Транспортные сооружения

Необходимость возведения эстакад возникает у аэропортов, крупных гостиниц, стадионов, в речных и морских портах. Эстакады в таких местах должны соответствовать их общему архитектурному облику и поэтому часто имеют достаточно сложную форму.

В городах, расположенных в сильно пере сеченной или гористой местности, возможно устройство эстакад вдоль склонов.

Ксооружениям второй группы можно отнести и подпорные стены городских набережных, так как они обеспечивают проезд вдоль рек и каналов, одновременно играя роль регулирующих движение сооружений и элементов архитектурного ансамбля города. Ко второй группе городских транспортных сооружений следует отнести и эстакады монорельсовых дорог, по которым перемещаются вагоны с пассажирами.

Обилие автомобилей в городе требует организации мест их стоянки. В центральных частях города редко можно найти достаточную площадь для устройства наземных стоянок, что приводит

кзаполнению улиц стоящим автотранспортом и ухудшению их пропускной способности. Во многих случаях экономически выгодно строить надземные многоэтажные стоянки, относящиеся

ксооружениям третьей группы. Их располагают в районах скопления большого числа автомобилей в пределах пешеходной доступности от объектов административного, культурного или бытового назначения. Иногда многоэтажные стоянки занимают несколько этажей.

Ктретьей группе следует отнести и вертолетные площадки, обеспечивающие транспортную связь центра города с его окрестностями. Вертолетные площадки располагают как на поверхности земли, так и на крышах высоких зданий.

Все перечисленные транспортные сооружения хотя и разнообразны по своей конструкции, но имеют единое назначение, заключающееся в обеспечении эффективной работы транспорта в условиях города.

141

2.2.2. Конструкции эстакад и путепроводов

Современные эстакады и путепроводы отличаются как разнообразием статических схем, расположением в плане, так и конструкцией. Пролетные строения эстакад и путепроводов, как и мостов, выполняют из железобетона, стали и в виде комбинаций этих материалов.

Эстакады и путепроводы из железобетона. Наиболь-

шее распространение получили эстакады и путепроводы с железобетонными пролетными строениями балочной системы. Их устраивают с разрезными, неразрезными и реже консольными пролетными строениями.

Пролет в путепроводах определяется шириной улицы или дороги и составляет обычно не более 40–50 м. В путепроводах, расположенных над железнодорожными путями, пролеты достигают 60 м и более. Высоту пролетных строений в таких путепроводах, как правило, принимают постоянной.

Вэстакадах применяют также многопролетную рамную систему. При значительной длине эстакад многопролетные рамы разделяют на секции для улучшения работы системы на горизонтальное воздействие и температурные деформации.

Широкое распространение в путепроводах, как и в мостах, находит трехпролетная рамная система с вертикальными и наклонными стойками (рис. 2.17). Соотношение пролетов в таких путепроводах принимают равным около 1:2. Ригель путепроводов шарнирно опирается по концам, а стойки могут быть заделаны в фундамент или сопрягаться с ним шарнирно.

Арочная система в путепроводах может быть оправдана

вслучае применения при весьма плотных грунтах оснований и из архитектурных соображений.

Впутепроводах применяют и комбинированную систему, состоящую из трехпролетной неразрезной балки, опирающейся на вертикальные или наклонные опоры, и подкосов, соединяющих концы пролетного строения с фундаментом (см. рис. 2.17).

142

В большинстве случаев подкосы размещают в конусах насыпи. Эта комбинированная система допускает регyлирование усилий, благодаря чему длина боковых пролетов может составлять 1/10 длины среднего пролета. В путепроводах такой системы утрачивается необходимость в концевых опорах. При пролетах более 50 м для неразрезной балки в комбинированной системе предусматривают промежуточную опору, расположенную на разделительной полосе. Иногда путепроводы имеют вантовую схему. Такое решение может быть оправдано эстетическими соображениями или необходимостью перекрытия значительных пролетов.

Рис. 2.17. Комбинированныесистемы(а, б) путепроводов

Способы изготовления пролетных строений железобетонных эстакад и путепроводов не отличаются от применяемых в автодорожных мостах. Пролетные строения могут быть монолитными, сборными или сборно-монолитными.

Применение монолитного железобетона наиболее целесообразно для пролетных строений с большой кривизной, спиральных или с изменяющейся шириной по длине сооружения. Сбор- но-монолитные конструкции пролетных строений позволяют отказаться от подмостей и ускоряют темпы строительства, однако их труднее применять при сложной форме эстакад.

143

Пролетные строения, создаваемые из сборных элементов,

внаибольшей степени приспособлены для прямых сооружений и обеспечивают наибольшие скорости возведения.

