптимальное решение при корректировке положения трассы.

В ходеисследований выполнено следующее.Проведен анализ факторов, влияющих на укладку трассы железнойдороги. Сделан вывод о том, что оценка по технико-экономическимпоказателям вариантов трассы необходима уже при ее укладке. Это позволяетвыявить конкурентноспособные варианты для последующего трассированиядороги, детального их сравнения и выбора окончательного варианта трассы.В исследовании разработана Классификация косогорных участков повиду грунтов, геометрическим параметрам конструкции земляного полотна икатегориям, учитывающая их сейсмические свойства (таблица 1).В соответствии со Сводом правил4 были выделены геологические слоипо видам грунтов и каждому присвоен свой порядковый номер.

Далеекосогорные участки с такими видами грунтов были разделены на 2 группы (Аи Б соответственно) по ширине основной площадки, а затем в зависимости оттипа поперечного профиля земляного полотна – насыпи и выемки – и крутизныоткосов земляного полотна дополнительно были разбиты на 5 и 2 подгруппысоответственно.В соответствии со Сводом правил 5 каждому варианту косогорногоучастка была присвоена категория группы по сейсмическим свойствам.Рассмотрены варианты обеспечения одного из требований нормпроектирования по защите земляного полотна железной дороги отсейсмического воздействия – устройство однородной площадки земляногополотна – за счет корректировки трассы в плане или продольном профиле.Условие сохранения однородности основной площадки земляногополотна – исключение таких типов поперечного профиля земляного полотна,как полунасыпь-полувыемка (часть поперечного профиля является насыпью,часть выемкой), так как они характеризуется неоднородными грунтовымиусловиями: насыпь – насыпной грунт, выемка – местные грунты, и оставлениетолько насыпей или только выемок.Для соблюдения этого условия были использованы так называемые«коридор профиля» и «коридор плана».«Коридор профиля» – область в продольном профиле трассы,ограниченная отметками минимальных высот насыпей (hн) и глубин выемок(hв), вне пространства которой должна располагаться проектная линия(рисунок 1).«Коридор плана» – область в плане трассы, вне пространства которойдолжна располагаться проектная ось.45СП 238.1326000.2015 «Железнодорожный путь»СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах»1011Рисунок 1 - Укладка проектной линии вне «коридора профиля»Получены формулы минимальных высоты насыпей и глубины выемок,величины необходимых сдвигов трассы для насыпи и выемки в плане длявновь укладываемой трассы и трассы на этапе разработки рабочейдокументации.Для вновь укладываемой трассы на стадии проекта:0,5B ,(1)hн  hв kгде B – ширина основной площадки земляного полотна; k – заложениеоткоса косогора.Рисунок 2 - Схемы для расчета минимальных высот насыпей и глубин выемокВеличины необходимых сдвигов трассы для насыпи и выемки в плане(рисунок 3):(2) н   в  0,5BРисунок 3 - Схемы для расчета сдвигов трассы в плане для насыпи и выемкиКорректировка трассы на этапе разработки рабочей документациипоказана на рисунке 4.12Рисунок 4 - Корректировка положения проектной линии для обеспечения однородностиосновной площадкиГраницы «коридора профиля» и «коридора плана» в этом случаеопределяются формулами:0,5 B(3)hн  hрk0,5B(4)hв  hрk(5)н  0,5B  hрkв  0,5B  hрk(6)где hр – рабочая отметка ранее уложенной проектной линии.Проведено исследование зависимости стоимости производстваземляных работ от крутизны косогора при различных видах грунтов всоответствии с классификацией косогорных участков по виду грунтов,геометрическим параметрам земляного полотна с учетом сейсмическихусловий (см.

таблицу 1) на основе координатной модели поперечного профиляземляного полотна железнодорожной линии и получены результаты,представленные в таблице 2.Выполнены вариантные расчеты по поиску оптимального решения присмещении оси трассы на косогорных участках для выполнения требований пообеспечению однородности основной площадки земляного полотна в районах свысокой сейсмичностью (таблица 3 и рисунки 5-6) и получены выводы порациональному смещению оси трассы (решение с одновременным смещениемоси трассы в продольном профиле и плане).13Таблица 2 - Рациональные решения при различных видах грунтов и уклоне косогора от 1:10 до 1:3IУклонРаздробленныескальныеслабовыветривающиесяКатегория по сейсмическим свойствам, грунтыIIIIIКрупнообломочные и крупнообломочные спесчаным заполнителем;пески гравелистые крупные и среднейкрупности;пески мелкие барханные в районах сзасушливым климатом;раздробленныескальныевыветривающиеся;Глинистыеираздробленныескальныелегкопылеватые грунты ввыветривающиеся;районах избыточногопески мелкие и пылеватые;увлажнения, а такжеглинистыегрунты(втомчислепескиоднородные,лессовидные)твердойиполутвердоймелкие и пылеватыеконсистенции;крупнообломочныесглинистымзаполнителем такой же консистенции;глинистыегрунтытугопластичнойконсистенции и крупнообломочные грунты сглинистымзаполнителемтакойжеконсистенции1:10 –1:7Смещение в продольном профиле и плане в выемку навеличину от 0,35 до 1,95 м и от 3,55 до 5,85 м1:7 – 1:3Смещенияоситрассы в плане ипродольном профиле ввыемку на величину от3,10 до 5,35 м и от 0,31до 0,76 мСмещениеоситрассы в плане ипродольном профиле внасыпь на величину от3,1 до 5,35 м и от 0,43до 1,78 мТаблица 3 - Варианты оптимальных решений смещения оси трассы в продольномпрофиле и плане с минимальной площадью поперечного профиля в расчетном сечении i№Вариант12345Δнас0.25 hнас + 0.75 Δнас0.5 hнас + 0.5 Δнас0.75 hнас + 0.25 Δнасhнас14Рисунок 5 – Поиск оптимального решения при смещении трассы в профиле и плане.Варианты с оптимальным решением – «12.41»Рисунок 6 – Схема поиска оптимального решения для смещения оси трассы в продольномпрофиле и планеОптимальные решения смещения оси трассы в продольном профиле иплане находятся в линейной зависимости, которую можно описать уравнением:yhнасx  hнас нас(7)где hнас – смещение оси трассы в продольном профиле в насыпь, Δнас –смещение оси трассы в плане в насыпь, y – возможные смещения в профиле (от0 до hнас), x – возможные смещения в плане (от 0 до Δнас).Аналогично при смещении в выемку:yhв ыемx  hв ыем в ыем(8)где hвыем – смещение оси трассы в продольном профиле в выемку, Δвыем– смещение оси трассы в плане в выемку, y – возможные смещения в профиле(от 0 до hвыем), x – возможные смещения в плане (от 0 до Δвыем).С использованием приведенных положений разработана технологияпроектирования трассы железнодорожной линии на косогорных участках в15условиях высокой сейсмичности, которая может быть использована как настадии проекта новой железнодорожной линии, так и разработке рабочейдокументации.

Характеристики

Список файлов диссертации