автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Оценка технического состояния и повышение несущей способности портовых гидротехнических сооружений на реках Сибири

О

Ьт I—

•о

Гп

2? НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫМ АРХИТЕКГУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

С: т

г-

На правах рукописи

ОИК Юрий Игоревич

ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОРТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НА РЕКАХ СИБИРИ

Специальность 05.23.07 - Гидротехническое и мелиоративное строительство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск 1998

Работа выполнена в Новосибирской государственной академии водного транспорта

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Костюков В. Д.;

доктор технических наук, профессор Колосов М.А.;

доктор технических наук, профессор Попов Ю.А.

Ведущая организация - акционерное общество "Сибречпроект".

на заседании диссертационного совета Д 064.04.02 в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 630008. Новосибирск, ул.Ленинградская, 113. ауд. 306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета.

Защита состоится мая 1998 г. в /5"

часов

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета канд.техн.наук, доцент

Дзюбенко Л. Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие речного транспорта, который со многом определяет экономик/ России, неразрывно связано с добывающей промышленностью, которая о настоящее время смещается в северные районы, характеризующиеся сосредоточением значительных запасов нефти, газа, металлов и других полезных ископаемых. Проблемы освоения этих районов сложны и требуют всесторонней разработки. На современном этапе важное значение отводится эффективному использованию уже существующих причальных сооружений и внедрению перспективных конструкций причалов при освоении месторождений в бассейнах малых рек, являющихся порой единственной транспортной связью Сибирского региона. Повышение эффективности использования набережных может быть выполнено как на основе усиления и реконструкции сооружения, так и выявления резервов их несущей способности, и то, и другое неразрывно связано с обследованием конструкций и получением достоверной информации о их состоянии в настоящий период времени. Оценка реальной работы сооружения позволяет судить о следующих факторах: увеличении резервов несущей способности с целью увеличения эксплуатационных нагрузок; сроках службы сооружения; необходимости проведения реконструкции или усиления конструкций; возможности увеличения глубины перед существующими причалами. Решение этих задач способствует обеспечению перегрузочных операций в речных портах Сибири без увеличения фронта причальных сооружений и в результате приводит к значительному снижению себестоимости перевозки грузов. Все это в целом предопределяет актуальность выполнения настоящей работы.

Цель и задачи исследований.

В соответствии с отмеченным выше, основной целью исследований являлась оценка технического состояния портовых гидротехнических сооружений Сибирского региона для выявления резервов несущей способности и возможностей их усиления и реконструкции в новых экономических условиях, а также разработка экономичных и быстровозводимых конструкций причалов для малых рек Сибири.

Для достижения поставленной задачи потребовалось провести оценку технического состояния ряда существующих причальных стенок в Обь-Иртышском, Енисейском, Восточно-Сибирском. Ленском бассейнах, а также портов на реках Северо-Востока России, изучить комплекс вопросов, связанных с техническим перевооружением. увеличением эксплуатационных нагрузок на причалы, усилением

конструкций. Кроме того, назрела необходимость усовериснство-вать теоретические методы оценки технического состояния набережных, определения срока службы причальных сооружений и оптимальных сроков проведения ремонтных работ, а также разработать практические методы повышения их несущей способности и долговечности.

Методы исследований. Решение поставленных задач основывается на натурных исследованиях портовых гидротехнических сооружений Сибири. Крайнего Севера и Северо-Востока, а также промышленных и гражданских объектов России. Стадии натурных исследований предшествовал ряд лабораторных экспериментов, проведенных на крупномасштабной модели, построенной в гидротехнической лаборатории НГАВТа.

Теоретической базой работы являются результаты научного анализа исследований в области совершенствования эксплуатации гидротехнических сооружений. Для оценки технического состояния конструкций использовались метода теории вероятностей. При постановке, проведении и обработке результатов натурных и лабораторных исследований использовались математические методы планирования эксперимента и моделирования конструкций причальных стенок.

Научная новизна работы .

1. Изучены и проанализированы тенденции использования причальных сооружений речных портов Сибири и Заполярья на ближайшую перспективу развития речного транспорта.

2. В результате исследования эксплуатируемых причальных сооружений выявлены причины их повреждений, разработана классификация видов и причин повреждений конструкций.

3. Разработана методика по определению сроков службы портовых гидротехнических сооружений, а также оптимальных сроков начала их ремонта.

4. Разработана методика обследования причальных сооружений для оценки их несущей способности, учитывающая значительные неоднородности элементов конструкций, характерные для сооружений, работающих в суровых климатических условиях.

5. Предложена методика оперативной оценки технического состояния существующих причальных сооружений по индексу безопасности с учетом их износа на момент обследования.

6. Предложен эффективный и экономичный метод снижения напряженно-деформированного состояния существующих и вновь возводимых причальных стенок с помощью армирования обратной засыпки

гибкими наклонными полотнищами.

7. Разработана методика расчета причальных стенок с армированной гибкими наклонными полотнищами обратной засыпкой, создаваемой при реконструкции и усилении существующих, а также строительство новых сооружений.

8. Подобран состав полимероасфальта для иготовления армирующих полотнищ, используемых в суровых климатических условиях. Получены его прочностные характеристики, позволяющие назначать технологические параметры и конструктивные размеры этих полотнищ.

9. Предложена методика оптимизационного выбора рационального типа причальных сооружений для малых рек Сибирского региона.

10. Разработаны и предлагаются к практическому использованию на малых реках Сибири усовершенствованные, экономичные, облегченные и быстровозводимые конструкции причальных стенок.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе результатов исследований возможно выполнить оценку технического состояния причальных набережных, установить их действительную несущую способность, определить сроки службы конструкций и сроки начала проведения ремонтных работ, выявить и использовать резервы несущей способности существующих причалов, провести усиление причальных стенок путем армирования грунта обратной засыпки гибкими наклонными полимероасфальтовыми полотнищами.

Внедрение проведенных исследований дает возможность существенно продлить срок службы эксплуатируемых причальных сооружений. обеспечить их безаварийную работу и увеличить пропускную способность портов, тем самым значительно сократить расходы на строительство новых причалов.

Предложены методика выбора рационального типа причального сооружения для специфических условий малых рек Сибирского региона. а также усовершенствованные конструкции быстровозводимых причалов.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при решении следующих производственных вопросов:

- при выдаче паспортов причальных набережных;

- при оценке технического состояния причалов;

- при определении несущей способности эксплуатируемых сооружений и зданий;

- при реконструкции и техническом перевооружении причалов;

- при усилении существующих причальных сооружений.

Результаты работы внедрены на набережных Обь-Иртышского.

Енисейского, Восточно-Сибирского. Ленского бассейнов, а также портов Северо-Востока России и ряде промышленных объектов.

Только за последние пять лет исследовано семнадцать сооружений, на большой части которых повышены нормы эксплуатационных нагрузок, и выполнены работы по восстановлению несущей способности поврежденных конструкций.

Ряд положений выполненной работы внедрен в учебном процессе Новосибирской государственной академии водного транспорта для дипломного проектирования, а также при чтении курсов лекций для студентов и слушателей факультета повышения квалификации.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на многочисленных конференциях и семинарах, проводимых в Ленинградском государственном техническом университете (1990г.). Ленинградском институте водного транспорта (1990г.), Пушкинском высшем военно-ин-кенерном строительном училище (1991г.), Одесском филиале Черно-морниипроекта (1990г.), Ленгипроречтрансе (1991г.), Усть-Куте на третьей межбассейновой научно-практической конференции (1995г.), Якутске на международной научно-практической конференции (1995г.), Новосибирской государственной академии строительства (1989 - 1997 гг.), на ежегодных научно-технических конференциях и семинарах Новосибирской государственной академии водного транспорта (1982 - 1997 гг.), а также на координационных совещаниях по эксплуатации причальных сооружений в городах Новосибирск. Томск, Нижневартовск, Сергино. Сургут, Ханты-Мансийск, Красноярск, Свирск, Зырянка, Нижнеянск, Якутск. Усть-Кут, Находка, Владивосток.

Публикация работы. Основное содержание работы отражено в 40 работах. В том числе в монографии и методическом пособии.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 284 источников и 8 приложений. Она имеет объем 288 страниц, включая 80 рисунков. 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассмотрен-

ной темы и се связь с задачами развития портовых гидротехнических сооружений на реках Сибири и Крайнего Севера России.

Планируемое увеличение объемов перевозимых грузов в районах Сибири, Заполярья и Дальнего Востока требует расширения пропускной способности действующих и вновь строящихся портов. Узким местом, сдерживающим рост пропускной способности портов, в большинство случаев являются пониженная в результате долголетней эксплуатации несущая способность причалов и отсутствие достоверной оценки их технического состояния, малая емкость прикордонных складских площадей, недостаточная глубина перед причалами и ограниченная производительность перегрузочных машин. Решение этих проблем за счет строительства нового причального фронта связано со значительными капитальными затратами и требует длительного времени, особенно для неосвоенных районов Заполярья, в которых сроки строительства на сегодня в 3 - 4 раза больше, а стоимость в 4 - 6 раз выше, чем в центральных районах России.

В этих условиях особое значение приобретают вопросы эффективного использования существующих причальных сооружений.

