Двухуровневый разгрузочный беспробочный путепровод. Варианты конструкции и их экономическая оценка (стр. 7 )

Масса пролетного участка нижнего уровня протяженностью 0,38 км и шириной 12 метров при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/мі составляет: 380м х 12м х 0,008м х 7,8т/мі  = 285 тонн. Площадь пролетного участка – 4560мІ.

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/мі составляет: 150м х 4м х 0,008м х 7,8т/мі = 37 тонн. Площадь пролетного участка переезда – 600мІ.  Масса восьми металлических консолей – стальных двутавровых балок длиной 4м каждая, высотой по сечению 200мм, шириной – 100мм  составляет 0,7т. Масса продольных балок длиной 150 м составляет 3 тонны.

Суммарная масса двух переездных участков составляет 82т, а площадь их пролетных участков 1200 мІ. 

Масса пролетного участка для движения в одну сторону  второго уровня и  съезда  протяженностью  150м и 100м соответственно и шириной 6 метров при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/мі составляет: 250м х 6м х 0,008м х 7,8т/мі =93,6т.  Площадь пролетного участка  – 1500мІ.  Масса второго уровня путепровода двустороннего движения и двух его съездов составляет 187т, а площадь - 3000 мІ.  Отметим, что второй уровень путепровода и съезды с него, а также межэтажные переезды предназначены для легковых автомобилей,  которые в среднем в несколько раз легче грузовиков. Поэтому допустимо использовать стальные листы-плиты в качестве основы пролетов без ребер жесткости.

Диаметр вертикальных опор-колонн  300мм, толщина стенки  20мм, сечение – 17600ммІ. Число опор-колонн, удерживающих нижний уровень составляет  14 и их высота от наземного уровня колеблется от 2 до 7,2 м. Число опор-колонн, удерживающих  верхний уровень путепровода, равно  8 и высота их составляет 4 метра, число опор-колонн, удерживающих съездные участки, составляет  6 и их высота 2 - 4м. Масса всех колонн  с учетом их фундаментной части составляет  9т.

Протяженность двутавровых балок - несущих элементов конструкции  нижнего уровня составляет – пять рядов и в каждом ряду 7 пятидесятиметровых и одна тридцатиметровая опора – 1900м, семь поперечных двенадцатиметровых опор-балок имеют длину 84 м. Три ряда продольных опор-балок  верхнего уровня для одностороннего движения  и одного съездного участка имеют общую длину 750 метров, пять поперечных балок -30м.  Для  второго уровня двустороннего движения и двух съездов протяженность трех рядов продольных опор равна 1500м, поперечных – 60м. Один ряд продольных опор-балок межэтажного переезда имеет длину 150м, 8 балок-консолей – 32 м. В совокупности  – 182м. Их длина для обоих переездов составляет 364м. Общая протяженность поперечных и продольных опор составляет 3908м. Известно, 44,7 м двутавровой балки указанного размера весит одну тонну, соответственно 3908 метров балок весит 87 т. 

Общая  площадь пролетных участков двухуровневого путепровода двустороннего движения - 8760 мІ.

Общая масса стальных блоков и элементов путепровода составляет 650т. При цене одной тонны стального проката $1000 стоимость стальных блоков и элементов путепровода составит  $0,650млн.

Пролетные участки путепровода покрываются, как минимум, пятисантиметровым слоем дорожного покрытия – сталефибробетоном. Общая площадь  пролетов  путепровода 8760мІ. Объем сталефибробетонного покрытия – 438мі, масса – 1100 т, стоимость покрытия при цене кубометра сталефибробетона  $300 -  $0,131 млн. 

С учетом  массы сталефибробетона масса путепровода составит 1750т  и общие затраты составят около $0,780 млн.

Покрытие открытых стальных поверхностей площадью около 7800 мІ антикоррозионным составом со средней стоимостью порядка $10 на квадратный метр можно оценить в сумму $0,078 млн. А монтаж гидроизоляции на той же площади с той же стоимостью можно также оценить в сумму $0,078 млн.

Сверху пролетные участки накрыты пластиковой крышей из негорючего материала, площадь которого составляет 6000 мІ. Его себестоимость при средней цене пластика $10 составляет $0,06млн.

22 фундамента для колонн потребуют около 50 мі бетона стоимостью  $15 тыс.

С учетом  затрат на антикоррозионное покрытие, гидроизоляцию, пластиковое покрытие, работы по фундаменту  стоимость путепровода составит - $1,01 млн.

Остальные  расходные статьи на установку эстакады включают в себя доставку готовых блоков; сборку; аренду кранов, других механизмов и оборудования; проведение предварительных геодезических и других вспомогательных работ.

