Типовые пролетные строения с ездой на балласте. Реализация. Мост через реку Партизанская

1. В последние годы институтом Гипростроймост разработаны новые решения конструкций железнодорожных пролетных строений.Разработана серия пролетных строений в виде ферм с ездой понизу с организацией езды на балласте по стальной ортотропной плите.

2. Езда на балласте имеет преимущества, которые при некоторых условиях становятся важными или определяющими: • Постоянная жесткость пути на подходах и на мостовых сооружениях, как следствие – большая комфортность езды; • Меньшая шумность езды, особенно при использовании специальных подбалластных матов, предназначенных для гашения шума и вибраций; • Возможность использования щебнеочистительных комплексов непрерывно как на подходах, так и на мостовых сооружениях; • Возможность применения пролетных строений с ездой на балласте на различных продольных уклонах и иных элементах профиля; • Главное: возможность устройства мостовых сооружений на кривых в плане и при косом расположении опор.

3. Осуществлена идея однородности пути в местах сопряжения моста и подходов, что обеспечивает плавность езды на всем перегоне и сокращение эксплуатационных расходов на ремонт пути. • Достигнуто новое качество конструкции, заключенное в снижении динамических нагрузок, как на систему колесо-рельс, так и на строения моста, что в свою очередь уменьшает износ этих элементов и повышает надежность сооружения. • Подтверждена возможность более широкого применения сварных соединений на монтаже, ограничиваемых ранее по требованиям условий работы элементов проезжей части на выносливость. • Расширена область применения пролетов большой протяженности на участках пути крутизной в профиле более 4 ‰.

4. На основании этих разработок в 2008 году пролетные строения с ездой на балласте по проекту Гипростроймоста применены в проекте мостового перехода через реку Партизанская (схема моста - 9х55,0) на Дальневосточной железной дороге.

5. Мониторинг, осуществляемый на данном объекте службами эксплуатации, Центром ИССО ОАО «РЖД», ВНИИЖТом, по итогам 2010 года показал хорошие результаты и в то же время позволил выявить необходимость модернизации некоторых конструктивных решений.

6. Типовые пролетные строения с ездой на балласте. Реализация.Мост через реку Партизанская

7. В 2009-2010 году пролетные строения расчетным пролетом 88,0 м шифра №17389, примененные в проекте мостового перехода через реку Нерль Горьковской железной дороги, доработаны институтом Гипростроймост с учетом данных мониторинга. Стыки покровного листа ортотропной плиты балластного корыта запроектированы сварными. На основании этого же проекта нами был разработан проект неразрезного пролетного строения путепровода в городе Самаре.

8. Наиболее наглядной иллюстрацией преимуществ езды на балласте являются пролетные строения железнодорожной линии Сочи – горноклиматический курорт «Альпика-сервис», которая сооружается в рамках подготовки к зимней Олимпиаде 2014 года в Сочи. • Общая протяженность трассы - 48 км; • 37 железнодорожных мостов и виадуков общей протяженностью 15,5 км; • Мосты на продольных уклонах до 4% и на кривых в плане от 600 м и более; • Протяженность отдельных мостовых сооружений – более 2 км; • Сейсмичность площадки строительства – 9 баллов; • Пролетные строения под один и под два пути в связи с особенностями трассы; • Общий диапазон длины пролетных строений – от 18,2 до 110 м

9. На линии расположено: • 400 пролетных строений, из них: • 341балочных • 59 в виде сквозных ферм • Общая масса металлоконструкций – 72,5 тыс. т.

10. Применение унифицированных пролетных строений с ездой на балласте на линии Адлер – Альпика-Сервис

11. Применение унифицированных пролетных строений с ездой на балласте на линии Адлер – Альпика-Сервис

12. Применение сварных швов на монтаже становится возможным благодаря уменьшению динамических нагрузок на конструкции моста в целом и наиболее загруженные элементы проезжей части в частности за счет балластного мостового полотна.

13. Применение монтажной сварки в конструкциях пролетных строений с ездой на балласте • Развитие сварочных технологий - массовое внедрение новых материалов, аппаратуры и перенос на строительные площадки высокопроизводительных сварочных комплексов (автоматическая и полуавтоматическая сварка)

14. Продолжается активный поиск технических решений направленных на дальнейшее снижение динамических воздействий за счет инновационных решений в конструкции мостового полотна.

