Устойчивость двустворчатых ворот шлюза при навале судна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат наук Богатырев, Владислав Григорьевич

• Богатырев, Владислав Григорьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Богатырев, Владислав Григорьевич

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор конструкций двустворчатых ворот

1.1 Двустворчатые ригельные ворота с диагональными связями

1.11 Анализ конструкции ворот с диагональными связями

1.2 Двустворчатые ригельные ворота

1.21 Анализ конструкции ригельных ворот

ГЛАВА 2. Силовые воздействия судна на двустворчатые ворота

2.1 Волновое воздействие

2.2 Воздействие потока воды от движителей судна

2.3 Навал судна

ГЛАВА 3. Расчет силы навала судна

3.1 Факторы определяющие величину силы навала

3.2 Анализ скоростного режима судопропуска

3.3 Анализ зависимостей для расчета силы навала

3.4 Анализ существующих моделей расчета двустворчатых ворот

ГЛАВА 4. Моделирование столкновения судна с воротами шлюза

4.1 Описание метода конечных элементов

4.2 Описание программного обеспечения и необходимого оборудования

4.3 Математический аппарат компьютерного расчета

4.4 Расчет двустворчатых ворот методом МКЭ в программе SCAD

4.4.1 Исходные данные для расчета

4.5 Этап I. Расчет устойчивости ворот от действия гидростатической нагрузки

4.6 Этап II. Расчет устойчивости ворот от совместного действия гидростатической нагрузки и силы навала судна

4.6.1 Навал судна по оси шлюза

4.6.2 Навал в пролет створки со смещением 1,2 м от оси шлюза

4.6.3 Навал в пролет створки со смещением 3,0 м от оси шлюза

4.6.4 Навал в пролет створки со смещением 6,0 м от оси шлюза

4.7 Расчет предельной и допустимой силы навала

4.8. Выводы и рекомендации

Заключение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Устойчивость двустворчатых ворот шлюза при навале судна»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Нормативными документами для защиты нижних ворот от навала судов с 1974 года по настоящее время предусматривается при возведении новых судоходных шлюзов установка предохранительных устройств перед нижними воротами. Однако, из 110 шлюзов, эксплуатируемых в настоящее время, предохранительные устройства установлены только на 6 шлюзах. Данные статистики зарубежного и отечественного опыта эксплуатации судоходных шлюзов показывают, что примерно 80% навалов происходит на нижние ворота шлюза, находящиеся под напором, при входе судов в камеру со стороны верхнего бьефа. Это может объясняться как увеличением интенсивности движения судов, так и увеличением скоростей входа судна в камеру шлюза. Имеют место отдельные случаи превышения допустимых скоростей при входе в шлюз при низкой интенсивности движения судов. Каждый навал влечет за собой повреждение элементов ворот: переходного мостика, обшивки, верхних ригелей, а также возможны случаи потери устойчивости ворот с выходом из закладных подушек. Для выявления смещений опорных подушек в случае навала судна на нижние двустворчатые ворота (далее НДВ) шлюза проводится водолазное обследование подводной и надводной частей ворот. Нередко последствия от навала приводят к ремонтным работам, требующим остановки судопропуска. Известны примеры таких навалов на ворота, последствия которых приводили к остановке движения на водном пути на срок от 2 до 30 суток.

Определение условий устойчивости НДВ при силовом воздействии от навала судна возможно с помощью применения вычислительных пакетов программ, реализующих численный метод дискретизации сплошной среды методом конечных элементов.

Актуальность темы исследования определяется федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» № 117 - ФЗ и обсуждением вопросов безопасной и безаварийной эксплуатации судоходных шлюзов на международных конференциях СПГУВК 2003г., 2010г., совещаниях, проводимых Минтрансом России (г. Волжский 2002г., Пермь 2007г., Ростов-на-Дону 2008г., Нижний Новгород 2011г., Новосибирск 2012г., Петрозаводск 2013).

Цель работы: определение условий устойчивости НДВ при силовом воздействии, вызванном навалом судна.

Основными задачами работы являются:

1. Анализ и оценка возможных силовых воздействий на ворота шлюза, обусловленных процессом судопропуска.

2. Разработка методики оценки устойчивости НДВ шлюза при силовом воздействии на них, вызванным навалом судна.

3. Определение процессов, приводящих к потере устойчивости НДВ и их сходу с закладных подушек при навале судна.

4. Определение значений безопасных скоростей входа судна в шлюз, которые можно рекомендовать для включения в «Правила пропуска судов в судоходных шлюзах», с целью повышения безопасности судопропускных сооружений.

5. Определение значений предельных скоростей судна, навал при которых приводит к потере устойчивости НВД.

6. Разработка мероприятий по конструктивному усилению створок НДВ для повышения их устойчивости при навале судна.

Достоверность результатов выполненных исследований обеспечивается использованием программ, зарегистрированных в Рос АПО и соответствием результатов расчетов данным, полученным при анализе актов о навалах судов в шлюзах и данным водолазных обследований.

Научная новизна результатов работы:

1. Впервые систематизированы возможные силовые воздействия на НДВ шлюза, вызванные процессом судопропуска, в которых учитывается, помимо волновых нагрузок и навала судна, воздействие потока воды от движителей судна.

2. Впервые предложена методика расчета устойчивости НДВ шлюза, учитывающая воздействие силы навала судна, и впервые установлены условия, при которых происходит сход конструкции с закладных подушек устоев нижней головы шлюза.

3. Установлены безопасные скорости входа судна в шлюз, которые можно рекомендовать для включения в «Правила пропуска судов в судоходных шлюзах», при которых в случае навала в несущих элементах створок НДВ не превышаются допустимые напряжения.

4. Впервые установлены расчетным путем предельные скорости судна, навал при которых приводит к потере устойчивости НВД.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика расчета устойчивости створок НДВ судоходного шлюза при силовом воздействии на них, вызванном навалом судна.

2. Режимы движения судов с безопасными скоростями в камере шлюза, которые можно рекомендовать для включения в «Правила пропуска судов в судоходных шлюзах».

3. Режимы движения судов с предельными скоростями в камере шлюза, навал при которых приводит к потере устойчивости НВД.

