CC BY
14
Ключевые слова:
прочность на сжатие, прочность на растяжение при изгибе, прочность при осевом растяжении, момент трещинообразования. Date of receipt in edition: 11.04.19 Date of acceptance for printing: 15.04.19
Аннотация:
В настоящее время разработаны и активно внедряются высокопрочные модифицированные бетоны с минеральными добавками с прочностью на сжатие 80 МПа и выше, которые производятся в промышленных масштабах.
В данной работе проведено исследование высокопрочного мелкозернистого модифицированного бетона, являющегося относительно новым строительным материалом. Целью исследования является определение основных физико-механических свойств и характеристик трещиностойкости высокопрочного мелкозернистого бетона при различных условиях нагружения. В нашем исследовании определены физико — механические характеристики высокопрочного мелкозернистого бетона в возрасте 7, 14, 28, 60 дней, такие как кубическая прочность, прочность на растяжение при изгибе, прочность при осевом растяжении, момент трещинообразования, класс бетона при осевом сжатии. В качестве основы для разработки теории прочности высокопрочного бетона могут быть использованы наши результаты, которые позволят создать нормативную базу для проектирования и строительства конструкций из высокопрочного бетона.
и
Z м
О
УДК 069
CD
ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОТОВНОСТИ ТРАНСПОРТНО-ИНФРАСТРУКТУРНОГО ОБЪЕКТА НА ПРИМЕРЕ СТРОИТЕЛЬСТВА НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ (ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ЦЕЛЕВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЕРИОДОВ, ОЧЕРЕДЕЙ, ЭТАПОВ, ПУСКОВЫХ КОМПЛЕКСОВ, УЗЛОВ, ОБЪЕКТОВ)
А.В. Кабанов
Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I, Санкт-Петербург
Аннотация
Новая железная дорога может быть принята и введена в эксплуатацию по этапам, отдельным очередям, участкам, перегонам, если размер и готовность их обеспечивает возможность использования проектной производственной мощности. Степень эксплуатационной готовности магистрали и железнодорожного пути, как главного компонента линии, оценивается по совокупности параметров: мощность перевозок этапа (пар поездов в сутки); балльность пути (баллы); скорость движения поездов этапа (км/ч); техническая оснащенность этапа (удельный вес
Ключевые слова:
новая железная дорога; высокоскоростная магистраль; параметры эксплуатационной готовности; темпы строительства. История статьи:
Дата поступления в редакцию: 19.04.19 Дата принятия к печати: 23.04.19
от сметной стоимости).
В статье рассматривается система параметров по которым определяется готовность железнодорожной линии. Приводятся модели готовности новой железнодорожной линии и высокоскоростной магистрали (ВСМ).
I
0
1 со о н
0
I- .
ш j
1 s
IS 5
U H
0 * а щ
s fi *
<U о
fe
1 о
s I
и t 8 >
I*
а. и
<U о
И
га a га
со О
х
<
ш
Сй «
S
I
0
1 н a
0 с и
1 га a н
s н
и
Степень эксплуатационной готовности магистрали и железнодорожного пути, как главного компонента линии, оценивается по совокупности параметров: мощность перевозок этапа (пар поездов в сутки); балльность пути (баллы); скорость движения поездов этапа (км/ч); техническая оснащенность этапа (удельный вес от сметной стоимости)[ 1; 2; 3]. Ввиду отсутствия необходимых нормативных документов и технических регламентов по приемке готовности этапов строительства повышается аварийность и количество сходов при движении рабочих, пассажирских и грузовых поездов . При этом от технического состояния комплекса сооружений железнодорожного пути на новостройках зависит до 41 % сходов и ограничений по снижению скоростей движения. Достижение необходимой величины эксплуатационно-целевых показателей (как целей строительства железной дороги) тесно связано с длиной сдаваемого участка, динамикой выделяемых (по графику финансирования) средств; с определением сроков этапов строительства; с применением методики организационно-технологического проектирования, себестоимости строительства (затраты по себестоимости и т. д.) и др.
В работах [4; 5; 6; 7; ] указывалось на обоснование уровня технической оснащенности для эксплуатации новых линий в период строительства. В дальнейшем в работах [8; 9] уровень технической готовности для перевозки строительных и народно-хозяйственных грузов связывался с получением возможности прибыли.
