Секция «Теория и практика развития транспортных систем»


КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ м–9



страница49/57
Дата06.06.2016
Размер3.5 Mb.
1   ...   45   46   47   48   49   50   51   52   ...   57

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ м–9

«БАЛТИЯ» С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИБРОРЕЗОНАНСНОГО

РАЗРУШЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ СЛОЁВ

В.В. Ушаков, Ю.В. Кузнецов, М.Г. Горячев

Осенью 2008 г. на федеральной автомобильной дороге М–9 «Москва-Рига» были развёрнуты работы по капитальному ремонту, затрагивающие земляное полотно, систему водоотвода, дорожную одежду и инженерное оснащение. К окончанию 2008 г. завершены работы на участке протяжённостью 50 км, проходящего по Тверской области, а также выполнены заделы на следующий строительный сезон. Работы организованы по участкам несколькими подрядными организациями с одновременным пропуском транспорта по ремонтируемым участкам.

Отличительной особенностью реализуемого проекта на капитальный ремонт является переустройство дорожной одежды, при котором существующее основание из монолитного цементобетона подвергается разрушению методом виброрезонанса (рис. 1).

В результате такого подхода дорожная одежда переходит в принципиально новое по характеру работы конструктивное исполнение: из жёсткой дорожной одежды в нежёсткую.

Технологический процесс виброрезонансной деструкции и последствий такой процедуры для работоспособности дорожной одежды для условий России изучены мало.

Отсутствуют достоверные, а зачастую и вовсе, данные о механических показателях полностью или частично разрушаемого слоя цементобетона, его однородности, особенностях работы выше уложенных слоёв и сохранности ими эксплуатационных показателей качества.

Поэтому Заказчиком была поставлена задача исследования отдельных этапов такой технологии и её влияния на вновь создаваемую дорожную конструкцию. Измерения упругого прогиба в различных слоях дорожной одежды при капитальном ремонте проводились с использованием установки динамического нагружения «ДИЦ МАДИ».

Рис. 1. Общий вид машины для разрушения цементобетона

методом вибрационного резонанса


Оценка полученных результатов позволили сделать заключение о высокой степени неоднородности разрушенного цементобетона по прочности. Такое обстоятельство может быть вызвано особенностями самого дроблённого материала, у которого заметное увеличение прогиба, судя по всему, может проявляться в области границы отдельных кусков (блоков).

Следует обратить внимание на тот факт, что имеет место существенное снижение модуля упругости подвергнутого виброрезонансной деструкции цементобетонного слоя при последующем воздействии вибрационного катка и автомобильного транспорта (см. таблицу).

Вероятно, это связано с неравномерным перемещением отдельных слабо скреплённых искусственных конгломератов цементобетона (эффект разуплотнения) из-за бокового давления от соседних блоков и выпирания грунта земляного полотна, происходящие при проседании и боковом смещении нагружаемого блока. При достаточно интенсивном и длительном последующем воздействии нарушаются остаточные связи между отдельными элементами раздроблённого цементобетонного слоя.

Таблица 1

Оценка степени однородности прочности разрушенного

виброрезонансным методом слоя цементобетона

при различных условиях внешнего воздействия


Показатель

Значение показателя




Разрушенный слой цементо-бетона (без последующего воздействия)

Разрушенный слой цементобетона (после 2-х проходов вибрационного катка)

Разрушенный слой цементо-бетона после пропуска транспортных средств

Среднее значение

333

320,5

151,6

Максимальное значение

542

459

245

Минимальное значение

200

202

86

Стандартное отклонение

94,93

78,54

54,46

Коэффициент вариации

0,285

0,245

0,359

Пример статистического анализа выборки модулей упругости на отрезке длиной около 1500 м (км 371…км 372) автомобильной дороги «Москва-Рига», по которому ведётся пропуск транспортного потока, представлен на рис. 2. Полученная совокупность строго удовлетворяет нормальному закону распределения при низком значении среднего модуля.



Рис. 2. График нормального распределения выборки

общих модулей упругости на участке км 371…км 372

Таким образом, в ходе исследований установлено, что после виброрезонансного разрушения цементобетонного слоя прочность полученного нежёсткого основания имеет высокую степень неоднородности. Наблюдается существенное снижение модуля упругости слоя разрушенного цементобетона при пролонгируемом воздействии вибрационных катков и транспортных средств. Это следует учитывать при разработке проектов на капитальный ремонт автомобильных дорог.