4. Рекомендации по конструктивному усилению створок и закладных подушек НДВ для повышения их устойчивости, учитывающие воздействие силы навала судна.

Практическая значимость работы. Результаты исследований, позволяющие определить: условия устойчивости НДВ, обосновать безопасные скорости входа судна в шлюз, установить расчетное значение усилия навала для предохранительного устройства, предложить конструктивные решения для

повышения надежности НДВ, могут быть использованы при проектировании новых шлюзов и реконструкции действующих шлюзов, а также в учебном процессе вузов, имеющих профильные кафедры.

Личный вклад автора. Автор непосредственно принимал участие в анализе: результатов натурных наблюдений, величин силовых воздействии на ворота, обусловленных процессом судопропуска, расчетных формул для оценки величины воздействий на ворота; подготовке данных для расчета, выполнении расчетов, анализе полученных результатов, разработке рекомендаций для повышения устойчивости ворот при навале судна.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Апробация работы. Основные положения работы были представлены на следующих конференциях: II и III межвузовские научно-практические конференции студентов и аспирантов «Современные тенденции и перспективы развития водного транспорта России» (СПГУВК, 2011г., 2012г.), седьмая научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» (ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2012г.), Расширенное заседание кафедры Гидротехнических сооружений и конструкций (СПГУВК, 2012г.), межкафедральный семинар НГАСУ (Сибстрин), 2013 г.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Содержит 174 страницы текста, 70 рисунков, 19 диаграмм, 9 таблиц и список литературы из 120 наименований.

ГЛАВА 1. Обзор конструкций двустворчатых ворот 1.1 Двустворчатые ригельные ворота с диагональными связями

Из большого числа гидротехнических сооружений, входящих в состав напорного фронта, шлюз предназначен для пропуска судов. Специфика работы сооружения требует безопасной и безаварийной эксплуатации всех его конструкций и механизмов. Одно из важных мест, среди всех элементов шлюза, занимают металлические конструкции сооружения, в частности нижние двустворчатые ворота.

В работах Баланина В.В. [7], Борисевича С.П. [14], Гришина М.М. [24], Денерта Г. [26], Мельниченко К.И. [55], Михайлова A.B. [57], Онохова П.П. [65], Перехвальского B.C. [71], Полонского Г.А. [72] Семанова H.A. [81], Жданова B.C. [31], Ярустовского A.A. [102,103] приводится следующее описание двустворчатых ворот. Ворота представляют собой две вертикальные поворотные створки, перекрывающие в рабочем положении судоходное отверстие и воспринимающие гидростатическое давление воды при наполненной камере. Каждая створка имеет две шарнирные опоры, составляющие вертикальную ось вращения. Воспринимаемое воротами гидростатическое давление передается на бетонную кладку устоев через специальные опорные части (упорные и опорные подушки). Под действием гидростатического давления воды ворота работают как трехшарнирная арка с шарнирами в точках соприкосновения закладных подушек с опорными и в створе. Каждая створка ворот состоит из балочной клетки, водоудерживающей обшивки, системы связей, опорных частей и системы уплотнений. Несущие конструкции представляют собой жесткий металлический каркас, состоящий из горизонтальных ригелей соединенных между собой вереяльным и створным столбами, вертикальных диафрагм и весовой фермы.

Ригели, являющиеся основными элементами несущей конструкции створки, представляют собой балки двутаврового составного сечения из сплошной стенки, одним из поясов которой является обшивка. Ригели расставлены между

собой по высоте створки на расстояниях, обеспечивающих их равную нагрузку от гидростатического давления воды. Водоудерживающая обшивка створки крепится к ригелям, диафрагмам и столбам через дополнительную балочную клетку. Вереяльный и створный столбы, являясь вертикальными опорными колоннами, представляют собой балки коробчатого сечения. Внутренние ребра жесткости вереяльных столбов расположены в одной плоскости со стенками ригелей и имеют жесткое соединение с ними. В вереяльных и створных столбах сосредоточены реакции трехшарнирных арок, и поэтому в столбах действуют большие местные нагрузки. Вереяльный столб, кроме этого, работает на сжатие от веса створки. По ширине створки, для придания ей жесткости, между ригелями устанавливаются диафрагмы и для этой же цели со стороны противоположной обшивки - диагональные связи. Для поддержания обшивки между диафрагмами установлены промежуточные горизонтальные балки, называемые стрингерами. Стрингер обычно выполняется из прокатного швеллера. Он служит для дополнительного укрепления обшивки между диафрагмами и включается в работу сечения ригеля.

Двустворчатые ворота с диагональными связями (рисунок 1) состоят из двух створок, которые при закрытых воротах опираются друг на друга по линии створа и образуют между собой в створе угол 140°.

1 - ригель; 2 - вереяльный столб; 3 - створный столб; 4 - диафрагма; 5 - диагональная связь; 6 - стрингер; 7 - пятовое устройство; 8 - гальсбант; 9 - упорные подушки; 10 - закладные подушки; 11 - металлическая обшивка; 12 - створный захват; 13 - штанги привода ворот; 14 - мостики; 15 - датчик закрытого положения ворот; 16 - деревянная обрешетка

Рис. 1. Двустворчатые ригельные ворота с диагональными связями [14]

Ворота, воспринимая гидростатическую нагрузку, работают как трехшарнирная арка, дисками которой являются створки ворот, образующие средний шарнир в створе, а крайние - в вереях. Внизу створка ворот опирается на пятовое устройство (рисунок 2), а наверху она удерживается от опрокидывания специальным подшипником, называемым гальсбантом (рисунок 3).

1 - надпятник; 2 - пята; 3 - подвижные диски; 4 - подпятник; 5 - бронзовый вкладыш; 6 - средний неподвижный диск; 7 - резиновое заполнение; 8 - медные пластины; 9 - антифрикционный вкладыш

Рис. 2. Пятовое устройство [7]

Пятовые устройства и гальсбанты служат опорами для створок при нерабочем состоянии ворот, а при давлении воды на ворота они выключаются из работы и опорами створок становятся закладные подушки, передающие давление на бетон. Диагональные связи вместе с диафрагмами и ригелями образуют

системы, воспринимающие частично вес полотнища, а также давление воды и ветра, действующее на створку во время вращения.

