Гаращенко Анатолий Никитович, д-р техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Марата, 51
Anatoliy N. Garashchenko, Dr. Sci. (Eng.), Assistant Professor, Leading Researcher
Marata St., 51, Saint-Petersburg, 191002
Данилов Андрей Игоревич, генеральный директор
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Марата, 51
Andrey I. Danilov, Director
Marata St., 51, Saint-Petersburg, 191002
Антонов Сергей Порфирьевич, генеральный директор
107564, г. Москва, ул. Краснобогатырская, 42, стр. 1
Sergey P. Antonov, Director
Krasnobogatyrskaya St., 42, bld. 1, Moscow, 107564
Марченкова Светлана Васильевна, канд. экон. наук, доцент кафедры городского кадастра
105064, Москва, ул. Казакова, 15
Svetlana V. Marchenkova, Cand. Sci. (Econ.), Assistant Professor
Kazakova St., 15, Moscow, 105064
Павлов Владимир Валерьевич, начальник сектора огнестойкости конструкций
РИНЦ ID: 760824
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12
Vladimir V. Pavlov, Head of Sector
VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903
Введение. Рассмотрена проблема обеспечения фактического предела огнестойкости чугунных тюбингов обделки тоннелей метрополитена. Ее актуальность обусловлена тем, что до настоящего времени в нашей стране и за рубежом не проводились огневые испытания таких конструкций и, соответственно, теплотехнический анализ их результатов, что необходимо для гарантирования их работоспособности.
Цель и задача. Анализ результатов двух огневых экспериментов: испытание чугунного тюбинга без огнезащиты, и тюбинга, защищенного огнезащитной плитой. Выбор и использование рациональной методики для проведения теплотехнического анализа.
Методы. Оценивалась огнестойкость натурных образцов тюбингов по стандартизованной методике в ходе испытаний в огневой печи под нагрузкой с проведением термопарных измерений, результаты которых использовались в ходе теплотехнического анализа. Он проводился с использованием методик и программ численных расчетов нестационарных температурных полей в конструкциях с огнезащитой в одно- и двумерной постановке.
Результаты. Установлено, что предел огнестойкости чугунного тюбинга тоннельной обделки марки 5,6-25-НУ, испытанного без огнезащиты под воздействием постоянной статической нагрузки (150 кН), составляет 54 мин, что соответствует классификации R 45, а тюбинга с огнезащитой плитами «ПРОЗАСК Файерпанель» толщиной 25 мм — не менее 121 мин (R 120). Расчеты позволили дать прогноз, насколько изменится уровень огнестойкости, если учитывать отличие условий испытаний и эксплуатации тюбингов. Представлены результаты расчетов для различных вариантов огнезащиты, продемонстрирована высокая эффективность огнезащиты плитами «ПРОЗАСК Файерпанель» и возможность обеспечения с ее помощью требуемых пределов огнестойкости чугунных тюбингов. Показана возможность прогнозирования их огнестойкости при режимах воздействия, отличающихся от стандартного температурного режима.
Выводы. Теплотехнический анализ результатов двух огневых экспериментов, впервые проведенных для оценки огнестойкости чугунных тюбингов обделки тоннелей, позволил получить важную информацию, необходимую для обеспечения огнезащиты и заданной огнестойкости указанных ответственных конструкций метрополитена и дальнейшего развития данного направления экспериментальных и теоретических исследований. Продемонстрирована эффективность теплотехнических расчетов как инструмента для оценки параметров огнезащиты и огнестойкости тюбингов и возможность сокращения с их помощью количества дорогостоящих огневых испытаний.
Introduction. The article addresses the fireproofing limit of the cast-iron tubing that lines subway tunnels. These structures have been fire tested neither in our country, nor abroad, and therefore, no fire test results have been analyzed, although this analysis is necessary to guarantee structural performance.
Purpose and objective. The purpose of the study is to analyze the results of two fire experiments, including the testing of the cast iron tubing without fire proofing, and the testing of the tubing protected by a fireproof plate. The objective of the study is to choose and use a rational thermal analysis methodology.
Methods. A standardized methodology was applied to test the fire resistance of loaded full-scale tubing specimens in a fire furnace, where thermocouple measurements of tested specimens were taken. The thermal analysis of these measurement results was conducted, using the methods and software for the numerical calculation of non-stationary temperature fields inside fireproof structures in one- and two-dimensional settings.
Results. It has been established that the fire resistance limit of the 5.6-25-NU cast-iron tubing tested under constant static loading (150 kN) without any fire protection is 54 minutes, which corresponds to classification R 45, while the fire resistance limit of the same tubing, fireproofed by PROSASK fire panel plates, that are 25 mm thick, is, at least, 121 min (R 120). Calculations allow to prognosticate a change in the fire resistance, if account is taken of the difference between the test environment and the one of the tubing when in operation. The authors present the results of calculations for various fire protection options and show that the fire protection and fire resistance limits of the cast-iron tubing are high, if PROSASK fire plates are used. The authors also demonstrate the projectability of the fire resistance values, if the modes of exposure differ from the standard temperature mode.
Conclusions. The thermal analysis of the results of two fire experiments, conducted to evaluate the fire resistance of the cast-iron tubing as the tunnel lining allows to obtain the information that is essential for the fire protection and pre-set fire resistance of critical subway structures as well as the further development of this area of experimental and theoretical research. The authors demonstrate the efficiency of thermal calculations as an instrument for the evaluation of fire protection parameters/fire resistance of tubing and the reduction in the number of costly fire tests.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.