Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) » Кафедра «Мосты, тоннели и строительные конструкции» | История и основные направления научно-исследовательской деятельности кафедры


Кафедра «Мосты, тоннели и строительные конструкции» | История и основные направления научно-исследовательской деятельности кафедры

 

Научные исследования кафедры в довоенные годы были направлены в основном на развитие методов проектирования мостов, совершенствование норм. В этот период Е.Е. Гибшманом были проведены исследования работы ветровых связей стальных мостов и заклепочных соединений.

Многие из членов молодой кафедры активно участвовали в проектировании мостов для обновляющейся предвоенной Москвы. Так, Н.Я.Калмыков был автором проекта Большого и Малого Каменных мостов; В.С.Кириллов - автором проекта Москворецкого моста; Е.Е. Гибшман - консультантом по проектам Каменного, Москворецкого, Устьинского, Краснохолмского, Новоспасского и других.

Проф. Е.Е. Гибшман

Рост научного авторитета кафедры и ее педагогического опыта дали возможность ее коллективу добиться в 1937 г. открытия в МАДИ специальности «Мосты и тоннели».

В период Великой отечественной войны ряд работников кафедры активно участвовали в оборонной работе. Профессор Е.Е. Гибшман в течение всей войны руководил проектированием мостов и их восстановлением в Московском управлении Красной Армии.

Профессора Н.И. Поливанов и В.С. Кириллов участвовали в работах по восстановлению и скоростному строительству временных мостов.

Большую роль в развитии отечественного мостостроения сыграли работы Е.Е. Гибшмана в области сталежелезобетонных конструкций. Систематическое изложение конструктивных и расчетно-теоретических вопросов в работе «Проектирование стальных конструкций, объединенных с железобетоном» открыло широкие возможности применения этого прогрессивного направления в практике проектирования и строительства мостов.

В период бурного индустриального строительства мостов 50-х и 60-х годов прошлого столетия своим непосредственным участием сотрудники кафедры способствовали появлению таких жемчужин московской архитектуры, как первый сталежелезобетонный Новоарбатский мост и Автозаводский мост из сборного преднапряженного железобетона.

Исследованиям железобетона в мостостроении посвящена научная работа кафедры тех лет. Профессором Н.И. Поливановым были обобщены и развиты методы проектирования преднапряженных конструкций пролетных строений автодорожных мостов.

Новые конструктивные формы железобетонных мостов решетчатой системы были успешно исследованы доцентом Н.С. Соломенцевой.

Развитие преднапряженного железобетонного мостостроения потребовало учета долговременных деформаций ползучести и усадки бетона. Одними из первых работ в этом направлении были работы Е.Е. Гибшмана, получившие свое завершение в монографии: «Теория и расчет предварительно напряженных желе­зобетонных мостов», написанной им совместно с сыном М.Е. Гибшманом.

В последние годы своей жизни Е.Е.Гибшман работал над проблемами тонкостенного железобетонного мостостроения и в области безопасности движения по мостам. Им была написана монография «Безопасность движения по мостам», положившая начало новому научному направлению.

Идеи Е.Е.Гибшмана получили развитие в работах доцентов О.В. Воли, В.Г. Курлянда, М.П. Самовольнова и многих других. Всего более 35 его учеников получили ученые степени кандидатов и докторов технических наук.

После смерти Е.Е.Гибшмана в 1973 г. кафедру мостов и транспортных тоннелей возглавил его сын - Михаил Евгеньевич Гибшман.

Проф. М.Е. Гибшман

Д-р техн. наук, профессор М.Е.Гибшман вёл глубокие научные исследования в области расчета железобетонных мостов с учетом длительных деформаций, а также по расчёту сложных пространственных систем городских транспортных мос­товых сооружений. Им написаны монографии по расчету предварительно напряженных мостов и базовый учебник «Городские транспортные сооружения». Благодаря ему в 1976 г. на кафедре была открыта специализация «Городские транспортные сооружения», в рамках которой до настоящего времени осуществляется подготовка специалистов в области городского транспортного строительства.

Талантливые ученики Михаила Евгеньевича доценты В.И. Попов и Е.А. Шастин провели серьезные исследования в области расчета коробчатых балок пролетных строений неразрезанных мостов с учетом деформаций контура поперечного сечения.