/7-/7

I;/:•. ; ?/Г- : >:; Л

ЗЕЕЦ; |1

л

1°

1 - жесткое треугольное звено; 2 - продольная тяга; 3 - поперечная тяга; 4 - глухая пята; 5 центральная ось; 6 - оголовок вереяльного столба; 7 - оси тяг; 8 - закладные части

Рис. 3. Гальсбант [7]

При работе ворот каждый ригель створки составляет с соответствующим ему ригелем второй створки трехшарнириую арку. Для образования шарниров по концам ригелей установлены упорные подушки (рисунок 4). При работе ворот упорные подушки, установленные в створе, упираются друг в друга, а вереяльные упорные подушки упираются в закладные подушки, закрепленные в бетоне.

Таким образом, ригельные ворота представляют собой многоарочную систему, связанную между собой вереяльными и створными столбами, диафрагмами, обшивкой и диагональными связями. Наличие такой жесткой связи между трехшарнириыми арками является необходимостью вследствие того, что створки ворот при вращении находятся под действием горизонтальных нагрузок (волновой, остаточного напора и ветровой) и поперечная жесткость их должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить восприятие этих нагрузок. С другой стороны, наличие жесткой связи между арками делает их работу зависимой друг от друга и в случае выхода одной арки из работы нагрузку ее воспринимают соседние арки, которые в этом случае начинают работать с перегрузкой. Это противоречие, заложенное в самой идее ригельных ворот, создает неблагоприятные условия для работы арок и делает работу ворот в целом неопределенной.

В этом и заключается основной недостаток ригельных ворот, как многоопорной конструкции. Также необходимо отметить, что многолетний опыт эксплуатации выявил существенные недостатки данной конструкции ворот, как в конструктивном отношении, так в не учете некоторых силовых воздействий.

1.11 Анализ конструкции ворот с диагональными связями

В процессе длительной эксплуатации были выявлены недостатки конструкции, которые отображены в статьях и публикациях по совершенствованию механического оборудования и повышению его надежности. В работах Абросимова В.Г. [2], Баланина В.В., Паншина А.Ф., Дейча И.М. [9,67], Кузьмицкого Б.Л. [49], Мюнзе В.Х. [61] отмечается массовое образование трещин в элементах конструкций по причине превышения расчетных напряжений.

При обследовании конструкции ворот нескольких шлюзов трещины обнаруживались, как правило, в полках первых трех-четырех ригелей в сечениях у вереяльных и створных столбов; в накладных монтажных планках, соединяющих марки створок; в стенке первого ригеля у пяты, а также в диагональных связях в этом же районе. Потеря прочности элементов створок ведет к нарушению ритмичной работы гидроузла и значительным материальным затратам, связанным с восстановлением ворот.

Как показал анализ, трещинообразование обусловлено целым рядом причин, среди которых основными являются неполное соответствие расчетной модели действительной работе конструкции и недостаточная изученность характера нагрузок, воспринимаемых элементами створок при различных условиях эксплуатации. Так, например, не учитываются цикличность нагрузок, температурные воздействия, действие инерционной волны, коррозионность среды, наличие острых концентраторов напряжений и остаточных сварочных напряжений, а также пространственная работа элементов створок.

Подтверждением, являются наблюдения за состоянием створок ворот, выполненные эксплуатационным персоналом «Вытегорского района гидротехнических сооружений и судоходства ГБУ «Волго-Балт» в период с 1979 по 2008 год и представленные в работах Мишина A.C. [59].

Наблюдения проводились один раз в пять лет, согласно нормам эксплуатации судоходных шлюзов. В зимний период производится осушение камеры шлюза и выполняется обследование технического состояния конструкций двустворчатых ворот. В результате наблюдений установлена тенденция к росту числа выявляемых дефектов с течением времени. Наибольшее количество трещин образовывалось на нижних четырех подводных ригелях в вереяльной части ворот, значительно меньшее количество - в створных частях ворот. В последние годы эксплуатации ворот началось активное трещинообразование в районе створных столбов, в зонах крепления упорных подушек. Основная масса трещин проходила по сварным швам либо начиналась на сварных швах. Часть трещин начиналась у концентраторов напряжений. Ими являлись различного рода отверстия (водосливные, технологические), как проектные, так и выполненные в процессе эксплуатации. Большинство трещин, обнаруженных в вереяльных частях двустворчатых ворот, образовалось в районе коррозионного воздействия пресной воды.

Малая изученность внутренних, внешних нагрузок и воздействий на ворота шлюза, а, следовательно, необоснованность их учета в расчетах при проектировании, привела к явлениям массового трещинообразования. Трещины, нарушая целостность элементов конструкции ворот и способствуя появлению интенсивных коррозионных явлений, приводят к снижению несущей способности и в случае навала судна ворота смогут выдержать меньшее усилие удара. Эти обстоятельства негативно сказывается как на безопасности шлюза, так и на надежности ворот.

Вопросами расчета температурных воздействий и необходимости их учета занимался Варламов H.H. [16]. В процессе эксплуатации шлюза элементы ворот обычно находятся в различных температурных условиях. Неравномерное распределение температуры вызывается тем, что одни части ворот соприкасаются с водой, другие — с воздухом, а также неодинаковым нагревом конструкции солнечными лучами. Различные температурные условия, в которых находятся элементы конструкции в период монтажа и работы затвора, вызывают

температурные напряжения в отдельных частях ворот. При наполненной камере обшивка нижних ворот разделяет две зоны разных температур воды и воздуха. Обычно температура воды неравна температуре воздуха. Это создает разность температур на верховой и низовой поверхностях обшивки. Неравномерное распределение температуры вызывает изгиб обшивки. Однако, этому изгибу препятствуют опорные закрепления с балочной сетью. Кроме того, при изменении средней температуры обшивки по сравнению с температурой каркаса будут еще возникать продольные силы взаимодействия обшивки со стойками и ригелями ворот.

Температурные напряжения не представляют особой опасности при малой разности температур в элементах ворот. Однако, с возрастанием разности возрастают и напряжения, преимущественно, в обшивке и нижних ригелях. Суммарные напряжения, в состав которых входят температурные напряжения, могут оказать значительное влияние на снижение несущей способности металлоконструкций ворот при навале судна.