Повышение эффективности использования существующих портовых гидротехнических сооружений может быть осуществлено на основе: выявления резервов их несущей способности; определения оптимальных сроков выполнения ремонтных работ в периоды, соответствующие началу роста вероятности появления дефектов; продления срока службы без проведения работ по их реконструкции; усиления конструкций при минимальных затратах.

Все это связано с вопросами обеспечения эксплуатационной надежности портовых сооружений, которые включают создание условий безотказной работы объекта, а также максимальное сокращение затрат времени и средств на его техническую эксплуатацию и ремонты в течение нормативного срока службы.

Наряду с разработкой теоретических основ эксплуатационной надежности портовых сооружений возникает необходимость в совершенствовании организации и производства ремонтных работ, контроля их качества, методов обследования сооружений и других вопросов технической эксплуатации портов.

Решению комплексных проблем речного транспорта, в частности, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений посвящены работы отечественных ученых И. Е.Алперина, В. И. Белана, А. Я. Будина, 0. Ф. Васильева, В. В. Дегтярева, М.А.Колосова, В. Д. Костюкова, Р.М.Нарбута, В.П.Недриги, Ю.А.Попова, Г.А.Распопина,

Н.П.Розанова, Д.В.Рощулкина, И.С.Румянцева, P.C. Чалова, В.К. Штенцеля. П. И. Яковлева, А. П. Янснко и др.

Большая и полезная работа по изучению и обобщению опыта строительства и эксплуатации причальных стенок проделана рядом проектных и научно-исследовательских организаций. К их числу относятся ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, Гидропроект им. С. Я. Жука. Гип-роречтранс, Ленгипроречтранс, Ленморниипроект. Московская государственная академия водного транспорта, Новосибирская государственная академия водного транспорта, Санкт-Петербургский государственный технический университет водных коммуникаций. Сибречпроект, Союзморниипроект и др.

Значительный вклад в успешное решение проблем, относящихся к проектированию и эксплуатации набережных, внесен работами таких специалистов как: А. Я. Будин, А. А. Долинский. Г. А. Дуброва, В.В.Ковтун. В.Д.Костюков. В.Е. Ляхницкий, Р. М.Нарбут, С. В. Нер-пин, П.С.Никеров, С.М.Певзнер, A.B.Школа, Ф.М.Шихиев, В.К.Штен-цель, П.И.Яковлев и др.

Основы теории расчетов строительных конструкций на надежность представлены в работах В. В. Болотина, М. Майера. Н. Р. Ржани-цына, Н. С. Стрелецкого, Н. Ф. Хоциалова, Г. Шпете. В области гидротехнического строительства основы методов теории надежности рассмотрены в трудах А.Я. Будина. И.Н.Ермолаева, В.Д.Костюкова, В.Б.Кузнецова. P.M.Нарбута. Л.А.Уварова, А. В.Школы, Л.Ф.Штань-ко.

Несмотря на разнообразие выполненных исследований, направленных на изучение работы портовых гидротехнических сооружений, можно отметить, что вследствие отсутствия систематического сбора информации, получаемой в результате натурных обследований существующих конструкций, на современном этапе невозможно достоверно оценить эксплуатационную надежность и провести долгосрочное прогнозирование несущей способности причальных сооружений.

В первой главе представлены и проанализированы конструкции существующих речных портов Обь-Иртышского, Енисейского, Восточно-Сибирского, Ленского бассейнов и рек Северо-Востока России. Рассмотрены проблемы сохранения причальных сооружений и увеличения их пропускной способности. Сформулированы основные задачи исследований на современном этапе экономических преобразований.

Начиная с 1955 года в Сибирском регионе и на Крайнем Севере запроектированно и построено 27800 м. причальных набережных.

Сравнивая протяженность причального фронта региона с данными по России, приведенными в работе Р. М. Нарбута. можно отмстить. что их доля составляет около 12% от общего объема причальных набережных. Такое количество причалов является весьма значительным для данной отрасли.

Основной объем строительства причальных набережных в Сибирском регионе производился в период с 1965 по 1985 годы.

Преобладающим типом конструкций причальных набережных в этот период являлись стальные больверки вертикального профиля, изготовленные в основном из шпунта "Ларсен- V.IV".

В результате расчетов средний возраст причалов в Сибирском регионе составил 20 лет.

Проблема поддержания причальных сооружений в рабочем состоянии является актуальной для всех портов, находящихся в районах Сибири и Крайнего Севера, так как за последние годы строительство новых набережных в этом районе почти не ведется. Прогнозируемое увеличение грузооборота на речном транспорте предъявляет повышенные требования к пропускной способности портов, увеличение которой можно осуществлять как путем строительства нового причального фронта, так и в результате более интенсивной и рациональной эксплуатации существующих причалов. Последний подход связан с необходимостью увеличения загрузки прикордонных складских площадей и установкой на причалах более мощной перегрузочной техники, что в свою очередь приводит к существенному росту нагрузок на причальные стенки. Это обстоятельство требует изыскания дополнительных резервов несущей способности сооружений, а в некоторых случаях - их ремонта и усиления.

Вопросам оценки технического состояния портовых гидротехнических сооружений посвящены работы Г.А.Андреева, А.Я.Будина, Б. Ф. Горюнова, В.Д.Костюкова, Г. В. Мельника, А. П. Черепахина, В. К.Штенцеля и др. Следует отметить, что большинство перечисленных исследований касается портовых сооружений европейской части России и не отражает особенностей работы гидротехнических сооружений в суровых климатических условиях Сибирского региона. В работах А.Я.Будина, хотя и рассмотрено применение причалов в условиях Крайнего Севера, но затрагиваются в основном вопросы эксплуатации только одного типа конструкции подпорных стенок -больверка. Таким образом, опыт использования широкого многообразия других конструктивных решений в условиях Сибири, а также оценка современного технического состояния набережных этого региона в литературе не освещены.

Полезные материалы. касающиеся особенностей работы причальных набережных в суровых климатических условиях, приводятся в немногочисленных публикациях отдельных отечественных и зарубежных авторов А. Я. Будина, С. С. Вялова, В. Б. Гуревича, К. Ф. Маркина, 0. Андерсленда. Д. Андерсона, а также в работах проектных и научно-исследовательских организаций. К их числу относятся ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Ленморниипроект, Гипроречтранс. Сибречпроект, Ленгипроречтранс. Результатами этой работы явились нормативные документы, а также ряд других руководств и рекомендаций.

Выпуск упомянутых нормативных документов несомненно способствует повышению качества эксплуатации причальных набережных. Вместе с тем, следует отметить, что в них недостаточно полно отражены особенности работы существующих сооружений в суровых климатических условиях, а также особенности их работы в современных экономических условиях. Такое положение является закономерным, так как при разработке норм основное внимание уделялось проектированию вновь строящихся объектов, а не поддержанию в исправном состоянии и увеличению пропускной способности существующих причальных набережных. Помимо этого, в период разработки норм отсутствовали необходимые натурные и экспериментальные данные, касающиеся современного состояния причальных сооружений в Сибирском регионе, большинство из которых являются сравнительно молодыми и построены в последние два десятилетия. В связи с этим проводимые ранее исследования не позволили авторам перечисленных работ провести классификацию и систематизацию причин повреждений причальных набережных.

Проблема эксплуатационной надежности причальных сооружений в данном регионе носит комплексный технико-экономический характер. Для обеспечения безотказной работы, а также минимальных затрат времени и средств на техническую эксплуатацию и ремонты конструкций причальных набережных, повышения их надежности и увеличения пропускной способности необходимо на основе натурных исследований существующих причалов изучить причины и виды повреждений конструкций, определить действительную несущую способность причальных стенок и при необходимости провести усиление и ремонт конструкций набережных.

Таким образом, на современном этапе экономических преобразований. когда нет средств для строительства новых дорогостоящих причальных сооружений, остро стоят следующие вопросы: технической эксплуатации существующих причальных набережных; над-

аира за их состоянием; обоснования сроков службы отдельных элементов и их межремонтных периодов; реконструкции причалов и усиления поврежденных конструкций; выявления резервов несущей способности набережных с целью увеличения пропускной способности портов; разработки перспективных конструкций причалов для малых рек.

Учитывая важность затронутых вопросов, соискатель на протяжении многих лет научной деятельности занимался поиском возможных решений перечисленных выше задач.

Во второй главе представлена оценка степени износа причальных конструкций речных портов Сибирского региона с рекомендациями по срокам проведения ремонтно-восстановитель-ных работ, а также методика выбора рациональных проектов усиления и реконструкции набережных с точки зрения экономической целесообразности проведения работ.

В последнее время проектирование и строительство новых набережных почти не ведется. В этой связи остро встает проблема обеспечения сохранности существующих причалов и повышения уровня их технической эксплуатации. Причем, если уровень технической эксплуатации еще как- то можно "подтянуть" к растущим требованиям без осуществления комплекса широкомасштабных организационно-технических мероприятий и крупных инвестиций, то проведение работ по усилению и реконструкции причальных набережных требует принятия кардинальных мер по созданию указанного направления. что объясняется отсутствием достаточного внимания к этой важнейшей проблеме.

Следствием такого невнимания явилась крайняя запущенность ремонтно-восстановительных работ, проводимых на причальных стенках. Сегодня ремонт и реконструкция причалов производится бессистемно. Отсутствие единого научно-обоснованного подхода к перечисленным вопросам, ведомственная и территориальная разобщенность, слабая материально-техническая база существующих портов дают основание утверждать, что без коренного пересмотра дел в этой области нельзя ожидать сколько-нибудь существенного прогресса в данной отрасли.

