Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика

По итогам проделанной работы был определен действительный риск лаборатории, который составляет около 0,236, т.е. ДР ≤ 0,4 (см. табл. 1). Это говорит о том, что уровень безопасности очень хороший. Но это не означает, что не следует проводить мероприятия по улучшению ситуации.

Таблица 2

Результаты обработки контрольных списков, выбранных для анализа лаборатории

Подводя итоги, следует отметить, что контрольные списки достаточно структурированы и удобны в использовании, а кроме того, есть возможность их применения к широкому спектру предприятий. Чтобы точно ответить на вопросы контрольных списков, нужно провести качественный сбор данных в течение нескольких дней. Кроме того, природные условия в европейских странах и Российской Федерации отличают-

221

ся, и это влияет на перечень вопросов в контрольных списках. В связи с этим предлагается по возможности расширить ряд контрольных списков с целью применения их в условиях нашей страны.

Список литературы

1.Официальный сайт ОАО «Сорбент» [Электронный ресурс]. – URL: http://www.sorbent.su (дата обращения: 01.10.2014).

2.Контрольные списки для изучения и оценки состояния промышленных объектов, имеющих вещества, представляющие опасность для водных ресурсов: метод. рекомендации / Федеральное министерство окружающей среды, строительства, охраны природы и безопасности ядерныхреакторовГермании. – UBA: Германия, 2014. – 276 с.

3.Государственное предприятие «Измаильский морской торговый порт». Измаильский порт и экологическая безопасность дельты Дуная [Электронный ресурс]. – URL: http://www.izmport.com.ua/ index.php?option=com_content&view= article&id=109:2011-10-05-12-31- 43&catid=45:2011-09-07-09-28-06 (дата обращения: 15.10.2014).

Сведения об авторах

Черёмухина Олеся Олеговна – студентка, кафедра «Маркшей-

дерское дело, геодезия и геоинформационные системы», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: olesya.cheryomukhina@gmail.com.

Аббазова Жанна Тимуровна – магистрантка, кафедра «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: zhanna.abbazona@yandex.ru.

Ташкинова Ирина Николаевна – кандидат технических наук,

доцент кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: i.tashkinova@pstu.ru.

Слюсарь Наталья Николаевна – кандидат технических наук,

доцент кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: nnslyusar@gmail.com.

Алексанян Аида – кандидат технических наук, сотрудник, На- учно-производственное экологическое объединение Eco Peace, e-mail: aleaida@mail.ru.

222

СЕКЦИЯ 2 ЭКОЛОГИЯ В ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНОМ

КОМПЛЕКСЕ

УДК 625. 7/8

С.Ю. Аксенов, А.Н. Онищенко

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЮЖНОГО МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ РЕКУ ДНЕПР В ГОРОДЕ КИЕВЕ

Натурные испытания ортотропной плиты вантовой пролетного строения Южного мостового перехода через реку Днепр в городе Киеве под действием подвижной нагрузки показали, что одной из весомых причин возникновения преждевременных трещин, сдвигов, наплывов и колейности в асфальтобетонном покрытии на ортотропной плите консольной части ЮМП является влияние совместного действия динамики колебания при проезде поезда метро и транспортных средств большой грузоподъемности.

Ключевые слова: полимербитумное вяжущее, статическая нагрузка, ортотропная плита, частота колебаний, деформации.

S.Yu. Aksenov, A.M. Onischenko

EXPERIMENTAL STUDIES OF SOUTH

RIVER DNIPER BRIDGEWORK IN KYIV

Full-scale tests of the cabling orthotropic plate superstructure South bridge across the Dnieper in Kiev under the action of a moving load. This article obtained studies have shown that one of the biggest causes of premature cracks, landslides, sagging and rutting in asphalt coating on the orthotropic plate arm portion is permanent and influence the dynamics of the joint action of vibrations when driving subway trains and heavy vehicles.

Keywords: modified binder, static load, orthotropic plate, oscillation frequency, deformation.

Южный мостовой переход (далее ЮМП) через р. Днепр в г. Киеве начали строить в 1982 году под расчетную нагрузку А15,

223

НК-80 [1,2]. Автомобильное движение по мосту открыто в 1990 г., а движение поездов метро в 1992 г. [1, 2]. Опыт эксплуатации показал, что уже в первый год эксплуатации на асфальтобетонном покрытии появлялись продольные и поперечные трещины, которые быстро развивались и разрушали покрытия, несмотря на применение полимербитумного вяжущего [3–5].