Существенным научным достижением явилась разработка и обоснование методики расчета экономической эффективности этапного ввода новых железных дорог в эксплуатацию [6; 8]. Указывалось на обоснование уровня технической оснащенности для эксплуатации новых линий в период строительства. В дальнейшем уровень технической готовности части объекта крупномасштабного строительства связывался с возможностью получения прибыли на определенном этапе.
Современные проекты создания крупных транспортных систем предусматривают поэтапный и скоростной варианты строительства. Решения принимаются на стадии ТЭО и разработки проекта .
Для проведения оценочных расчетов эксплуатационная готовность комплекса сооружений железной дороги выражается(рис.1) в виде интегрированного критерия Р., отображающего взаимосвязь этапных эксплуатационных и строительных показателей и приоритетов (рис. 2):
Р.. = {Г..;Т..; С..(т); Т..}, (1)
1] 1 у у ' Р.
где Г. — совокупность эксплуатационно-целевых показателей строящегося объекта (этапа), характеризующая достигнутую мощность г-го участка железнодорожной линии;
Т.. — планируемая продолжительность строительства;
С.. — стоимостная характеристика этапа строительства линии, имеющая в своем составе т разновидностей используемых ресурсов (материальных, трудовых, финансовых) в объемном и календарном виде;
ТР.. — ожидаемые удельные затраты технологических ресурсов (комплекты машин, бригады).
Решение вопросов оценки эксплуатационной готовности железнодорожного пути по этим показателям позволит получить большой эффект от инвестирования; сократить расходы по доставке строительных (РД) и народно-хозяйственных грузов (ВЭ, ПК, ПЭ); повысить качество выполняемых строительно-монтажных работ; ускорить развитие экономического района, тяготеющего к строящейся линии.
Рис. 1. Составляющие интегрального параметра по оценке эксплуатационной готовности железнодорожной линии
Рис. 2. Иерархический комплекс приоритетов инвестирования по видам объектов Системные технологии 2 (№31) 2019
г
м О
м Э
00
о х ш о н
0 |_
И ^
1 £
со I-
о *
а <и
5 А
и о
§Е
2 О
о Ц
и С ? *
а С
¡П го си о, 2 -А го 1?
го ? с о
■ X
м Б
И
< и Ш X
< ГО
* I?
СО X
< ъ
Таблица 1.
Расчетные эксплуатационно-целевые показатели ВСМ-2
Сокращение времени следования Москва-Казань В 3,5 раза (с 11,5 ч до 3,5 ч)
Нижний Новгород-Казань В 5,5 раз (с 10 ч до 1 ч 15 мин)
Скорость перевозки пассажиров До 400 км/ч
грузов До 250 км/ч
Электроподвижной состав Для пассажиров 12-вагонный, длина 311 метров, до 690 пассажиров, вес 815 т, тяговая мощность перем. ток 25 кВт-50 Гц-15200 кВт пост. ток 3 кВ — 9300 кВт
Для грузов 16-вагонный, длина 416 м, вес 1090т
Варианты руководящего уклона 24 % 18 %
Процесс создания магистрали структурируется на части, имеющие самостоятельное эксплуатационное значение: очереди, этапы, пусковые комплексы, узлы. В этом аспекте методология управления строительными проектами создания ВСМ [12-14; 16] включает в себя проектирование размеров и сочетания ФРОНТОВ комплексов работ выполняемых при строительстве. Фронты работ и расстановка исполнителей определяются:
- целеполаганием инвестиционного проекта [14];
- вариантным проектированием организации строительства [6; 7; 8; 9].
Железнодорожный путь возводится комплексными потоками, в которых технологически строго увязаны работы по строительству составляющих его объектов (ЗП, ИССО, ВСП и т. д.)
