Многокритериальный подход при проектировании совмещенных мостов под железнодорожную и автомобильную нагрузки

Дальнейшее развитие транспорта приводит к проектированию совмещенных мостов под железнодорожную и автомобильную нагрузки. Отмечено, что, несмотря на большой общественный интерес к мостовому переходу через Керченский пролив, до настоящего времени не ведется широкой дискуссии в научных кругах об этом уникальном сооружении. В данной работе проведено эскизное проектирование трех вариантов мостового перехода (два параллельных моста на автономных опорах и фундаментах, два параллельных моста на опорах с объединенным фундаментом и ростверком, совмещенный мост с вертикальным расположением железнодорожного и автомобильного проездов), доказывающее преимущество совмещенного моста. В качестве базового варианта конструкции совмещенного пролетного строения предложена неразрезная двухпролетная ферма с треугольной решеткой с двумя ярусами езды: верхний -автомобильный, нижний - железнодорожный. Статический расчет выполнялся в пространственной постановке в программном комплексе Midas Civil. Далее в первом приближении была сформулирована задача проектирования совмещенного моста в терминах многокритериальной оптимизации, хотя многие ее факторы выходят за рамки математической модели и имеют стратегический статус. В качестве искомых параметров приняты длина и высота неразрезных ферм, осевая жесткость поясов ферм; в качестве критериев - расход металла на пролетные строения, срок и трудоемкость сооружения опор и фундаментов, удобство и надежность крупногабаритного судоходства. Система ограничений содержала минимальное количество проверок по жесткости пролетного строения и прочности основных несущих элементов ферм. В статье приведены результаты многокритериальной оптимизации, которые заключаются в выделении компромиссного множества решений (множество Парето), на основе которых лицо, принимающее решение, может сделать обоснованный выбор с учетом приоритетности критериев. Сделан вывод, что при проектировании совмещенных мостов больших пролетов под железнодорожную и автомобильную нагрузки весьма актуальной и перспективной является многокритериальная постановка задачи оптимизации мостового перехода.

совмещенный мост, большие пролеты, Керченский пролив, многокритериальная оптимизация

1. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная ред. СНиП 2.05.03-84*. М.: ЦНИИС, 2011. 341 с.

2. Бахтин С.А., Козьмин Н.А. Многокритериальная оптимизация конструкций городских вантовых пешеходных мостов: постановка и решение задачи // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2013. № 2. С. 35-42.

3. Бахтин С.А., Козьмин Н.А. Совершенствование конструкции вантового пешеходного моста на основе методов многокритериальной оптимизации // Политранспортные системы: Тезисы VIII Междунар. науч.-техн. конф. в рамках года науки Россия - ЕС «Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке». Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2014. С. 50-51.

4. Бузало Н.А. Деформационный расчет и оптимизация висячих комбинированных систем повышенной жесткости: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Ростов н/Д, 1989. 19 с.

5. Гребенюк Г.И., Гаврилов А.А., Яньков Е.В. Расчет и оптимизация неразрезной балки тонкостенного профиля // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 7 (655). С. 3-11.

6. Демьянушко И.В., Эльмадави М.Э., Черенков П.В. Исследование влияния геометрических характеристик ребер ортотропных плит мостовых сооружений /// Транспортное строительство. 2009. № 5. С. 30-32.

7. Демьянушко И.В., Эльмадави М.Э. Применение метода исследования пространства параметров для оптимизации конструкций // Транспортное строительство. 2009. № 7. С. 26-28.

8. Платонова И.Д. Управление параметрами состояния висячих и вантовых конструкций: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ростов н/Д, 2005. 23 с.

9. Овчинников И.Г., Дядченко И.С. Пешеходные мосты: конструкция, строительство, архитектура. Саратов: СГТУ, 2005. 226 с.

10. Шестакова Е.Б. Оптимизация элементов системы продольно-надвигаемых стальных пролетных строений автодорожных мостов: Автореф. дис.. канд. техн. наук. СПб., 1999. 24 с.

11. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Дрофа, 2006. 175 с.