Секция «Экологические проблемы и охрана окружающей среды в транспортных системах»



Предотвращение загрязнения окружающей среды

при эксплуатации газопроводов

на закарстованных территориях

Е.Б. Аль-Сайяль, Е.В. Калинина



магистральные газопроводы, проложенные в сложных природных условиях Среднего и Северного Предуралья по территории Пермского края пересекают массивы карстующихся пород на протяжении 600 км [1], что составляет 8% от общей протяженности газопроводов. Плотность карстовых воронок еще до проложения газопроводов достигает более 7000 на 1 км2. изменение физико-механических свойств естественных и техногенных грунтов подтрубного пространства, появление «верховодки», неравномерная нагрузка на грунт, появление новых очагов инфильтрации на контакте с техногенными грунтами, некачественный тампонаж при строительстве провоцирует активизацию карста.

Анализ всех существующих методов закрепления трубопровода, проложенного в зоне влияния карста позволил выявить следующие методы и недостатки их применений.



  1. Засыпка карстовых воронок – недостаточно эффективна, поскольку на участках открытого карста в трещиноватых породах процессы выщелачивания идут постоянно и образуются новые воронки, требующие увеличения объема работ.

  2. Тампонирование – сложная и дорогостоящая операция, рациональна для небольших глубинных полостей.

  3. Подбивка газопроводов – используется в случаях, когда результаты геологических исследований показали наличие протяженных полостей непосредственно под трубопроводами, бывает технически трудно выполнима из-за наличия гипсовых ложементов, в которых были уложены трубопроводы.

  4. Многопролетный балочный переход – характеризуется трудоемкостью и металлоемкостью возведения конструкции.

Учитывая недостатки вышеперечисленных методов закрепления проложенного в зоне влияния карста трубопровода, предлагается использовать запатентованный метод «труба на тросе». Сущность метода заключается в возврате трубы в проектное положение и снятие недопустимых напряжений в трубе. Схематичное изображение конструкции «труба на тросе» приведено на рисунке.


Сводный геологический разрез конструкции «Труба на тросе»
Буронабивные сваи – стойки заглубляются в толщу некарстующих грунтов для исключения случая потери устойчивости сваи вследствие дальнейшего развития карстовой полости. Труба газопровода подвешивается с помощью кожуха и тросов на буронабивные сваи – стойки. Натяжение троса осуществляется при помощи натяжных муфт. Для осуществления мониторинга не только на этапе эксплуатирования конструкции, но и во время выполнения ремонтных работ применяется система датчиков «интеллектуальных вставок». Тензометрические датчики совместно с датчиками температуры надежно изолированы и соединены с блоком питания и архивным блоком.

По радио или телефонной линии данные о напряженном состоянии трубопровода передаются в центр контроля, осуществляющего мониторинг. Возможно использование следующих видов датчиков: клеящиеся и привариваемые. Датчики надежно изолируются с помощью стекловолокна, контакты отводятся на поверхность земли. Таким образом, в любой момент времени представляется возможным определить напряженное состояние и собрать архив данных на опасных участках для избегания критических напряжений и, как следствие, возникновение аварийных ситуаций.

Метод «труба на тросе» можно применять на эксплуатируемых магистральных газопроводах.

Применение данной конструкции на эксплуатируемых в закарстованных районах газопроводах позволяет снизить давление грунта на трубу, устраняет прогиб трубы над полостью. Защитная конструкция позволяет снять недопустимые напряжения в трубе. Данные, переданные с датчиков на трубе («интеллектуальных вставок»), позволяют в режиме реального времени следить за напряженно-деформируемым состоянием трубы. Влияние данной конструкции на перемещения и деформации трубы рассчитано инженерным методом и смоделировано в программном комплексе PLAXIS.

Оба метода подтвердили, что данная конструкция позволяет безопасно эксплуатировать трубопровод при карстовом провале. Конструкция запатентована как изобретение и полезная модель Федеральным Институтом Промышленной Собственности России [2, 3].
Литература
1. Килин, Ю.А. Карстомониторинг на трассах МГ в Пермском Прикамье. Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов / Ю.А. Килин, И.И. Минькевич // Тезисы докладов международной научной конференции. ФГНУ «ЕНИ». – Пермь, 2005. – 274 с.

2. Аль-Сайяль Е.Б., Ширяева Т.С.. Патент РФ на изобретение


№ 2316630 от 10.02.2008. Способ защиты трубопроводов от аварийных ситуаций, вызванных карстовыми провалами.

3. Аль-Сайяль Е.Б., Ширяева Т.С.. Патент РФ на полезную модель


№ 2005122060 от 12.03.2006. Устройство для защиты трубопроводов от аварийных ситуаций, вызванных карстовыми провалами.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   45   46   47   48   49   50   51   52   ...   57


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница