Юрий Низовцев - Cвайные дорожные сооружения безостановочного движения

• Название: Cвайные дорожные сооружения безостановочного движения
• Автор: Юрий Низовцев
• Жанр: Техническая литература

Существующий в настоящее время в мире подход к раздельному движению по транспортным коридорам автотранспорта, железнодорожного транспорта, проводки трубопроводов, систем связи, электроэнергии дорогостоящ, во многом неэффективен, часто отнимает у пользователей плодородные земли, загрязняет окружающую среду, использует устаревшие методы перемещения транспортных средств. Выявление недостатков этого подхода дало возможность разработать новые компактные дорожные конструкции, обеспечивающие безостановочное перемещение транспортных средств в едином объеме комбинированной транспортной свайной эстакады на основе стального каркаса за счет введения сквозных буферных полос для поездов и автомобилей и межэтажных переездов для автомобилей. Возможным стало также использование конструкции для навешивания на нее кабелей и трубопроводов. Аналогичная конструкция может быть использована в качестве путепровода. Эти и подобные им конструкции дадут возможность резко интенсифицировать товарооборот, явятся дополнительным рынком сбыта металлопроката и цемента, позволят освоить пустынные территории и существенно повысят мобильность и улучшат жизнь населения.

---

Пропускная способность магистрали-эстакады зависит от числа полос движения на каждом этаже и от числа этажей, а конструкция с внутренними и/или внешними переездами обеспечивает быстрое распределение автомобилей по этажам. При этом в процедуре перемещения легковых автомобилей, и до некоторой степени – грузовых автомобилей по КТТМ имеется выбор: они могут перемещаться не только, как это было сказано выше, по выделенным для этого полосам движения, но и въезжать при остановке поездов на прицепленные к составам открытые платформы для транспортировки автомобилей на расстояния, определяющиеся только местом остановок поездов.

КТТМ в виде многоуровневой магистрали-эстакады характеризуется еще и возможностью согласования притока автомобилей с боковых подъездов к ней с ее пропускной способностью и предварительного согласования оттока автомобилей с магистрали-эстакады с пропускной способностью отходящих от магистрали-эстакады трасс, что при максимальной загрузке магистрали-эстакады, например, в часы пик или на перегруженной трассе не приведет к приостановке въезда автомобилей на магистраль-эстакаду и приостановке съезда автомобилей с нее.

Однотипность секций эстакады, возможность изготовления всех ее элементов в промышленных условиях в основном из сравнительно недорогого металлопроката обеспечивают быструю сборку и установку эстакады, а также ее низкую себестоимость.

Возможность размещения всех полос движения эстакады в закрытом объеме с использованием вытяжек с нейтрализаторами вредного выхлопа позволяет понизить шум и загрязненность воздуха вне эстакады, а также защищает полосы движения от воздействия окружающей среды, удлиняя срок ее службы без капитального ремонта в несколько раз по сравнению со сроком службы дорожных покрытий обычных открытых магистралей [1].

Подобные КТТМК в виде многоуровневых магистралей-эстакад для вновь прокладываемых дорожных трасс делают ненужным строительство обычных наземных магистралей с формированием дорогостоящего многослойного дорожного полотна и его последующий дорогостоящий ремонт, причем устанавливать магистрали-эстакады можно и на низкой высоте над самой поверхностью земли, поднимая их уровень только при пересечении с другими магистралями и сооружениями. Малоэтажная магистраль-эстакада к тому же дешевле аналогичной по числу полос движения наземной дорожной магистрали, имеет большую пропускную способность по сравнению с наземной магистралью той же ширины и может устанавливаться при сравнительно небольших затратах в местах, где дороги строить крайне затруднительно и чрезвычайно затратно.

Рассматриваемая конструкция магистрали-эстакады позволяет также въезды-пандусы, съезды-пандусы и подвесные переездные участки для автомобилей между этажами монтировать так, как это диктуется обстановкой и на любых расстояниях друг от друга, например, достаточно часто для густонаселенной местности и достаточно редко для междугородних трасс.

Возможность монтажа въездных и съездных участков с внешних сторон эстакады не только от наземного дорожного покрытия до первого этажа, но и, например, от наземного покрытия до одного из средних этажей или верхнего этажа, обеспечивает быстрый въезд и съезд транспортных средств, а также быстрое перемещение их на менее загруженные транспортными средствами полосы движения эстакады верхних этажей [1,3].

Использование подобных компактных конструкций на больших расстояниях очевидно многократно дешевле как по прокладке, так и по эксплуатации, чем прокладка и эксплуатация автомагистралей, железных дорог, ЛЭП, линий связи, трубопроводов и т.п. в разнесенном виде

Кроме того, замкнутое пространство магистрали-эстакады позволяет организовать с применением уже известных средств движение автомобилей и поездов без участия водителей.

