XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Железная дорога через Керченский пролив начала строиться одновременно с автодорогой, в феврале 2016 года. Железнодорожная часть Крымского моста, соединяющая Керченский и Таманский полуострова через остров Тузла и Тузлинскую косу будет бесстыковой и сможет выдержать девятибалльное землетрясение. При проектировании транспортного перехода инженеры учитывали сложную геологию и непростые природно-климатические условия региона. Работы над железнодорожным полотном моста завершатся уже в 2019 году.

Природные условия в регионе стройки непростые и меняются на протяжении длинной трассы от сложных до очень сложных. Каждый участок со своими условиями и требует определённых проектных решений.

Проект Крымского моста — это комбинация самых разных решений, такой проект можно назвать уникальным. Саму стройку решили развернуть сразу по всей длине: Крымский мост растёт не от берега к берегу, а из земли или воды вверх. Для этого пришлось параллельно реализовывать десятки технологических процессов.

В 2018 этом году стройка железнодорожной части Крымского моста вышла на пиковую мощность. Работа идёт по всей длине дороги — на всех 19 км, на восьми морских и сухопутных участках.

Для организации строительно-монтажных работ на значительном удалении от прибрежной полосы на глубинах более 4 метров были сформированы технологические площадки. Это сборно-разборные металлические конструкции на трубчатых сваях для размещения бытовых помещений строителей и оборудования: кранов, сваебойных молотов, бетононасосов.

Самые большие площадки длиной по 100 метров и весом 4 тысячи тонн расположились с двух сторон судоходного коридора. На каждой одновременно работали два крана грузоподъемностью по 350 тонн. С этих площадок возводились опоры, которые держат судоходные арки. Эта вспомогательная инфраструктура позволила провести масштабные технологические операции у границ фарватера, не мешая движению судов из Черного моря в Азовское и обратно.

Почти за 30 месяцев погрузили все сваи, их оказалось 6694 шт. Всего было три типа свай - буронабивные, призматические и металлические трубчатые сваи, последние стали основными, их суммарная длина составила 335 километров. Диаметр каждой сваи – 1420 мм, толщина стенки – 16, 20 и 40 мм в зависимости от участка работ.

Требования к профилю железных дорог – жестче, чем у автодорог, поэтому железнодорожный мост более плавно поднимается к фарватеру – с 5 до 35 метров. Его опоры массивнее, отсюда и большее количество свай в его фундаментах. Так, если под опоры автодорожного моста погружено 2 576 трубосвай, то под железнодорожные – 2 788 трубосвай.

По трассе железной дороги достигнут и своеобразный рекорд этого типа работ: на участке между островом Тузла и фарватером в опоре № 224 зафиксировано самое глубокое погружение трубосваи: проектный отказ достигнут на отметке 108 метров.

На данный момент закончены работы по сооружению 307 железнодорожных опор высотой от 5 до 35 метров. Для формирования свайных полей и ростверков — железобетонных конструкций на свайных фундаментах — вокруг рабочих участков на воде создавались волнозащитные стенки. Строители постепенно поднимали опоры из воды, наращивая заданную проектом высоту.

Рис.1 – Возведение железнодорожных опор крымского моста.

Завершающим этапом стало бетонирование верхних элементов опоры, на которые в дальнейшем устанавливаются специальные устройства — опорные части. На них ставятся пролеты. Опорные части, своего рода балансиры, обеспечат невидимые невооруженному глазу необходимые угловые и линейные перемещения пролетов в случае температурных расширений металла или возможных сейсмических колебаний.

На железной дороге установлено антисейсмическое закрепление пролётов. Применяются неподвижные и линейно-подвижные опорные части между пролётами и опорами. С одной стороны, комбинация этих конструкций позволит мосту дышать в случае температурных расширений металла, а с другой стороны, при резких и сильных толчках в случае землетрясения они наоборот надёжно зафиксируют основные железнодорожные конструкции и обеспечат их целостность.

Железнодорожные пролёты над акваторией Керченского пролива возводят методом продольной надвижки. Это многоэтапный процесс. Конструкции собираются из заводских блоков на стенде на берегу и поочерёдно надвигаются по скользящим устройствам над акваторией на уже готовые опоры домкратами со скоростью около 6 м/ч.

Таким образом, с двух сторон тянутся к арке нитки пролётов — со стороны острова Тузла и со стороны Керчи.

Отличительной чертой моста над Керченским проливом является бесстыковой, или, как говорят железнодорожники, «бархатный путь». Он состоит из длинных рельсовых плетей. Каждая плеть — это длинный рельс, сваренный из нескольких стандартных рельсов. Чем длиннее рельсы, тем меньше стыков, проходя по которым колёса составов характерно стучат.

Работа бесстыкового пути становится понятной на примере плети в свободном расстоянии. Нагрев плети в свободном состоянии будет вызывать её равномерное удлинение. Остывание плети в свободном состоянии будет вызывать её равномерное укорочение. При укладке в путь и охлаждении или нагревании плеть стремится изменить свою длину, но ей мешают скрепления. Изменения длины плети происходят, но намного меньше, чем в свободном состоянии. В бесстыковом пути удлинения и укорочения плетей происходят только на концевых участках, эти концевые участки называют дышащими участками. Плети дышат за счет зазоров в уравнительных пролётах.

Таким образом, в работе бесстыкового пути, а точнее в работе плети бесстыкового пути перемещаются только концевые дышащие участки. Перемещения затухают в направлении от концов плети к середине и далее на большей части плети перемещения отсутствуют. Из-за того, что удлинения и укорочения плети в бесстыковом пути происходят не в полной мере, эти несостоявшиеся удлинения и укорочения выражаются в виде сил. Летом несостоявшееся удлинение плети может проявиться в виде выброса. Зимой несостоявшееся укорочение плети может проявиться в виде разрыва сварного стыка и раскрытия большого зазора.

Температура закрепления — это температура рельсовой плети в градусах Цельсия, при которой в плети отсутствует сила. Другими словами, если при температуре плети, равной температуре закрепления, ослабить плеть, то она не изменит своей длины. Температура закрепления плети — самая главная информация при содержании бесстыкового пути, потому что температура закрепления влияет на величину сил в плети. Чем больше разница текущей температуры плети и температуры закрепления плети, тем больше растягивающие или сжимающие силы.

При возведении Крымского моста используются рельсы российского производства, прокатываемые на российской рельсовой площадке. Это стандартные термоупрочненные рельсы типа Р65, которые уже зарекомендовали себя и широко применяются в нашей стране. Они были выбраны проектировщиками с учётом режима эксплуатации моста.

Рис.2 – Рельсы типа Р65.

Рельсы поставляются с завода-производителя железнодорожным транспортом на звеносборочную базу, развёрнутую на Таманском полуострове. Здесь формируются так называемые рельсошпальные решётки. Хозяйственные составы перевозят их на мост, к месту укладки, по готовому участку железной дороги — подходу.

Р ис.3 – Рельсы железнодорожной части Крымского моста.

Длина одной рельсовой плети Крымского моста — 440 метров. Между такими плетями будут сформированы так называемые уравнительные стыки, которые компенсируют температурные расширения металла.

Литература.

https://www.most.life/;

Альманах, Крымский мост. Хроника строительства, - 74 с;

http://www.balkom.ru.

Код для цитирования: Скопировать