WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ЧЕРКАСОВ Александр Михайлович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ЗЕМЛЯНОМУ ПОЛОТНУ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ НА МНОГОЛЕТНЕМЁРЗЛЫХ ОСНОВАНИЯХ

05.22.06 – Железнодорожный путь,

изыскание и проектирование железных дорог

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Таисия Васильевна Шепитько

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Георгий Сергеевич Переселенков

кандидат технических наук,

Галина Ивановна Бондаренко

Ведущее предприятие: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный университет путей сообщения» (СамГУПС)

Защита состоится «04» июня 2009 г. в 12 00 час. на заседании диссертационного совета Д218.005.11 при Московском государственном университете путей сообщения, по адресу: 127994, ГСП-4, Москва, ул. Образцова, д.9, стр. 9, ауд. 1235.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения. Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу совета университета.

Автореферат разослан «28» апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

профессор Ю.А. Быков

Актуальность темы. Стратегия развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 года (Стратегия-2030) предусматривает существенное увеличение объемов железнодорожного строительства в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов. Необходимым условием выполнения этой задачи является разработка и выбор обоснованных конструктивно-технологических и организационных решений по земляному полотну железных дорог на многолетнемёрзлых основаниях с целью повышения его надежности, снижения общего срока строительства, обеспечения возможности круглогодичного производства земляных работ и сохранения экологии в зоне транспортного освоения.

Целью исследования является научное обоснование и выбор взаимоувязанных конструктивно-технологических и организационных решений по земляному полотну (насыпям) железных дорог на многолетнемёрзлых основаниях.

Задачи исследования. Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

  • обобщение и анализ существующих конструкций и технологий возведения железнодорожных насыпей на многолетнемёрзлых основаниях, в первую очередь, на п-ве Ямал и в Якутии;
  • разработка моделей и алгоритмов управления технологическими процессами возведения насыпей земляного полотна на многолетнемёрзлых основаниях во взаимосвязи с конструктивными решениями в режиме мониторинга;
  • исследование влияния характеристик грунтов на конструктивно-технологические решения и устойчивость насыпи;
  • разработка методики обоснования и регулирования конструктивно-технологических решений, а также рекомендаций по снижению ресурсозатрат.

Предметом исследования являются конструктивно-технологические и организационные решения по земляному полотну железнодорожных линий на многолетнемёрзлых основаниях.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертации применены программно-целевой метод исследования, системный анализ, проведены аналитические расчеты технологических режимов, использованы основы теории надежности для оценки устойчивости насыпи и основания.

Научная новизна результатов заключается в разработке обоснованных взаимоувязанных конструктивно-технологических и организационных решений с целью обеспечения надёжности конструкции земляного полотна железных дорог, реализации новых технологий круглогодичного производства работ на многолетнемёрзлых основаниях, в том числе в Заполярной тундре. Конструктивные решения земляных сооружений рассматриваются в диссертации в зависимости от состава и динамики технологических процессов. Предложена методика, позволяющая с системотехнических позиций изменять конструктивные параметры земляного полотна при существенно переменных граничных условиях одновременно и во взаимосвязи с изменением организационно-технологических решений в режиме мониторинга.

Практическая ценность исследования заключается в использовании результатов при:

  1. выборе конструктивно-технологических решений для железнодорожного земляного полотна в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов;
  2. проектировании производства работ по устройству насыпей на многолетнемёрзлых основаниях, в том числе в условиях Заполярной тундры;
  3. научном сопровождении при реализации проектов железнодорожных линий в районах Сибири и Заполярной тундры.

Разработанные в диссертации новые конструктивно-технологические решения внедрены на экспериментальном участке разъезд Хралов – станция Сохонто железнодорожной линии Обская – Бованенково и участке Томмот-Кердем в режиме пускового комплекса железнодорожной линии Беркакит-Томмот-Якутск (Нижний Бестях).

На защиту выносятся:

1. Методика обоснования и выбора взаимоувязанных конструктивно-технологических и организационных решений по земляному полотну железных дорог на многолетнемёрзлых основаниях.

2. Модель и алгоритмы управления технологическим процессом возведения насыпей земляного полотна на многолетнемёрзлых основаниях во взаимосвязи с конструктивными решениями с целью обеспечения надёжности земляного полотна.

3. Конструкция и технология круглогодичного производства земляных работ по возведению железнодорожной насыпи с сохранением экологии в зоне строительства.

4. Система мониторинга земляного полотна, отслеживающая отклонения конструктивных, технологических и организационных параметров от запланированных проектом.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр «Организация, технология и управление строительством» (2006-2009 гг.), «Путь и путевое хозяйство» (2009 г.) МИИТа; на научно-практических конференциях «Неделя Науки» в 2006, 2007 гг.; на семинаре по вопросам инженерного карстоведения (г. Дзержинск), приуроченном к 55-летию деятельности предприятия «Противокарстовая и береговая защита» и 70-летию со дня рождения В.В. Толмачева, 2007 г.; на VIII и IX научно-практических конференциях «Безопасность движения поездов», в 2007 и 2008 гг.; на IV и V научно-технических конференциях с международным участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути», посвященных памяти профессора Г.М. Шахунянца, 2007 и 2008 гг.; на XVII международной конференции «Транспорт 2007» в ВТУ им. Т. Каблешкова, г. София (Болгария), 2007 г.; на III и IV общероссийских конференциях изыскательских организаций «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации», ПНИИИС, 2007 и 2008 гг.; на научном семинаре «Роль молодых ученых в развитии железнодорожного транспорта», 2007 г.; на VIII Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2008; V Научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях», 2008 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 работ, из которых 9 – по теме диссертации, в том числе 2 – в изданиях перечня ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста и 10 страницах приложений, содержит 56 рисунков и 23 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и сформулированы цели и задачи диссертационной работы. Дан обзор научных исследований в области конструктивно-технологических решений по земляному полотну железных дорог, в том числе в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов, выполненных Е.С. Ашпизом, Г.И. Бондаренко, В.В. Виноградовым, В.И. Грицыком,