Основой сооружения и оценки готовности железнодорожного пути является ПОР (проект организации работ) на объем работ или участок (ЛОТ), имеющий определенную эксплуатационную готовность (РД, ВЭ, ПК, ПЭ). Как показали исследования (рис. 1, 2), наиболее приоритетным является ПОР на открытие рабочего движения. Срокообразующие организационно-технологические решения, закладываемые в него, являются основой последующих этапов строительства и эксплуатационно-целевых показателей готовности участка железнодорожной линии в соответствии с лицензионными требованиями. При этом разработка системы ПОР по этапам строительства позволяет получить оптимальное значение выражения (1). Методология разработки ПОР[11;12;13;14;15] должна стать основой технического регламентирования приемки работ по этапам. Для этого совершенствование методов оценки железнодорожного пути на этапах строительства следует рассматривать с позиций четкой нормативно-технической базы, применения системной организационно-технологической подготовки строительства, совершенствования методов строительного надзора.
Как показывает опыт, для строительства обычных железных дорог (как правило, новых) принимают поэтапный ввод в эксплуатацию, который предусматривает промежуточную сдачу элементов, имеющих
самостоятельную эксплуатационную готовность (формообразования комплексов работ этапа проектирования — ФКРпроект) задолго до окончания работ по всему КрТО. За счет этого достигается эффект от рационального распределения капитальных вложений и снижение издержек подрядных строительных организаций, связанных с концентрацией ресурсов на данном объекте:
А) Новая железная дорога может быть принята и введена в эксплуатацию по этапам, отдельным очередям, участкам, перегонам, если размер и готовность их обеспечивает возможность использования проектной производственной мощности. Динамика прироста эксплуатационной готовности объектов (по формуле РД-ВЭ-ПК-ПЭ), входящих в состав железнодорожного пути новой железной дороги, показана на рис. 3, 4.
Б) Применяемые методы скоростного строительства ВСМ (по формуле ПК-Т-ПЭ, где Т — тестовые испытания инфраструктуры ВСМ; таблица 1) предусматривают организацию работ на широком фронте, с учетом новых конструктивно-технологических особенностей, конкретных территориальных и социально-экономических условий, а также возможностей подрядных строительных организаций. Однако издержки, связанные с замораживанием капитальных вложений, на весь период строительства не просчитываются. На рис. 3, 5 показано наращивание эксплуатационной готовности ВСМ. Методология управления проектами создания ВСМ должна учитывать, что применяемые новые конструктивно-технологические подходы к строительству определяют приоритет возведения магистрали скоростным методом и введения в эксплуатацию всего строящегося участка (очереди) по схеме пусковой комплекс (ПК) — тестовые испытания (Т) — постоянная эксплуатация (ПЭ).
г
м
а
м Э СО
Рис. 3. Параметры ввода в эксплуатацию обычной новой линии
На всех стадиях управления проектом: проектирования, строительства и эксплуатации ВСМ — должна применяться комплексная система эксплуатационно-целевых, технико-экономических и организационно-технологических критериев для повышения управляемости сроками строительства и эффективностью производства.
о
X
со о
0 |_
1
т 2 § £ а Ф
5 £
<ц о
Ф О
а
и ф
т
5
О X
а >
>
а н
а и
га щ а
И И
с о
■ х
60 £
И
< и Ш х
< га * &
со х
Рис. 4. Параметры ввода в эксплуатацию ВСМ
В целях повышения качества технического состояния сооружения пути ВСМ в дополнение к существующим документам профессиональным сообществом, надзорными органами должны быть разработаны:
• технические регламенты готовности сооружений, входящих в состав ВСМ (в том числе по этапам);
• технические требования, предъявляемые к эксплуатационному состоянию железнодорожного пути на каждом из этапов строительства: как для РД, ВЭ, ПК, ПЭ, так и для ПК, Т, ПЭ.
Проектирование модели организации строительства новой железной дороги характеризуется большой размерностью организационно-технологических задач для получения оптимальных управленческих решений, дискретностью параметров строительных потоков, наличием большого числа потоков, наличием большого числа критериев проектирования производства работ, вероятностным характером процессов выполнения работ, технико-экономических и организационно-технологических показателей. Работы выполняются целевым комплексным потоком, структура которого состоит из упорядоченного количества комплексных потоков, и их последовательность определяется приоритетом каждого из потоков. Приоритет потока устанавливается исходя из условий строительства, технологической последовательности, а также от величины и приоритета темпа комплексного потока.
