Юрий Низовцев - Cвайные дорожные сооружения безостановочного движения
Стоимость предварительных геодезических и других вспомогательных работ можно оценить в сумму не менее $100 тыс.
С учетом указанных статей расходы на сооружение 0,5 км двухэтажного путепровода с восемью полосами движения, четырьмя буферными полосами, въездами, съездами, переездами возрастут на следующую сумму: $0,150 млн. + $0,100 млн. + $0,100 млн. + $0,100 млн. + $0,050 млн. + $0,100 млн. = $0,600 млн. и составит: $2,226 +$0,600 = $2,826млн.
Масса двухуровневого путепровода с восемью полосами движения, являющаяся нагрузкой 18 железобетонных опор-столбов диаметром 100 см, сечением 780000 мм² каждый, составляет около 7680 тонн. То есть на общую площадь колонн-опор по сечению 14840000 мм² действует нагрузка силой 76800000 ньютонов, или один квадратный миллиметр подвергается давлению 5,1 н/мм². Предел прочности на сжатие бетона марки М400 составляет 39,3 н /мм². Это означает, что конструкция имеет 8-кратный запас прочности.
На нижнем уровне путепровода указанной конструкции может одновременно находиться в движении около 200 грузовых автомобилей, весящих в среднем каждый 10 тонн, то есть всего – 2000 тонн, на верхнем уровне может находиться в движении около 200 легковых автомобилей, на переездах – около 15 легковых автомобилей массой каждая 2 тонны в среднем и в сумме массой 430 тонн. Если учесть их массу, которая составит 2430 тонн, то конструкция с дополнительной нагрузкой в виде автомобилей и общей массой 10110 т сохранит многократный запас прочности, равный в данном случае 6.
Для сравнения укажем, что стоимость постройки в России четырехполосных одноэтажных железобетонных путепроводов аналогичной протяженности (около 0,5 км плюс подъездные участки) составляет $ 25 – 30 млн., а стоимость строительства аналогичного по протяженности одноэтажного железобетонного путепровода на Украине составляет $ 4 млн. Такая, довольно высокая, стоимость подобных объектов, особенно в России, обусловлена целым рядом факторов, но одним из основных является затягивание строительства путепроводов и соответственно – многократное повышение затрат на заработную плату, аренду оборудования и прочие затраты, зависящие от времени.
При этом пропускная способность действующих одноэтажных путепроводов крайне низка, – намного ниже расчетной пропускной способности модернизированного двухуровневого путепровода. Причем любое ДТП, возникшее на одноэтажном путепроводе, приводит к приостановке или даже длительной остановке движения.
Если в городских условиях каждый этаж путепровода предлагаемой конструкции оснащать вытяжками с разрядниками для нейтрализации токсичных компонентов выхлопного газа, то оснащение 0,5 км двухэтажного путепровода очистными установками обойдется в сумму порядка $300 тыс. Кроме того, к пластиковой оболочке путепровода сверху необходимо добавить пластиковые стенки по бокам. Для двухэтажного путепровода протяженностью 500 м, расстоянием между первым и вторым этажами 4 м, высотой оболочки над вторым этажом – 2,5 м площадь боковых поверхностей составляет 6500 м² и себестоимость – $0,065млн. Стоимость основных материалов верхнего покрытия сооружения выше была определена ($100 тыс.) Таким образом, при цене в среднем 1 м² пластика $10 стоимость оболочки собственно путепровода составит $165 тыс. И, соответственно, стоимость сооружения возрастет до $3,2 млн.
Двухэтажный путепровод на основе стального каркаса и стальных пролетных участков с дорожным покрытием из сталефибробетона с 8-ю полосами движения. Экономическая оценка.
Пролетные участки нижнего уровня путепровода двустороннего движения протяженностью 500 м в виде стальных листов-плит (6х3х0,008) метра укладываются на стальные двутавровые балки – продольные и поперечные опоры, высотой по сечению 200 мм, шириной – 100 мм, которые закрепляются на вертикальных опорах, металлических колоннах, высотой от 2 до 7,2 метров диаметром 30 см, толщиной стенки 20 мм. Колонны располагаются на расстоянии 50 метров друг от друга продольно и 18 метров поперечно. Еще не менее 2 метров каждой колонны являются частью фундамента.
Площадь пролетных участков нижнего уровня составляет 9000 м², число стальных листов-плит – 500. Поскольку по нижнему уровню проезжают автобусы и большегрузные автомобили, постольку необходимо усиления стальной плиты. Для этого к нижней поверхности плоского стального листа привариваются продольные и поперечные ребра, имеющие разную жесткость, то есть формируется ортотропная плита, цена которой несколько выше цены плоского стального листа из металлопроката.
