Цитата:
Сообщение от Garikk
ну этож обсуждали тыщу раз, чтобы облегчить капитальные конструкции и удешевить систему, на самом деле вполне себе неплохая идея сама по себе
|
На мой взгляд, облегчить конструкции сверх существующих на единицу массы перевозимого груза или пассажира невозможно без использования принципиально новых материалов.
1. В современном грузовом ПС коэффициент тары составляет 0.3...0.15, а в пассажирском он во многом определяется выбранным уровнем комфорта: площадью на пассажира и оборудованием ПС. Даже низведение коэффициента тары у грузового состава до недостижимого нуля вызовет снижение массы состава максимум на пару десятков процентов, т.е. в 1,25 раза, что слабо скажется на требовании к путевой структуре. Поэтому значительное облегчение конструкции пути возможно лишь путём значительного уменьшения массы перевозимого груза, пассажиропотока или уменьшения комфорта пассажиров. Но это - классический рецепт лечения перхоти гильотиной.
2. Любая эстакадная путевая структура будет заведомо тяжелее рельсового пути, уложенного на шпалы, так как увеличение шага между опорами (0,5 м у рельсов и, например, 50 метров у эстакадных опор) уменьшает жёсткость конструкции в третьей степени этого шага (в этом примере - в миллион раз), что потребует увеличения площади сечения балки в корень квадратный из этого миллиона, то есть в тысячу раз - по порядку величины (некоторая модификация формы несущих балок, более вытянутая вертикально по сравнению с рельсом и более дистальное (по периферии), распределение материала, а также снижение требования к жёсткости, может улучшить результат, но в пределах порядка).
Трудно представить, чтобы новомодная эстакада вместе с опорами имела бы массу менее 700 кг/м. Куда уж меньше? Масса ж.д. пути в 1.5-2 раза меньше массы бумажного трамвая на метр длины. А без грунтовых работ не обходится ни одна установка никакой опоры.
А масса ж.д. моста определяется, как сказано выше, массой перевозимого груза, а не тарой вагонов.
3. Рельсовый путь высокотехнологичен и универсален, одинаков по длине (почти), тогда как установка эстакады - что возведение мостов, где для каждой местности требуется свой подход и своя конструкция.
4. Идея обеспечить жёсткость натягом струны заведомо уступает идее дополнительно использовать ещё и изгибную жёсткость, особенно эффективную для малого расстояния между опорами.
5. Высокая стоимость пути, что автомобильного, что рельсового, определяется, как я понимаю, не столько стоимостью материалов, или даже трудозатрат, а монополизмом госструктур, их строящих, переносом коммуникаций, выкупом или переводом в иную категорию земель, высокая стоимость земли в городах, а также цену задирают всякие дополнительные ништяки вроде путепроводов вместо перекрёстков и переездов, звериные экодуки, циклопические шумозащитные экраны и прочий административный экстаз.
Можно допустить, что в принципе эстакадные конструкции заранее решают некоторые или многие из этих проблем и удовлетворяют этим требованиям, и именно здесь можно найти экономию. Ну тогда именно об этом и стоит говорить, именно эти аспекты развивать и рекламировать!
-----------
Ни новых материалов, ни новых конструкций эстакады я что-то не разглядел.
Замечу, что для жёсткости пространственной конструкции требуется вовсе не высокая предельная прочность на разрыв или сжатие, а высокий модуль упругости (Юнга). У стали этот модуль даже в пересчёте на плотность - один из самых высоких; показатели стали превосходят только очень дорогие угле- и бериллиевое волокна (но волокно не работает на сжатие на больших длинах и требует вязкой, тяжёлой и мягкой матрицы), а также алмаз. Есть материалы и металлы с б
ольшим модулем упругости (экзотический иридий и дорогой вольфрам), но они значительно тяжелее железа и очень хрупки.