Темп целевого комплексного потока характеризует степень достижения цели строительства — ввод новой железной дороги в постоянную эксплуатацию, при достижении проектной мощности. Система организационно-технологического проектирования такого объекта реализуется в рамках целевой программы и глобальным критерием является темп реализации целевой программы (Wц). Проектирование производства работ выстраивается по целевому принципу, с учетом зависимости критериев низовых, промежуточных, ранговых целей(темпы ввода по этапам- рабочее движение; временная эксплуатация; эксплуатация в объеме пускового комплекса) от реализации глобального критерия.
Моделирование степени достижения цели(с заданными параметрами) происходит по нескольким вариантам:
1. Wг = ^1; w2 ; w3;),
где Wг — темп работ достижения генеральной цели строительства; w1;w2;w3- темпы работ достижения ранговых целей строительства
Их возведение происходит взаимосвязанно на уровне ПОС и ППОС (по времени, в пространстве, по ресурсам), в интересах достижения общей(генеральной) цели строительства. Создание системы выполняется на этапе подбора и подготовки к работе генподрядной строительной организации.
2. Wг = М) ; ^2) ; ^3);
Срокообразующие расчеты производятся на уровне ПОР- проекта организации работ(он разрабатывается на «лот», как на часть сооружения имеющую самостоятельную эксплуатационную готовность) — сооружение вводится в эксплуатацию частями, имеется несколько ранговых срокообразующих целей(с темпами работ — темп работ достижения генеральной цели строительстваг№1г№2г№3- темпы работ достижения ранговыхцел ей строительства), они м огут б ы ть не связаны друг с другом, могут сдаваться в связанной последовательностинт основеприоритетно-сти строек(лотов), которая устанавливается озтвиснмостиотсрограмм(социалонн1й;неучдо-тен-нических; хозяйственного освоения) развития территорий, мегаполисов, отраслей; от приоритетности заказчиков. В зависимости от этого формируется последовательность первоочередной сдачи лотов в эксплуатацию. Такая схема характерна для крупных объектов имеющих, так называемую «лотовую» структуру готовности строительной продукции.
з. w = { }
Срок возведения сооружения зависит от темповоднтго или двухвидоврабоо.СрокооОоазрю-щей является ранговая цель (например сооружение железнодорожного пути(темп укладки пути) при строительстве железной дороги). Эксплуатационно-целевые показатели определяются на уровне ПОР. Анализ темпов строительных потоков на весь строящийся крупный транспортный объект позволяет получить систему организации строительства — Иор{ устойчивую к внешним возмущениям, возникающим при производстве работ, как посор^ед^е , оакимоф)хкцмсмчтьнымдоязкм [° ;.].
Проблема измерений темпов (темп поток артзкодхбвдовртбот измеряеттп в.тотнчнык одиницах измерения) в настоящее время решается трофическим пуоем ипо кормативнс-тналитически. Н дополнение к этому предлагаемая нами методике исполтзуотметот отношений сиспксьеостннем весов относительной важности. Уровень синхронизации потоков определен по формуле
£ = ■ т
Пц
где Л* — коэффициент синхронизации темпов;
WПi — темп потока (в измерителе по принятой шкале) данного / -го вида работ; WПц — общий темп целевого потока.
Для успешной реализации инвестиционно-строительного проекта создания новой железной дороги просчитывают согласованность объектных и комплексных потоков.
Эффективной мерой согласованности являетсясинхронизациятемпов потоков.Предлагается проводить численную синхронизацию потоков поихпространственно-временнымхарактеристикам; транзитивную(порядковую) синхронизацию поприоритетности.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Стратегия развития холдинга «РЖД» на период до 2030 года (основные положения). Дата официального опубликования на http://doc.rzd.ru: 16. 04.2014.
2. Методические рекомендации по составу и содержанию обосновывающих материалов по инвестиционным проектам ОАО «РЖД» (часть 1) от 5 марта 2012 г. № 463р.
3. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ, Госстроем РФ 21.06.1999 № ВК 477).
4. Жинкин Г. Н., Грачев И. А. Строительство железных дорог : учебное пособие для вузов. — М. : УМК МПС России, 1999. — 381 с.
г
м О
-I
м
Э СО
I
0
1
и о н
0
I- .
