Продавливание металлических защитных экранов на основе элементов из листового проката и полутруб

Объектом исследования являются новые конструктивные решения металлических защитных экранов на основе элементов из листового проката, полутруб и направляющих труб. Металлические защитные экраны применяются при строительстве подземных транспортных сооружений закрытым способом. Защитный экран предотвращает деформации и просадки поверхности вышележащих слоев грунта, авто- и железнодорожного полотна. При строительстве сооружений тоннельного типа под действующими транспортными коммуникациями не должны быть нарушены условия безопасной эксплуатации автомобильных и железных дорог. В этом случае особое внимание уделяется просадкам вышележащих слоев грунта. Величина просадок влияет на возможность эксплуатации автомобильных дорог и снижение скорости либо полную остановку движения на железной дороге. Поэтому было исследовано напряженно-деформированное состояние предлагаемых металлических защитных экранов с помощью расчетной модели, разработанной на основе метода конечных элементов. Для повышения точности расчета внутренних усилий на продавливание отдельных конструктивных элементов металлического защитного экрана использовался метод Ромберга. Предлагаемые конструкции и технологии защитных экранов сохраняют преимущества применяемых в настоящее время при одновременном снижении затрат на сооружение защитного экрана, так как исследуемые конструктивные решения требуют меньших усилий на продавливание отдельных элементов и, как следствие, использования менее мощного оборудования. Расчеты напряженно-деформированного состояния предложенных конструкций защитных экранов показали их жизнеспособность. В качестве критерия проверки работоспособности рассматривались максимальные напряжения, воспринимаемые отдельными частями конструкций, они не превышают предела текучести выбранной стали. Также были рассчитаны максимальные вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных частей экранов, которые не превышают обозначенных в требованиях Правил технической эксплуатации железной дороги в Республике Беларусь и Инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути в Российской Федерации. Это подтверждает работоспособность предлагаемых металлических защитных экранов.

1. Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов / под ред. В. А. Ильичева. М.: ГУП НИАЦ, 2004. 206 с.

2. Секция защитного экрана: пат. RU 121860 / И. Б. Сон, В. М. Ким , Г. А. Ананидзе, А. А. Коньков, В. А. Зубов. Опубл. 10.11.2012.

3. Способ создания защитного экрана: пат. RU 2501953 / И. Б. Сон, В. М. Ким, Г. А. Ананидзе, А. А. Коньков, В. А. Зубов. Опубл. 20.12.2013.

4. Защитный экран для тоннеля, или трубы, или путепровода тоннельного типа в рыхлом грунте (варианты) и способ его сооружения: пат. BY 23710 / Н. М. Прибыльская, А. А. Безуглый. Опубл. 30.06.2022.

5. Защитный экран из однотипных элементов для сооружения тоннеля: пат. Евразийский патент EA042410 / Н. М. Прибыльская. Опубл. 02.10.2023.

6. Правила технической эксплуатации железной дороги в Республике Беларусь [Электронный ресурс]: постановление М-ва транспорта и коммуникаций Респ. Беларусь, 25 нояб. 2015 г., № 52. Режим доступа: https://pravo.by/document/?guid=12551&p0=W21530414p.

7. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути [Электронный ресурс]: распоряжение ОАО «РЖД», 14.11.2016, № 2288р. Режим доступа: https://company.rzd.ru/api/media/resources/1503751?action=download.

8. Напряженно-деформированное состояние защитного экрана из труб и базовых элементов в подземном строительстве / Н. М. Прибыльская, В. А. Гречухин // Метро и тоннели. 2022. № 1. С. 9–13.

9. Мосты и трубы: СН 3.03.01–2019. Введ. 31.10.2019. Минск: Минстройархитектуры, 2020. 286 с.

10. Устройство пересечений в разных уровнях существующих железной и автомобильной дорог без остановки движения поездов / П. Н. Курочка [и др.] // Транспортное строительство. 2015. № 4. С. 14–17.