Необходимость учета сварочных напряжений отмечает Паншин А.Ф. в работе [68]. При приварке полки ригеля к стойке остаточные напряжения распределены так, что в околошовной зоне действуют напряжения растяжения, как правило, равные пределу текучести, а в остальных частях напряжения сжатия. Напряженное состояние, созданное процессом сварки, является внутренне уравновешенным, т.е. сумма всех сварочных напряжений равна нулю. Перераспределение напряжений от сварки и сокращение площади сечения, работающей на сжатие, неизбежно приведет к нежелательному изменению положения центра тяжести всего поперечного сечения ригеля в районе примыкания его к вереяльным и створным столбам. В итоге увеличение разности между прямым и обратным моментом приведет к увеличению напряжений в низовых поясах от эксплуатационной нагрузки.

Таким образом, в створках ворот остаточные напряжения в низовых поясах ригелей вместе с напряжениями от внешней нагрузки могут достигать значительной величины. В районах примыкания низовых поясов к вереяльным и

створным столбам эта сумма превышает критические напряжения низовых поясов ригелей и тем самым значительно снижает их устойчивость. Так, величина остаточных напряжений сжатия, согласно данным Н. О. Окерблома [64], при приварке ребер с помощью автоматов двусторонними угловыми швами с катетом равным Змм могут достигать 60-70 МПа.

Сварочные напряжения, как один из компонентов, формирующих итоговое напряженное состояние, приводят к снижению несущей способности створок ворот. Необходимо отметить, что при проектировании вводятся коэффициенты надежности и нагрузки, которые компенсируют данное напряжение, применительно к нормативным условиям монтажа. Однако, при отступлении от норм монтажа, могут возникнуть напряжения, превышающие учтенные при проектировании. Случайность величин сварочных напряжений и их неопределенность, при навале судна, может значительно снизить несущую способность и устойчивость ворот.

Также Мишин A.C. [58] отмечает, что при расчетах ворот имеет место отсутствие учета нагрузки от веса наносов в подводной части ворот. По оценке для ворот ВБВП, имеющих размеры створок 11,8м длины, 17,7 м высоты и 1,2 м ширины, может достигать 1/4 веса створки ворот (до 35 т), что ведет к приращению опорных реакций пяты и гальсбанта на 30%. Такая оценка не является достоверной. Вес наносов в 35 т достижим только при полной заполняемости всего объема подводной части ворот между вереяльным и створным столбами. По мнению автора, конструкция ворот, имеющая большое количество конструктивных отверстий в наружной обшивке и диафрагмах, может накапливать от 3 до 5 т наносов во взвешенном состоянии. Вес наносов влияет только на работу створок при открытии/закрытии.

Важным является то обстоятельство, что при работе ворот под гидростатическим давлением воды происходит упругое расхождение железобетонных устоев нижней головы, имеющих высоту порядка 18,0м. Как отмечается Мишиным A.C. [59], величина которого достигает 7-10 мм поверху на каждое наполнение. Кроме этого, для шлюзов находящихся в эксплуатации

продолжительное время, например Волго-Балтийский водный путь, происходит накапливание остаточных деформаций железобетонными конструкциями. К 2008 г. расхождение устоев составило в основном 40-50 мм от проектного положения.

Ворота, опирающиеся на расходящиеся устои нижней головы, вынуждено меняют свое напряженно-деформированное состояние под гидростатической нагрузкой. Это приводит к упругому деформированию конструкции ворот: верх ворот изгибается, а низ сохраняет проектное положение, что создает внутренние напряжения в элементах ворот.

Выводы:

Баланин В.В. отмечает [9], что в действительности возникновение напряженного состояния в элементах створок обусловлено одновременным или последовательным суммарным воздействием большого количества взаимосвязанных причин. Здесь практически не представляется возможным проанализировать степень влияния этих причин, зафиксировать начальное состояние процесса и, следовательно, с достаточной достоверностью однозначно определить его конечное состояние, которое иногда может изменяться весьма существенно. Такой процесс называется случайным явлением, а его исход -случайным событием. Поэтому действительное напряжение в материале является случайной величиной, так как формирование его зависит от ряда случайных факторов, неоднородности материала, остаточных сварочных напряжений, температурных напряжений, монтажных эксцентриситетов, первоначальных искривлений элементов, качества изготовления и монтажных работ и т. п.

Несущая способность конструкции ворот может варьироваться в неопределенном диапазоне и в момент навала судна являться неизвестным параметром [62]. Такая неопределенность фактического напряженного состояния в элементах створок ворот делает последствия навала судна, в какой-то мере, непредсказуемыми и более опасными.

1.2 Двустворчатые ригельные ворота.

Базой являются ворота с диагональными связями, в которых были изменены и усилены основные узлы, отвечающие за пространственную работу ворот. В работах Баланина В.В. [10], Беляева Н.Д. [12], [20] приводится следующее описание двустворчатых ворот.

Полотнище ворот состоит из несущей конструкции, обшивки, опорных частей и системы уплотнений. Несущая конструкция представляет собой жесткий стальной каркас, состоящий из ригелей, вереяльного и створного столбов, диафрагм. Диагональные связи широко применялись вплоть до конца 80-х годов. В последнее время вместо них в отечественной практике нашло применение новое конструктивное решение в виде мощных поясов обшивки, установленных с безнапорной стороны створки ворот (рисунок 5) или второй обшивки по всей высоте створки, что встречается теперь за рубежом. Отказ от применения диагональных связей обусловлен тем, что наличие их вызывает значительное повышение напряжений в низовых полках и частично в стенках ригелей ворот, особенно при больших перепадах температур в течение года.

Это приводит к возникновению трещин и потере конструкцией несущей способности. Указанное, особенно ярко проявляется на воротах шлюзов значительного напора и большой ширины.

Ригели являются основными горизонтальными элементами несущей конструкции и представляют собой двутавровые балки составного сечения со сплошными стенками. Вследствие большой высоты сечения ригеля необходимо обеспечить устойчивость его стенки, что достигается введением продольных ребер жесткости. По высоте створки ригели располагают так, чтобы на каждый из них приходилась примерно одинаковая нагрузка. К верхнему, а иногда к нижнему ригелю прикладывается усилие от тягового механизма.

1- ригель; 2- створный столб; 3 - вереяльный столб; 4 - диафрагма; 5 - пояса обшивки; 6 - упорная подушка; 7 - створная упорная подушка; 8 - закладная подушка; 9 - обшивка; 10 - стрингеры; 11 - пятовое устройство; 12 - нижнее уплотнение; 13 - отверстия в диафрагмах; 14 - полоса устойчивости диафрагмы Рис. 5. Двустворчатые ригельные ворота [10]

Вереяльный и створный столбы выполняются в виде жестких элементов коробчатого сечения. Это обусловлено тем, что они воспринимают большие местные нагрузки в виде опорных реакций от ригелей. Для передачи этих нагрузок устоям головы шлюза, на вереяльном и створном столбах против ригелей, закреплены упорные подушки (рисунок 4, 6), которые воспринимают

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Богатырев, Владислав Григорьевич, 2013 год

Список литературы

1. Абрамович Г. Н. Теория турбулентных струй. — М.: 1984. — 716 с.

2. Абросимов В. Г. Малоцикловая прочность элементов шлюзовых ворот транспортных гидросооружений и методы продления их ресурса /

В. Г. Абросимов // автореф. на докт. техн. наук. — М., 2010.

3. Атавин А. А. Об уменьшении высоты волн, образующихся в камере шлюза при движении в ней судна с помощью продольных галерей /

A. А. Атавин, А. П. Яненко // Нестационарные проблемы механики сплошных сред. — Новосибирск, 1984. — Вып. 65. — С. 10-16.

4. Атавин А. А. О колебаниях уровня воды при выходе судна из камеры судопропускного сооружения / А. А. Атавин, А. П. Яненко // Динамика сплошной среды. —Новосибирск, 1977. — Вып. 30.

5. Атавин А. А. Гидродинамические аспекты нештатных и аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях : монография / А. А. Атавин, В. И. Букреев, О. Ф. Васильев, В. В. Дегтярев, А. П. Яненко // — Новосибирск: НГАСУ, 2009. — С. 327.

6. Баланин В. В. Выбор типа предохранительных устройств для защиты ворот шлюзов / В. В. Баланин, А. С. Шестаков // Производственно-технический сборник МРФ РСФСР, 1971. — Вып. 102. — 22 е..

7. Баланин В. В. Оборудование судоходных шлюзов / В. В. Баланин,

B. П. Василевский — JL: Речной транспорт, 1986. — С. 48.

8. Баланин В. В. Приближенное определение воздействия струи, отбрасываемой судовым движетелем, на дно берега водоемов. /

B. В. Баланин // Труды ЛИВТа. — Л.: Речной транспорт, 1961. — Вып. 13. —С. 5-10.

9. Баланин В. В. Определение надежности судовых ворот / В. В. Баланин,

A. Ф. Паншин // Труды ЛИВТа. — Л.: Транспорт, 1984. — Вып. 182. —

C. 4-11.

Ю.Баланин В. В. Совершенствование механического оборудования шлюзов / В.В. Баланин. — Л.: Речной транспорт, 1989. — С. 52.

11. Бачернихин В. Н. Обобщенная математическая модель продольного движения шлюзующегося судна. Коэффициенты присоединенных масс /

B. Н. Бачернихин // Труды ЛИВТа Организация и управление транспортным процессом на водном транспорте. — Л., 1974. — С. 17-27.

12. Беляев Н. Д. Гидротехнические сооружения водных путей, портов и континентального шельфа, механическое оборудование шлюзов. Двухстворчатые ворота / Н. Д. Беляев — СПб., 2004.

13. Беляев Н. Д. Инженерные методы предотвращения размыва дна от работы судовых движителей / Н. Д. Беляев // Автореферат диссер. на соиск. учен. степ, к.т.н. — СПб., 1999.

14. Борисевич С. П. Двухстворчатые ворота шлюзов / С. П. Борисевич. — М.-Л.: Гостехиздат, 1961.

15. Варламов Н. Н. Влияние местной деформации на величину нагрузки от навала судов на гидротехнические сооружения / Н. Н. Варламов. — JL: Речной транспорт, 1959. — С. 29.

16. Варламов Н. Н. Температурные напряжения в элементах ворот судоходного шлюза / Н. Н. Варламов // Труды ЛИИВТа. — Л.: Речиздат, 1950, —Вып. 17.—С. 137-144.

17. Варламов Н. Н. Кинематическая картина взаимодействия судна с направляющим устройством. / Н. Н. Варламов // Труды ЛИИВТа. — Л.: Речной транспорт, 1955. — Вып. 22. — С. 80-88.

18. Васидзу К. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. / К. Васидзу // Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. — С. 544.

19. Виноградова М. Б. Теория волн / М. Б. Виноградова, О. В. Руденко,

A. П. Сухоруков. — М.: Наука, 1979. — С. 383.

20. Воронцов В. М. Внутренние водные пути России / В. М. Воронцов,

B. А. Кривошей, А. Б. Разгуляев, В. И. Савенко. — М., 2003.

21. Галлагер Р. Метод конечных элементов / Р. Галлагер // Основы. Перевод с английского В. М. Картвелишвили под редакцией Н. В. Баничука. — М.: Мир, 1984. — С. 510.

22. Голоскоков Д. П. Развитие конструкций и методов расчета ворот и затворов судоходных шлюзов / Д. П. Голоскоков, М. А. Колосов // Региональная научно-техническая конференция Внутренние водные пути России. — СПб., 1998. —С. 121-122.

23.Голоскоков Д. П. Численно-аналитические методы расчета упругих тонкостенных конструкций нерегулярной структуры / Д. П. Голоскоков.

— СПб.: изд-во А. Кардакова, 2006. — С. 207.

24.Гришин М. М. Гидротехнические сооружения. Ч. 1 / М. М. Гришин,

C. М. Слиский. — М.: Высш. шк., 1979. — С. 137.

25.Давлетшин В. X. Исследование воздействия длинных волн на гидротехнические сооружения / В. X. Давлетшин // Изв. ВНИИГ. 1986.

