Главная|Контакты
ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ
Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Памятники культуры могут разрешить передавать между учебными заведениями

Учебные заведения, находящиеся в признанных культурным наследием зданиях, возможно смогут...

06.09.16  В Королеве в октябре будет открыта пешеходная зона в технологическом стиле

31.08.16  Корпорация Технониколь открыла новый завод по производству минваты в Хабаровске

31.08.16  Отреставрированный корпус РЭУ им. Плеханова открыт

29.08.16  На строительство нового терминала аэропорта на Камчатке претендуют 4 инвестора

29.08.16  ЦАГИ включен в список объектов культурного наследия

28.08.16  На Северном Кавказе к 2017 году будет введен в экусплуатацию индустриальный комплекс

26.08.16  Жилой комплекс со спортивной инфраструктурой будет построен в Казани

26.08.16  В усадьбе "Константиново" откроется детский хоспис

25.08.16  Перинатальный центр на северо-западе Москвы в скоро времени будет построен

24.08.16  В ходе реставрации метро "Сокол" будут восстановлены исторические элементы

ТОП СТАТЕЙ
Опубликовано : 10.02.15 | Категория: Современные стальные конструкции
Уникальность и ответственность сооружения (уровень ответственности 1 по ГОСТ 277751-88), применение нестандартных проектных решений, материалов, конструкций потребовали выполнения комплекса работ по научно-техническому сопровождению проектирования, изготовления и монтажа несущих конструкций для повышения качества сооружения, обеспечения его высокой долговременной эксплуатационной надежности в течение длительного срока. Учитывались сжатые сроки разработки проекта и возведения сооружения.
Задачами работы являлись:
- разработка «Технического задания» и «Специальных технических условий» на проектирование (ГУП МНИИП «Моспроект-4», ЦНИИСК);
- модельные аэродинамические испытания сооружения и разработка рекомендаций по назначению отсутствующих в нормах климатических нагрузок (Институт механики МГУ, ЦНИИСК);
- проведение и анализ результатов статических и динамических расчетов конструкции (ГУП МНИИП «Моспроект-4», ЦНИИСК);
- научно-техническое сопровождение рабочего проектирования с разработкой и согласованием всех основных узлов и деталей сооружения (генпроектировщик — ГУП МНИИП «Моспроект-4», ЦНИИСК);
- разработка рекомендаций по применению сталей нового поколения, технический контроль качества применяемых материалов (ЦНИИСК);
- разработка технических условий, технический контроль и приемка металлоконструкций на стадии изготовления и монтажа (ЦНИИСК);
- испытание натурных узлов сопряжения верхнего деревоклееного пояса с подвесками и раскосами (ЦНИИСК);
- испытание и сертификация стальных канатов фирмы «Фрейссине» (ОАО ЦНИИС, ЦНИИСК);
- проведение мониторинга состояния несущих конструкций на всех этапах монтажа (ЦНИИСК);
- исследования крупномасштабной модели на различные комбинации нагрузок, включая монтажные воздействия (раскружаливание), для выявления действительной работы сооружения (ОАО ЦНИИС).
Научно-техническое сопровождение проектирования