Компактные транспортно-транспортирующие коридоры этого типа можно проводить в зависимости от условий в обе стороны в виде отдельных магистралей одностороннего движения или в виде единых магистралей двустороннего движения

КТТМ в виде многоуровневой магистрали-эстакады на основе стального каркаса и металлических пролетов включает в себя вертикальные и горизонтальные опоры, дорожное полотно с полосами движения, въездные участки и участки съезда, выполненные для автомобилей в виде дугообразных наклонных полос движения, причем в предпочтительном варианте эти полосы закрыты, как минимум, сверху и напоминают изогнутые рукава. Этажи магистрали-эстакады соединяются между собой с внешней стороны переездами в виде дугообразных наклонных полос движения, причем в предпочтительном варианте эти полосы, закрытые сверху и по бокам, напоминают изогнутые рукава. Однако в данной конструкции двустороннего движения более целесообразно использование для автомобилей внутренних переездов с одного уровня на другой за счет использования уплощенных волнообразных полос, регулярно совпадающих с одноуровневыми полосами движения.

Магистраль-эстакада в условиях холодного или дождливого большую часть года климата выполняется, как минимум, в виде крытого двухэтажного сооружения. При двустороннем движении она, как правило, содержит по две полосы движения для автомобилей в одну сторону на нижнем уровне и по одной железнодорожной линии в одну на этом же уровне. Наряду с полосами движения на нижнем уровне предусмотрены две буферные (резервно-технические) полосы для автомобилей в виде волнобразных уплощенных полос, то есть имеется, как минимум, по одной резервно-технической полосе в каждую сторону движения, выполняющих роль буфера и применяющиеся на магистрали-эстакаде только для въезда, съезда автомобилей и объезда ими мест аварий или ремонта. Также на нижнем уровне имеется по одной резервной полосе в каждую сторону движения по краям платформы для поездов. На верхнем уровне имеется по три полосы движения в каждую сторону для автомобилей и по одной буферной полосе. Внешние въезды (съезды) с наземного уровня на второй уровень магистрали-эстакады, использующиеся для въезда (съезда) автомобилей, имеют ширину не менее 4 метров.

Полосы движения и буферные полосы в виде пролетных участков проложены на вертикальных и горизонтальных опорах. Безостановочное автомобильное движение, даже при возникновении препятствий на отдельных участках магистрали-эстакады, обеспечивается возможностью переезда транспортного средства на буферную полосу или на другой этаж эстакады по межэтажному переезду. Въездные участки и участки съезда, а также возможные межэтажные внешние переезды размещены по бокам эстакады.

Сборка магистрали-эстакады осуществляется, как правило, с применением длинномерных конструкций с малым числом вертикальных опор. Каждый этаж эстакады опирается на продольные и поперечные опоры, крепящиеся на вертикальных опорах. На опоры укладываются пролетные участки из металлических листов-плит. На них в качестве дорожного покрытия на полосы движения автомобилей и буферные полосы наносится сравнительно тонкий слой сталефибробетона (не менее 50 мм). Стальные листы-плиты пролетных участков упрочняются ребрами жесткости (ортотропные плиты). Рельсы для железнодорожных путей укладываются на балочно-неразрезные фермы.

Пролетные участки нижнего уровня магистрали-эстакады двустороннего движения протяженностью 1000 м и шириной 30 метров в виде стальных листов-плит (6х3х0,01) 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 – средней высотой от наземного уровня до уровня первого этажа 3 метра, диаметром 50 см, толщиной стенки 30 мм. Колонны располагаются на расстоянии 30 метров друг от друга продольно и 15 метров поперечно в три ряда. Каждая колонна устанавливается на основе из нескольких свай длиной три метра, диаметром 15 сантиметров.

Площадь пролетных участков нижнего уровня с учетом внутренних переездов составляет порядка 30000 м². Если по нижнему уровню допускается проезд автобусов и большегрузных автомобилей, то стальные листы-плиты усиливаются. 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. Железнодорожные пути при их наличии монтируются на балочно-неразрезных фермах.

Масса пролетных участков нижнего уровня протяженностью 1 км и шириной 30 метров при толщине стальных листов-плит 0,01 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 1000м х 30м х 0,01м х 7,8т/м³ = 2340 тонн. С учетом рельсов на двух действующих железнодорожных путях и двух резервных колеях (их масса из расчета 50 кг на 1 метр составляет 400 т) масса пролетного участка нижнего уровня составит 2740 тонн. Площадь пролетных участков – порядка 30000м².