Известно, что цена доставки кубического метра бетона на расстояние  51-55 км автотранспортном  составляет 1000руб. ($33). Таким образом, доставка 490мᵌ бетона  от завода до места монтажа и установки путепровода обойдется в $0,016 млн. Доставка около 646 тонн металлических конструкций при цене доставки тонны автотранспортом на расстояние  650 км равной порядка $50 стоит  $0,033млн. В сумме  доставка конструкций и материала обойдется в  $0,05 млн.

Сборку путепровода-эстакады вместе с въездами, съездами, переездами  можно при наличии необходимого оборудования и механизмов осуществить  за один месяц 20-ю специалистами при выплате им  $100 тыс. 

Аренда механизмов, включая кран, и остального оборудования на один месяц обойдется в сумму порядка $100 тыс. 

Стоимость  вспомогательных работ можно также оценить в сумму около $100 тыс. 

С учетом указанных статей расходов  затраты на установку путепровода двустороннего движения с четырьмя полосами движения, четырьмя буферными полосами,  въездами, съездами, переездами  составят:  $1,01млн. + $0,050млн. +  $0,300млн.  =  $1,36млн. 

Масса двухуровневого путепровода с четырьмя полосами на основе металлопроката, являющаяся нагрузкой 14 стальных колонн  диаметром 30см, сечением 17600ммІ, составляет около 1500 тонн. То есть  на общую площадь колонн-опор по сечению 246400ммІ действует 15000000 ньютонов, или один квадратный миллиметр подвергается давлению 66н/ммІ. При пределе прочности  стали  600н/ммІ конструкция имеет 9-кратный запас прочности. На нижнем уровне путепровода указанной конструкции может одновременно находиться в движении около 50 грузовых автомобилей весящих в среднем каждый 10 тонн, то есть всего 500 тонн, на втором уровне и переездах может находиться в движении  50 легковых автомобилей массой в среднем 2 тонны, то есть всего 100 тонн.  Если учесть их массу, которая составит 600 тонн, то конструкция с дополнительной нагрузкой в виде автомобилей и общей массой нагрузки на опоры 2100т  сохранит многократный запас прочности близкий к 8.

Следует отметить, что, не противореча имеющимся стандартам и нормам, можно существенно уменьшить массу путепровода и его себестоимость за счет исключения сталефибробетонного дорожного покрытия, ограничившись покрытием стальной поверхности пролетных участков новыми композитными материалами из угле - или стеклопластика.

Примечание.

Что касается  малозначимых дорог, пересекающих скоростные железнодорожные трассы,  которых насчитывается только в России несколько тысяч, то над этими трассами целесообразно устанавливать недорогие одноэтажные  путепроводы, как минимум, с двумя полосами движения и двумя буферными полосами, необходимыми для  объезда остановившихся по различным причинам автомобилям. Причем сравнительно небольшая масса путепровода дает возможность не устанавливать опоры на бетонном фундаменте, а вбивать или ввинчивать их в грунт. Затраты на установку этих путепроводов невелики и вполне сопоставима с барьерными переездами, которые были отмечены выше, и которые стоят  $0,3млн. Из расчетов, приведенных выше видно, что затраты на установку  одноэтажного путепровода с двумя полосами движения, для которого не требуются межэтажные переезды и значительные расходы на  вспомогательные и подобные им работы,  составят порядка $0,5млн. Но он является безопасным и предоставляет возможность безостановочного движения для автомобилей, велосипедов, мотоциклов, тракторов, автобусов и т. д. над скоростными железнодорожными трассами, значительно улучшая коммуникации регионов.

  Литература.

1. Пат. 105628  РФ,  МКИ E02C 1/04.  Эстакада для перемещения транспортных средств на разных уровнях. .

2. Пат. 73716 Украины,  МКИ E02C 1/04.  Эстакада для перемещения транспортных средств на разных уровнях. .

3. Пат.  2422908 РФ, МКИ G08G 1/01. Способ регулирования транспортных потоков на магистралях. .

4. , , Способы решения транспортных проблем больших городов с помощью легких объемных магистралей-эстакад, этажи которых связаны переездами для автомобилей. 2010 г. www. ecoguild. ru 

5. Пат. 2447222  РФ,  МКИ E02C 1/04.  Эстакада для перемещения и размещения транспортных средств на различных уровнях. .

6.  Пат.  108046  РФ, МКИ E02C 1/04.  Сеть транспортных магистралей для крупных городов и их пригородов. , .

7. Пат. 3176909 Японии,  МКИ E02C 1/04.  Сеть транспортных магистралей для крупных городов и их пригородов. , .