книги из ГПНТБ / Кабулов В.К. Автоматизированная система проектирования мостовых переходов на ЭЦВМ

3.К. КАБУЛОВ, У. К. РАХМАНОВ

АВ Т О М А Т И З И Р О В А Н Н АЯ СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ НА ЭЦВМ

Т а ш к е н т — 1973

дальнейшее техническое перевооружение железнодорожного транс­

рожных линий в осваеваемых районах нашей страны, что потре­ бует выполнения большего объема работ по проектированию и постройке искусственных сооружений, в частности железнодорож­ ных мостовых переходов. Важнейшей задачей в этой области про­ должает оставаться максимальное сокращение сроков проектиро­ вания и строительства мостовых переходов, снижение их стоимо­ сти и улучшение качества. Применение экономико-математических методов и электронно-вычислительной техники позволит ускорить процесс получения и обработки информации, разработки раз­ личных вариантов проекта и выбора наиболее экономичного решения.

В последние годы электронные цифровые вычислительные ма­ шины (ЭЦВМ) все шире используются в области автоматизации умственного труда. На практике доказана эффективность примене­ ния ЭЦВМ для автоматизации планирования и управления эко­ номикой, оптимального архитектурно-строительного проектирова­ ния и оптимального решения многих производственно-технических

3

исследовательские организации. В настоящее время в области строительного проектирования научные исследования и внедрение

выбор оптимального варианта сооружения.

К двум последним направлениям могут быть отнесены, напри­ мер, результаты экспериментальных работ, начатых в Гипротисе в

Оптимальное технико-экономическое проектирование мостов с разработкой оптимальных конструкций пролетных строений, опор мостов и т. д. дает большой экономический эффект. В этой обла­ сти делаются первые шаги, однако уже полученные результаты свидетельствуют об огромных резервах экономии.

Накоплен значительный опыт проектирования и расчета мос­ товых конструкций. Ведущими проектными организациями при проектировании мостовых конструкций все шире применяются •современные прогрессивные методы расчета сооружений с исполь­ зованием ЭЦВМ, разрабатываемые в лаборатории теории и мето­

ЦНИИС, Мосгипротранс и другие проектные организации издают руководства по составлению исходной информации и пользованию

* Программы расчета мостовых конструкций на БЭСМ-2М публикуются с 1966 г. в трудах ЦНИИСа [61].

4

тов; приводятся отлаженные программы, а также тестовые приме­ ры с результатами счета для проверки правильности работы машины по программе.

За рубежом ЭЦВМ применяются в области проектирования и расчета автодорожных мостов и автодорог, например, фирма «Кинг энд Гаварис» разработала программу по проектированию и расчету мостов на ЭЦВМ «LGP30» [19, 60]. Программа предна­ значена для проектирования и расчета многопролетных, простых и сложных автодорожных мостов с несколькими главными балками,

конструкции не может быть проведен на основе какой-либо стро­ гой теоремы, а является существенно эвристическим. В связи с этим автор предлагает процесс проектирования сложного сооруже­ ния рассматривать как эвристическую игру. В качестве примера описывается игра по составлению предварительного проекта моста. Анализ и синтез вариантов, предлагаемых игроками в про­ цессе игры, производится с помощью специальной программы на ЭЦВМ.

В настоящее время многие проектные и научно-исследователь­ ские организации ведут большие научные работы, связанные с применением ЭЦВМ в области проектирования мостовых перехо­ дов, расчета конструкций мостов и подпорных стен [22, 28, 31—33,

научно-технической конференции по применению электронновычислительных машин для производства расчетов и модельного способа проектирования больших железнодорожных и автодорож­

составлению алгоритмов и программ, обратив особое внимание на составление программ по поиску оптимальных решений и авто­ матизированного подбора размеров конструкций при проектирова­ нии мостов [53].