В 1970-е годы на кафедре проводились комплексные исследования по развитию новых технологий строительства стальных мостов с применением высокопрочных болтов. Доцентами Б.М. Вейнблатом и В.П. Леоновым были разработаны практические рекомендации по проектированию болтовых соединений, вошедшие в руководящие нормативные документы.

Проблемы заводского изготовле­ния мостовых железобетонных конструкций нашли отражение в одно­именной монографии доцента В.А. Пащенко.

После скоропостижной кончины М.Е. Гибшмана в период с 1981 г. по 1985 г. кафедрой заведовали доцент Нина Никифоровна Глинка и профессор Анатолий Алексеевич Потапкин, а с 1985 г. по 1988 г. - профессор Павел Михайлович Саламахин.

Н.Н.Глинка проработала на кафедре более сорока лет, и многое сделала для совершенствования преподавания курсов «Проектирование деревянных мостов» и «Основания и фундаменты».

Профессор, д-р техн. наук, академик PAT, член двух специализированных советов ВАК РФ, член научно-методического совета Минобрнауки РФ П.М. Саламахин и по сей день ведёт большую педагогическую, научную и организационную работу, возглавляя мостовое направление кафедры. Неутомимый и деятельный по натуре человек, он никогда не останавливался на достигнутом и требует самосовершенствования от всех членов кафедры. П.М. Саламахин был инициатором создания в МАДИ диссертационного совета по специальности «Мосты и транспортные тоннели», внедрения в учебный процесс типовых проектов мостовых сооружений. В 1991 г. с его активным авторским участием и под его редакцией был издан фундаментальный учебник «Мосты и сооружения на дорогах» для дорожной специальности. Он активно участвует в разработке учебных планов и программ, ведет работу по обследованию и испыта­нию мостов. Под научным руководством П.М.Саламахина подготовили и защитили кандидатские диссертации аспиранты и соискатели из России, стран СНГ, Дальнего и Ближнего зарубежья.

Тематика НИР, выполняемых на кафедре под руководством профессора П.М. Саламахина, включает в себя исследования по пропуску сверхнормативных нагрузок по мос­там, по разработке эффективных ме­тодов усиления и уширения железобетонных мостов, обеспечения трещиностойкости пролетных строений железобетонных мостов, совершенствования методики автоматизированного проектирования ортотропных плит проезжей части автодорожных мостов, оптимизации параметров пролетных строений висячих и вантовых мостов. В настоящее время он успешно реализует свой научный интерес в проблемах динамики мостов и совершенствования российских норм.

В 1988 г. кафедру вновь возглавил д-р техн. наук, проф. А.А. Потапкин, выпускник МАДИ, проработавший до этого более 25 лет в системе Министерства транспортного строительства. Крупный ученый, академик Российской Академии Транспорта, многолетний член Международной ассоциации по мостам и инженерным сооружениям, отмечен юбилейной медалью В.Г.Шухова.

В его фундаментальных монографиях «Пространственные расчеты мостов» (в соавторстве), «Теория и расчет стальных и сталежелезобетонных мостов на прочность с учетом нелинейных и пластических деформаций», «Проектирование стальных мостов с учетом пластических деформаций», «Вантовые мосты» (в соавторстве) нашли отражение сложные вопросы теории расчета и проектирования современных конструкций мостов. При активном участии А.А. Потапкина разрабатывались руководящие нормативные документы СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы» и МГСН-332-99 «Нормы проектирования мостовых сооружений в Москве». В трудах профессора А.А. Потапкина и его ученика доцента Р.Б. Викторова получили новую трактовку вопросы надежности мостовых сооружений.

Талантливый учёный, специалист-расчётчик высочайшего уровня, Анатолий Алексеевич не просто вёл на кафедре новые наукоёмкие направления, а создавал научные школы сразу в нескольких сферах, опережавших своё время. Так, например, под его руководством защищались диссертации, посвященные гребенчатым упорам в сталежелезобетоне, гофрированным стенкам в стальных балках, стале- и трубобетону, нестационарной аэроупрогости пролётных строений и т.д.

Актуальные вопросы мостостроения всегда находили отражение в научных работах преподавателей кафедры.

Доцент В.Г. Курлянд выполнил комплекс теоретических и экспери­ментальных исследований аэроупругой устойчивости современных конструкций мостов.