Масса пролетного участка нижнего уровня протяженностью 0,5км и шириной 18 метров при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 500м х 18м х 0,008м х 7,8т/м³ = 562 тонны.
Пролетные участки верхнего уровня путепровода двустороннего движения протяженностью 500 м в виде стальных листов-плит (6х3х0,008) метра укладываются на стальные двутавровые балки-опоры длиной 18м, высотой по сечению 200мм, шириной – 100мм и закрепляются на продолжении вертикальных опор высотой 4м от уровня первого этажа.
Площадь пролетных участков верхнего уровня составляет 9000 м², число стальных листов-плит – 500. Масса пролетного участка верхнего уровня протяженностью 0,5км и шириной 18 метров при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 500м х 18м х 0,008м х 7,8т/м³ = 562 тонны.
Масса обоих пролетных участков протяженностью каждого из них по 0,5 км и шириной по 18 метров составляет 1124 тонны. Суммарная площадь обоих пролетных участков составляет 18000 м².
Масса пролетного участка межэтажного переезда протяженностью 150м и шириной 4 метра при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 150 м х 4 м х 0,008 м х 7,8 т/м³ = 37 тонн. Площадь пролетного участка переезда равна 600 м². Масса восьми металлических консолей – стальных двутавровых балок длиной 4 м каждая, высотой по сечению 200мм и шириной 100мм составляет 0,7 т, поскольку для данного типа двутавровой балки масса балки протяженностью 44,7 м составляет 1 т. Масса продольной балки длиной 150 м составляет 3 тонны. Общая масса стального межэтажного переезда, – 41 т. Суммарная масса четырех переездных участков путепровода составляет 164 т, а площадь, – 2400 м².
Масса въезда (съезда) с наземного уровня на уровни путепровода протяженностью 100 м и шириной 4 м при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 100 м х 4 м х 0,008 м х 7,8 т/м³ = 25 т. Площадь пролетного участка въезда (съезда) равна 400 м². Масса всех восьми участков въезда и съезда составляет 200 т, а площадь – 3200 м².
Общая масса этих дополнительных участков равна 346 тоннам, площадь – 5200 м².
Диаметр вертикальных опор-колонн 300 мм, толщина стенки 20 мм, сечение – 17600 мм². Число опор-колонн под нижним уровнем – 18. Их высота от уровня земли колеблется от 2 до 7,2 м и в среднем составляет 5 м. Число опор-колонн, удерживающих верхний уровень, равно 18. Их высота составляет 4 метра от нижнего уровня путепровода, их масса – 4т. Число опор-колонн, удерживающих 8 въездов и съездов составляет 16. Их высота от 4 до 2 метров, в среднем 3 м. Общая длина колонн в среднем составляет 148 м. С учетом части колонн, которая находится в фундаменте, длина колонн возрастает до 208м и масса всех колонн составляет 10 тонн.
Количество двутавровых балок – продольных опор нижнего уровня определяется числом их рядов (семь рядов). Общая протяженность двутавровых балок определяется их длиной и количеством рядов: в каждом ряду 10 пятидесятиметровых продольных опор. Стало быть, их общая протяженность равна 3500м.
Девять поперечных восемнадцатиметровых опор-балок имеют длину 162 м, общая длина балок – 3662 м. Совокупная длина балок-опор для двух уровней путепровода составит 7332 м. Два ряда продольных опор-балок восьми въездных и съездных участков имеют общую длину 1600 метров, 16 поперечных балок – 64 м. Всех балок-опор, продольных и поперечных, -1664 м. Один ряд продольных опор-балок межэтажного переезда имеет длину 150 м, 8 балок-консолей – 32 м: всего – 182 м. Их длина для четырех переездов составляет 768 м. Общая протяженность поперечных и продольных опор составляет 9764 м. Исходя из того, что 44,7 м двутавровой балки указанного размера весит одну тонну, вес 9764 метров балок равен 220 т.
Общая площадь пролетных участков полукилометрового двухуровневого путепровода двустороннего движения на основе металлопроката составляет 23200 м².
Общая масса стальных блоков и элементов путепровода составляет порядка 1700 т. При цене одной тонны стального проката $1000 себестоимость стальных блоков и элементов путепровода составит $1,7млн.
Масса блоков путепровода, составляющая нагрузку на опоры-колонны, равна 1470т.
Пролетные участки путепровода покрываются, как минимум, пятисантиметровым слоем дорожного покрытия – сталефибробетоном. Общая площадь пролетов путепровода равна 23200 м². Объем сталефибробетонного покрытия – 1160 м³, масса – 2900 т, стоимость при цене кубометра сталефибробетона $300 равна $0,35 млн.