«Техническое задание» и «Специальные технические условия» на проектирование включали ряд специальных требований, учитывающих уникальность сооружения и его социальную значимость, исходные данные и особые условия строительства, расчетные значения постоянных, климатических и технологических нагрузок на покрытие, требования по применению опытно-конструкторских и исследовательских работ в процессе проектирования и строительства. Они вводили дополнительные, более повышенные требования, не входящие в имеющиеся нормативно-технические документы по изготовлению, монтажу и приемке стальных конструкций, устанавливали основные положения показателей качества, а также методы их контроля.
Разработка вариантов конструктивных решений. На стадии «Проект» были рассмотрены и проанализированы различные конструктивные решения (стальной решетчатый купол, мембранное покрытие, пространственная конструкция из деревянных арочных ферм и т. д.). В рамках принятого технического решения (пространственная система покрытия из комбинированных деревометаллических ферм, подвешенная с помощью вант к пилону с оттяжками) предложены и исследованы схемы с различной компоновкой несущих конструкций в плане, расположением стоек-пилонов и вант.
Научно-техническая помощь при рабочем проектировании заключалась в консультативном участии при разработке и расчетах основных конструкций. Большое внимание было уделено компоновке несущих элементов, анализу их работы в составе системы, проработке отдельных узлов и деталей.
При проектировании системы пилон—оттяжки, определяющей общую несущую способность покрытия, принимались во внимание различные факторы. Исходя из конструктивных требований, необходимо было обеспечить максимальную жесткость элементов при минимальном их количестве. Из архитектурных соображений, с целью выполнения максимально компактных узлов и деталей, использовалась высокопрочная сталь. Альтернативное тросовое решение оттяжек оказалось менее жестким и более дорогим.
Был проведен тщательный многофакторный анализ при определении рационального количества оттяжек пилона. В проекте верх металлического А-образного пилона раскреплен двумя наклонными оттяжками, запроектированными в виде отдельных звеньев из пакета стальных листов, объединенных шарнирами. Рассмотрение вариантов с увеличенным количеством оттяжек показало следующее. Повышается степень неравномерности включения оттяжек в работу, при этом возрастает расход металла, увеличиваются затраты на изготовление и монтаж. Большое количество оттяжек практически невозможно надежно закрепить в оголовнике пилона. Здесь важно отметить, что эта конструкция и так усложнена примыканием 19 канатов, на которых вывешено покрытие. Существующий опыт проектирования и строительства подтверждает оптимальность включения в работу таких конструкций именно двух оттяжек (стадион в Мюнхене, ряд стадионов в Японии, стадион «Локомотив» в Москве, мостовые сооружения). В то же время большее количество оттяжек увеличивает общую надежность системы в случае отказа одного из элементов. Для предотвращения аварийных ситуаций было принято решение нижние части оттяжек обетонировать на высоту 4 м. Кроме того, расчет пространственной модели на нормативные нагрузки с выключением из работы одной из оттяжек показал, что и в этом случае разрушения здания не происходит.
Ввиду отсутствия динамических нагрузок и воздействий на покрытие, в соответствии со СНиП И-23-81 «Стальные конструкции» (табл, 20, примечания п. 1, а также п. 13.19), продольные горизонтальные связи по нижним поясам ферм не требуются. Это решение дополнительно обосновано расчетами сооружения на различные сочетания нагрузок как единой пространственной системы с учетом геометрической нелинейности. Выявлено существенное ухудшение работы основных несущих элементов конструкции при установке этих горизонтальных связей. Для подтверждения принятого решения были выполнены расчеты с приложением к нижнему поясу ферм узловых горизонтальных нагрузок до 10 кН.
Тщательно прорабатывались и согласовывались все основные конструктивные узлы сопряжения элементов: двух деревометаллических ферм с кольцевой стальной балкой и тросами подвесок; оголовка пилона с оттяжками и подвесками; опирание пилона на железобетонное основание; оттяжек пилонов с железобетонным фундаментом; шарнирные узлы сопряжения отдельных звеньев оттяжек; узлы тросовых подвесок и т. д.
Проведение и анализ результатов статических и динамических расчетов конструкции. Надежность конструктивных решений подтверждена анализом расчетных схем, оценкой принятых сочетаний нагрузок и воздействий, методов и средств выполнения расчетов; результатов статических и динамических расчетов на прочность и устойчивость пространственной системы сооружения в геометрически нелинейной постановке с применением двух независимых современных вычислительных комплексов; сопоставлением теоретических данных с экспериментальными, полученными на физической модели; численным моделированием работы отдельных узлов и деталей (цилиндрические шарниры, узлы подвесок, опоры пилона и т. д.).
Разработка рекомендаций по климатическим нагрузкам

