Вісник НАН України. 2016. № 1. С. 86-93.
https://doi.org/10.15407/visn2016.01.086
ШИМАНОВСЬКИЙ Олександр Віталійович –
член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор,
генеральний директор ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського»
СТВОРЕННЯ УНІКАЛЬНИХ ВЕЛИКОПРОГІННИХ КОНСТРУКЦІЙ З ВИКОРИСТАННЯМ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ МЕХАНІКИ
За матеріалами наукової доповіді на засіданні Президії НАН України
18 листопада 2015 року
Доповідь присвячено актуальним науково-технічним питанням проектування і будівництва великопрогінних конструкцій, над вирішенням яких фахівці ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського» працюють у тісному співробітництві з установами НАН України.
Ключові слова: великопрогінні конструкції, навантаження, методи комп’ютерного моделювання.
Упродовж усієї історії будівництва просторові параметри споруд були мірилом рівня розвитку будівельного мистецтва. Кожен архітектор завжди прагнув вразити громадськість розмірами зведеної споруди. Наприклад, купол Пантеону в Римі (126 р.) має діаметр 44 м, купол Ая-Софія (собору Святої Софії Константинопольської) у Стамбулі (537 р.) – 32 м, а купол кафедрального собору Санта-Марія-дель-Фіоре у Флоренції (1436 р.) – 45 м. Ця тенденція зберігається і донині.
Відомо, що найбільш престижними і великопрогінними спорудами є мости. Найбільший із римських мостів, що збереглися до наших часів, – міст Траяна в Алькантарі (106 р.), довжина великого прогону якого у вигляді кам’яної арки становить 30 м, ширина – 8 м, а висота над рівнем річки Тахо – 52 м. Сучасні мости (як правило, висячі) мають значно більші прогони. Так, найдовший у Європі міст Великий Бельт (1998 р.) знаходиться в Данії. Він має довжину головного прогону 1624 м і загальну довжину 6790 м. А найбільший (принаймні на сьогодні) у світі –Великий міст протоки Акасі – було побудовано в Японії в 1998 р. Його загальна довжина становить 3911 м, а довжина головного прогону – 1991 м.
Однак повернемося до наших реалій. Першою значною спорудою, створеною нашими інженерами у співдружності з ученими Академії наук, був міський міст через р. Дніпро в Києві, названий ім’ям свого творця Євгена Оскаровича Патона. Це міст балкової конструкції, з суцільними головними балками двотаврового перетину довжиною 58 і 57 м, висотою 3,6 м, 26-прогінний, з опорами на кесонній основі. Прогінні споруди складаються з 264 однотипних блоків завдовжки 29 м, під час монтажу яких було зварено майже 11 км швів. Зазначимо, що міст ім. Є.О. Патона є першим у світі великим суцільнозварним мостом.
До 50-річчя з дня відкриття моста ім. Є.О. Патона Український інститут сталевих конструкцій (далі – Укрінсталькон) ім. В.М. Шимановського розробив проект його реконструкції із заміною залізобетонної плити на металеву ортотропну і з розширенням моста від нинішніх 27,16 м до 37,3 м для уможливлення організації восьми смуг автомобільного руху (рис. 1). Зараз цей проект перебуває в стадії реалізації.
Другим прикладом мостових споруд, створених у співпраці з Академією, є Парковий міст через р. Дніпро в Києві (рис. 2). Цей міст, візитна картка столиці, також створювався спільно з Інститутом електрозварювання ім. Є.О.
Патона. За конструкцією це суцільнозварний міст, зведений з використанням автоматичного зварювання. Загальна довжина моста – 429 м, основний прогін – 180 м, а ширина пішохідної частини – 7 м. Він складається з трьох центральних прогонів висячого типу і берегових ділянок балкової конструкції. Центральні прогони за схемою 60+180+60 м піднято над рівнем річки на 26 м, що забезпечує прохід суден навіть за найвищих рівнів води.
Третій приклад – це автодорожній проїзд через греблю ДніпроГЕС, реконструйований у 1978 р. за проектом Укрінсталькону ім. В.М. Шимановського. Проїжджу частину було розширено, і тепер дві смуги нависають над водою. Тут було реалізовано ідею коробчастої балки, що спирається на маятникові опори (рис. 3). Ортотропна плита проїжджої частини забезпечена системою перехресних ребер, не з’єднаних у місцях перетину. Така конструкція ортотропної плити потребувала вирішення проблем міцності та витривалості. Зараз проїжджа частина складається з чотирьох смуг, по дві в кожному напрямі руху. Повний текст (PDF)