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.

---

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.

Пролетные участки верхнего уровня магистрали-эстакады двустороннего движения протяженностью 1000 м в виде стальных листов-плит (6х3х0,01) метра укладываются на стальные двутавровые балки-опоры, высотой по сечению 200 мм, шириной – 100 мм, которые закрепляются на продолжении вертикальных опор высотой 4 метра над первым уровнем эстакады.

Площадь пролетных участков верхнего уровня составляет 30000 м². Масса пролетного участка верхнего уровня протяженностью 1 км и шириной 30 метров при толщине стальных листов-плит 0,01 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 1000мх30мх0,01мх7,8т/м³ = 2340 тонн. Площадь пролетного участка – 30000м².

Масса обоих пролетных участков протяженностью каждого 1 км и шириной каждого 30 метров составляет 5080 тонн. Площадь обоих пролетных участков – 60000м².

Масса пролетных участков автомобильного межэтажного переезда протяженностью 150 м, шириной 4 метра, толщиной стальных листов-плит 0.008 м и плотности стали 7.8 т/м³ составляет: 150 м x 4 м x 0,008 м x 7,8т/м³ = 37 тонн. Площадь пролетных участков переезда составляет 600 м². Масса восьми металлических консолей – стальные балки длиной 4 м каждая, высотой в поперечном сечении 200 мм, шириной 100 мм – составляет 0,7 тонны, поскольку для данного типа двутавровой балки масса балки протяженностью 44,7 м составляет 1 тонну. Масса продольной балки длиной 150 м составляет 3 тонны. Общая масса стальных межэтажных переездов составляет 41т. Масса двух переездов составляет 82т, и площадь – 1200 м². Однако, для протяженных дальних КТТМ (сто и больше километров) внешние межэтажные переезды приходятся в среднем по два на каждые пятьдесят километров, или доля одного километра составляет 1,6т по массе и 24 м² по площади.

Масса автомобильного въезда (съезда) с наземного уровня на второй этаж магистрали-эстакады протяженностью 300 м и шириной 4 метра при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 300м х 4м х 0,008м х 7,8т/м³ = 75 т. Площадь пролетного участка – 1200 м². Уклон – не более 4%. Масса шести поперечных опор – стальных двутавровых балок длиной 4 м каждая, высотой по сечению 200 мм, шириной 100 мм – составляет 0,6 т, поскольку для данного типа двутавровой балки масса балки протяженностью 44,7 м составляет 1 тонну. Масса продольных балок общей длиной 600 м составляет 12 тонн. Масса шести опор-колонн – порядка 2 тонн. Общая масса стального въезда (съезда) – 90 т. Масса двух въездов (съездов) составляет 180 т, а площадь – 2400 м². В среднем для протяженных КТТМ на основе двухуровневых магистралей-эстакад автомобильные въезды (съезды) на второй этаж монтируются не чаще чем через десять километров, то есть по два на каждые десять километров. Масса двух участков въезда (съезда) составляет 180 т, а площадь – 2400 м² и если учесть, что на 1 км приходится десятая часть их массы и площади, то эти части составляют по своим удельным показателям соответственно 18 т и 240 м².

Масса железнодорожного въезда (съезда) с наземного уровня на первый этаж магистрали-эстакады протяженностью 300 м и шириной 4 метра при толщине стальных листов-плит 0,008 м и плотности стали 7,8 т/м³ составляет: 300м х 4м х 0,01м х 7,8т/м³ ≈ 94т. Площадь пролетного участка – 1200м². Уклон – порядка 1%. Масса шести поперечных опор – стальных двутавровых балок длиной 4м каждая, высотой по сечению 200мм, шириной – 100мм составляет 0,6т, поскольку для данного типа двутавровой балки масса балки протяженностью 44,7м составляет 1 тонну. Масса продольных балок общей длиной 600 м составляет 12 тонн. Масса двенадцати опор-колонн – порядка 4 тонн. Масса рельсов из расчета, что 1 метр рельса весит 50 кг, составляет 30 тонн. Общая масса стального въезда (съезда) – 140т. Масса двух въездов (съездов) составляет 280т, а площадь – 2400 м². В среднем для протяженных КТТМ на основе двухуровневых магистралей-эстакад железнодорожные въезды (съезды) на первый этаж монтируются не чаще чем через пятьдесят километров, то есть по два на каждые пятьдесят километров. Масса двух участков въезда и двух участков съезда составляет 560т, а площадь – 4800 м² и если учесть, что на 1 км приходится пятидесятая часть их массы и площади, то эти части составляют по своим удельным показателям соответственно 11т и 96м².

Диаметр вертикальных опор-колонн – 500 мм, толщина стенки – 30 мм, сечение – 44300 мм². Число опор-колонн – 100 и их высота от наземного уровня до уровня второго этажа (6,5 м) составляет порядка 10 м. Общая длина колонн составляет 1000 м. Их общая масса – 230 т. Их общее сечение – 4430000 мм.