Ветровые нагрузки. Покрытие сооружения имеет сложную поверхность, для которой не приводятся значения аэродинамических коэффициентов. Поэтому для их назначения использованы результаты модельных испытаний, проведенных в аэродинамической трубе Института механики МГУ, а также подходы, принятые в некоторых зарубежных нормативных документах.
На рис. 4.33 показано распределение аэродинамических коэффициентов внешнего давления (се) по поверхности покрытия при направлении действия ветра под углом 0° и 180° по отношению к оси симметрии сооружения Результаты аэродинамических испытаний показали, что эти направления являются расчетными, с максимальными величинами ветрового давления. Аэродинамический коэффициент внутреннего давления (ci) принимался равным ±0,2, где знак «+» или «-» выбирался из условия наиболее неблагоприятного сочетания нагружения. Считалось, что при эксплуатации сооружения суммарная площадь открытых и одновременно открывающихся проемов не превышает 5 % от общей площади ограждающих конструкций.
Научно-техническое сопровождение проектирования,  изготовления и монтажа несущих конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Усилия и перемещения от действия пульсационной составляющей ветровой нагрузки определялись численным динамическим расчетом сооружения или отдельных элементов ограждения (остекление, вентилируемые фасады) с использованием соответствующих методик расчета и программных комплексов
При проектировании элементов крепления ограждающих конструкций учитывалась сила трения wf, а также пиковое (максимальное по абсолютной величине) положительное и отрицательное давление ветра. Каждое из этих воздействий определялось как сумма их средних и пульсационных составляющих.
Для всех элементов вертикального ограждения положительное давление ветра принималось равным +0,5 кПа, Распределение отрицательного давления ветра по покрытию показано на рис. 4,34, их расчетные значения для различных участков (рис, 4,35) вертикального ограждения (фасадов) определялись следующим образом: w = -0,75 кПа для участка «A»; w = -0,4 кПа для участка «В»; w = -1,0 кПа для участка «С». Сила трения wf = 20 Па учитывалась для элементов крепления покрытия.
Научно-техническое сопровождение проектирования,  изготовления и монтажа несущих конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Снеговые нагрузки. Покрытие по своим архитектурно-конструктивным параметрам относится к уникальным сооружениям и не соответствует данным, приведенным ранее. Поэтому при назначении снеговых нагрузок вероятность возможного превышения их расчетных значений принималась выше, чем для обычных сооружений.
Расчетный вес снегового покрова (ВСП) земли по рекомендациям ЦНИИСК им. Кучеренко был принят равным 1,80 кПа, при этом был учтен коэффициент надежности по ответственности, равный 1,1. В расчетах снеговые равномерно распределенные нагрузки были приняты равными 1,80*1,1 = 2,0 кПа (при коэффициенте перехода от ВСП земли к снеговой нагрузке на покрытие μ = 1), теоретическая повторяемость которых близка к 50 годам.
Форма покрытия ККЦ не имеет аналогов, поэтому возникла необходимость разработки специальных рекомендаций по назначению неравномерных снеговых нагрузок. Неблагоприятные схемы отложения снега на покрытии выявлялись путем продувки модели сооружения в аэродинамической трубе Института механики МГУ имени М.В. Ломоносова. Модель выполнена в масштабе 1:200. Продувки модели проводили при воздушном потоке, нормальном к оси симметрии сооружения и под углами 45° и 90° к ней, а также в противоположном главному фасаду направлении.
Научно-техническое сопровождение проектирования,  изготовления и монтажа несущих конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Рассмотрим результаты продувок при направлении «ветра» перпендикулярно к фасаду сооружения. На рис. 4.36, а показана модель покрытия с нанесенной на одну половину древесной мукой, размещенной поперек ветрового потока (справа налево); на рис. 4.36, б — та же модель после воздействия ветра. Видно, что снос модельного материала произошел с левой части покрытия (с заветренной стороны), в то время как на правой части модели покрытая сноса «снега» практически не было. Неравномерность в распределении «снега» в рассматриваемом случае определялась, по-видимому, влиянием козырька, приподнятого по внешнему контуру примерно на 1,8 м над покрытием и создающего вблизи козырька и за ним зону значительной турбулентности. Неравномерность «снегоотложений» для этого случая принята с коэффициентами μ = 1,1 и μ = 0,9 (рис. 4.37, а).
Научно-техническое сопровождение проектирования,  изготовления и монтажа несущих конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