Доцентом Ю.А. Андриановым по результатам исследований разработаны эффективные методы борьбы с размывами грунтов у опор мостов.

Дальнейшее развитие теории расчета железобетонных мостов нашло воплощение в исследованиях доцента С.О. Зеге.

Работы доцента В.Н. Кухтина посвящены вопросам эксплуатации и реконструкции мостов, оценки их технического состояния, а также разработке элементов САПР мостовых конструкций.

В последнее время кафедра пополнилась опытными квалифицированными специалистами (профессор, д-р техн. наук, академик PAT А.И. Васильев, доцент, канд. техн. наук, чл.-корр. МАТ Ш.Н. Валиев, доцент, канд. техн. наук Ю.В. Новак) и молодыми способными преподавателями (доц., канд. техн. наук А.В. Агеев, доц., канд. техн. наук Е.В. Щекудов, ст. преп. В.В.Курлянд, Н.А.Сула, асс. Л.П. Огурцова, А.И. Бондарцев, асс, канд. техн. наук. Е.Н. Петрова, М.А. Зиборов, В.В. Кравченко), что значительно повысило педагогический потенциал кафедры.

Существенный вклад в обеспечение учебного процесса и проведение научных исследований вносит зав. лабораторией И.С. Самовольнова.

В научных исследованиях по актуальным проблемам мостостроения принимают активное участие аспиранты и магистранты кафедры.

В 2001 г. специальность «Мосты и транспортные тоннели» была аккредитована на международном уровне, благодаря чему, дипломы, выданные на кафедре, признаются в Великобритании, странах ЕЭС, США, Канаде, Японии. Звания «Международно аттестованный инженер - строитель высшей квалифи­кации» в числе других ведущих педагогов МАДИ был удостоен профессор А.А.Потапкин.

В 2002 г. кафедру возглавил профессор, чл.-корр. РАЕН, член правления тоннельной ассоциации РФ и член рабочей группы Международной тоннельной ассоциации Лев Вениаминович Маковский. Работая в МАДИ с 1966 г., Л.В. Маковский долгие годы руководит тоннельным направлением на кафедре.

В разные годы тоннельные дисциплины на кафедре преподавали доктор техн. наук, проф. В.П. Волков, канд. техн. наук, доц. К.А. Вахуркин, канд. техн. наук О.Ю. Антонов, инж. В.В. Стеблов, ст. преп. А.В. Лушников, канд. техн. наук, доц. С.В. Чеботарев, асс. Ю.В. Илькевич.

В настоящее время в преподавании тоннельных дисциплин наряду с Л.В. Маковским и С.В. Чеботаревым участвуют молодые преподаватели Н.А. Сула, Е.Н. Петрова, М.А. Зиборов.

Профессором Л.В. Маковским созданы фундаментальные учебники: «Городские подземные транспортные сооружения», 1979 г. и 1985 г., «Проектирование автодорожных и городских тоннелей», 1993 г., монографии «Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов» (в соавторстве), 1997 г. и 2000 г., «Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения», 1988 г., а также учебные и методические пособия по основным разделам тоннельных дисциплин. Учебник «Городские подземные транспортные сооружения» переведён на вьетнамский язык.

Аспиранты Д.Р.Асратян, С.В. Чеботарев, О.В. Юркин, Е.В. Щекудов, Эктор  Саласар  (Колумбия),  Мохаммед Эль Азаб (Египет), Эслами Мажид (Иран), А.В. Стаин, Фам Ань Туан (Вьетнам), М.А. Зиборов, В.В. Кравченко, Е.Н. Петрова под научным руководством профессора Л.В. Маковского выполнили и успешно защитили кандидатские диссертации.

Научно-исследовательская работа в области тоннелестроения и городского подземного строительства ведется в рамках госбюджетных и хоздоговорных работ в тесном сотрудичестве с научно-исследовательскими, проектными и производственными организациями и включает разработку научных и ме­тодологических основ проектирования и строительства тоннелей и городских подземных сооружений с минимальными нарушениями окружающей среды.

Проводятся обобщение и анализ мирового опыта тоннелестроения, теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и натурных условиях по совершенствованию конструкций и методов расчета тоннельных обделок, сооружению подводных тоннелей методом опускных секций, рациональному использованию городского подземного пространства, экологической безопасно­сти подземного строительства, анализу аварийных ситуаций в тоннелестроении и др.