С.М. Ждановой, Г.Н. Жинкиным, П.И. Дыдышко, М.И. Ивановым,

В.Г. Кондратьевым, Г.Г. Коншиным, Я.С. Крафтом, В.А. Кудрявцевым,

С.Я. Луцким, Г.П. Минайловым, И.В. Наком, В.В. Пассеком,

Г.С. Переселенковым, С.П. Першиным, В.А. Позиным, Т.В. Потатуевой,

И.В. Прокудиным, Л.Т. Роман, Э.С. Спиридоновым, П.М. Токаревым,

Л.Н. Хрусталёвым, Г.М. Шахунянцем, Т.В. Шепитько, В.П. Чернавским,

Б.И. Цвелодубом, А.А. Цернантом, Т.Г. Яковлевой и другими учеными.

В первой главе выполнен анализ существующих теоретических исследований и их практической реализации по вопросам возведения земляного полотна железных дорог на многолетнемёрзлых основаниях.

Вопросы разработки конструкции и проектирования земляного полотна неразрывно связаны с вопросами технологии его сооружения. Уже на стадии проекта отбирают и используют такие конструктивные решения, которые являются технологичными для конкретной дороги и региона её расположения. В ходе земляных работ исходные условия и параметры, предусмотренные в проекте, меняются, в связи, с чем корректируются и уточняются первоначальные, а при необходимости – разрабатываются новые конструкции. Между тем, научные исследования по этим проблемам, как правило, специализированы по конструктивным или технологическим вопросам. Поэтому, в соответствии с целью диссертации, исследование состояния вопроса выполнено с акцентом на взаимосвязь научных работ по конструкции и технологии. В работе будет показано, что для регионов распространения многолетнемёрзлых грунтов и неустойчивой экологии такой подход является необходимым.

Возведение земляного сооружения на многолетнемёрзлых основаниях связано с необходимостью координации во времени и по трассе сложных физико-механических, технологических процессов. На первом этапе для конкретного объекта рассматривается, как правило, возможность применения типовых конструктивно-технологических решений. Запроектированная конструкция и соответствующая ей технология определяют объемы земляных работ и, как следствие - сроки их выполнения. Контроль и сравнение этих сроков с контрактными относится уже к сфере организации производства. В случае невозможности их соблюдения рассматривается возможность и целесообразность принятия альтернативных вариантов. На втором этапе разрабатываются технологические режимы производства работ на многолетнемёрзлых основаниях; при этом также возникает необходимость в координации конструктивных, технологических и организационных, в первую очередь, срокообразующих решений. Именно эта комплексная задача не имеет достаточно полного методического обоснования и должна быть решена в настоящей диссертационной работе.

Методика обоснования и выбора рациональных конструктивно-технологических и организационных решений по земляному полотну на многолетнемёрзлых основаниях должна учитывать воздействие на сооружаемый объект неблагоприятных погодно-климатических и инженерно-геологических факторов, постоянные изменения технологических параметров и характеристик грунтов. В связи с этим, важным компонентом реализации принятых решений является мониторинг производственной ситуации.

Мониторинг связан с выявлением, регулированием и "совместной оптимизацией" воздействия факторов внешней среды и внутренних факторов системы, результатом чего является взаимоувязанное формирование инвестиционных планов и календарных графиков проектирования и сооружения железных дорог.

Таким образом, несмотря на большое количество исследований, посвященных разработке конструктивно-технологических и организационно-управленческих решений по земляному полотну на многолетнемёрзлых основаниях, отсутствует методика их взаимоувязанного выбора с системных позиций.

Во второй главе разработана методика формирования конструктивно-технологических и организационных схем сооружения земляного полотна на многолетнемёрзлых основаниях. Для их обоснованного выбора в диссертации разработана принципиальная схема (рисунок 1), обеспечивающая надежность земляного полотна.

Рисунок 1 - Принципиальная схема взаимосвязи конструктивно-технологических и организационных решений по земляному полотну на многолетнемёрзлых основаниях.

Из схемы видно, что конструктивно-технологические и организационные решения в проектах земляных сооружений (насыпей, выемок, и др.) на многолетнемёрзлых основаниях взаимоувязаны, а их выбор рассмотрен как комплексная задача в связи с тем, что на стадиях проектирования, производства работ и эксплуатации непрерывно меняются инженерно-геологические, климатические, грунтовые характеристики. Методика решения этой задачи с системотехнических позиций основана на постоянном мониторинге характеристик с целью определения их совместного влияния на результирующие показатели: срок сдачи земляного полотна под укладку пути, открытие временной эксплуатации, темпы и стоимость работ. Методические этапы решения задачи в такой постановке приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Методические этапы принятия конструктивно-технологических и организационных решений при сооружении земляного полотна.

Этапы расчетов

Расчетные параметры

I

Конструктивно-технологические решения

1

Определение состава и объемов работ по технологическим процессам в базовом варианте конструкции

[Vj], j = 1,…,n

2

Расчет фондов машиноресурсов, производительности и продолжительности процессов

[Фj], [Пj], [tj]

3

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»