100-метровые пролеты: белорусские инженеры спроектировали транспортный тоннель для юнимобиля

Как решить проблему провисания?

В ЭкоТехноПарке под Минском уже эксплуатируется жесткая путевая структура, однако длина ее пролета не превышает 50 метров. Специалисты компании поставили перед собой непростую задачу: увеличить этот параметр вдвое.

Математическое моделирование показало, что наращивание длины пролета и прогиб конструкции находятся в кубической зависимости. А это вместе со снеговыми и ветровыми нагрузками (которые в условиях Крайнего Севера могут достигать 420 кг/м²) сделает трассу непригодной для движения транспорта.

Увеличение пролета в два раза с сохранением оптимального прогиба стало возможным благодаря разработке мембранного тоннеля / © Unitsky String Technologies Inc.

Решить проблему могло бы увеличение жесткости конструкции за счет утолщения материала и наращивания высоты профиля. Однако этот подход себя не оправдывает: повышение материалоемкости конструкции зачастую приводит к еще большему прогибу.

Увеличение пролета в два раза с сохранением оптимального прогиба стало осуществимым благодаря разработке транспортного мембранного тоннеля. Если ранее при проектировании трассы юнимобилей инженеры включали струну в состав рельса, то теперь ее вынесли наружу: провели вдоль раскосов с двух сторон ферменной эстакады. Вес тоннеля передается на преднапряженные канаты с помощью опорных узлов, которые можно регулировать по высоте. Таким образом обеспечивается возможность за счет противовыгиба формировать профиль пути.

Разработчики вычислили величину прогиба трассы под собственным весом и массой транспортного средства. Это важно для определения параметров противовыгиба путевой структуры: без нагрузки она будет слегка приподнята в центральной части пролета, а под весом транспорта станет опускаться, обеспечивая горизонтальное положение по всей длине пути. Данное инженерное решение позволяет нивелировать негативные эффекты, связанные с прогибами путевой структуры, и обеспечить необходимую ровность пути для транспортного средства.

Визуализация мембранного тоннеля / © Unitsky String Technologies Inc.

Рассчитан на циклическую нагрузку в 20 тонн

UST Inc. уже предложила использовать данную разработку для соединения острова Сахалин с материковой частью России. Вместо дорогостоящей и материалоемкой однопутной железнодорожной магистрали компания рекомендует построить транспортный мембранный тоннель длиной 8 км. Решение белорусских инженеров снизит капитальные затраты на строительство, и даст возможность перевозить до 167 000 пассажиров и до 57 000 европалет в сутки. А стандартная ширина колеи 1520 мм позволит интегрировать транспортный тоннель мембранного типа в общероссийскую железнодорожную сеть.

Трасса рассчитана на многократное циклическое нагружение транспортным средством весом 20 тонн, а при единичных проездах допустимая масса — 60 тонн.

Увеличение длины пролета до 200 метров

Расчеты специалистов UST Inc. позволили определить технические решения для строительства длиннопролетных ферменных сооружений, обеспечивающих оптимальное соотношение деформативных характеристик и массогабаритных параметров.

Белорусские инженеры уже ведут расчеты для увеличения длины пролета до 200 метров / © Unitsky String Technologies Inc.

Разработка белорусских инженеров открывает новые перспективы для строительства транспортных магистралей в условиях сложного рельефа местности и жесткого северного климата. Проектировщики не планируют останавливаться на достигнутом: они уже ведут расчеты для увеличения длины пролета до 200 метров и более. Это позволит организовать сообщение на местности с активным судоходством, например связать Сахалин с материком.