Главным отличием мостов от других сооружений является то, что они, кроме статической нагрузки от собственного веса, еще должны воспринимать подвижную нагрузку в виде разных видов транспорта. Действие транспорта проявляется на контактной поверхности, на которую наезжает колесо, трак и др. К основным требованиям по контактной поверхности дорожного покрытия относятся: обеспечение прочности и неизменность формы поверхности. Отличием покрытия на мостах по сравнению с дорожным является то, что его основа не является статической. На мостах основа дорожного покрытия является динамической системой, которая колеблется, вибрирует, локально прогибается [4, 5]. Это вносит свой негативный вклад – покрытие на мостах разрушается быстрее, чем на автомобильных дорогах [3–5]. При этом повреждения дорожного покрытия впоследствии приводят к ухудшению работы всех других конструкций моста. Также повышается степень динамического воздействия от ударов колес о неровности покрытия, что может вызвать перегрузку отдельных элементов сооружений и привести к их разрушению, что недопустимо.

Однако существенной особенностью работы дорожного покрытия на металлической ортотропной плите мостов является значительная ее деформативность. Это приводит к значительным местным деформациям горизонтального листа ортотропной плиты, а в дорожном покрытии возникают значительные перенапряжения, проявляющиеся в виде характерных продольных трещин над ребрами ортотропной плиты – и это в дополнение к температурным трещинам. Именно появление таких трещин в конструкции покрытия вантового пролета Южного мостового перехода через р. Днепр в г. Киеве послужило причиной для выполнения приведенных в работе исследований.

Были проведены натурные испытания ортотропной плиты вантовой пролетного строения Южного моста под действием подвижной нагрузки, а именно: полные деформации пролетного строения, деформации ее консольной части и локальные деформации горизонтального листа ортотропной плиты.

224

Общие деформации консольных частей ортотропной плиты при статической и динамической нагрузке. Целью испытаний было получе-

ние картины фактических деформаций горизонтального листа ортотропной плиты под эксплуатационной нагрузкой, что необходимо для моделированияработыдорожногопокрытияприегопроектировании.

Испытания были выполнены по трем основным схемам:

а) регистрация динамических прогибов характерных точек поперечника пролетного строения в пролете для получения общей картины деформаций;

б) регистрация динамических прогибов конца консоли поперечника пролетного строения над опорой 14 для получения картины деформаций консоли относительно несущей коробки;

в) регистрация динамических прогибов горизонтального листа ортотропной плиты для получения картины локальных деформаций относительно продольных ребер.

Испытания проводились под руководством В.П. Редченко [6]. Общие деформации поперечника пролетного строения регист-

рировались в четверти пролета 13–14 ближе к опоре 14 Измерение выполнялись для 7 характерных точек поперечника (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения датчиков при регистрации общих деформаций поперечника пролетного строения

Максимальные зарегистрированные квазистатические прогибы при проезде отдельных грузовиков близки к 10 мм (рис. 2), при проезде поездов метрополитена – до 15 мм (рис. 3) с соответствующим скручиванием поперечника в сторону приложения нагрузки. Консольные части поперечника при этом не получают ощутимых искажений, поскольку находятся вне зоны приложения нагрузки. Колебания поперечника происходят по многим формам с максимальными амплитуда-

ми на частотах: 1,0, 1,2, 1,45, 1,8, 1,9 Гц.

225

Рис. 2. Проезд грузовика, картина деформации поперечника

Рис. 3. Проезд поезда метрополитена, картина деформации поперечника

Деформации участков плиты между продольными ребрами при статическом и динамическом нагружении. Испытания были выполне-

ны для консоли с верхней стороны на расстоянии 2,5 м от оси опирания пролетного строения (рис. 4). Регистрировались прогибы конца консоли относительно земли. Максимальные динамические прогибы были на уровне 4,0 мм, при этом квазистатический прогиб составляет 3,6 мм. От этого прогиба следует вычесть значение общего прогиба пролета длиной 80,5 м на расстоянии 2,5 м от опоры, что в данном случае находится на уровне 0,5 мм при расположении грузовика в середине пролета.

