Разработка быстроразвертываемой технологии бескранового монтажа временных пролетных строений

Введение. Необходимость создания технологии быстрого монтажа временных мостов в чрезвычайных ситуациях привела к разработке нового метода бескранового монтажа. Цель исследования — создание эффективной технологии монтажа сборно-разборного временного большепролетного строения для быстрой установки в сложных условиях без использования крановой техники. Предложен инновационный подход к монтажу пролетных конструкций с помощью модульной сборки. Технология основана на сочетании действия гидравлических домкратов и лебедки и обладает высокой вариативностью. Дальнейшая разработка открывает новые возможности в области сокращения продолжительности обустройства временных проездных/проходных мостов в случае возникновения непредвиденных ситуаций.

Материалы и методы. Исследованы традиционные методы монтажа. Выбрано оптимальное конструктивное решение — перекрестно-балочное из композитных материалов на основании проведенных расчетов в программе SCAD, использованное в качестве грузовой нагрузки при расчете подъемных гидроцилиндров. Разработана технология бескранового монтажа с подъемной рамой на рельсовых направляющих. Расчетами подтверждено, что данное решение технически осуществимо, обладает необходимым запасом прочности, надежности и безопасности эксплуатации.

Результаты. Созданы конструкции временных пролетов из композитных материалов с узлами точной стыковки. В программе SCAD++ выполнено 3D-моделирование и анализ нагрузок. Выбрана оптимальная перекрестно-балочная конструкция. Создан внешний корпус для транспортировки и монтажа. Технология адаптирована для работы с земли или воды, с целью синхронности производства работ на системе предполагается установка компьютерного управления, подходит для городской застройки и чрезвычайных ситуаций. Внедрение технологии сокращает сроки монтажа и стоимость строительства, в том числе и за счет экономии от неприменения тяжелой спецтехники, на 15–25 %.

Выводы. Разработана технология бескранового монтажа мостовых пролетов до 50 м с применением гидравлических домкратов и лебедок. Технология дает возможность быстро монтировать конструкции в любых условиях, включая аварийное восстановление. Верхнее ортотропное покрытие увеличивает несущую способность и предотвращает скольжение транспорта.

1. Юферов С. Под Ярославлем испытали новый железнодорожный мост-эстакаду ИМЖ-500 // Военное обозрение. Инженерные войска и транспорт. 2013. URL: https://topwar.ru/32648-pod-yaroslavlem-ispytali-novyy-zheleznodorozhnyy-most-estakadu-imzh-500.html

2. Заец А.А. Пути развития и совершенствования конструктивного исполнения мостовых конструкций для выполнения железнодорожными войсками задач по штатному предназначению // Теория и практика восстановления искусственных сооружений на железных дорогах : сб. науч. тр. по мат. отраслевой науч.-практ. конф. 2023. С. 17–21. EDN EXJADY.

3. Лукин А.О., Суворов А.А. Пролетные строения мостов с гофрированными металлическими стенками // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 2 (41). С. 45–67. EDN VPWHPT.

4. Полтораднев А.С. Вариация прочности отсеков при проектировании балок с плоской и гофрированной тонкой стенкой // Вестник гражданских инженеров. 2012. № 4 (33). С. 174–178. EDN PVGQNN.

5. Ходяков В.А., Пастушков В.Г. Высокие технологии в проектировании и строительстве мостов // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. 2013. Т. 3. С. 432–439. EDN QCVHGR.

6. Иванов И.А. Дороги мира. История и современность : учебное пособие. М. : Инфра-Инженерия, 2017. 282 с. EDN ZVACLP.

7. Smith J. Crane-Free Bridge Construction: Methods and Case Studies. Springer. 2019.

8. Каньшин Е. Строительство мостов по технологии цикличной продольной надвижки (ЦПН). Опыт Германии // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна. 2010. № 33. С. 106–110. EDN STRDYN.

9. Адучин Д.А., Русняк В.И., Тышкевич Е.Н. Обзор проектных решений, применяемых при строительстве Крымского моста // Университетская наука. 2018. № 1 (5). С. 15–17. EDN URNXOP.

10. Талашкин Г.Н. Особенности проектирования и строительства искусственных сооружений для Маглев-дорог // Транспортные системы и технологии. 2016. Т. 2. № 4. С. 35–59. EDN XGVSWT.

11. Паторняк А.В., Краева В.А. Опыт применения специализированных программ для информационного моделирования мостов // Вызовы современности и стратегии развития общества в условиях новой реальности : сб. мат. XIX Междунар. науч.-практ. конф. 2023. С. 159–167. EDN LTLGNH.

12. Макаров А.В., Калиновский С.А. Унификация в проектировании четырехпролетных неразрезных мостов // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 3 (86). С. 120–126. DOI: 10.23968/1999-5571-2021-18-3-120-126. EDN COIIEV.

13. Юдина А.Ф., Евтюков С.А., Розанцева Н.В. Разработка технологии монтажа пространственной конструкции на основании экспериментально-теоретических исследований перекрестно-балочной системы // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2 (85). С. 102–107. DOI: 10.23968/1999-5571-2021-18-2-102-107. EDN NALSAY.

14. Иванов А.Н. Проблемы применения полимерных композиционных материалов в несущих конструкциях железнодорожных мостов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2020. № 3 (54). С. 29–37. EDN NMZLHC.

15. Салахутдинов М.А., Арипов Д.Н., Ханеков А.Р., Киселев С.С. Экспериментальные исследования несущей способности балок составного двутаврового сечения из пултрузионных стеклопластиковых профилей (ПСП) // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 12. С. 1883–1895. DOI: 10.22227/1997-0935.2024.12.1883-1895

16. Квитко А.В., Орехов А.В., Петров К.В. Научно-экспериментальное обоснование оптимальных параметров балок пролетных строений военных железнодорожных мостов из композитных материалов // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2019. № 669. С. 48–52. EDN KQOTHL.

17. Мельников Р.В. Перекрестно-стержневые (структурные) конструкции покрытий, методы их возведения и варианты опирания // Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвящ. 170-летию со дня рождения В.Г. Шухова : сб. докл. 2023. С. 188–194. EDN FWULAG.

18. Потасьев С.С. Конструкции структурных покрытий в отечественной практике проектирования и способы их монтажа // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 7. С. 1079–1090. DOI: 10.22227/1997-0935.2024.7.1079-1090. EDN OHWZLG.

19. Должиков В.Н., Должикова Е.Н. Экспериментальные исследования влияния деформаций в узловых соединениях на напряженно-деформированное состояние в натурной опоре из МИК-С // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 9. С. 1484–1493. DOI: 10.22227/1997-0935.2024.9.1484-1493. EDN AISYTD.

20. Надольский В.В. Коэффициенты надежности для стальных элементов, проектируемых на основе компьютерных численных моделей // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 10. С. 1606–1616. DOI: 10.22227/1997-0935.2024.10.1606-1616. EDN UIGFWY.

21. Коргин А.В., Ермаков В.А., Зейд Килани Л.З. Включение ортотропных плит настила в работу несущих конструкций мостов из алюминиевых сплавов // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 7. С. 882–896. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.7.882-896. EDN LRMBFI.