По конструкции пролетные строения эстакад и путепроводов, как и мостов, выполняют плитными, ребристыми и коробчатыми. Область применения плитных эстакад и путепроводов балочной и рамной систем ограничена пролетами l = 25…30 м. Плитные пролетные строения могут иметь постоянную или переменную высоту как в продольном, так и поперечном направлении. При постоянной высоте поперечных сечений пролетные строения опираются на ригели рамных опор, опоры-стенки или

вотдельных точках на стоечные опоры. Пролеты монолитных плит эстакад и путепроводов сплошного сечения постоянной

высотой назначают порядка l = 10…15 м при разрезной и l = 15…30 м – при неразрезной схеме. В разрезных конструкциях высоту h принимают равной (1/15…1/20)l, в неразрезных – (1/20…1/30)l. Полную ширину пролетного строения целесообразно задавать не более 15–20 м, чтобы не вызывать больших поперечных температурных деформаций, ухудшающих условия работы опорных частей.

Плитным пролетным строениям, опирающимся на опорыстенки или одностолбчатые опоры, часто придают переменное поперечное сечение.

Такое изменение сечения осуществляют ступенчато или плавно по кривой. Относительную толщину свесов h/c назначают равной 1/4…1/8, а относительную высоту несущей конструкции в утолщенной части h/l – 1/14…1/25. Для облегчения веса монолитных пролетных строений в них предусматривают пустоты.

Сборно-монолитные пролетные строения выполняют из сборных элементов – перевернутых тавров, коробчатых или сплошного сечения брусьев, объединенных для совместной работы монолитным бетоном, поперечной ненапрягаемой или напрягаемой арматурой.

144

Сборные плитные пролетные строения образуются чаще всего из пустотелых блоков шириной 0,3–1,0 м. Объединение в поперечном направлении осуществляют предварительно напряженной арматурой или шпонками.

Ребристую конструкцию эстакад и путепроводов балочной и рамной систем применяют при l = 30…45 м. Для монолитных пролетных строений в современных конструкциях характерно применение двух-четырех ребер в поперечном сечении. Форму ребер из условия простоты распалубливания принимают прямоугольной или трапецеидальной. Толщина ребер а обычно бывает достаточной для размещения в них необходимой напрягаемой арматуры без устройства уширений и ее назначают равной 0,2–1,0 м. Расстояния между ребрами принимают в пределах 2–5 м.

Эффективным решением ребристых монолитных пролетных строений является применение в поперечном сечении попарно двух сближенных ребер при расстояниях в свету между ними до 4,0–4,5 м (рис. 2.18, а). В такой конструкции достигается экономия материала в сравнении с пролетными строениями, имеющими сечение, приведенное на рис. 2.18, б, при сохранении всех ее достоинств. По расходу бетона указанное сечение приближается к замкнутому, но имеющему по сравнению с ним преимущество из-заупрощенияопалубкииуменьшениязатрат приизготовлении.

Относительная высота монолитных ребристых пролетных строений составляет h/l = 1/18…1/30. Ребристые монолитные конструкции целесообразны для прямолинейных и криволинейных с незначительной кривизной сооружений. Возможно их применение и для косых пересечений.

В городских эстакадах и путепроводах сборные ребристые балки обычно объединяют в продольном направлении в неразрезную или рамную многопролетную систему.

Широкое применение в эстакадах и путепроводах сложного очертания нашли коробчатые пролетные строения, имеющие повышеннуюжесткость на кручение. Монолитными коробчатыми

145

рены отдельные коробчатые балки. При расстоянии между осями балок 8–10 м улучшение работы верхней плиты и повышение поперечной жесткости сечения достигается установкой поперечных диафрагм в промежутках между замкнутыми балками

(рис. 2.18, г).

Сборно-монолитные коробчатые пролетные строения чаще всего образуют из сборных коробчатых элементов, объединенных в поперечном направлении монолитным бетоном.

Для придания эстакаде или путепроводу благоприятного внешнего вида сборные блоки выполняют с наклонными боковыми стенками или с криволинейной поверхностью.

Сборные элементы располагают в поперечном направлении почти вплотную друг к другу или с шагом, соответствующим интервалу расстановки стоек или столбов опоры.

Сборные коробчатые пролетные строения в поперечном сечении могут состоять из одного или нескольких коробчатых блоков, объединенных по плите проезжей части. Эстакады и путепроводы со сборными коробчатыми пролетными строениями рациональны при перекрытии пролетов более 30–40 м. Ширина коробчатых блоков обычно не превышает 25 м.

При большой ширине секций коробчатых блоков поперечная жесткость иногда обеспечивается применением сборных железобетонных или стальных элементов связей.

Кривизна пролетных строений по фасаду обеспечивается устройством криволинейной монолитной плитой проезжей части или применением блоков с криволинейными свесами плиты проезжей части.

Эстакады и путепроводы со стальными и сталежелезобетонными пролетными строениями. В современных конст-

рукциях городских эстакад и путепроводов наряду с преднапряженным железобетоном при тех же длинах пролетов для пролетных строений широко применяют сталь. Технические решения, обеспечивающие применение стали в пролетных строениях, позволяют существенно снизить вес пролетных строений, умень-

147

шить расход бетона для оснований опор и в ряде случаев достигнуть снижения стоимости сооружений в целом.