15. В ближайшее время институтом будет предложено уникальное решение в этой области, позволяющее снизить вибрации конструкции под временной нагрузкой до 40%, существенно уменьшить уровень шума, значительно увеличить межремонтный ресурс верхнего строения пути на мостах. В настоящее время оформляется заявка на изобретение в этой области. • Институт вышел с предложением в ОАО «РЖД» об опытном использовании данного технического решения при реконструкции Малого кольца Московской железной дороги для организации пассажирского движения. • Создание системы городского железнодорожного сообщения на МК МЖД должно отвечать самым современным требованиям, важнейшим из которых является создание комфортной среды как пассажирам так и снижению уровня негативного техногенного воздействия на окружающую среду и предлагаемые институтом технические решения в полной мере отвечают данным требованиям.

16. Совершенствование конструкций пролетных строений идет так же и в направлении снижения площади обслуживаемых поверхностей металлоконструкций пролетных строений при эксплуатации за счет применения герметичных элементов пролетных строений. Такое решение было применено для отдельных вспомогательных элементов пролетных строений для линии Адлер – Альпика Сервис. На этой же основе был выполнен проект путепровода для строящейся железнодорожной ветви к аэропорту Кневичи во Владивостоке. В пролетном строении этого путепровода запроектированном по схеме 44+77+44 м. все коробчатые элементы выполнены герметичными (при открытых зонах стыков).

17. Использование герметичных элементов • Коробчатые шпренгели унифицированных пролетных строений железнодорожной линии Адлер – Альпика-Сервис • Герметичные элементы главных ферм путепровода железнодорожной линии Владивосток – аэропорт Кневичи

18. Железнодорожный путепровод на линии Владивосток – аэропорт Кневичи

19. Железнодорожный путепровод на линии Владивосток – аэропорт Кневичи. Герметичный элемент верхнего пояса

20. Дальнейшим шагом в развитии пролетных строений было проектирование цельносварного пролетного элемента с герметичными элементами, применение которого в опытном порядке согласованно ОАО «РЖД» для одного из реконструируемых железнодорожных путепроводов на МК МЖД.

21. Следующим инновационным направлением, которое внедряется при проектировании железнодорожных мостов институтом, является применение новых типов опорных частей. К таким опорным частям относятся шаровые опорные части с полимерным антифрикционным материалом. • Ранее в качестве антифрикционного материала использовался листовой фторопласт (PTFE по европейскому обозначению). В последнее время в качестве антифрикционного материала активно используется полиэтилен сверхвысокой плотности (МSM). Это материал, обладающий рекордно малым коэффициентом трения и повышенным сопротивлением износу. Допустимое давление на этот материал может достигать величины 180 н/мм2. • Такие опорные части наиболее эффективны для пролетных строений на железных дорогах, где перемещения, вызванные подвижной нагрузкой, происходят быстро и составляют значительную величину. Быстрая ответная реакция опорной части на работу пролетного строения под временной нагрузкой позволяет значительно снизить нагрузки в опорных узлах пролетных строений и продлить ресурс работы пролета в целом. • Применение новых материалов в составе конструкций опорных частей позволило получить конструкцию с ожидаемым сроком службы сопоставимым со сроком службы собственно сооружения. Опорные части такого типа практически не требуют обслуживания.

22. Использование новых типов опорных частей для железнодорожных пролетных строений – шаровые опорные части с антифрикционным материалом

23. Использование новых типов опорных частей для железнодорожных пролетных строений – шаровые опорные части с антифрикционным материалом

24. Использование новых типов опорных частей для железнодорожных пролетных строений Сравнение свойств листового фторопласта (PTFE)и полиэтилена сверхвысокой точности – сопоставление коэффициентов трения, давления на материал, сопротивления износу.

25. Использование новых типов опорных частей для железнодорожных пролетных строений Срок службы конструкции сопоставим с общим сроком службы сооружения

26. Применение езды по стальной ортотропной плите породило дополнительный круг вопросов, требующих более совершенных технических решений, а именно: • Разработка гидроизоляционно-защитного слоя листа настила ортотропной плиты имеющего ресурс службы сопоставимый со сроком службы конструкции; • Применение деформационных швов между пролетными строениями, компенсирующими эксплуатационные перемещения пролетов и так же имеющий длительный срок службы без затрат на обслуживание. • В последнее время все большее распространение находят мембранные покрытия, состоящие из сложных полимеров. В качестве этих материалов применяются составы на основе эпоксидных смол, полимочевины, метилметакрилаты и другие. Дополнительно эти покрытия могут быть усилены нанесением на металлическую поверхность плиты слоя цинкового или цинк-аллюминиевого покрытия, наносимого методом газотермического напыления. Покрытия, образованные из подобных материалов обладают целым рядом существенных преимуществ по сравнению с оклеечными системами.

