ПОРІВНЯННЯ ГАБІОННИХ ТА БЕТОННИХ ПОРТАЛІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ТА БУДІВНІЦТВІ ШТУЧНИХ СПОРУД ІЗ МЕТАЛЕВИХ ГОФРОВАНИХ ТРУБ
ПОРІВНЯННЯ ГАБІОННИХ ТА БЕТОННИХ ПОРТАЛІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ТА БУДІВНІЦТВІ ШТУЧНИХ СПОРУД ІЗ МЕТАЛЕВИХ ГОФРОВАНИХ ТРУБ
Директор ТОВ Віткар, асп. ХНАДУ В. Юдін, доц. О. Безбабічева (ХНАДУ)
E-mail:yudinvictor@gmail.com
Представлено порівняння габіонних та бетонних порталів, що використовуються при будівництві металевих гофрованих водопропускних труб (МГК) з акцентом на їх конструктивні відмінності, методи будівництва та загальну придатність. В аналізі розглядаються переваги та недоліки кожного варіанту з урахуванням таких факторів, як вартість, довговічність та вплив на навколишнє середовище.
Актуальність. В Україні будівництво штучних споруд із застосуванням металевих гофрованих конструкцій (МГК) розпочалося на початку 90-х років ХХ століття. Дослідження теорії роботи подібних конструкції, методів розрахунків та технологій для різних умов роботи продовжуються та постійно вдосконалюються [1-5]. МГК в Україні представлені, в основному, імпортними виробниками, компаніями з власним досвідом, технологіями «ноу-хау» та готовими рішеннями. Альтернативними для металевих гофрованих конструкцій в умовах України традиційно вважаються бетонні та залізобетонні елементи, перевірені часом. Розглядаються два варіанти порталів: з габіонів та з бетону, які мають різні характеристики, різний вплив на технічні та економічні результати проекту. Метою роботи є проведення поглибленого порівняння габіонних та бетонних порталів, для удосконалення вузлів сполучення МГК, підвищення конструкційної безпеки штучних споруд на дорогах.
Портали з габіонів. Габіон - конструкції різної форми з металевих сіток, заповнених камінням або іншим наповнювачем; для штучних споруд використовується як правило, гранітний камінь. Габіони економічно привабливі, так як використовують лише сітку та місцевий камінь, дозволяють використовувати ручну працю. Гнучкість конструкції дозволяє габіонам адаптуватись до різних ґрунтових умов. Габіони дозволяють інтегрувати об'єкт у природну рослинність, отримувати бажаний ландшафтний дизайн. Довговічності габіонів сприяє застосування оцинкованого дроту для виготовлення, а також, в залежності від агресивності середовища, додаткового ПВХ покриття. Згодом простір між камінням заповнюється пилом та частинками ґрунту, починає рости трава. З одного боку це додає витрат на технічне обслуговування (очищення від насаджень), але характеристики міцності споруди покращуються з роками. І навіть після повного зникнення сітки, габіонний портал може стати вдалим елементом природного ландшафту. Монтаж габіонів здійснюється безпосередньо на місці. Для запобігання вимиванню ґрунту через габіонний портал доцільним є укладання геотекстильного матеріалу.
Бетонні портали. Бетонні портали виготовляються збірними або відливаються на місці, утворюючи жорстку конструкцію, яка діє як надійна кінцева опора для гофрованих металевих водопропускних труб. Метод будівництва: Бетонні портали зазвичай виготовляються за межами будівельного майданчика або відливаються на місці з використанням опалубки. До переваг можна віднести: міцність, тривалий термін служби, стійкість до впливів навколишнього середовища та гідравлічних сил. Бетонні портали підходять для застосування складних конструкцій при дії високих навантажень, з забезпеченням структурної стійкості.
Порівняльний аналіз. Для порівняльного аналізу було обрано основні характеристики порталів (економічна складова, довговічність, час будівництва, утримання та екологічна складова). Для МГК та її структури ми введемо гнучкість як додатковий параметр.
Дані порівняння зведені до таблиці 1.
Таблиця 1 – Порівняння порталів у вигляді габіонів та бетонних за рядом технологічних ознак
|
Характеристика |
Портали з габіонів
|
Бетонні портали |
|
Вартість: |
Як правило, більш економічні з погляду матеріалів та робочої сили. (+)
|
Найчастіше вимагають більш суттєвих вкладень. (-) |
|
Довговічність: |
Довговічність залежить від правильного заповнення та з'єднання, а також від покриття сітки. (-) |
Мають перевагу з можливістю забезпечення довговічності та стійкості до зносу. (+) |
|
Гнучкість: |
Гнучка структура (+) |
Жорстка структура (-) |
|
Час будівництва: |
Встановлюються безпосередньо на місці, що сприяє скороченню термінів реалізації проекту (+) |
Відливаються на заводі або за допомогою опалубки на місці. Потрібен час на набір міцності бетону (-) |
|
Технічне обслуговування: |
Можуть вимагати більш регулярного обслуговування (-) |
Бетонні портали практично не вимагають особливого догляду (+) |
|
Ремонтопридатність |
Простіше за бетонні конструкції (+) |
Більше трудові витрати |
|
Екологія |
Більш екологічні, оскільки допускають природну інтеграцію і за необхідності легко знімаються. (+)
|
надають сильніший вплив на навколишнє середовище через виробництво цементу та необхідності тривалого обслуговування. (-) |
|
Результат |
5 + |
2 + |
Досвід використання габіонного порталу показаний на рис.1, приклад сучасного бетонного оголовку – на рис.2.
Рисунок 1 – Транспортний тонель на а/д Київ – Харків – Довжанський,
км 228+160.
Рисунок 2 – Скотопрогін на а/д Київ – Харків – Довжанський, км 193+966
Висновки:
Габіонні конструкції при зведенні порталів для металевих гофрованих конструкцій (МГК) за рядом ознак можна вважати технологічно та економічно вигіднішими за бетонні.
Вони не вимагають висококваліфікованої робочої сили, є гнучкими ремонтопридатними конструкціями, що важливо для структури МГК, а також є екологічно чистими конструктивами, мають інтеграцію з природним ландшафтом.
Бетонні портали є доцільнішими при будівництві штучних споруд, де жорсткість бетону відіграватиме важливу роль у забезпеченні стійкості конструкцій в умовах ризиків на швидкоплинних річках, для конструкційної безпеки відповідальних конструкцій.
Застосування порталів з габіонів доцільно на суходолах, при улаштуванні скотопрогонів, шляхопроводів та на мостах з невеликим водотоком, при відновленні вказаних споруд.
Для поліпшення загальних показників МГК у порівнянні з бетонними мостами доцільно застосовувати армований грунт.