Наиболее распространенными являются решения пролетных строений с одностенчатыми или коробчатыми балками. При этом в настоящее время заводы-изготовители, имея эффективное технологичное оборудование, изготавливают как прямолинейные, так и криволинейные балки пролетных строений.

В прямолинейных и косых путепроводах пролетами до 12–15 м оправдано применение в качестве основных несущих элементов прокатных двутавровых балок, установленных в поперечном сечении с шагом 3,0–3,6 м, объединенных в уровне верхнего пояса балок монолитной железобетонной плитой.

Для объединения верхних поясов стальных балок с железобетоном плиты проезжей части чаще всего в настоящее время применяют стержневые упоры. В отдельных конструкциях нашли применение гребенчатые упоры, непрерывно проходящие по всей длине верхних поясов балок. Такое решение обеспечивает наиболее надежную связь плиты с балкой.

При пролетах эстакад от 20 до 35 м и ширине проезжей части до 10–14 м часто используют две узкие коробчатые балки, объединенные железобетонной плитой. Замкнутые формы балок улучшают вид конструкции с нижнего уровня движения автотранспорта, а при криволинейности оси эстакады – жесткость на действие крутящих моментов.

При пролетах до 50 м и более одностенчатые балки выполняют сварными. В случае широких пролетных строений (до 25–40 м) балки располагают в поперечном сечении попарно с взаимным расстоянием 2,5–3,0 м и с расстоянием между парными балками до 8,0–12,0 м. Для обеспечения благоприятного распределения усилий между балками их объединяют мощными поперечными балками, образованными на монтаже из отдельных плоских блоков. Соединения поперечных балок на монтаже осуществляют на высокопрочных болтах. Местная устойчивость стенок балок обеспечивается продольными и по-

148

перечными ребрами жесткости, располагаемыми на внутренних поверхностях стенок.

В качестве опалубки для бетонирования плиты в современных условиях используют стальные листы толщиной 12–14 мм, подкрепленные ребрами, или профилированные стальные листы толщиной 1,5–2,0 мм. Стальные опалубочные листы часто оставляют в конструкции, и тогда опалубка называется несъемной. Она в этом случае играет также роль внешней арматуры плиты проезжей части.

В современных эстакадах цельнометаллические пролетные строения в основном выполняют либо с применением попарно расположенных одностенчатых балок, либо с достаточно узкими коробчатыми балками, объединенными ортотропной плитой проезжей части. Также применяют коробчатые пролетные строения одноконтурного поперечного сечения.

При ширине проезжей части под два направления движения до 25,0 м достаточно бывает предусмотреть две коробчатые балки или две пары одностенчатых балок с расстоянием между ними в осях до 12–14 м (рис. 2.19, а). Для обеспечения пространственной работы пролетного строения по длине пролета располагают решетчатые поперечные связи или при пролетах, близких к 50–55 м, – пространственные связи только в опорных сечениях.

Для пролетных строений общей шириной поверху до 16–18 м чаще всего применяют одну коробчатую балку с развитыми консолями. При этом консоли верхней ортотропной плиты с вылетом до 5,0–6,0 м могут поддерживаться стержневыми подкосами (рис. 2.19, б) или мощными поперечными балками. На виражах верхний пояс коробчатой балки выполняют наклон-

ным (рис. 2.19, в).

На городских транспортных сооружениях следует предусматривать водоотвод с проезжей части и канализацию конденсата из-под покрытия проезжей части. Для отвода воды с проезжей части устанавливают водоотводные трубки диаметром 150 мм,

149

переходящие в водоотводные трубы, обычно располагаемые по телу опор и соединенные с общей системой водоотвода. Дренажные трубки диаметром до 70 мм обеспечивают отвод конденсата.

Рис. 2.19. Конструкция цельнометаллических пролетных строений эстакад: а – полуоткрытого сечения; б – одноконтурноro сечения;

в– с наклонным верхним поясом; 1 – ортотропная плита проезжей части; 2 – коробчатая балка; 3 – подкос; 4 – поперечная балка

Для обеспечения плавного проезда автотранспорта по эстакадам и путепроводам и водонепроницаемости проезжей части по концам неразрезных ветвей пролетных строений устанавливают деформационные швы с резиновыми компенсаторами.

На пролетных строениях эстакад и путепроводов, как и на мостах, должна быть обеспечена безопасность движения транспорта и пешеходов. На современных городских транспортных сооружениях проектируют в основном стальные ограждения безопасности. При этом, как правило, устанавливают ограждения повышенной энергетической емкости. Такие ограждения имеют достаточно мощные стойки высотой 1,1 м и одну или две плоскости профилированных листов, что позволяет обеспечить надежную защиту автотранспорта от повреждения при соударе-

150