При «ветре», направленном в противоположную сторону, отмечен снос «снега» с заветренной стороны покрытия, сохранение его на наветренной стороне и повышенная плотность возле заветренного козырька. В целом характер «снегоотложений» можно оценить как обратно симметричный первому случаю со значениями коэффициентов μ, равными соответственно 1,1 и 0,9 (рис. 4.37, б). При направлении «ветра» под углом 45° к фасаду «снег» задерживается в зоне козырька даже с наветренной стороны, а вне этой зоны происходят снос модельного материала с наветренной части покрытия примерно до оси симметрии и частичное перераспределение его на заветренной части (рис. 4.37, в) с коэффициентами μ" = 0,8 и μ'з = 1,2. Учитывая, что при значительном сносе «снега» с наветренной стороны покрытия на заветренной стороне он остается, в расчете предусмотрели схему со сносом «снега» на части покрытия (μ = 0) и сохранением его на заветренной стороне (μ = 0,8).
При направлении «ветра» поперек покрытия, как и в предыдущем случае, отмечено интенсивное сдувание «снега» с наветренной стороны и сохранение его с заветренной. Учитывая относительно небольшие уклоны покрытия в рассматриваемом направлении, возможная неравномерность в «снегоотложениях» оценена, как и в предыдущем случае, коэффициентами μ'3 и μ''3 по III варианту (рис. 4.37, в).
При моделировании наблюдались повышенные отложения «снега» в зоне козырька покрытия. Ширина зоны таких отложений составляла порядка двух «вылетов» козырька и была принята равной 15 м. Схема «снегоотложений» и коэффициенты μ приняты по рис. 4.38.
Научно-техническое сопровождение проектирования,  изготовления и монтажа несущих конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Научно-техническое сопровождение изготовления и монтажа несущих металлических конструкций

Разработка рекомендаций по применению сталей нового поколения, технический контроль качества применяемых материалов. При изготовлении ответственных металлических конструкций была применена толстолистовая сталь высокой прочности 10ХСНДА по TV 14-1-5120-92 с σт ≥ 390 Н/мм2, толщиной 20, 30, 40 и 50 мм с требованиями более жесткими, чем для наиболее ответственных конструкций группы I.
Сталь 10ХСНДА представляет собой усовершенствованную, с точки зрения рабочих свойств и экономических показателей, хромоникелевую сталь 10ХСНД, которая в последние 10 лет применяется в уникальных конструкциях по предложению ЗАО «Ассоциация Сталькон» и ЦНИИСК им. Кучеренко. Новая сталь содержит меньшее количество никеля и хрома (без ущерба для рабочих свойств); она микролегируется ниобием или ванадием, но, главное, содержит на порядок меньше, чем в обычных низколегированных сталях, вредных примесей (сера, фосфор) и газов благодаря освоению Орско-Халиловским металлургическим комбинатом (OXMK) технологий ковшевой металлургии и специальных установок «печь—ковш». Высокая чистота, в том числе по вредным примесям, обеспечила высокий уровень Z-свойств проката.
Прокат был изготовлен на ООО «Уральская сталь» (ОХМК), выплавку производили в 100-тонных электропечах, очистку жидкого металла от вредных примесей осуществляли на установках «печь—ковш», прокатку толстых листов вели по поперечной схеме на стане «2800». Прокат поставляли после термического улучшения (закалка в воду в закалочных прессах от 930 °C с последующим высокотемпературным отпуском в проходных печах).
Качество проката контролировалось по многоступенчатой схеме: на ОХМК, на Челябинском ЗМК, в лабораториях ЦНИИСК им. Кучеренко. Выявлено, что стальной прокат с σт ≥ 390 Н/мм2 обладает комплексом необычно высоких рабочих свойств: высокая однородность прочностных характеристик; высокая пластичность δ5 ≥ 25 %, что позволило изготовить трубы диаметром 2,5 м с толщиной стенки 50 мм методом холодной вальцовки без ущерба для эксплуатационной надежности конструкций; высокое сопротивление хрупким разрушениям на уровне новейших достижений мировой практики.
Комплекс высоких рабочих свойств обусловлен термическим улучшением толстых листов на комбинате, а также высокой чистотой металла по вредным примесям. Этот результат достигнут совершенствованием металлургических процессов на новых установках «печь—ковш». Стальные листы были поставлены с высокой степенью сплошности, с улучшенной геометрией. Все данные, зафиксированные в сертификатах качества и удостоверенные при контрольных исследованиях, свидетельствовали о хорошей свариваемости проката, что подтверждено при изготовлении и монтаже конструкций. При проверке нормативных и расчетных сопротивлений проводился статистический анализ массива данных приемо-сдаточных испытаний на металлургическом комбинате. Полученные результаты позволили поставить вопрос об обеспечении в сталях нового поколения требований по KCV-60 ≥ 50-60 Дж/см2, что соответствует наиболее высоким зарубежным нормам.
Разработка технических условий, технический контроль и приемка металлоконструкций на стадии изготовления и монтажа:
- «Технические условия» содержали повышенные требования по изготовлению, монтажу и приемке стальных конструкций и устанавливали основные положения показателей качества конструкций и применяемых материалов, а также методов их контроля;
- технический контроль качества проката на стадии поставки и проведение дополнительного контроля на ЗМК, контрольные испытания в аккредитованных лабораториях ЦНИИСК им. Кучеренко;
- технический контроль и приемка металлоконструкций на стадии изготовления и монтажа (подготовка конструкций к монтажу, их укрупни-тельная сборка, установка, выверка, преднапряжение, закрепление, анализ результатов технического контроля, выводы о соответствии нормам, проекту и «Техническим условиям»);
- контроль и приемка монтажных болтовых (подготовка контактных поверхностей и метизов, сборка соединений на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением, проведение приемочного контроля качества болтов и герметизации в каждом из соединений) и сварных (подготовка и условия использования электродов, организация рабочих мест, подготовка кромок, сборка элементов, проведение предварительного подогрева, условия и последовательность наложения швов, проведение контроля качества) соединений;
- испытание и сертификация стальных канатов фирмы «Фрейссине»;
- консультативное участие в разработке ППР.
Научно-техническое сопровождение проектирования, изготовления и монтажа металлодеревянных ферм покрытия