Теоретические исследования проводятся с использованием аналитических методов механики подземных сооружений и численных методов математического моделирования. Экспериментальные исследования выполняются в лабораторных, а также в натурных условиях.

Большое внимание уделяется вопросам совершенствования конструкций и методов расчета тоннельных обделок.

На кафедре разработана и защищена авторским свидетельствам конструкция обделки с продольными и поперечными ребрами жесткости, забетонированными в грунтовых прорезях.

В 1992-1993 гг. совместно с ИИЦ «ЗЭСТ» и СМУ-9 Мосметростроя были разработаны и запатентованы в РФ и за рубежом, а затем внедрены в практику подземного строительства конструкции сборно-монолитных «стен в грунте» с листовой арматурой. В настоящее время с использо­ванием таких стен возведено более 50 тыс.м2 ограждающих и несущих конструкций на строительстве Московского и Казанского метрополитенов, автотранспортного тоннеля в г. Сергиев Посад, подземных автостоянок и подвальных этажей ряда крупных административных и жилых зданий в г. Москве.

Представляют интерес исследования безосадочной проходки тоннелей мелкого заложения в нарушенных и слабоустойчивых грунтах с применением опережающих крепей в виде экранов из труб и бетонных сводов.

По результатам выполненных на кафедре Мостов и транспортных тоннелей исследований разработаны рекомендации, многие из которых вошли в федеральные, отраслевые и городские нормативные документы («СНиП 32-04-97. Тоннели железнодорожные и автодорожные», «Рекомендации по применению экранов из труб при проектировании тоннелей», «Рекомендации по проектированию тоннелей мелкого заложения, возво­димых методом продавливания», «Рекомендации по проектированию и возведению сборно-монолитных стен в грунте с листовой арматурой», МГСН 5.03-02 «Нормы проектирования городских автотранспортных тоннелей» (проект)).

Результаты научной работы положены в основу изобретений, на которые получены 10 авторских свидетельств и 4 патента.

В 2001 г. в МАДИ был создан Инженерный центр по проектированию тоннелей, на базе которого преподаватели, аспиранты и сотрудники ряда кафедр, а также студенты старших курсов участвуют в реальном проектировании и научном сопровождении строительства автотранспортных и пешеходных тоннелей.

В тесном сотрудничестве с ведущими проектными институтами (Мосинжпроект, Метрогипротранс, Проекттрансстрой, Гипродорнии) выполнены конструктивные разделы проектов автотранспортного тоннеля на проспекте Мира, автотранспортных и пешеходных тоннелей на пересечении Каширского шоссе и Пролетарского проспекта в Москве, автотранспортного тоннеля на подходе к г. Сергиев Посад, второго автотранспортного тоннеля в районе Лефортова в Москве, сложнейшей подземной многоуровневой транспортной развязки в районе метро «Сокол» (С.В. Чеботарев, Н.А. Сула).

Преподаватели кафедры участву­ют в обследованиях и испытаниях городских тоннелей и других подземных сооружений, в работе Тоннельной ассоциации РФ, экспертизах крупных тоннельных проектов.

За последние 20 лет были проведены обследования и испытания автотранспортных тоннелей по трассе 3-го транспортного кольца, на площади Маяковского и Таганской площади, подземного тоннеля в Северном Чертанове в Москве, а также тоннеля под железной дорогой в г. Видное Московской области, тоннеля на подходе к г. Сергиев Посад.

На кафедре мостов и транспортных тоннелей проводятся теоретические и экспериментальные исследования проблем тоннелестроения, в которых принимают участие аспиранты и магистранты.

Основные направления исследований:

  • пространственное взаимодействие защитных экранов из труб с грунтовым массивом при строительстве тоннелей мелкого заложения;
  • совершенствование конструкций и методов расчета обделок тоннелей из гофрированных стальных эле­ментов;
  • ограничение осадок грунтового массива и фундаментов зданий при использовании компенсационного нагнетания в тоннелестроении;
  • рациональные конструктивно-технологические параметры гибких обделок транспортных тоннелей, сооружаемых закрытым способом;
  • стабилизация грунта призабойной зоны при проходке тоннелей в слабоустойчивых грунтах;
  • новые виды ограждений котлованов из армированных грунтоцементных стен и контрфорсных «свай в грунте».