06 апреля 2020 05:39

фото: ИД «Гудок»

Инновации и точный расчёт

Учёные кафедры «Мосты и тоннели» РУТ (МИИТ) востребованы для решения современных задач железнодорожной отрасли

В преддверии Дня российской науки, отмечаемого 8 февраля, уместно было бы поговорить об опыте, широко практикуемом в настоящее время в России по организации проведения комплексных научно-исследовательских работ на модернизируемой исследовательской лабораторной базе. Такой опыт активно нарабатывается и в Российском университете транспорта (РУТ). Подобные исследования так или иначе призваны решать задачи, поставленные перед отраслевой наукой, одна из которых – повышение эффективности безопасности и надёжности на железнодорожном транспорте.
Евгений Курбацкий, доктор технических наук, профессор кафедры «Мосты и тоннели» Российского университета транспорта
– Евгений Николаевич, насколько активно представители научного сообщества способны откликнуться на существующие в этой сфере актуальные проблемы?
– В транспортных вузах РФ трудится много видных учёных, работы которых широко используются и цитируются, и талантливая молодёжь. Об этом я могу судить обоснованно, так как являюсь членом экспертного совета ВАК. В последние годы мне пришлось анализировать большое количество хороших диссертаций на соискание учёных степеней, которые поступали в экспертный совет. Это свидетельствует о том, что в вузах ведутся научные исследования на высоком уровне и существуют целые научные школы. Поэтому желательна более тесная связь вузов с научно-исследовательскими и проектными институтами. Это позволит стимулировать научные разработки в вузах, приблизит их к решению практических задач и обеспечит быстрое и более полное внедрение полученных результатов.

– Проблем, стоящих перед ОАО «РЖД», множество.
– Именно поэтому сотрудники кафедры «Мосты и тоннели», которую я представляю, занимаются разнообразными исследованиями. Это работы, связанные с расчётами и проектированием уникальных сооружений. Сотрудники кафедры принимают участие в разработке сводов правил стандартов, различных регламентов и технических требований. Одной из серьёзнейших проблем являются устаревшие нормативные документы. Так как от их качества зависит безопасность движения поездов, переработка и совершенствование этих документов обязательна.

– Тогда, может быть, остановимся отдельно на нескольких из исследований, выполненных вами совместно с коллегами?
– В своё время нам пришлось решать задачи, связанные с тем, что проходящие по территории столицы новые железнодорожные пути находились в границах существующей сложившейся городской застройки. Размер технической зоны такого сооружения в соответствии с существующими нормами составляет 40 м в обе стороны от внешнего контура. Таким образом, значительная часть имеющейся городской застройки оказывается в зоне влияния вибрационного и шумового загрязнения от железной дороги. Причина таких процессов связана (но не ограничивается) со взаимодействием колёсной пары и рельса, что приводит к возникновению динамических нестационарных нагрузок и вибрации элементов верхнего строения пути. Вибрация верхнего строения пути передаётся на тоннель, от него по грунту на фундамент здания и проникает в помещение, вызывая не только вибрацию стен и перекрытий, но и структурный шум в помещении. В связи с этим сотрудниками нашей кафедры пришлось заниматься разработкой методик оценки уровня возникающих при движении подвижного состава вибраций зданий и сооружений, расположенных вблизи тоннелей мелкого заложения и открытых железнодорожных трасс. А вместе с тем и виброзащитных конструкций верхнего строения пути, а также варианты виброизоляции зданий, расположенных вблизи железнодорожного пути. Такие сооружения, например, были нами выполнены и впоследствии установлены в районе площади Гагарина.

– В вашей докторской диссертации был предложен новый метод расчёта защиты сооружений против динамического воздействия природного и техногенного происхождения.
– Общеизвестно, что процесс познания природы – это моделирование. При оценке реакции сооружений на природные и техногенные воздействия используются различные математические модели. Под этим термином применительно к физическому явлению или объекту исследования имеется в виду описание поведения или состояния на формальном математическом языке. С развитием науки совершенствуются и средства передачи этого языка. Метод решения, разработанный в моей докторской диссертации, позволяет более эффективно решать многие практические задачи, используя современный математический аппарат.

– Занимаясь такими расчётами, вы принимали во внимание отличительные особенности транспортных сооружений?
– Собственные частоты мостов часто попадают в область доминирующих частот землетрясений, поэтому при сейсмических воздействиях проявляются опасные резонансные явления. Многие пролётные строения имеют большую протяжённость, поэтому при землетрясении на разные опоры могут оказываться различные воздействия, что необходимо учитывать при проектировании и расчётах.
В своё время я ознакомился с зарубежным опытом проектирования мостов в сейсмоопасных районах. Отмечу, что нормативные документы, регламентирующие расчёты мостов и тоннелей в США, Японии, других странах, более совершенны. Так, американские нормы расчёта мостов содержат более 100 страниц текста, где для проектировщиков подробнейшим образом расписано, как строить сооружения в опасных зонах. Наши же нормативы гораздо скромнее и, как уже было отмечено выше, содержат ошибочные положения. В ходе личного общения с проектировщиками, занимающимися проектированием сооружений для сейсмически активных районов и обращающимися за консультациями, вижу, что им явно не хватает необходимой для расчёта информации. По этой причине всегда являлся активным сторонником скорейшего пересмотра отечественных нормативов в разделе «Транспортное строительство» с учётом последних достижений науки и техники.

– Вместе с коллегами по кафедре вы выполняете и многие совместные исследования с другими подразделениями вуза.
– Такой подход диктует тематика поставленных перед нами задач. Совместно с сотрудниками кафедры «Путь и путевое хозяйство» нашего вуза мы занимались исследованиями, касающимися оценки воздействия поездов на земляное полотно на подходах к мостам и тоннелям. Пока у российских специалистов нет опыта проектирования, строительства и эксплуатации высокоскоростных магистралей. Отсутствуют и утверждённые на государственном уровне чёткие нормы в этом вопросе. Существуют лишь специальные технические условия, применительные к конкретным проектам. Тем не менее аспирантами кафедры «Мосты и тоннели» подготовлены и успешно защищены диссертации, в которых исследовано воздействие высокоскоростных подвижных нагрузок на балки, плиты и полупространство. В результате расчётов определены критические скорости движения поездов в зависимости от параметров конструкции верхнего строения пути.
Среди других проектов, разработанных сотрудниками кафедры «Мосты и тоннели», назову вариант перехода через Керченский пролив, представляющий собой тоннель из опускных секций, вызвавший интерес и Президента РФ. Впоследствии «За большой вклад в реализацию важных проектов транспортной инфраструктуры» от лица Владимира Путина нам была объявлена благодарность.

Беседовал Владимир Горелкин

 


Оставить комментарий
Гость 07.02.2020 08:00:10
"структурный шум в помещении" - от вибраций!?
Шум возникает в процессе ударной нагрузки по стыку рельсов, а не от вибрации.
Разработан "Безударный стык для бесстыкового пути" который снижает шум от железки на 95%.
Но менеджерам Метрополитена и ОАО "РЖД" шум не мешает.
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29