По мнению многих ученых и специалистов, качественно выполненные научно-исследовательские работы по оценке состояния сооружений на 60 процентов обеспечивают их дальнейшую успешную работу.

Автором проведены исследования по оценке технического состояния большого количества причальных набережных, построенных в

бассейнах Сибирских рек. Из выполненных исследований видно, что большинство причалов находится в удовлетворительном состоянии, но требуют текущего ремонта.

Оценка технического состояния причалов проводилась в соответствии с планом научно-исследовательских работ НГАВТа и Службы Речного Транспорта, а также хоздоговорными темами, выполненными в соответствии с договорами между портами, пристанями и ИГАВТом. В выполнении этих тем соискатель принимал непосредственное участие, а в большинстве являлся руководителем.

На основании результатов проведенных обследований причальных набережных автором разработаны методы определения степени износа причальных стенок и оптимальных сроков проведения ре-монтно-восстановительных работ.

В результате многолетних исследований существующих причальных сооружений автором собраны и систематизированы данные по основным показателям физического износа конструкций набережных. Основываясь на конкретных результатах, предложены критерии определения степени физического износа причальных набережных.

Анализ результатов обследования технического состояния причалов в бассейнах Сибирских рек показывает, что физический износ причальных набережных опережает срок наступления морального износа, особенно в последние 5 лет, когда объем перевозок значительно сократился.

Также установлено, что за последние 20 лет были реконструированы причалы, находящиеся в удовлетворительном состоянии, прежде всего в связи с установкой современного более производительного перегрузочного оборудования, которое является и более тяжелым.

Как показали проведенные автором исследования, общий износ конструкции всегда меньше, чем просто арифметическая сумма физического и морального износов, что может быть учтено введением поправочного коэффициента Ки. измеряемого в процентах

К„ = Фи Ми/ 100 . (1)

где Фи- физический износ сооружения;

М„- моральный износ сооружения.

Сроки морального износа причальных набережных следует устанавливать для каждого конкретного случая на основании научно-технического обоснования.

В результате оценку состояния причальных набережных автор рекомендует осуществлять по показателю общего износа, представляющему собой математическую увязку размеров физического и морального износов

0И = Фи + Ми - Ки . (2)

В настоящее время в НГАВТе, под руководством автора, создастся банк данных о состоянии причальных набережных в бассейнах Сибирских рек, который включает информацию, содержащую сведения о техническом состоянии конструктивных элементов причалов на момент их обследования.

В третьей главе приведена методика обследования причальных сооружений. Предложены виды и периодичность осмотров набережных. Дана классификация и систематизация причин повреждений конструктивных элементов причальных стенок, рассмотрены основные положения расчета вероятности отказа конструкций. Предложена методика оперативного расчета надежности причалов по индексу безопасности.

При обследовании причальных набережных в Сибирском регионе необходимо учитывать специфические условия их эксплуатации, которые объясняются характером работы сооружения в суровых климатических условиях, режимом их эксплуатации, сроком существования набережных и в некоторых случаях работами по ремонту и реконструкции, которые чаще всего выполнялись хозспособом без достаточно обоснованной проектной документации.

Общие положения методики натурных исследований причальных набережных разработаны А. Я. Будиным. Обширные исследования в этой области проведены СПГУВК. МГАВТом, Ленморниипроектом, Чер-номорниипроектом и рядом других организаций, занимающихся портовым строительством.

При выполнении комплекса работ, связанных с натурными исследованиями причальных набережных, важным условием является определение объема измерений, гарантирующего получение информации об их действительном техническом состоянии с требуемой достоверностью.

Исследования, проведенные автором в портах Сибирского региона, где процессы разрушения существенно отличаются от европейских в силу эксплуатационных и климатических условий, показали, что усредненные характеристики, приведенные в существующих методиках, значительно отличаются от данных, полученных

диссертантом. Поэтому автор предлагает производить расчет минимального количества обследуемых элементов по уточненной формуле

Нт1п > 6га2й/(Л2С + агб2) . (3)

где б - среднеквадратическое отклонение;

а - параметр, определяемый по таблицам интегральной функции Лапласа; 3 - общее количество однотипных элементов; Д - требуемая точность измерений.

Многолетние исследования конструкций существующих причальных набережных, выполненные автором, позволили выявить основные виды и причины повреждений конструктивных элементов набережных в портах Сибири и Северо-Востока России.

В зависимости от причин образования повреждений последние, по мнению автора, можно классифицировать на четыре основные группы:

первая группа - повреждения, обусловленные конструктивными решениями, приведенными в проекте, или специфическими свойствами применяемых строительных материалов и конструкций;

вторая группа - повреждения, обусловленные некачественными строительно-монтажными работами;

третья группа - повреждения, обусловленные технологией изготовления конструкций;

четвертая группа - повреждения, образовавшиеся вследствие неблагоприятных условий эксплуатации.

Основываясь на натурных исследованиях набережных, возведенных в бассейнах Сибири и на реках Северо-Востока России, автор систематизировал основные повреждения конструкций набережных в зависимости от причин их возникновения, рекомендуя степень подверженности конструкций разрушению характеризовать специальным критерием - повторяемостью однотипных повреждений Пп, определяемым по формуле

П„ = 11Э1| 100 / 0 , (4)

где - количество элементов с повреждениями одного вида.

В результате натурного обследования большого количества существующих причальных набережных диссертантом получены данные по повторяемости повреждений конструкций причальных стенок, представленные в таблице.

Таблица

Повторяемость повреждений конструкций причальных стенок

Вид дефектов

Средняя повторяемость дефектов причальных набережных, %

Размыв грунта перед стенкой Вымывание грунта обратной засыпки Общие деформации в вертикальной и горизонтальной плоскостях Шпунт не забит до проектной отметки Вмятины , разрывы . местные искривления стального шпунта Трещины в стальном шпунте Интенсивная коррозия стального шпунта Разрыв анкерных тяг Разрушение бетона, сколы, трещины Коррозия арматуры закладных деталей и соединений

Гниение древесины

38.6 52,4

17,3 2.1

22.3 1,2

62.4 8,4

92.7

89.8 15,4

Существенный разброс как по количеству, так и по виду повреждений наглядно демонстрирует большой диапазон возможных повреждений конструкций набережных в процессе их эксплуатации.

Приведенные результаты исследований автора позволяют службам эксплуатации причальных сооружений, обращая внимание на появление возможных повреждений конструкций набережных, устанавливать основные причины их возникновения и в соответствии с ними принимать необходимые меры для своевременного их устранения, что. в свою очередь, дает возможность обеспечить безаварийную эксплуатацию причальных стенок.

Как показывает анализ эксплуатации причальных набережных, нормативные сроки службы причалов не соответствуют практическим. так как при проектировании сооружения не в полной мере учитывается интенсивность физического и морального износа конструкций.

В связи с этим при обследовании причальных набережных возникает необходимость оценить надежность конструкции. Причалы, эксплуатационная надежность которых ниже нормированного значения, должны быть реконструированы.

Впервые теория надежности сооружений рассмотрена в работах М.Майора и Н.Ф.Хоциалова в начале столетия. Выдающийся вклад в

расчет конструкций по предельным состояниям на основе статистических методов внес Н.С.Стрелецкий, впервые давший оценку вероятности разрушения.

Дальнейшее развитие это направление получило в работах

A. Р. Ржаницына, рассмотревшего задачи влияния изменчивости нагрузок и прочности на надежность, используя упрощенные модели, позволяющие качественно и быстро описать явление.

Значительную роль в развитие теории надежности внес

B.В.Болотин, разработавший методы оценки надежности сооружений и конструкций с учетом долговечности и временного процесса.

Решению специальных задач теории надежности в портовом гидротехническом строительстве посвящены работы В.Д.Костюкова, Б.Ф.Горюнова, Ф.М.Шихиева, А.В.Школы, В.Б.Кузнецова, Г.В.Мельника, основные положения расчета причальных сооружений на надежность регламентируются руководством РД 31.31.35-85.

Причальные набережные являются системами с большой степенью надежности, для которых выход из строя - редкое явление, и в связи с этим вероятность отказа очень мала. Поэтому для статистической оценки потребовался бы столь большой объем выборки, которого практически невозможно добиться. Кроме того, трудно подобрать и однотипные портовые сооружения, конструкции которых достаточно индивидуальны. Наряду с этим сроки службы набережных так велики, что статистика по их отказам появится только в отдаленном будущем. В тоже время тип распределения, определяемый, прежде всего, по перефирийным зонам, оказывает решающее влияние на вероятность отказа. Обойти эти сложности позволяет метод моментов, который основывается на вычислении первых двух моментов, т.е. математического ожидания и среднек-вадратического отклонения, а также ковариации. В этом случае определяется не вероятность отказа, а индекс безопасности, который не зависит от типа распределения.

Метод моментов основывается на уравнении предельного состояния

х2..... х,) = 0. (5)

где х - случайный параметр, определяющий совокупность базисных переменных, характеризующих надежность сооружения.

С целью приложения метода к оценке надежности набережных в в уравнении предельного состояния (5) можно выделить результирующее сопротивление и нагрузку

z =» g(x) - r- s = 0.