— Вып. 196. —С. 72-77.

26. Денерт Г. Шлюзы и судоподъемники (перевод с немецкого) / Г. Денерт // Речной транспорт. 1961. — С. 388.

27.Дорофеев В. В. Определение величины сопротивления волн при вводе и выводе типового судна в камеру шлюза / В. В. Дорофеев, Г. И. Мелконян. — Л., 1987.

28. Дмитриев В. В. К вопросу об ударе судна в двустворчатые шлюзные ворота с верховой стороны / В. В. Дмитриев // Материалы по сооружению свирских гидроэлектрических силовых установок. Под ред. нач-ка и гл. инженера Свирьстроя акад. Г. О. Графтио., изд. Управления Свирьстроя. — Л., 1936. — Вып. X.

29.Дубов В. С. Распространение свободной закрученной струи в затопленном пространстве. / В. С. Дубов // Труды ЛПИ № 176. Энергомашиностроение, 1955.

30.Дьяков М. Я. Определение силы удара судна в двухстворчатые ворота шлюза / М. Я. Дьяков //Труды ЛИВТа. — Л.: Транспорт, 1973. — Вып. 140. —С. 96-106.

31.Жданов В. С. и др. Эксплуатация гидротехнических сооружений /

B. С. Жданов. — М.: Речной транспорт, 1961. — С. 290. 32.3агрядская И. Н. Действие длинных волн на вертикальную преграду /

И. Н. Загрядская // Изв. ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. Т. 138. 1980. —

C. 94-101.

33.Загрядская Н. Н. Расчет нагрузки от волн на гидротехнические

сооружения вертикального профиля. / И. Н. Загрядская. — Л., 1975. 34.Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич // Пер.

с англ. — М.:Мир, 1975. —С. 541. 35.3ернов Д. А. Определение допустимых скоростей движения судов в шлюзах / Д. А. Зернов, С. С. Кирьяков, В. Б. Тимошина // Сб. трудов. Эффективность научных исследований в области эксплуатации флота и внутренних водных путей. — Л., 1976. — С. 92-103.

36.Ильичева Т. П. Исследование напряженно-деформированного состояния двухстворчатых ворот шлюза в условиях гидростатического напора и маневрирования / Т. П. Ильичева // Сб. трудов молодых научных работников ЛИВТа. — Л., 1974. — С. 170-176.

37.Карасин М. А. Определение расчетной кинетической энергии навала судов на шлюзовые ворота / М. А. Карасин, В. М. Славгородский // Труды ЛИВТа. — Л.: Транспорт 1965. — Вып. 83. — С. 124-128.

38.Карпиловский В. С. «SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD», четвертое издание, переработанное и дополненное / B.C. Карпиловский, Э. 3. Криксунов, А. А. Маляренко, А. В. Перельмутер, М. А. Перельмутер — М., —С. 656.

39.Карпиловский В. С. «SCAD ОГйсе.Реализация СНиП в проектирующих программах», третье издание / В. С. Карпиловский, Э. 3. Криксунов,

А. А. Маляренко, М. А. Микитаренко, А. В. Перельмутер,

М. А. Перельмутер, В. Г. Федоровский, В. В. Юрченко. — М., — С. 432.

40.Кирьяков С. С. Гидродинамические и судовые нагрузки на нижние ворота шлюзов. / С. С. Кирьяков, В. И. Похабов // Труды международной научно-практической конференции Безопасность водного транспорта. Т. 2. — СПб., 2003. — С. 127-130.

41.Кирьяков С. С. Допустимые скорости движения судов в шлюзах / С. С. Кирьяков // Речной транспорт. 1975. — № 8. — С. 44-45.

42.Кирьяков С. С. Исследование дополнительных осадок и скоростей при входе и выходе судов шлюзах / С. С. Кирьяков // Автореф. дис. на соиск. учен. степ, к.т.н. — Л., 1971.

43.Киселев Ю. А. Исследование прочности двухстворчатых ригельных ворот шлюза при эксплуатационных воздействиях / Ю. А. Киселев // Труды ЛИВТа. — Л.: Транспорт, 1973. — Вып 146. — 10-18 с.

44.Киселев Ю. А. Результаты исследования по обоснованию допустимой скорости навала судов на двухстворчатые ворота волгоградского шлюза / Ю. А. Киселев // Сб. научных трудов Водные пути и гидротехнические сооружения. — СПб., 2002.

45.Киселев Ю. А. Статический расчет упругих систем методом конечных элементов на персональных компьютерах / Ю. А. Киселев. — СПб.: ПЦ СПбГУВК, 1995. —С. 30.

46.Кильчевский Н. А. Теория соударения твердых тел / Н. А. Кильчевский.

— Киев.: Наукова думка, 1969. — С. 246.

47.Колосов М. А. Безопасность воднотранспортных гидротехнических сооружений / М. А. Колосов // Безопасность водного транспорта: труды Международной научно-практической конференции. Т. 2. — СПб.: ИИЦ СПбГУВК, 2003. — С. 12-17.

48.Колосов М. А. Оценка безопасности судоходных гидротехнических сооружений / М. А. Колосов // Водные пути и гидротехнические сооружения: труды научно-методической конференции. Т. 1. — СПб.: Изд-во СПбГУВК, 2005. — С. 101-105.

49.Кузьмицкий Б. Л. Анализ процессов старения металлоконструкций ворот и затворов СГТС / Б. Л. Кузьмицкий // Отчет по НИР 93-103. — СПб.: СПГУВК, 1999. — С. 65.

50.Кульмач П. П., Филиппенок В. 3. Воздействие цунами на морские гидротехнические сооружения / П. П. Кульмач, В. 3. Филиппенок. — М., 1984.

51.Лихачев В. П. Методы расчета устойчивости и прочности гидротехнических сооружений / В. П. Лихачев. — М.: Стройиздат, 1966. —С. 198.

52.Логинов В. Н. Взаимодействие пологих волн зыби с вертикальной стенкой / В. Н. Логинов // Труды ЦНИИМФ. 1958 — Вып. 19. — С. 47-57.