Проектирование. Исследования, проведенные в ЦНИИСК им. Кучеренко, выявили эффективность линзообразных металлодеревянных ферм. Особенность ферм состоит в конструктивных решениях узловых соединений элементов по длине, конструкции узлов крепления стальных элементов решетки, стыкам деревянных и металлических элементов опорных зон, конструкции узлов опирания и подвески ферм к вантам.
В элементах верхнего пояса для монтажных соединений предусмотрены закладные детали с анкеровкой нового вида, равнопрочного с материалом основного сечения — на наклонно вклеенных арматурных стержнях, всесторонне исследованных в ЦНИИСК им. Кучеренко. Пространственный расчет покрытия показал, что в узлах присоединения стальных фасонок к закладным деталям по нижней грани верхнего пояса усилия действуют в трех плоскостях, достигая значительной величины, и при этом они могут менять знак в зависимости от сочетания нагрузок. Поэтому в этих узлах использованы двухсторонние связи с V-образными вклеенными анкерами. В сравнении с традиционными болтами или нагелями эти соединения обеспечивают не только более высокую прочность, но и эксплуатационную надежность при минимальном расходе стали.
Проблема разности требований точности изготовления и сборки металлических и деревянных элементов, а также плотности контакта стыкуемых деревянных элементов решена заполнением полимербетоном зазоров в стыках с применением стеклоткани. Такое решение для сжатых стыков большепролетных крупногабаритных деревянных конструкций применялось впервые. Особую сложность представляли стыки деревянного верхнего пояса со стальными пластинами и цилиндрическими шарнирами для подвески к вантам и закрепления на центральной опоре. Вопросы предотвращения образования конденсата, плотного контакта древесины и металла в стыках также решены с помощью полимербетона.
Испытания натурных узлов сопряжения верхнего деревоклееного пояса с подвесками и раскосами были проведены в ЦНИИСК им. Кучеренко для проверки расчетных положений, исследования влияния масштабного фактора и характера распределения нормальных напряжений сжатия в древесине по площади контактируемых поверхностей, поскольку в СНиП Н-25-80 «Деревянные конструкции. Нормы проектирования» расчетные характеристики приведены для сечений высотой до 1 м. Экспериментальные исследования проведены по специально разработанной методике.
Для исследований был изготовлен натурный фрагмент опорной части центрально-сжатого элемента фермы с 40 мм прослойкой полимербетона между торцами древесины и опорными башмаками. Испытания проводились в гидравлическом прессе мощностью 10 000 кН. Центрирование усилий и равномерность распределения напряжений по сечению достигались шаровыми опорами и жесткостью траверс пресса. Для выявления действительного напряженно-деформированного состояния узла использовались индикаторы и тензорезисторы (около 100 шт.) базой 20 мм. Образец нагружался по трем схемам: I — непрерывное нагружение до расчетной нагрузки 4500 кН и разгрузка ступенями; II — повторное непрерывное нагружение до 4500 кН и разгрузка; III — поэтапное нагружение до 10 000 кН и разгрузка ступенями по 1000 кН.
Величина коэффициента надежности экспериментального образца составила ≈ 2, что подтвердило соответствие теоретических предпосылок и опытных результатов. При максимальном сжатии 10 000 кН, превышающем расчетную нагрузку в 2,2 раза, в опытном фрагменте не наблюдалось признаков разрушения, зависимость деформаций от нагрузки была линейная, отсутствовали остаточные деформации. При расчетной нагрузке нормальные напряжения сжатия не превышали расчетных сопротивлений клееной древесины. Проведенные исследования подтвердили правильность и надежность проектных решений по критериям прочности и деформативности, а также высокое качество изготовления ответственных узлов соединений фермы.
Экспериментальные исследования крупномасштабной модели

