Конструкции надземных пешеходных переходов в сейсмических районах

Конструкции надземных пешеходных переходов в сейсмических районах

В данной статье на основе анализа повреждений пешеходных переходов при землетрясениях послужившие причиной травмы и гибели людей, разработаны конструктивные решения этих сооружений для повышения устойчивости и предложены мероприятия для снижения степени их повреждаемости. Сущность изобретения заключается в том, что работы арочных перекрытий заключается в снижении процента армирования (до 10%), повышении динамической жесткости, снижения сейсмического активного давления грунта за счет снижения распорных усилий. Предложенная конструкция работает на сжатие, что позволяет уменьшить толщину бетона, вследствие чего снижаются инерционные сейсмические усилие. Конструкции арочного типа в статическом отношении лучше балочных, так как сечения их работают в основном на внецентренное сжатие, при этом растягивающие усилия, вызванные изгибающими моментами, незначительны, в то время, как у балочных конструкций изгибающие моменты вызывают существенное растяжение.

Аннотация статьи
нагрузка
транспорт
землетрясения
инженерные сооружения
сейсмического воздействия
вертикальные и боковые колебания
скорость
Ключевые слова

Анализ последствий сильных землетрясений показывает, что проблеме устойчивости, безопасности и сохранности людей в этих инженерных сооружениях не уделено должного внимания. Известно, что при землетрясении в Китае и Мексике (2016 г 18 октября) погибло много людей. Наружные переходы получили значительно больше разрушений: от потери устойчивости опор и внешних воздействии от соседних сооружений.

Рис. 1. Обрушение надземного пешеходного перехода в американском штате Флорида

Строящийся мост располагался недалеко от кампуса Международного университета Флориды в Майами. Отмечается, что под рухнувшим переходом оказалось много автомобилей и людей.

Рис. 2. Разрушение надземного пешеходного перехода в Мексике

Рис. 3. Разрушение надземного переход в Тюменской область Россия

Анализ построенных надземных пешеходных переходов в республиках Узбекистана, Казахстана, Киргизии и Таджикистана, которые расположены в зонах высокой сейсмической активности, показывает, что в этих конструкциях недостаточно учитывается возможные последствия от землетрясения. В не которых проектах учет сейсмических сил выразился в небольшое увеличение армирования конструкций, а конструктивных изменений не обнаружено [1, 3, 5].

Республики Таджикистан находится в сейсмически опасной зоне и почти вся его территория относится к сейсмически опасным районам [6]. Здания и сооружения, которые строиться на таких территориях рассчитываются на сейсмические воздействия [6].

Научные исследования в областях сейсмологии и сейсмостойкого строительства на территории Таджикистана в течение последних 60 лет были сосредоточены в Институте сейсмологии с момента его образования в 1951 г. и затем, после его преобразования в 1958 году, – в Институте сейсмостойкого строительства и сейсмологии Академии наук Таджикистана (ИССС АН РТ).

На основе ранее разработанных теоретический решений влияние внешнего транспорта на подземные сооружения [2] и уточняя результаты натурных и модельных исследований получено формула для определения максимального напряжения на основание сооружения в опорной плите для пешеходного подземного перехода при землетрясении:

  (1)

где: α – коэффициент, учитывающий совместную работу основания и сооружения, α=2,8; EnEr – модуль упругости опорной плиты и основания; W – расчетное сейсмическое ускорение при землетрясений; Т – период колебания грунта при землетрясений; γпр – средней объемный вес грунта и плиты; k – конструктивный коэффициент зависит от степени вогнутости опорной плиты, k = 0,45.

Исследованные надземные пешеходные переходы и их проектные решения позволяют утверждать, что возможные сейсмические силы не изменили конструкции. Протяженной длины переходы по железных дорогах. При продольном вдоль оси перехода динамическая жесткость не вызывает опасений. При поперечном воздействии сейсмической волны динамическая жёсткостью низкая и имеет значительную амплитуду колебаний. Для увеличения динамической жесткости рекомендуем опорные колоны проектировать с наклоном α=15÷200 (рис. 4).

Рис. 4. Поперечный разрез надземного конструкции 1 – бортовый элемент; 2 – наклонные колоны

Рис. 5. Схемы надземного пешеходного перехода: 1 – фундамент с «зубом»; 2 – фундамент с вогнутой опорной частью; 3 – наклонные колоны; 4 – бортовые элементы

Плиты перекрытия целесообразно проектировать арочными, что увеличивает динамическую жесткость всего сооружения, и снижает амплитуды колебаний, что увеличит степень сохранности при землетрясении (рис. 5). Стрела арки f=0,05L. Распор арки полностью нейтрализуется наклонными колонами и рекомендуемой конструкцией фундамента. Расход арматуры в плитах снижается. Обеспечивается более лучший сток атмосферных осадок. Фундамент для конструкции (рис. 5) целесообразно проектировать с «зубом» или со сферической опорной поверхностью, что обеспечит от горизонтального сдвига наклонных колоны.

Далее частичное разрушение наружных пешеходных переходов через железнодорожные пути могут привести к катастрофическим авариям, т.к. подвижной состав быстро остановить невозможно, что приведет их к столкновению с разрушенными сооружениями.

Арочная плита перекрытия (рис. 5) на 20% будет легче по весу чем на схеме (рис. 4), что резко снижает сейсмические инерционные силы, а значит способствует сохранности инженерного сооружения. Сокращается армирование плиты на 10%, что снижает стоимость плиты.

Текст статьи
  1. Абдужабаров А.Х. Сейсмостойкость автомобильных и железных дорог [Текст] / А.Х.Абдужабаров // Бишкек,1996. – 226 с.
  2. Абдужабаров А.Х. Расчет и конструктивные решения сейсмостойкости подземных пешеходных переходов и подземных коммуникаций [Текст] / Н.М. Хасанов, А.О. Якубов // Вестник, КГУСТА №3(57). - г. Бишкек, 2017. - С.127-131.
  3. Бабаев А.М. Сейсмическое районирование Таджикистана [Текст] / A.M. Бабаев // Душанбе: Дониш, 1978. – 64с.
  4. Дорман И.Я. Сейсмостойкость транспортных тоннелей [Текст] / И.Я. Дорман // М.: Транспорт, 1986. - 175 с.
  5. Ильясова З.Г. Новая карта сейсмического районирования территории Таджикистана. [Текст] / А.Р. Ищук, З.Г. Ильясова // В сб. Материалы научной конференции к 20-летию Государственной независимости Республики Таджикистан и 60-летию образования АН РТ. «Дониш», Душанбе, 2011. - С. 107-115.
  6. Негматуллаев С.Х, Карты эпицентров землетрясений Таджикистана за 2007-2015 гг. [Текст] / С.Х. Негматуллаев // Душанбе: 2015. – 196 с.
  7. Хасанов Н.М., Якубов А.О. Снижение отрицательных воздействий на подземные пешеходные переходы от транспортной и сейсмической нагрузки [Текст] / Н.М. Хасанов, А.О. Якубов // Вестник, ТТУ 2/42 - Душанбе: ТТУ, 2018. С.114-117.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 01 декабря по 15 декабря
Осталось 13 дней до окончания
Препринт статьи — после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии
19 декабря
Загрузка в elibrary
19 декабря
Рассылка печатных экземпляров
23 декабря