53.Локализация аварийных ситуаций и ликвидация последствий аварий на судоходных гидротехнических сооружениях: Научно-техн. Отчет по теме 22-220 / СПГУВК; Руководитель М. А. Колосов. — СПб., 2002. — С. 64.

54.Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчёт элементов конструкций на прочность / Н. А. Махутов. — М.: Машиностроение, 1981. — С. 272.

55.Мельниченко К.И. Монтаж оборудования шлюза / К.И. Мельниченко.

— М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. — С. 208.

56.Мирчина Н. Р. Возрастание амплитуды длиной волны вблизи вертикальной стенки / Н. Р. Мирчина, Е. И. Полкновский // Физика атмосферы и океана. 1984. — № 3. — С. 330-331.

57.Михайлов А. В. Внутренние водные пути / А. В. Михайлов. — М.: Стройиздат, 1973.

58.Мишин А. С. Анализ нагрузок, действующих в металлоконструкциях нижних двухстворчатых ворот судоходных шлюзов / А. С. Мишин // Журнал университета водных коммуникаций. — СПб.: СПГУВК, 2009.

— Вып. 2. С. 49-56.

59.Мишин А. С. Оценка действующих напряжений в металлоконструкциях нижних двухстворчатых ворот судоходных шлюзов / А. С. Мишин // Журнал университета водных коммуникаций. — СПб.: СПГУВК, 2010.

— Вып. 4. —С. 14-20.

60.Муханов К. К. Металлические конструкции / К. К. Муханов // 3-е изд.

— М.: Стройиздат, 1978. —С. 576.

61.Мюнзе В. X. Усталостная прочность сварных стальных конструкций / В.Х. Мюнзе. — М., 1968.

62.Нотт Дж. Основы механики разрушения / Дж. Нотт. — М.: Металлургия, 1978. — С. 256.

63.Испытание материалов. Справочник / под ред. X. Блюменауера. — М.: Металлургия, 1979. — С. 447.

64.0керблом Н. О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций / Н. О. Окерблом. — M-JL: Маниностроение, 1964. —С. 418.

65.0нохов П. П. Механическое оборудование шлюзов и судоподъемников / П.П. Онохов. — М.: Транспорт, 1973.

66.Партон В. 3. Механика упруго-пластического разрушения / В. 3. Партон, Е. М. Морозов. — М.: Наука, 1974. — С. 416.

67.Паншин А. Ф. Разработать метод расчета двухстворчатых ворот с учетом их пространственной работы / А.Ф. Панщин // Заключительный отчет тема №14. — Л., 1980. — С. 38.

68.Паншин А. Ф. Учет сварочных напряжений при проектировании ригелей двухстворчатых ворот / А. Ф. Паншин // Труды ЛИВТа. — Л.: Транспорт 1977. —Вып. 158. —С. 146-150.

69.Перевозчиков Б. Ф. Защита опор мостов от навала судов /

Б. Ф. Перевозчиков, В. А. Селиверстов // Обзорная информация. 42000. — М., 2000. — С. 9-12.

70.Перельмутер А. В. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа / А. В Перельмутер., В. И. Сливкер. — М.

71.Перехвальский В. С. Расчет судоходного шлюза / В. С. Перехвальский.

— М.: Транспорт, 1965. — С. 156.

72.Полонский Г. А. Механическое оборудование гидротехнических сооружений / Г. А. Полонский. — М.: Энергия, 1974. — С. 343.

73.Похабов В. И. Гидростатическое взаимодействие между судоходными сооружениями и судами / В. И. Похабов // Дис. на соиск. учен. степ, д.т.н. —СПб., 1992.

74.Прочность, устойчивость, колебания. Справочник / под ред.

И. А. Биргера, Я. Г. Пановко. — М.: Машиностроение, 1968 — С. 831.

75.Разработка предохранительных устройств металлоконструкций ворот судоходных шлюзов: Научно-техн. Отчет по теме №49 / ФГОУ ВПО СПГУВК; Руководитель М. А. Колосов. — СПб., 2004. — С. 82.

76.Разработка компьютерной методики оценки фактического риска аварий СГТС гидротехническая часть, научно-техн. отчет по теме П-02.01, руков. темы Ц. В. Гаскаров, М. А. Колосов. — СПб.: СПГУВК, 2001.

77.Разработка критериев (показателей) безопасности судоходных ГТС: Научно-техн. Отчет по теме 96-3.01.С-98 РФ / СПГУВК; Руководитель М. А. Колосов. — СПб., 1999. — С. 150.

78.Розин JI. А. Метод конечных элементов в применении к упругим системам / JT. А. Розин. — М.: Стройиздат, 1977. — С. 129.

79.Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов / под редакцией Б. Е. Победри. — М.: Мир, 1979. — С. 540.

80.Селезов И. Г. Взаимодействие волн цунами с элементами гидротехнических сооружений / И. Г. Селезов, М. И. Железняк,

В. В. Яковлев // Тезисы докладов Всесоюзной школы. Краткосрочный и долгосрочный прогноз цунами. — М., 1983. — С. 82-83.

81.Семанов Н. А. Судоходные каналы, шлюзы и судоподъемники /

Н. А. Семанов, Н. А. Варламов, В. Б. Баланин. — М.: Транспорт, 1970. —С. 352.

82.Ситченко Н. К. Общее устройство судов / Н. К. Ситченко, JI. С. Ситченко. — JL: Судостроение, 1987. — С. 47.

83.Слижевский Н. Б. Энциклопедия судов / Н. Б. Слижевский, Ю. М. Король, В.Ф. Тимошенко / под общ. ред. проф. Н. Б. Слижевского. — Николаев: НУК, 2005. — С. 77.

84.СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов), Госстрой СССР. — М.: Стройиздат, 1995.

85.СНиП 2.06.07-87. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения, Минстрой России. — М.:ГПЦПП, 1996.

86.СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения: Основные положения. — М.: ФГУП ЦПП, 2004.

87.СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы / Минстрой РФ. — М.: ГП ЦПП, 1996. — 214 с.

88.СНиП И-23-81. Стальные конструкции. Стройиздат, 1982. — 93 с.

89.СНиП 11-23-81. Нормы проектирования, стальные конструкции / Госстрой СССР. —М., 1991.