(6)

где ъ - запас прочности элемента конструкции; г,б - соответственно сопротивление и нагрузка. Если запас прочности представляет собой линейную функцию базисных переменных

z - с0 + Ес.х, 1=1

(7)

где с, - постоянные, определяемые структурой статической системы, то моменты функций случайных величин согласно теории вероятностей могут быть определены по заданным математическому ожиданию Е[х,1 - гах1, дисперсии Vartx,] = бх12 и ковариации

СО¥[Х,.Х,] =6xi6xjpxi XI •'

E[z] = m, = с0 + Éc, m,,, -i=l

P ni , „ га ш Var[z] = б, = Ее, бх1 + Е Ее, с, Cov [х,, х, ].

1=1 1=1 j=l 3 3

(8)

Если уравнение предельного состояния (5) нелинейно, то его можно линеаризировать с помощью разложения Тейлора :

8<Х!..... ) = 8(И«1.....J ag/Зх

(9)

lx=m

Подставляя полученное линеаризованное уравнение предельного равновесия в (6), получим

E[z] - g(mxl.....inxm);

m ,

Vartz] = E(0g/ax,)z Varfx, ] +

1-1 J. (10)

mm.

e E(a2g/ax,ax.) cov[x,,x,].

nr

Отметим, что все входящие в (10) производные вычисляются в

точке математического ожидания.

В результате определяется индекс безопасности как отношение математического ожидания запаса прочности к его среднеквад-ратическому отклонение

Во " ш2/бг = ЕЫЛЛГагЫ . (11)

Реализация метода осуществлялась на ЭВМ.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям работы причальных сооружений. Приведена методика натурных и лабораторных испытаний. Представлена лабораторная установка. Разработан и исследован полимероасфальтовый материал, используемый для армирования грунта обратной засыпки.

К настоящему времени накоплен большой опыт экспериментальных исследований работы причальных набережных. Обзор исследований взаимодействия грунта обратной засыпки с ограждающими конструкциями можно найти в работах А. Я. Будина, А. Г. Довгаленко, Г. А. Дубровой, Л. Ф. Златоверховникова, И. И. Кандаурова, Г. К. Клейна, В.В.Ковтуна, В.Д.Костюкова, Р.М.Нарбута, К.Терцаги. Г.П.Чеботарева, Ф. М. Шихиева, А. В. Школы, В. К. Штенцеля, П. И. Яковлева и многих других. Однако, отсутствие материала, освещающего действительную работу распорных сооружений с разгрузочными устройствами в виде армированной гибкими полотнищами обратной засыпки, позволяющими существенно уменьшить нагрузку на конструкцию, приводит к необходимости изучения этого вопроса для выявления основных закономерностей работы таких набережных с целью оценки их несущей способности.

Задача предпринятых натурных и лабораторных исследований заключалась в оценке влияния армирующего эффекта на работу причальных набережных. Данный вопрос рассматривался в плане применимости как для существующих конструкций, так и при их усилении.

В цели натурных исследований входило: измерение упругой линии оси шпунта на участке его свободной высоты; измерение полных напряжений в анкерных тягах; проведение пробной огрузки подпорной стенки с измерением приращений в анкерных тягах, изменений упругой линии оси шпунта на участке его свободной высоты.

Для выявления влияния на конструкцию причальных стенок различных факторов, изучение которых в натуре затруднено

вследствие ряда обстоятельств, в лаборатории Новосибирской государственной академии водного транспорта была создана специальная опытная установка, предназначенная для экспериментальных исследований портовых причальных сооружений. Установка представляет собой достаточно сложное сочетание специальных конструкций. систем и измерительных устройств, спроектированных и построенных с учетом требований, предъявляемых к моделировании сооружений, взаимодействующих с грунтом. При создании модельной установки был учтен большой опыт экспериментальных исследований, имеющийся в нашей стране и за рубежом.

Исследование моделей больверков выполнялось в грунтовом литке размером 2,5x1,4x1,4 м.

В качестве грунта для экспериментальной установки использовался речной мелкозернистый кварцевый песок с удельным весом гС0 =16 кН/м3 , углом внутреннего трения ip = 30° и модулем упругости 26 мПа.

В соответствии с программой исследований были изготовлены три модели одноанкерных больверков. Жесткостные параметры модельных стенок соответствовали натурным причальным сооружениям, возведенным из металлического шпунта "ШК-2", "Ларсен-III" и "Ларсен-IV". Модельные стенки изготавливались из листовой стали СтЗ толщиной 3,0 мм, 4,0 mía и 5.0 мм.

Анкерные тяги в соответствии с методикой моделирования изготавливались из стального прутка СтЗ диаметром 0,08 м, шаг установки - 0,22 м. Крепление анкерных тяг к поясу жесткости и к торцевой стенке лотка производилось с помощью резьбовых соединений.

Для определения параметров напряженно-деформированного состояния модели использовался метод резистивной тензометрии.

Загружение модели эксплуатационной распределенной нагрузкой производилось ступенями q„ = 0; 0,71; 1,43; 2,86 кН/м2, что в соответствии с методикой моделирования отвечало нагрузкам в натурных условиях qH =0; 10; 20; 40 кН/м2. После каждой ступени измерялись параметры напряженно-деформированного состояния конструкции. При повторных экспериментах результаты измерений напряженно-деформированного состояния во всех сериях опытов были достаточно стабильными. Разброс результатов не превышал 9%.

На рис. 1 приведены графики зависимости максимальных изгибающих моментов и усилий в анкерных тягах от интенсивности распределенной нагрузки на поверхности грунта, построенные по результатам экспериментальных исследований. Графики соответс-

1?а. КН/М

340 320 300 280 260 240 220 '200 180 160 140 120 100

Е1=21ч

Е1=48ч Е1 =21

Е1-83.

____ ^

Е1=83

Е1=48

Е1-21

10

20 Ч, кН/м2

30

40

Рис.1. Зависимости М= и Яа= Г Сч) для стенок различной жесткости (Е1 в МПа м4)

- - без армирования грунта обратной засыпки;

— • - - армирование горизонтальными слоями;

--- - при армирования грунта обратной засыпки

гибкими наклонными полотнищами.

твуют подпорным стенкам различной жесткости при усилении конструкции путем армирования грунта обратной засыпки гибкими полотнищами и для стенки без усиления.

Полученные экспериментальные данные позволяют проанализировать напряженно-деформированное состояние конструкций боль-веркового типа в зависимости от их усиления гибкими наклонными полотнищами.

На основе многолетних исследований соискателем был подобран состав смеси для изготовления полимероасфальтовых полотнищ, применяемых в качестве армирующего материала в обратной засыпке распорных гидротехнических сооружений. Полученный состав хорошо зарекомендовал себя в суровых климатических условиях.

Реальным условиям работы материала в конструкции в наибольшей степени отвечают стабилометрические испытания. Для их проведения в лаборатории НГАВГа с участием автора был создан и внедрен в практику стабилометр, приспособленный для термостати-рования образцов в процессе испытаний. Испытания проводились в диапазоне температур от минус 40° С до плюс 50°С, с интервалом 5°С. Давление в стабилометре варьировалось в диапазоне от 0-100 кПа, с интервалом 6 кПа. Нагрузка - ступенчатая. Момент разрушения определялся по резкому нарастанию деформаций. Всего было проведено около 400 опытов.

Полученные зависимости прочностных характеристик полимеро-асфальта от температуры позволяют назначить технологические параметры для изготовления полотнищ, их'транспортировки и укладки в сооружение.

Приведенные результаты являются основополагающими при расчете прочности полотнищ и их толщины в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

В пятой главе предложена методика расчета распорного давления грунта засыпки, армированной гибкими наклонными полотнищами при проведении усиления и реконструкции тонких причальных стенок, как наиболее распространенного в Сибири типа конструкций набережных.

Как известно, напряженно-деформированное состояние боль-верка в наибольшей степени зависит от характера распорного давления грунта, действующего на сооружение. От правильности определения активного давления грунта на тонкие подпорные стенки зависят их эксплуатационная надежность и экономичность.

Проведенные автором экспериментальные исследования показали существенное влияние на величину распорного давления угла

наклона армирующего полотнища к горизонту. Причем, наиболее оптимальным является наклон гибкого армирующего полотна от боль-верка. Для определения равнодействующей активного давления грунта, расположенного ниже армирующего полотна, рассматривалось равновесие призмы обрушения, находящейся под действием системы сил (рис.2), откуда

Еа = { й + Г [Б1Пф - СОБф 1£(|р+ф)] + N [СОБ<Р + Б1Щ> tg(ч>+ф)]}/

[б1п5 + созб 1в(ф+ф)], (12)

где С - вес грунта призмы обрушения; Т - сила трения о гибкое полотнище; <р - угол внутреннего трения грунта; ф - угол призмы обрушения армированной засыпки; N - сила давления со стороны вышележащих слоев и пригрузки; 8 - угол трения грунта о стенку.

Рис.2. Расчет активного давления грунта

а) схема конструкции; б) расчетная схема;

1 - гибкое армирующее полотнище;

2 - тонкая подпорная стенка.

Для определения угла призмы обрушения, при котором равнодействующая активного давления грунта принимает максимальное значение, необходимо решить уравнение

dEa/dij> = 0.