27. Применение современных систем гидроизоляциибалластного корыта – мембранные покрытия, состоящие из сложных полимеров

28. Применение современных систем гидроизоляциибалластного корыта Подготовка поверхности

29. Применение современных систем гидроизоляциибалластного корыта • Высокая адгезия к основанию; • Возможность образования бесшовного гидроизоляционного ковра; • Долговечность.

30. Применение современных систем гидроизоляциибалластного корыта Стойкость к истиранию балластом и продуктами его износа

31. Применение современных систем гидроизоляции балластного корыта

32. С вопросом применения новых систем гидроизоляции неразрывно связано так же вопрос устройства современных деформационных швов, позволяющих при обеспечении подвижек торцов пролетных строения обеспечить полную герметичность балластного корыта в зонах стыковки пролетных строений. В целом это позволяет полностью прекратить попадание влаги и мусора на конструкции опор и установленные на них опорные части тем самым защищая их от коррозионных повреждений и повышая их долговечность.

33. Таким образом, подводя итог можно сказать, что все примененные Гипростроймостом при разработке конструкций пролетных строений решения направлены на уменьшение затрат по текущей эксплуатации: • Переход на тип езды на балласте с отказом от применения езды на плитах БМП. Обслуживание пути на мостах в этом случае практически не отличается от эксплуатации верхнего строения пути на земляном полотне – т.е однотипно для всего перегона; • Применение коробчатых элементов, герметизируемых на заводе – изготовителе уменьшает площадь конструкции подлежащей окраске при строительстве и последующей эксплуатации; • Применение лакокрасочных материалов для окраски пролетных строений, позволяющих получить покрытие со сроком службы 20-25 лет уменьшает работы по ремонту покрытии в процессе эксплуатации; • Применение новых типов гидроизоляционных систем со сроком службы 25 лет и более сокращает объемы работ по ремонту или замене гидроизоляции выполняемых за период службы пролетных строений; • Применение опорных частей, имеющих ожидаемый срок службы сопоставимый со сроком службы всего сооружения и не требующих текущего ухода за ними и продляет ресурс службы конструкций пролетных строений; • Применение герметичных деформационных швов, защищающих опорные части и опоры от неблагоприятных воздействий сокращает объемы работ по ремонту оголовков и тела опор и продляет их срок службы.

34. Все приведенные выше изменения конструктивных решений пролетных строений требуют внесения изменений в требования к текущему содержанию мостовых сооружений и соответственно в Инструкции по эксплуатации. На наш взгляд это должно происходить в двух направлениях: • С одой стороны это отказ от колоссального объема приспособлений для осмотра и обслуживания эксплуатационным персоналом пролетных строений (проходы, смотровые тележки, люльки и прочее так же к стати, требующие значительного ухода). Взамен этого предлагается переходить на работы с мобильных агрегатов, перемещаемых по рельсовому пути (или на комбинированном ходу). • С другой стороны видимо пришло время ставить вопрос о пересмотре действующего блока инструкций, регламентирующие работы по содержанию пролетных строений в сторону уменьшения количества регулярно выполняемых работ.

35. Смотровые и эксплуатационные обустройства Новый подход к вопросу текущего содержания мостовых сооружений

36. Смотровые и эксплуатационные обустройства Отказ от колоссального объема приспособлений для движения персонала по пролету

37. Смотровые и эксплуатационные обустройства Отказ от колоссального объема приспособлений для движения персонала по пролету

38. Смотровые и эксплуатационные обустройства Переход на работы с мобильных агрегатов, перемещаемых по рельсовому пути

39. Применения описанных выше технических решений направленно не только на получение новых качественных характеристик наиболее ответственных элементов железнодорожной инфраструктуры, но и продления их ресурса и снижения издержек по их содержанию.

40. Спасибо за внимание!