Собственная частота колебаний консоли близка к 7,4 Гц (по форме без искажения фасадной линии). Колебания консоли, загруженной автомобилем, происходят по разным формам искажения фасадной линии в диапазоне частот от 4,5 до 13,0 Гц (рис. 5). При этом во время проезда метро явно происходят усиления амплитуд колебаний консоли на частотах близких к 8,5 Гц (рис. 6, 7).

226

Рис. 4. Схема расположения прогибомера

Рис. 5. Проезд одиночной грузовика (5 осей) (хорошо видно нагрузку от каждой оси и постепенное уменьшение прогиба при удалении грузовика)

Рис. 6. Проезд грузовика при приближении поезда метро (поезд в соседних пролетах). Частота колебаний около 8,5 Гц

Локальные деформации горизонтального листа ортотропной плиты. Измерения производятся на консольной части ортотропной плиты с низовой стороны над левобережным устоем 14 (рис. 8). Толщина

227

листа 12 мм, что проверено ультразвуковым толщиномером. Выполняется регистрация динамических прогибов горизонтального листа относительно продольных ребер в середине между поперечными балками. Измерения проводились для 4 секции между продольными ребрами в зоне колеи крайней правой полосы движения, также выполняются измерения общей деформации продольного ребра относительно земли.

Рис. 7. Проезд грузовика при одновременном проезде поезда метро

р. Дніпро

1

Рис. 8. Схема расположения датчиков для измерения локальных динамических прогибов ортотропной плиты

По результатам испытаний максимальные прогибы снизу были зарегистрированы в 3-й панели (датчик Д3) и были на уровне 2,0 мм для подавляющего большинства грузовиков. Также были зафиксированы прогибы на уровне 2,5 мм для отдельных, явно перегруженных автомобилей (рис. 9). Деформации листа сверху для соседних панелей (датчики Д2 и Д4) были на уровне 0,45 и 0,7 мм соответственно. При этом деформации листа уже в следующих панелях (датчик Д1) были на уровне погрешности измерения. Картина локальных деформаций ортотропной плиты при одноосной нагрузке изображена на рис. 10.

228

Рис. 9. Локальные прогибы горизонтального листа ортотропной плиты при проезде пятиосного грузовика

Рис. 10. Картина локальных деформаций ортотропной плиты при одноосной нагрузке

Амплитуда и частота колебаний консольной части при динамической нагрузке. Ускорение при вынужденных колебаниях консоли.

Натурные ускорения измеряются с использованием сейсмоприемника ОСП-2МВ, который устанавливается на проезжую часть в линии барьерного ограждения у тротуара (рис. 11, 12).

Зарегистрированные значения ускорений максимальны при проезде поезда метро и превышают величину в 2 м/с2. Частоты вынужденных колебанийконсолиприэтомблизкик10 Гц(вдиапазоне8–13 Гц).

Ускорение, вызванное собственными формами колебаний пролетного строения (до 2 Гц), находится на уровне 0,5 м/с2.

Полученные исследования показали, что при движении транспортного средства по консоли мостового полотна ЮМП действуют силы инерции от колебаний консоли, которые увеличивают давление

229

оси как минимум в 1,2 раза. Это свидетельствует о том, что необходимо проводить расчет дорожной одежды не на ось весом 115 кН, согласно (ВСН В.2.3-218-186), а на ось весом 140 кН, с учетом возможных перегрузок на ось весом 150–160 кН для обеспечения необходимой трещиностойкости асфальтобетонного покрытия на ЮМП.

Рис. 11. Ускорение у опоры 14 при проезде поезда метро, максимальные ускорения на частотах, близких к 10 Гц

Рис. 12. Прогиб консоли у опоры 14 при заезде грузовика во время движения поезда метро и ускорения, полученные двойным дифференцированием прогибов (значения прогиба (мм) на графике увеличены в 1000 раз)

На основе полученных исследований сделано предположение, что одной из весомых причин возникновения преждевременных трещин, сдвигов, наплывов и колейности в асфальтобетонном покрытии на ортотропной плите консольной части ЮМП является влияние совместного действия динамики колебания при проезде поезда метро с максимальным ускорением на частотах, близких к 10 Гц, и транспортных средств большой грузоподъемности.

230