Взяв производную от выражения (12) и приравняв со нулю, получаем зависимость для определения угла призмы обрушения ф:

-{cosS cos2 (ср-ф)/соБ2 (ср+ф) + [sin8+cos5 tg(<p+i|>)]*sln[2(tp-(|»)]}*

[(Ai+A2A4A5) Б1пф cos(ip-«|>) + AgAiAg sin^i cos(ф-ф) tg(ч»+ф) +

A3A4A5 sin2«!» + А3А4Аб sin2<|. tgiip+ф)] + [sin6 + cos5 tgiip+ф)]*

{(A!+A2A4A5) cos<ji соб(ф-ф) соб2(<р+ф) + (Ai+A2A4A5) э1пф*

sin(ip^) cos2(<р+ф) +0.5 кгА4/д соБф cos(ip-ti>) sin[2(ч>+ф)] +

0.5 АгА4Аб Б1пф Б1п(ч>-ф) б1п[2(<р+ф)] + А2А4Аб э1пф соб(ф-ф) +

А3А4А5 б!п2ф созг(|р+Ф) +0.5 А3А4Ав Б1п2ф з1п[2(ч>+Ф) ] +

а3а4аб б!п2ф }. (13)

Здесь Ki = ifH2£cos(p/2; Аг = q + iHt; А3 = *Н2 simp/2; А4 = H2cos2ip; А5 = tgp slrep + cosip; Ag = slntf - tg& cos<p.

Вычисленое из (13) значение угла призмы обрушения ф позволяет определить величину активного давления грунта с учетом разгрузочного эффекта гибкого армирующего полотнища. В виду сложности уравнений автором составлена программа на ЭВМ с использованием алгоритмического языка "BASIC" .

Результаты расчета позволяют строить эпюры активного давления грунта на тонкие причальные стенки, усиленные армированием обратной засыпки гибкими наклонными полотнищами.

Армирующий эффект составляет до 40 процентов. Существенное снижение активного давления грунта в результате армирования обратной засыпки гибкими наклонными полотнищами приводит к уменьшению нагрузок на сооружение и тем самым к изменению напряженно-деформированного состояния конструкций причальных стенок. Данный вывод подтверждается результатами натурных исследований.

На основании расчетных эпюр активного давления грунта, построенных по предложенной автором методике, определены изгибающие моменты в шпунте и усилия в анкерных тягах причальных стенок, изучавшихся в процессе исследований. Сопоставление результатов демонстрирует хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных.

Полученные результаты показывают, что предложенная автором методика расчета активного давления грунта армированной обратной засыпки хорошо согласуется с данными экспериментальных исследований и, следовательно, может быть рекомендована для использования в практических целях при усилении и проектировании тонких причальных стенок с армированием грунта обратной засыпки гибкими наклонными полотнищами.

В шестой главе приведены критерии выбора конструкций причальных сооружений для специфических условий малых рек Сибирского региона. Предложены перспективные, усовершенствованные конструкции быстровозводимых причалов для малых рек.

Наиболее важным обстоятельством при решении вопросов доставки грузов по малым рекам является обустройство пунктов выгрузки прибиваемых грузов. В настоящее время выгрузка грузов на малых реках в основном производится на необорудованный причальными стенками берег с помощью плавучих перегрузочных механизмов.

В связи с особыми условиями эксплуатации, обусловленными малыми глубинами и короткими сроками навигации, а также экономическими трудностями последних лет возникла необходимость в разработке методики оптимизационного подбора конструкций причальных сооружений, учитывающей специфику данной задачи, позволяющей отказаться от дорогостоящего технико-экономического сравнения вариантов и непосредственно приступить к рабочему проектированию конкретного сооружения.

В результате решения этой задачи, автором не только предложена методика выбора рационального типа причальных сооружений для малых рек в зависимости от особенностей возведения, грунта основания, свободной высоты стенки, типа перегрузочной механизации, объема грузооборота и специфики региона строительства, но и разработаны новые перспективные конструктивные решения, учитывающие и устраняющие недостатки ранее существующих причальных сооружений.

На основании предложенных диссертантом классификационных показателей, принимаемых в качестве критериев, на ЭВМ разрабо-

тана программа выбора оптимальной конструкции причалов. Предложенный метод оптимизационного подбора конструкции сооружения позволяет отказаться от дорогостоящего технико-экономического сравнения вариантов и приступить непосредственно к рабочему проектированию конкретного причального сооружения.

Учитывая конструктивные недостатки традиционных схем причальных набережных и их высокую стоимость возведения в осваиваемых отдаленных районах. Гипроречтранс, ЦНИИС, Сибгипроречтранс предложили укрупненные конструкции причалов, которые предполагается собирать на базовом предприятии и транспортировать к месту установки на плавсредствах или наплавом. Установка этих конструкций в проектное положение должна производиться в течение 2-3 рабочих смен с применением вахтового способа строительства. С учетом этих требований Гипроречтранс разработал блочную конструкцию причала с использованием наплавных средств. Следует отметить, что предложенная конструкция имеет ряд недостатков.

Для совершенствования конструктивных решений причалов из блок-модулей с целью уменьшения материалоемкости конструкций каркаса и лицевой стенки, а также увеличения несущей способности причалов, автором диссертации предлагается при производстве работ по возведению обратной засыпки заармировать грунт наклонными гибкими полотнищами. Это мероприятие позволит, как показывают проведенные автором в главе 5 расчеты, снизить активное давление грунта на стенки и .соответственно, уменьшить опрокидывающий момент почти на 40 процентов, в результате чего возможно уменьшение сечения несущих элементов причалов из блок-модулей, то есть существенное сокращение материалоемкости конструкции. Армирование грунта обратной засыпки также позволяет увеличить несущую способность причала, а следовательно, повысить его надежность и долговечность.

Автором предлагаются нижеследующие конструкции причалов с армированной обратной засыпкой для различных глубин у стенки.

При глубинах перед причалом менее 4-х метров предлагается армировать грунт двумя ярусами наклонных гибких полотнищ.

При глубинах перед причалом 4-8 метров требуется устройство надстройки с заанкеровкой фундаментного блока и дополнительная установка гибкого армирующего грунт полотнища.

При глубинах более 8 метров наиболее экономичным решением является заанкерованная стенка, набранная из металлического шпунта и возведенная над типовым блок-модулем с армированной гибкими наклонными полотнищами обратной засыпкой.

Другим перспективным направлением обустройства перевалочных пунктов на малых реках является приспособление из отслуживших свой срок плавсредств, в основном барж, и создание на их основе железобетонных причалов.

Основными недостатками таких сооружений являются: сложность установки баржи в проектное положение на грубовыравненное основание; большая трудоемкость бетонирования тонкостенных гус-тоармированных элементов баржи.

Для устранения первого недостатка автор считает целесообразным производить разрезку плавсредств на отдельные блоки длиною по 8-12 метров с последующей их установкой в штатное положение с применением крановой механизации. Эта технология изготовления конструкции незначительно увеличивает трудоемкость работ, но, с другой стороны, позволяет осуществить более точную установку каркаса на грубовыравненное основание.

Усиление тонкостенных конструкций каркаса плавсредства (баржи) автор рекомендует выполнять деревянной обшивкой, что в некоторой степени уменьшит объем бетонных работ.

Окончательное решение по использованию плавсредств для возведения причальной набережной должно приниматься индивидуально для каждого объекта строительства с учетом особенностей конструкции баржи или другого отслужившего свой срок эксплуатации плавсредства.

Можно отметить, что предлагаемые автором конструкции набережных в виде блок-модулей с армированной обратной засыпкой и переоборудованных, отслуживших свой срок эксплуатации плавсредств являются достаточно экономичными, быстро возводимыми сооружениями и могут быть рекомендованы в качестве причальных набережных на малых реках.

В приложениях приведены таблицы, графики, оценка технико-экономической эффективности повышения пропускной способности портов, а также справки и акты, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате исследований технического состояния существующих причальных стенок в Сибирском регионе установлено, что в настоящее время многие порты имеют пропускную способность, не соответствующую расчетной. Устранение данного недостатка требует, прежде всего, оценки действительной несущей способности

каждого конкретного сооружения. В зависимости от полученных результатов производится либо увеличение пропускной способности набережных за счет использования их внутренних резервов, либо усиление и реконструкция. Таким образом, оценка реальной работы сооружения позволяет судить о следующих факторах: выявлении резервов несущей способности с целью увеличения эксплуатационных нагрузок; сроках службы сооружения; необходимости проведения реконструкции или усиления конструкций; возможности увеличения глубины перед существующими причалами.

Решение этих задач способствует обеспечению перегрузочных операций в речных портах Сибири без увеличения фронта причальных сооружений и в результате приводит к значительному снижению себестоимости перевозки грузов.

Важное значение имеет также внедрение перспективных конструкций причалов для малых рек Сибири, протекающих по территориям. на которых в настоящее время открыты и осваиваются богатейшие месторождения газа, нефти, металлов и других полезных ископаемых, а единственным видом транспорта является речной.

Выполненные в данной диссертационной работе исследования, проведенные с целью решения вышеперечисленных проблем, позволили решить следующие важные народнохозяйственные задачи:

1. На основе проведенных автором многолетних наблюдений за состоянием набережных в бассейнах Сибирских рек впервые создан банк данных, составленный в результате научно-технических исследований, выполненных при участии автора в основном под его руководством, впервые осуществлена комплексная оценка технического состояния причальных набережных, выявлены повреждения конструкций, систематизированы данные по основным показателям физического износа причалов.