Исследования были проведены в лаборатории моделирования и испытания конструкций ОАО ЦНИИС с целью определения напряженно-деформированного состояния конструкций в период их монтажа и эксплуатации. Масштаб модели — 1:50. Модель была выполнена из оргстекла, вспененного и жесткого поливинилхлорида (ПВХ) и пленки: Л-образная опора — трубки жесткого ПВХ, ванты из пленки толщиной 0,18 мм и шириной 10,3 мм (что позволило не только обеспечить жесткостное подобие, но и наклеивать на ванты пленочные тензорезисторы для определения в них усилий), вспененный ПВХ применили для изготовления верхних поясов ферм. Модель (рис. 4.39) в основном выполнили в полном геометрическом подобии натуре, жесткостные параметры элементов модели отличались от теоретических не более чем на 5 %.
Испытания проводились на специальном стенде, обеспечивающем абсолютную жесткость основания, с приспособлениями для нагружения модели и крепления измерительных приборов. На модель было наклеено около 400 тензорезисторов, установлено 27 электрических прогибомеров, позволяющих передавать информацию о работе модели в ЭВМ. Прогибы ферм модели фиксировали прецизионным нивелиром с точностью 0,1 мм. Результаты этих измерений заносились с голоса в ЭВМ, где после их обработки определяли соответствующие значения перемещений, пересчитывали их на натурный объект и выводили на дисплей в виде таблиц и эпюр. При натяжении вант предполагалось, что при определенных усилиях произойдет отрыв полукольцевой балки от временных опор (раскружаливание системы). Чтобы сигнализировать о моменте отрыва от временных опор, которые также моделировались, устанавливались специальные электрические сигнализаторы с выводом сигнала на специальное табло. Максимальная автоматизация исследований позволила контролировать поведение модели на всех этапах ее работы и, при необходимости, вносить коррективы в ход эксперимента.
Научно-техническое сопровождение проектирования,  изготовления и монтажа несущих конструкций крытого конькобежного центра в Крылатском