V ^
1 X
5 5
и Н
О 2 а щ
^ А *
ф о
2 О
3|
и С ■Т >
а и
Iе н <и о
И
га а га
ей О
х
<
ш
ей «
5
I
0
1 н а
0 с и
1
га а н
5
н
и
5. Организация строительства и реконструкция железных дорог : учебник для вузов ж.-д. транспорта / И. В. Прокудин, Э. С. Спиридонов, И. А. Грачев, А. Ф. Колос, С. К. Терлецкий / под. ред. И.В. Прокудина. — М. : ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на ж.-д. транспорте», 2008. — 736 с.
6. Организация и методы транспортного строительства / Ткаченко В. Я., Перцев В. П., Воробьев В. С. и др.; отв.ред. В. Я.Ткаченко. — Новосибирск : Изд-во СГУПС, 2007. — 318 с.
7. Глобальный трек: развитие транспортногй системы на Востоке страны / В. А. Ламин, Пленкин В. Ю., Ткаченко В. Я. — Екатеринбург : УрО РАН, 1999. -199 с.
8. Оценка эффективности инвестиций в проекты транспортного строительства / В. Я. Ткаченко, В. П. Перцев, В. Г. Варнавский и др. — Новосибирск : Наука, 2004. — 334 с.
9. Организация управления крупномасштабным строительством/ А. А. Гусаков, Н. И. Ильин, А. Борг, Б. Паулсон; под ред. А. А. Гусакова. — М. : Стройиздат, 1984. — 280 с.
10. Васильева В. М., Панибратова Ю. П. Управление строительными инвестиционными проектами : учебное пособие. — М. ; СПб., 1997. — 306 с.
11. Управление строительными проектами : учеб. пособие / А. Ф. Колос, А. В. Кабанов, А. А. Конон. — СПб. : ФГБОУ ВО ПГУПС, 2017. — 67 с.
12. Кабанов А. В. Проблемы состоятельности организационно-управленческих решений при реформировании строительной отрасли // Экономика и математические методы. — 2008. — Т. 44. — № 1. — С. 119-123.
13. Кабанов А. В. Особенности реализации целей инвестиционных проектов железнодорожного строительства в условиях совершенствования институтов рыночной инфраструктуры // Взаимосвязь институциональных изменений и социально-экономической динамики в современной России : сб. докладов ЦЭМИ РАН. — М., 2005. — С. 222-226.
14. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Р. Мако, И. Такахара. — М. : Мир, 1973. — 344 с.
15. Саркисян С. А. Научно-техническое прогнозирование и программно-целевое планирование в машиностроении. — М. : Машиностроение, 1987. — 304 с.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
А.В. Кабанов. Параметрическое моделирование готовности транспортно-инфраструктурного объекта на примере строительства новой железной дороги (характеристика эксплуатационно-целевых показателей периодов, очередей, этапов, пусковых комплексов, узлов, объектов). — Системные технологии. — 2019. — № 31. — С. 47—54.
PARAMETRISCHE MODELLIERUNG VON VERKEHR UND INFRASTRUKTUR BEREITSCHAFT ANLAGE AM BEISPIEL DER BAU EINER NEUEN EISENBAHN (MERKMAL DER MINDESTRESERVE-ERFÜLLUNGSPERIODEN, ZIELEN, MEILENSTEINEN, TRÄGERRAKETEN, GASTGEBER, OBJEKTE).
A.V. Kabanov
Petersburg state transport university, Saint-Petersburg.
Abstract:
The new railway can be accepted and put into operation in stages, separate queues, sections, stretches, if their size and readiness provides the possibility of using the designed production capacity. The degree of operational readiness of the main line and the railway track, as the main component of the line, is estimated by a set of parameters: the power of transportation of the stage (pairs of trains per day); the track score (points); the speed of trains of the stage (km/h); the technical equipment of the stage (the share of the estimated cost). The article deals with the system of parameters by which the readiness of the railway line is determined. Models of readiness of the new railway line and high-speed highway(HSR) are given.
Key words:
new Railways; high speed line; the parameters of operational availability; the pace of construction.
Date of receipt in edition: 19.04.19 Date of acceptance for printing: 23.04.19