Предложены критерии и методы определения степени износа причальных стенок. Разработанная методика позволяет оценить техническое состояние причалов на основании физического износа и спрогнозировать стоимость ремонтно-восстановительных работ. В основу методики положена необходимость выполнения ремонтно-строительных работ в периоды, соответствующие началу резкого роста вероятности появления дефектов.

Автором разработан способ определения сроков службы причальных набережных, основанный на известных формулах теории вероятностей. позволяющий назначить оптимальные сроки проведения ремонтных работ.

Автором предложена методика выбора рациональных проектов

усиления и реконструкции конструктивных элементов набережных с точки зрения экономической целесообразности проведения соответствующих работ.

2. Автором разработана методика обследования причальных сооружений для оценки их несущей способности, учитывающая значительные неоднородности элементов конструкций, работающих в условиях Сибирского региона (разные конструкции по длине причального фронта, различные инженерно-геологические условия, отличия в эксплуатационных нагрузках на территории причалов, различные повреждения конструктивных элементов и отдельных узлов сооружения и т.д.).

Предложена уточненная зависимость для определения минимального объема выборки исследованных конструктивных элементов при проведении оценки технического состояния набережных.

3. В результате исследования состояния конструкций существующих причальных набережных в бассейнах Сибирских рек выявлены причины их повреждений, разработана классификация видов и причин повреждений причальных стенок. Приведенные результаты исследований автора позволяют службам эксплуатации причальных сооружений. обращая внимание на появление возможных повреждений конструкций набережных, устанавливать основные причины их возникновения и в соответствии с ними принимать необходимые меры для своевременного их устранения, что. в свою очередь, дает возможность обеспечить безаварийную эксплуатацию причальных стенок.

4. Разработана методика оперативной оценки надежности причальных набережных по индексу безопасности, позволяющая исключить ошибки, возникающие при определении вероятности отказа, зависящей от типа распределения случайных величин, в качестве которых рассматриваются отказы различных элементов конструкции. Разработка нового метода обоснована тем, что традиционные способы подхода основаны на знании о типе распределения, требующем большого объема выборки, тогда как в связи со значительными сроками службы набережных и достаточно ограниченным количеством однотипных портовых сооружений статистических данных по их отказам крайне недостаточно.

Индекс безопасности не зависит от типа распределения и, следовательно, позволяет обойти вышеописанные сложности.

Предложенная автором методика определения надежности конструкций может быть использована для оценки состояния любых конструктивных элементов, для которых неизвестна функция расп-

ределения вероятности отказов.

Для облегчения расчетов по оценке надежности некоторых элементов портовых гидротехнических сооружений построены номограммы.

5. Проведенные экспериментальные исследования показывают, что армирование грунта обратной засыпки гибкими полотнищами существенно снижает напряженно-деформированное состояние тонких подпорных стенок и. следовательно, может быть рекомендовано как экономичное средство повышения несущей способности существующих и вновь возводимых причальных набережных.

Необходимо отметить, что при увеличении нагрузки на поверхности грунта обратной засыпки, а также при уменьшении жесткости подпорной стенки армирующий эффект становится более значительным.

6. Результаты эксперимента показывают, что параметры напряженно-деформированного состояния больверка в значительной степени зависят от угла наклона армирующих полотнищ в обратной засыпке. Минимальные значения изгибающих моментов в стенке получаются при армировании обратной засыпки с уклоном от больверка к материковому грунту. Такой же вывод можно сделать в отношении анкерных усилий.

Армирующий эффект возрастает с увеличением угла наклона полотнищ. Однако, исходя из технологии возведения конструкции, угол наклона полотнищ не может быть принят больше угла естественного откоса грунта обратной засыпки, следовательно, за оптимальное значение угла наклона полотнищ необходимо принимать угол естественного откоса грунта засыпки.

7. Установлено, что в результате армирования грунта обратной засыпки угол наклона плоскости обрушения к вертикали значительно уменьшается, что, в свою очередь, снижает распорное давление грунта на сооружение.

8. В результате экспериментальных исследований подобран состав полимероасфапьтового материала, обладающего высокими физико-механическими прочностными характеристиками и рекомендуемого для армирования грунта и производства берегоукрепительных работ в суровых климатических условиях.

9. Получены зависимости прочностных характеристик полиме-роасфальта от температуры, позволяющие назначать технологические параметры для изготовления полотнищ, их транспортировки и укладки в сооружение, а также рассчитать требуемую толщину гибкого полотнища.

10. Предложен метод расчета напряженно-деформированного состояния больверков с армированной обратной засыпкой, создаваемой при реконструкции, усилении и строительстве новых причальных стенок. Получены расчетные зависимости для построения эпюр активного давления грунта, определения геометрических размеров и глубины закладки гибких наклонных полотнищ в обратной засыпке. Для облегчения расчетов автором составлены программы на ЭВМ.

11. В результате экспериментальных и теоретических исследований разработан экономичный метод, позволяющий до 40 процентов снизить нагрузки на причальные набережные путем армирования грунта обратной засыпки стенок гибкими наклонными полотнищами. Метод рекомендован к применению при строительстве новых и усилении ранее существующих причальных сооружений. Вышедшее из строя полотнище, конструктивно не соединенное с подпорной стенкой, можно легко и быстро заменить. Однако, к такому ремонту вряд ли придется прибегать, так как полотнища предохранены от механических повреждений значительным слоем грунта.

12. Разработана методика оптимизационного выбора типа конструкции причального сооружения, учитывающая особые условия эксплуатации на малых реках Сибирского региона, обусловленные малыми глубинами и короткими сроками навигации, позволяющая отказаться от дорогостоящего технико-экономического сравнения вариантов и на первом же этапе приступить к рабочему проектированию конкретного сооружения. Методика основана на предложенной автором классификации, учитывающей особенности возведения сооружения, грунтовые условия, свободную высоту стенки, тип перегрузочной механизации, объем грузооборота и специфику региона строительства.

13. Автором разработаны и предлагаются к практическому использованию на малых реках усовершенствованные экономичные конструктивные решения, основанные на разработанном соискателем методе армирования грунта обратной засыпки. Кроме того, для возведения причальных стенок на малых реках предлагается использовать списанные плавсредства, утилизация которых в настоящий момент также является народнохозяйственной проблемой.

14. Рекомендации данной работы использованы при обследовании технического состояния и паспортизации причалов во всех бассейнах Сибирских рек. В речных портах данного региона выполнялись расчеты по оценке несущей способности и возможностей увеличения допустимых нагрузок на причалы. По результатам исследований проведены работы, позволившие существенно увеличить

несущую способность отдельных причалов, выявить резервы несущей способности обследованных сооружений, повысить эксплуатационные нагрузки и тем самым значительно сократить эксплуатационные расходы.

Основное содержонис диссертации опубликовано о следующих работах:

1. Бик Ю.И. Береговые укрепления. Учебное пособие для слушателей ФПК и студентов-дипломников факультета "Гидротехническое строительство водных путей и портов". НИИВТ.- Новосибирск, 1989,- 75с. (в соавторстве).

2. Бик Ю.И. Влияние угла наклона армирующих полотнищ в обратной засыпке на напряженно-деформированное состояние больвер-ков //Расчет прочности судовых конструкций и механизмов: сб. научн. тр./ НИИВТ. - Новосибирск, 1990. -с. 9-17.

3. Бик Ю.И. Определение прочностных характеристик полиме-роасфальтовых покрытий // Вопросы гидравлического обоснования путевых работ на реках: сб. научн. тр. /НИИВТ. - Новосибирск, 1989.-е.71-77. (в соавторстве).

4. Бик Ю. И. Исследование влияния способов армирования грунта обратной засыпки на работу больверков //Вопросы технической эксплуатации и оценка надежности гидротехнических сооружений: сб. научн. тр. / НИИВТ, - Новосибирск. 1990. -с. 21-27.

5. Бик Ю.И. Исследование влияния способов выполнения обратной засыпки на работу больверков //Вопросы гидравлики и русловых потоков: сб.научн. тр./НИИВТ.-Новосибирск. 1990.-с. 20-27.

6. Бик Ю.И. Облегчение подпорных стенок путем армирования засыпки // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1991,- N1.-с. 115-116.

7. Бик Ю.И. Исследование влияния способов возведения засыпки на НДС больверков // Организация работы флота: сб. научн. тр. / НИИВТ, - Новосибирск. 1991.- с. 60-65.

8. Бик Ю.И. Рациональные способы повышения несущей способности гибких подпорных стенок // Проектирование зданий и сооружений: сб.научн. тр./ ПВВИСУ.- Пушкин, 1991.- с.32-33.

9. Бик Ю.И. Влияние гибкости стенок с армированной засыпкой на НДС конструкции // Тезисы докладов научн.-техн. конференции / НИСИ. - Новосибирск. 1991.- с. 76.

10. Бик Ю.И. Натурные исследования влияния способов возведения обратной засыпки на напряженно-деформированное состояние больверков // Организация работы флота Сибири в условиях полно-

го хозрасчета: сб.научн. тр. / НИИВТ.- Новосибирск, 1992,-с. 60-63.

11. Бик Ю.И. Натурные исследования напряженно-деформированного состояния больвсрков// Тезисы докладов научн. -техн.конференции / НИСИ.- Новосибирск. 1992,- с. 65-66.

12. Бик Ю.И. Увеличение несущой способности тонких подпорных стенок // Изв.вузов. Строительство и архитектура.- 1993.-N1. - с. 114-115.