Число свай, являющихся фундаментом 112 опор-колонн, если их на каждую колонну приходится 3, составляет 336. Диаметр стальной сваи 15 см, толщина стенки 8 мм, длина 3 метра. Сечение сваи – 2000мм², объем металла трехметровой сваи – около 0,006 куб. метра, масса – 0,046 тонны. Масса 336 свай – 15 т.

Протяженность двутавровых балок – продольных опор нижнего уровня магистрали-эстакады – составляет 11 рядов общей длиной 11000м, протяженность 100 поперечных тридцатиметровых опор-балок – 3000 м, общая длина балок – 14000 м. Их масса из расчета, что вес 44,7 м составляет 1 тонну – равна 310 т. Общая масса нижнего уровня вместе с горизонтальными опорами составляет 3050 т.

Для обоих уровней магистрали-эстакады протяженность балок составит 28000 м. Их масса из расчета, что вес 44,7 м составляет 1 тонну, равна 620 т. Общая масса обоих уровней вместе с горизонтальными опорами составляет 5700 т.

Общая площадь всех пролетных участков километровой двухуровневой магистрали-эстакады двустороннего движения, включая съезды (въезды), – 60300 м².

С учетом въездов (съездов), перездов, опор и свай общая масса стальных блоков и элементов КТТМ в виде двухуровневой магистрали-эстакады составляет порядка 6000 т. При цене одной тонны стального проката $1000 стоимость стальных блоков и элементов магистрали-эстакады составляет $6 млн.

Пролетные участки магистрали-эстакады покрываются, как минимум, пятисантиметровым слоем дорожного покрытия – сталефибробетоном. Общая площадь всех пролетов для проезда автомобилей двухуровневой магистрали-эстакады – 48300 м². Объем сталефибробетонного покрытия – 2415 куб.м, масса – 6040 т, стоимость при цене кубометра сталефибробетона $300 – $0,724 млн.

С учетом массы сталефибробетона масса магистрали-эстакады составляет 12040 т и суммарная стоимость по данным материалам – $6,724 млн., а масса нагрузки на вертикальные опоры составляет: 5700 + 6040 = 11740 т.

Покрытие открытых стальных поверхностей площадью около 72300 м² антикоррозионным составом со средней стоимостью порядка $10 на квадратный метр можно оценить в сумму $0,723 млн. В ту же сумму можно оценить и установку гидроизоляции.

Сверху пролетные участки въездов (съездов) и второй этаж накрыты пластиковой крышей из негорючего материала, площадь которого составляет 30300 м². Его стоимость при средней цене пластика $10 составляет $0,303 млн.

112 фундаментов (1х1х2) метра для свай потребуют 84 м³ бетона стоимостью $67 тыс. В ряде случаев сваи могут вбиваться или ввинчиваться в грунт без использования бетона.

Цена рельсов за 1 метр массой 50 кг составляет $1000 за тонну. 400 тонн стоят $0,4 млн.

Стоимость указанных конструкций и материалов составляет в сумме $8,94 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, оснащение эстакады необходимым оборудованием.

Известно, что цена доставки кубического метра бетона на расстояние 51 -55 км автотранспортном составляет 1000 руб. ($33). Таким образом, доставка 2600 м³ бетона от завода до места монтажа и установки магистрали-эстакады обойдется в $0,086млн. Доставка около 6000 тонн металлических конструкций при цене доставки тонны автотранспортом на расстояние порядка 650 км $50 стоит около $0,3млн. В сумме доставка конструкций и материала обойдется в $0,386 млн.

Сборку 1 км эстакады вместе с въездами, съездами можно при наличии необходимого оборудования и механизмов осуществить за один месяц 40-ка специалистами при выплате им $200 тыс.

Аренда механизмов, включая кран, и остального оборудования на один месяц обойдется в сумму порядка $200 тыс.

Внутренний объем эстакады, а также въезды и съезды контролируются телекоммуникационным оборудованием, в которое входят телекамеры или видеорегистраторы, коммутаторы, сервер. В частности, для данного типа эстакады достаточно 100 телекамер. Общая стоимость этого оборудования составляет $100 тыс. Освещение полос движения эстакады осуществляется светодиодными источниками, например, мощностью 35 ватт со светоотдачей порядка 40 лм/Вт. Ресурс этих источников 11 лет. Источники света не нагреваются. Стоимость одного источника света около $10. Для освещения объемов эстакады и переездов достаточно 400 светильников. Таким образом, стоимость светильников составляет $4000. Стоимость остального электрооборудования, включая святящиеся табло-указатели, составляет примерно такую же сумму. Следует также учесть противопожарное оборудование, железнодорожное оборудование, эвакуационные сходы, оборудование для мониторинга эстакады и т.п. Общая стоимость этого оборудования для эстакады может составить порядка $200 000.