В предлагаемой монографии исследуется экономическое проек­ тирование мостового перехода с выяснением схемы моста и отвер­ стия мостового перехода по критерию минимума строительной стоимости в стадии технического проекта при одновременном вы­

коэффициент общего размыва дна живого сечения реки не должен превышать величину допускаемого;

5

Г л а в а I

МОСТОВОЙ ПЕРЕХОД.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ § 1. Мостовой переход и методы его проектирования

Железнодорожные мостовые переходы, особенно через крупные реки, являются наиболее сложными в техническом отношении и дорогостоящими участками дороги.

Мостовым переходом при пересечении дорогой водотока назы­ вается комплекс сооружений, в который входят пролетные строе­

уровнях. Разность высот уровня воды у истока и в устье, деленная на длину между ними, называется средним уклоном. На разных участках реки уклон меняется: наибольший уклон наблюдается у истока, наименьший — около устья.

Пониженная местность, прилегающая к берегам главного русла и периодически затопляемая при повышении уровня воды в реке, называется поймой. Площадь сечения потока, перпендикулярная направлению его сечения, называется живым сечением.

Количество воды, протекающее через поперечное (живое) сече­ ние водотока в единицу времени, называется расходом. Расход воды зависит от скорости течения и площади живого сечения водотока.

Уровень (горизонт) воды в реке для разных лет в одном и том же месте сильно изменяется. В летнее время, а также зимой вода обычно имеет низкий уровень, называемый горизонтом меженных вод (ГМВ), или горизонтом межени. Весной, при таянии снега, а на некоторых реках и в летнее время приток воды резко увеличи­ вается и горизонт воды повышается. Наивысший горизонт воды, возможный на реке в месте мостового перехода, называют гори­ зонтом высоких вод (ГВВ).

Мосты представляют собой искусственные сооружения, пере­ крывающие пересекаемое препятствие и прерывающие земляное полотно дороги. Езда происходит по конструкции моста.

7

Составными частями любого моста являются опоры и пролет­ ные строения, необходимые для обеспечения нормального положе­ ния рельсового пути. К обоим концам моста примыкает земляное полотно подходов. На многих реках, особенно больших, приме­ няют водонаправляющие (регуляционные) сооружения и укрепле­ ния для защиты моста и подходов от размыва паводком и разру­ шения ледоходом.

В зависимости от ширины реки, возвышения над землей, а также от других условий мост имеет один или несколько пролетов. По ширине мост, а также его пролетные строения и опоры могут быть однопутными и двухпутными.

Отверстие в однопролетном мосту равно расстоянию в свету меж­ ду внутренними гранями устоев, в многопролетном — выражается суммой расстояний в свету между опорами отдельных пролетов, измеренных по расчетному горизонту высоких вод.

Расстояние от уровня подошвы рельса (ПР) на мосту до гори­ зонта меженных вод (ГМВ) называют высотой моста. Расстояние

8

а на судоходных реках — для пропуска судов.

Величина судоходного отверстия должна соблюдаться в свету между гранями опор при меженном судоходном габарите. Высоты

и возвышения над горизонтом воды необходимо исходить из тех­ нических и экономических соображений, а также принимать во внимание подмостовой габарит.

Подмостовым габаритом называют предельное очертание про­ странства под мостом, которое должно оставаться свободным для беспрепятственного пропуска судов и сплава. Внутрь этого габа­ рита не должны вдаваться никакие элементы моста и располо­ женные в нем устройства.

В зависимости от условий судоходства, сплава и от многовод­ ности реки разделяются на ряд классов, для каждого из них уста­

нижних частей пролетного строения (НК) называют строительной высотой моста. Отверстие, величины пролетов (в свету и расчет­ ные), высота моста, а также ширина проезда на мосту являются основными (генеральными) размерами моста.

Пролетное строение опирается на опоры с помощью опорных частей. Величина так называемого расчетного пролета, измеряе­ мая между центрами опорных частей пролетного строения, имеет важное значение. Чем больше расчетный пролет, тем больше на

первого), ведут в направлении километража линии. Основу про­ летного строения составляют главные балки (или фермы), пере­ крывающие пролет между смежными опорами. Их конструкция существенно утяжеляется с увеличением пролета.

9>