13. Бик Ю. И. Определение допустимых нагрузок на подпорные сооружения с учетом промерзания грунта // Тезисы докладов научн. -техн. конференции / НИСИ,- Новосибирск. 1993.- с.55-56.

14. Бик Ю. И. Оценка надежности причала нефтепункта в г.Красноярске // Тр.координац.совещ.по эксплуатации речных портов / КРП.- Красноярск, 1994.- с.23-26.

15. Бик Ю. И. Особенности работы подпорных сооружений в условиях Крайнего Севера // Тезисы докладов научн. -техн. конференции / НГАС.- Новосибирск. 1994.- с. 44-45.

16. Бик Ю.И. Опыт эксплуатации и особенности обследования причальных сооружений // Параметры перспективных транспортных систем республики Саха: сб.научн.тр./ АН РС (Я).- Якутск, 1995.- С. 24-25.

17. Бик Ю.И. Особенности эксплуатации тонкостенных подпорных стенок на Крайнем Севере // Тезисы докладов научн. -техн. конференции / НГАС. - Новосибирск. 1995.- с. 38.

18. Бик Ю.И. Оценка технического состояния причалов Геологоразведочной базы // Расчет строительных конструкций: сб.научн. тр. / ТРП. - Тюмень, 1995,- с. 24-26.

19. Бик Ю.И. Расчет распорного давления грунта // Осет-ровский речной порт: сб. научн. тр. / ОРП.- Усть-Кут, 1995. -с. 80-83.

20. Бик Ю.И. Определение среднего значения срока службы причальных сооружений // Современные проблемы технических наук: сб. научн. тр. / НГАВТ. - Новосибирск, 1996. - с. 52-53.

21. Бик Ю.И. Оценка надежности строительных конструкций // Проблемы проектирования, стрительства. реконструкции зданий и сооружений: сб. научн. тр. / ОРГСТРОЙ. - Кемерово. 1996.- с. 22-23.

22. Бик Ю.И. Определение срока службы портовых гидротехнических сооружений // Повышение эффективности работы речного транспорта Сибири в новых условиях: сб. научн.тр. / НГАВТ. - Новосибирск, 1996.- с. 146-148.

23. Бик Ю.И. Определение степени износа причальных набе-

рожных // Проблемы внутренних водных путей: сб. научи.тр./ НГАВТ. - Новосибирск, 1996,- с. 56-59.

24. Бик 10. И. Методика обследования причальных сооружений. Сибирский научный вестник./ Известия Новосибирского научного центра "Ноосферные знания и технологии" Российской академии естественных наук. Вып. 1. Новосибирск, 1997,- с. 172-176. (в соавторстве) .

25. Бик Ю.И. Методика выбора рациональных проектов усиления, реконструкции и повышения долговечности конструктивных элементов набережных // Речной транспорт Сибири в новых условиях: сб. научн. тр. / НИИВТ. - Новосибирск, 1997.- с. 123-126.

26. Бик Ю.И. Определение резервов несущей способности набережных // УВД, Саха: сб. научн. тр. / Якутск, 1997.- с. 61-65.

27. Бик Ю.И. Современное состояние причальных набережных в бассейнах сибирских рек // Проблемы интеграции науки и образо-Вс1ния. опыт и перспективы / НГАВТ,- Новосибирск, 1997.-с.207-208.

28. Бик Ю.И. Проблемы сохранения набережных в портах Сибири И УВД. Саха: сб. научн. тр. / Якутск. 1997,- с. 82-84.

29. Бик Ю.И. Повышение надежности портовых гидротехнических сооружений, - Новосибирск, изд-во НГАВТ, 1997.- 77с.

30. Бик Ю.И. Методы выбора рациональных проектов речных набережных // УВД, Саха: сб. научн. тр. / Якутск, 1997,- с. 88-102.

31. Бик Ю.И. Проблемы сохранения причальных сооружений в речных портах Сибири // Проблемы интеграции науки и образования, опыт и перспективы: сб. научн. тр. / НГАВТ. - Новосибирск, 1997,- с. 113-114.

\

НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПОРТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

НА РЕКАХ СИБИРИ

Специальность 05.23.07 - Гидротехническое и мелиоративное строительство

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

Бик Юрий Игоревич

Новосибирск - 1998

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

1. Речные порты Сибири и их причальные сооружения 17

1.1. Обь-Иртышский бассейн 17

1.2. Енисейский и Восточно-Сибирский бассейны 32

1.3. Ленский бассейн и реки Северо-Востока 47

1.4. Проблемы сохранения причальных сооружений

и увеличения их пропускной способности 52

1.5. Обоснование необходимости проведения исследований 57

2. Оценка технического состояния причальных набережных 66

2.1. Современное состояние набережных в бассейнах Сибирских рек и методы определения степени

их износа 66

2.2. Определение срока службы причальных стенок

и сроков начала их ремонта 73

2.3. Методика выбора рациональных проектов усиления, реконструкции и повышения долговечности конструктивных элементов набережных 81

3. Повреждения конструкций набережных в речных портах Сибири 88

3.1. Методика обследования причальных сооружений

для оценки их несущей способности 88

3.2. Классификация и систематизация причин повреждений 96

3.3. Основные положения расчета вероятности отказа конструкций 106

3.4. Оценка надежности причалов по индексу

безопасности 119

4. Экспериментальные исследования работы причальных

сооружений 135

4.1. Задачи и основные положения исследований 135

4.2. Методика проведения натурных испытаний 140

4.3. Методика моделирования работы причальных набережных с разгрузочными устройствами 149

4.4. Влияние положения армирующих полотнищ на

угол призмы обрушения грунта обратной засыпки 169

4.5. Результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния больверков 178

4.6. Исследования полимероасфальтового материала, используемого для армирования засыпки 181

4.7. Анализ результатов экспериментальных исследований 202

5. Методика расчета больверков с учетом армирования грунта при их усилении

5.1. Исходные положения

5.2. Методика расчета активного давления грунта засыпки, армированной гибкими наклонными полотнищами

5.3. Определение расчетных характеристик гибких армирующих полотнищ

5.4. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных

6. Особенности проектирования причальных сооружений на малых реках Сибири и Севера 6.1. Выбор конструкций причальных сооружений для

малых рек

214

214

215 224 230 233 233

6.2. Перспективные конструкции причалов для малых рек 237 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 250

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 258

ПРИЛОЖЕНИЯ 289

Приложение 1. Современное состояние причальных

набережных 290

Приложение 2. Пример расчета срока службы причала 302

Приложение 3. Пример расчета минимального количества

измерений при проведении обследований 303 Приложение 4. Результаты экспериментальных исследований изгибающих моментов в больверках 305 Приложение 5. Программа для расчета на ЭВМ активного давления грунта, армированного гибкими наклонными полотнищами 318

Приложение 6. Классификация причальных сооружений, учитывающая условия возведения и эксплуатации 321

Приложение 7. Оценка технико-экономической эффективности повышения несущей способности причалов порта 339

Приложение 8. Справки и акты о внедрении выполненных

научных разработок 345

ВВЕДЕНИЕ

Представляемая диссертационная работа выполнялась в Новосибирской государственной академии водного транспорта применительно к научной специальности 05.23.07 - гидротехническое и мелиоративное строительство. Диссертация решает важную народнохозяйственную проблему для периода острого дефицита средств на модернизацию эксплуатируемых и строительство новых речных портов - обеспечение роста объема перерабатываемых грузов в существующих портах без увеличения причального фронта гидротехнических сооружений. Рассматривается и вторая современная проблема - обеспечение перегрузочных операций на временных пунктах доставки мелких партий грузов в прибрежные районы малых рек путем строительства упрощенных и дешевых причальных сооружений.

Восстановление и затем прирост объемов перевозимых речным транспортом и перерабатываемых в портах и временных перегрузочных пунктах народнохозяйственных грузов для сибирских бассейнов реальны. Это определяется тем, что в современных условиях, когда усилия общества сосредоточены на осуществлении качественных изменений в развитии Российской экономики, значительно возрастает роль освоения новых месторождений полезных ископаемых, а они расположены в Сибири.

Наращивание добычи полезных ископаемых в перспективе невозможно без увеличения перевозок грузов, а поскольку освоение полезных ископаемых смещается в Заполярье, в районы со слабо развитым транспортным комплексом и суровыми климатическими условиями, то альтернатива замены водного транспорта, использующего естественные пути - реки и моря, автомобильным и железно-

дорожным транспортами потребует длительного времени и огромных затрат. Только речные суда справятся в короткий срок со значительными объемами перевозок грузов для обустройства промышленных и жилых объектов на новых территориях и также удовлетворят хозяйственные и бытовые нужды проживающих там народов.

Решению комплексных проблем речного транспорта, в частности, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений посвящены работы отечественных ученых И. Е. Алперина, В. И. Белана, А.Я.Будина, О.Ф.Васильева, В.В.Дегтярева, М.А.Колосова, В.Д. Костюкова, P.M.Нарбута, В.П.Недриги, Ю.А.Попова, Г.А.Распопина, Н.П.Розанова, Д.В.Рощупкина, И.С.Румянцева, Р.С.Чалова, В.К. Штенцеля, П.И.Яковлева, А.П.Яненко и др.