90.СТП 00117794-2-11-95 Основные положения проектирования. Механическое оборудование и специальные стальные конструкции гидротехнических сооружений. — СПб., 1995. — 98 с.

91.Сухотерин М. В. Метод суперпозиции исправляющих функций в задачах теории пластин / М. В. Сухотерин. — СПб.: изд-во Политехи. Ун-та 2009. — С. 265.

92.Тимошенко С. П. Пластинки и оболочки / С. П. Тимошенко, С. Войновский-Кригер. — М.: Наука., 1966. — С. 635.

93.Тимошенко С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер. — 2-е изд. — М.: Наука, 1979. — С. 560.

94.Труды ЦНИИЭВТа, вып. XXVIII. Особенности движения и пропуска судов через шлюзы ВДСК. — М., 1962.

95.Швецов П. А. Натурные исследования навала судна на направляющие палы шлюзов, оборудованные амортизирующими устройствами /

П. А. Швецов // Труды ЛИВТа. — Л.: Транспорт, 1967. — Вып. 88. — С. 124-130.

96.Шестаков А. С. Анализ скоростей движения судов при входе в шлюз по данным натурных наблюдений и выбор расчетных значений для проецирования предохранительных устройств / А. С. Шестаков,

А. М. Гапеев // Сб. науч. тр. молодых специалистов ЛИВТа. — Л., 1973.

— Ч. 1. —С. 79-87.

97.Шестаков А. С. Теоритическое и экспериментальное исследование работы предохранительных устройств для защиты ворот судоходных шлюзов от навалов судов / А. С. Шестаков // автореф. дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук Л.

98.Шестаков А. С. Результаты экспериментально-теоретических исследований прочности шлюзовых ворот Волгоградского гидроузла и анализ их состояния / А. С. Шестаков // «Речной транспорт», 2004. — №6. —С. 58-61.

99.Шмельтер Я. Метод конечных элементов в статике сооружений / Я. Шмельтер. — М.: Стройиздат, 1986. — С. 220.

100. Яненко А. П. О путях увеличения пропускной способности шлюзов / А. П. Яненко // Изв. Вузов. Строительство. — 1992. — № 7, 8. —

С. 87-90.

101. Яненко А. П. Повышение пропускной способности и определение габаритов шлюзованных водных путей / А. П. Яненко // автореф. дис. на соиск. учен. степ, д.т.н. — Новосибирск, 1994.

102. Ярустовский А. А. Эксплуатация механического и электрического оборудования шлюзов / А. А. Ярустовский, М. Ф. Светлов — М.: Речиздат, 1952. — С. 212.

103. Ярустовский А. А. Механическое оборудование шлюзов / А. А. Ярустовский. —М.: Транспорт, 1967. — С. 224.

104. AASHTO. Guide spécifications and commentary for vessel collision design ofhighway bridges. Washington, DC: American Association of State Highway and Transportation Officiai; 1994.

105. Bridge Engineering Handbook / под ред. Chen W.F., Duan L., Eds. — Boca Raton FL: CRC Press, 2000. — 1600 p.

106. Brown A. J. Modeling structural damage in ship collisions/ SSC - 1400 Draft Report/ Ship structure committee, Virginia Polytechnic Institute 2002.

— 164 p.

107. Farraday R. V., Charlton F.G. Hydraulic factors in bridge design / Hydraulics research Station Ltd. — Wallingford, Oxfordshire, 1983. — 102 P-

108. Frandsen A. G. Design aspects for ship-bridge collisions for selected recent major bridge projects // Proceedings of the International Symposium on Advances in Ship Collision Analysis, Copenhagen (Denmark), 10-13 May 1998. — Rotterdam (Brookfield): A. A. Balkema, 1998. — P. 23-38.

109. Gluver H., Olsen D. Current practice in risk analysis of ship collision to bridges // Proceedings of the International Symposium on Advances in Ship Collision Analysis, Copenhagen (Denmark), 10-13 May 1998. —Rotterdam (Brookfield): A.A. Balkema, 1998. — P. 85-96.

110. Hugues O. F., 1995, "Ship structural design: A rationallybased, computer-aided optimization approach", Edited by the Sname. — New Jersey, — 566 P-

111. Kunz C. U. Ship bridge collision in river traffic, analysis and design practice // Proceedings of the International Symposium on Advances in Ship Collision Analysis, Copenhagen (Denmark), 10-13 May 1998. — Rotterdam (Brookfield): A. A. Balkema, 1998. — P. 13-21.

112. Le Sourne H., Besnard N., Cheylan C., Buannic N. A ship collision analysis program based on upper bound solutions and coupled with a large rotational ship movement analysis tool / Journal of Applied Mathematics Volume. 2012. —p. 27.

113. Le Sourne H., Rodet J.-C., Clanet C., 2004, "Crashworthiness analysis of a lock gate impacted by two river ships", Int. Journal of Crashworthiness.

114. Ministry of Railways of the People's Republic of China. Fundamental Code for Design on Railway Bridge and Culvert (TBI0002.1-99). — Chinese, 2000.

115. Pedersen P. T., et al. Ship Impacts: Bow Collisions. - International Journal of Impact Engineering. Vol. 13,No. 2. — 1993. —P. 163-187.

116. Rigo Ph., Gernay T. Lock gates ship impact - "Innovations in Navigation Lock Design" International Workshop, PIANC - Brussels, 15-17 Oct. 2009.

117. Vrouvenvelder A. C. Design for ship impact according to Eurocode 1, part 2.7. // Proceedings of the International Symposium on Advances in Ship Collision Analysis, Copenhagen (Denmark), 10-13 May 1998. — Rotterdam (Brookfield): A. A. Balkema, 1998. — P. 123-131.

118. Woisin, G. Design Against Collision. — International Symposium on Advances in Marine Technology. Trondheim, Norway, June 1979.

119. Wang L., et al. An impact dynamics analysis on a new crashworthy device against ship-bridge collision. — International Journal of Impact Engineering 35 (2008) 895-904. — P. 897.

120. Xia Jianjun, "Finite Element Analysis of Ship Collisions", Department of Ocean Engineering, Virginia Tech, Master of Science Thesis, May 2001. 267 p.