Развитие технологий в транспортной сфере требует новых подходов к проектированию инфраструктуры. Белорусские инженеры разработали методику, которая помогает оптимизировать конструкцию промежуточных опор транспортно-инфраструктурных комплексов uST. От этого важнейшего элемента эстакады напрямую зависят стоимость и сроки строительства.
Новая методика напрямую влияет на стоимость и сроки строительства комплекса / © Unitsky String Technologies Inc.
При конструировании опор транспортных комплексов разработчики опирались на мировую практику строительных расчетов мостов, канатных дорог и опор линий электропередачи. Однако для конструкций промежуточных опор uST высотой от 12 метров готовых нормативов проектирования не существует. Из-за этого приходилось каждый раз проводить исследования, что увеличивало сроки и стоимость работ.
Методика, которую разработали белорусские инженеры, решает эту проблему путем выполнения расчетов по специализированному алгоритму. Алгоритм создает цифровой двойник опоры: просчитывает нагрузки и возможные деформации, что делает проектирование эстакад быстрее и дешевле, а также минимизирует ошибки и упрощает монтаж.
Компьютерная параметрическая модель на базе программного комплекса Mathematica 12.0 учитывает множество факторов. Например, геометрию опоры с учетом технических требований путевой структуры, ветровые нагрузки в конкретном регионе, вес транспортных средств, динамические и циклические нагрузки, материалы конструкции и их демпфирующие свойства.
Практика показала важность учета всех этих параметров: в пустынном климате Шарджи критическим фактором оказались температурные деформации металла, тогда как в условиях белорусского центра практической реализации и демонстрации технологий основную проблему представляла повышенная влажность. Анализ семнадцати типов опор подтвердил, что универсального решения не существует – каждый проект требует индивидуального подхода.
Новая методика позволяет быстро адаптировать опору под конкретные условия, будь то необходимость пересечения препятствий или работа в экстремальных климатических условиях. Вместо сложных итерационных расчетов для каждой опоры программа подбирает оптимальное решение.
Методика обеспечивает не только инженерную точность, но и рациональное использование строительных материалов. Программа учитывает деформации, вызванные движением транспорта, и синхронизирует их с допустимыми значениями, а это помогает рационально расходовать материал в стойках и затяжках. Сравнительный анализ показал, что применение нового подхода сокращает расход металла до 20%.
Белорусские инженеры верифицировали матмодель на существующей конструкции промежуточной опоры высотой 19,14 метра и весом 22,51 тонны. Расчеты подтвердили эффективность новой методики.
В перспективе разработчики планируют расширить базу типовых решений и интегрировать систему с CAD-программами. Это ускорит и удешевит проектирование, а также сделает технологию доступной для массового внедрения.