Планируемое увеличение объемов перевозимых грузов в районах Сибири, Заполярья и Дальнего Востока требует расширения пропускной способности действующих и вновь строящихся портов. Узким местом, сдерживающим рост пропускной способности портов, в большинстве случаев являются несовершенство портовых гидротехнических сооружений и отсутствие четких оценок их несущей способности, малая емкость прикордонных складских площадей, недостаточная глубина перед причалами и ограниченная производительность перегрузочных машин. Решение этих проблем за счет строительства нового причального фронта связано со значительными капитальными затратами и требует длительного времени, особенно для неосвоенных районов Заполярья, в которых сроки строительства на сегодня в 3 - 4 раза больше, а стоимость в 4 - 6 раз выше, чем в центральных районах России. Причем следует отметить, что возведение широко распространенных в последнее время на Севере тонкостенных причальных сооружений (больверков), в

настоящее время невыгодно, так как металлический шпунт на заводах России не выпускается, а покупать его за рубежом экономически нецелесообразно.

В этих условиях особое значение приобретают вопросы эффективного использования существующих причальных сооружений.

Повышение эффективности использования существующих портовых гидротехнических сооружений может быть осуществлено на основе: выявления резервов их несущей способности; определения сроков выполнения ремонтных работ в периоды, соответствующие началу роста вероятности появления дефектов; продления срока службы без проведения работ по их реконструкции; усиления конструкций при минимальных затратах.

Все это связано с вопросами обеспечения эксплуатационной надежности портовых сооружений, которые включают обеспечение безотказной работы объекта, а также максимальное сокращение затрат времени и средств на его техническую эксплуатацию и ремонты в течение нормативного срока службы сооружения.

Наряду с разработкой теоретических основ эксплуатационной надежности портовых сооружений возникает необходимость в совершенствовании организации и производства ремонтных работ, контроля их качества, методов обследования сооружений и других вопросов технической эксплуатации портов.

Большая и полезная работа по изучению и обобщению опыта строительства и эксплуатации причальных стенок проделана рядом проектных и научно-исследовательских организаций. К их числу относятся ВНИИГ им.Б. Е. Веденеева, Гидропроект им.С.Я. Жука. Гип-роречтранс, Ленгипроречтранс, Ленморниипроект, Московская государственная академия водного транспорта. Новосибирская госу-

дарственная академия водного транспорта, Санкт-Петербургский государственный технический университет водных коммуникаций, Сибречпроект, Союзморниипроект и др.

Значительный вклад в успешное решение проблем, относящихся к проектированию и эксплуатации набережных, внесен работами таких специалистов как: А. Я. Будин, А.А.Долинский, Г. А.Дуброва, В.В.Ковтун, В.Д.Костюков, В.Е.Ляхницкий, Р.М.Нарбут, С. В.Нер-пин, П.С.Никеров, С.М.Певзнер, А. В. Школа, Ф.М.Шихиев, В.К.Штен-цель, П.И.Яковлев и др.

Основы теории расчетов строительных конструкций на надежность представлены в работах В. В. Болотина, М.Майера, Н.Р.Ржани-цына, Н.С.Стрелецкого, Н.Ф.Хоциалова, Г.Шпете. В области гидротехнического строительства основы методов теории надежности рассмотрены в трудах А.Я.Будина, И.Н.Ермолаева, В.Д.Костюкова, В.Б.Кузнецова, Р.М.Нарбута, Л.А.Уварова, А.В.Школы, Л. Ф. Штань-ко.

В 1986 году введен в действие руководящий документ РД 31.31.35-85 "Основные положения расчета причальных сооружений на надежность". Однако, несмотря на большой срок действия этого документа, данная методика расчета причальных сооружений на надежность из-за сложности и большой трудоемкости требуемых вычислений не получила должного применения в практике строительства и эксплуатации портовых гидротехнических сооружений.

Несмотря на разнообразие выполненных исследований, направленных на изучение работы портовых гидротехнических сооружений, можно отметить, что недостаточно внимания было уделено сбору информации, получаемой в результате натурных обследований существующих конструкций, что в свою очередь, на современном эта-

пе, привело к невозможности оценить эксплуатационную надежность и провести долгосрочное прогнозирование несущей способности причальных сооружений.

Актуальность работы. Развитие речного транспорта, который во многом определяет экономику России, неразрывно связано с добывающей промышленностью, которая в настоящее время смещается в северные районы, характеризующиеся сосредоточением там значительных запасов нефти, газа, металлов и других полезных ископаемых. Проблемы освоения этих районов сложны и требуют всесторонней разработки. Важное значение при этом отводится эффективному использованию существующих причальных сооружений и внедрению перспективных конструкций причалов для малых рек, являющихся порой единственной транспортной связью Сибирского региона. Повышение эффективности использования набережных может быть выполнено на основе усиления и реконструкции сооружения, а также выявления резервов их несущей способности, что неразрывно связано с обследованием конструкций и получением достоверной информации о их состоянии в настоящий период времени. Оценка реальной работы сооружения позволяет судить о следующих факторах: увеличении резервов несущей способности с целью увеличения эксплуатационных нагрузок; сроках службы сооружения; необходимости проведения реконструкции или усиления конструкций; возможности увеличения глубины перед существующими причалами. Решение этих задач способствует обеспечению перегрузочных операций в речных.портах Сибири без увеличения фронта причальных сооружений и в результате приводит к значительному снижению себестоимости перевозки грузов. Все это в целом предопределяет актуальность выполнения настоящей рабо-

ты.

Цель и задачи исследований.

В соответствии с отмеченным выше, основной целью исследований являлась оценка технического состояния портовых гидротехнических сооружений Сибирского региона для выявления резервов несущей способности и возможностей их усиления и реконструкции в новых экономических условиях, а также разработка экономичных и быстровозводимых конструкций причалов для малых рек Сибири.

Для достижения поставленной задачи потребовалось провести оценку технического состояния ряда существующих причальных стенок в Обь-Иртышском, Енисейском, Восточно-Сибирском, Ленском бассейнах, а также портов на реках Северо-Востока России, изучить комплекс вопросов, связанных с техническим перевооружением, увеличением эксплуатационных нагрузок на причалы, усилением конструкций. Кроме того, назрела необходимость усовершенствовать теоретические методы оценки технического состояния набережных, определения срока службы причальных сооружений и оптимальных сроков проведения ремонтных работ, а также разработать практические методы повышения их несущей способности и долговечности.

Методы исследований. Решение поставленных задач основывается на натурных исследованиях портовых гидротехнических сооружений Сибири, Крайнего Севера и Северо-Востока, а также промышленных и гражданских объектов России. Стадии натурных исследований предшествовал ряд лабораторных экспериментов, проведенных на крупномасштабной модели, построенной в гидротехнической лаборатории НГАВТа.

Теоретической базой работы являлись результаты научного

анализа исследований в области совершенствования эксплуатации гидротехнических сооружений. Для оценки технического состояния конструкций использовались методы теории вероятностей. При постановке, проведении и обработке результатов натурных и лабораторных исследований использовались математические методы планирования эксперимента и моделирования конструкций причальных стенок.

Научная новизна работы .

1. Изучены и проанализированы тенденции использования причальных сооружений речных портов Сибири и Заполярья на ближайшую перспективу развития речного транспорта.

2. В результате исследования эксплуатируемых причальных сооружений выявлены причины их повреждений, разработана классификация видов и причин повреждений конструкций.

3. Разработана методика по определению сроков службы портовых гидротехнических сооружений, а также сроков начала их ремонта.

Разработана методика обследования причальных сооружений для оценки их несущей способности, учитывающая значительные неоднородности элементов конструкций.

5. Предложена методика оперативной оценки технического состояния существующих причальных сооружений по индексу безопасности с учетом их износа на момент обследования.

6. Предложен эффективный и экономичный метод снижения напряженно-деформированного состояния существующих и вновь возводимых причальных стенок с помощью армирования обратной засыпки гибкими наклонными полотнищами.

7. Разработан метод расчета причальных стенок с армирован-

ной гибкими наклонными полотнищами обратной засыпкой, создаваемой при реконструкции и усилении существующих, а также строительстве новых сооружений.

8. Получены прочностные характеристики полимероасфальта, используемого для изготовления армирующих полотнищ, позволяющие назначать технологические параметры и конструктивные размеры этих полотнищ.

9. Предложена методика оптимизационного выбора рационального типа причальных сооружений для малых рек Сибирского региона.

10. Разработаны и предлагаются к практическому использованию на малых реках Сибири усовершенствованные, экономичные, облегченные и быстровозводимые конструкции причальных стенок.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе результатов исследований возможно выполнить оценку технического состояния причальных набережных, установить их действительную несущую способность, определить сроки службы конструкций и сроки начала проведения ремонтных работ, выявить и использовать резервы несущей способности существующих причалов, провести усиление причальных стенок путем армирования грунта обратной засыпки.

Внедрение проведенных исследований дает возможность существенно продлить срок службы эксплуатируемых причальных сооружений, обеспечить их безаварийную работу и увеличить пропускную способность портов, тем самым значительно сократить расходы на строительство новых причалов.

Предложены методика выбора рационального типа причального сооружения для специфических условий малых рек Сибирского реги-

она, а также усовершенствованные конструкции быстровозводимых причалов.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при решении следующих производственных вопросов:

- при выдаче паспортов причальных набережных;

- при оценке технического состояния причалов;

- п