Испытания модели проводили в пять этапов, учитывались собственный вес конструкций, раскружаливание покрытия, технологические и снеговые (три схемы) нагрузки. Использовались отдельные грузы общим числом более 1300. Для надежной и быстрой загрузки модели применялся дублирующий упрощенный макет.
Экспериментально был обоснован новый способ раскружаливания покрытия, отличающийся от первоначального, позволивший упростить и сократить время этой сложнейшей операции. При моделировании раскружаливания путем натяжения вант провели не менее шести серий экспериментов, которые показали неудовлетворительные результаты. Во-первых, при натяжении каждой последующей ванты наблюдалось резкое падение усилий в ранее натянутых. Во-вторых, при достижении в вантах проектных усилий полукольцевая балка оторвалась лишь от половины временных опор. Этого удалось достигнуть, только когда усилия в отдельных вантах превышали расчетные в 1,5 раза. Экспериментально показано, что наиболее эффективным методом раскружаливания покрытия является опускание временных опор, и для этого варианта была определена наиболее оптимальная последовательность действий. В процессе раскружаливания реальной конструкции ОАО ЦНИИС проводил параллельные испытания и представлял результаты, полученные на физической модели для каждого этапа.
В результате экспериментов были определены усилия в вантах, прогибы и горизонтальные перемещения нижнего пояса, нормальные силы в поясах и раскосах ферм; реакции в периметральных стойках; вертикальные и горизонтальные перемещения, углы поворота, нормальные силы и изгибающие моменты в сечениях полукольцевой балки; прогибы и напряжения в железобетонной плите центральной опоры; горизонтальные перемещения оголовка Л-образной опоры, усилия в ветвях пилона, оттяжках, распорках и анкерных элементах Л-образной опоры. Сравнение параметров напряженно-деформированного состояния элементов конструкции, определенных численным методом и на физической модели, показало хорошую сходимость.
Все экспериментальные исследования, от получения чертежей до выдачи отчета с результатами и выводами, заняли 5 месяцев.
Мониторинг несущих конструкций на этапах монтажа и эксплуатации сооружения

В соответствии с существующим опытом возведения уникального большепролетного сооружения с массовым скоплением зрителей был организован и проведен мониторинг (наблюдение, контроль) технического состояния несущих конструкций в период их монтажа и последующей эксплуатации. Цель работ — решение проблем надежности и безопасности, обеспечение безаварийной работы сооружения путем натурных наблюдений за деформациями, осадками и перемещениями основных несущих конструкций и факторами, влияющими на них.
Мониторинг на стадии монтажа включал ряд этапов. Была создана единая опорная и деформационная сеть для выполнения геодезических наблюдений. Регистрировались нагрузочные факторы — собственный вес смонтированных несущих и ограждающих конструкций, этапы предварительного натяжения подвесок, климатические нагрузки и воздействия (снег, температура и т. п.). Проводилась исполнительная съемка контролируемых точек на соответствие фактических и проектных параметров. Выполнялись циклы наблюдений за деформациями основных несущих конструкций: опорных узлов подвесок; вертикальных перемещений верхних поясов (на опорах и в середине пролета) и горизонтальных перемещений нижних поясов деревометаллических ферм; горизонтальных и вертикальных перемещений полукольцевой балки, наружного опорного контура, оголовника пилона. Выполнялись наблюдения за осадочными марками на фундаментах, уделяя особое внимание осадкам центральной опоры и периметральных стоек. Контролировались основные узлы металлических конструкций, в том числе сварные швы визуальными и дефектоскопическими методами, состояние узлов и стыков деревометаллических конструкций в части деформаций, биоповреждений, влажности древесины, состояния полимербетонных вставок. Проводился мониторинг напряженно-деформированного состояния гибких вант, стальных конструкций крепления вант к полукольцевой балке, стоек Л-образной опоры и жестких оттяжек. Всего на основных несущих конструкциях покрытия было установлено более 120 измерительных устройств. Зимой 2004/05 г. проводилось измерение интенсивности и характера распределения снега на покрытии.
На стадии монтажа мониторинг осуществлялся ежемесячно. На стадии эксплуатации плановые инструментальные наблюдения за конструкциями проводятся один раз в квартал, а внеплановые — перед крупными спортивными мероприятиями. Проведенные за это время наблюдения показали, что техническое состояние основных несущих конструкций работоспособное; фактические усилия и перемещения конструкций соответствуют расчетным данным.
Похожие новости