книги из ГПНТБ / Болдаков, Е. В. Проблемы мостовых переходов

рис. 11). Построением сглаживающих кривых находят ординату Лтр= т1п, которой соответствует абсцисса — оптимальное значе­ ние расчетного паводка.

Технико-экономические обследования

Состав технико-экономических обследований для устройства мостового перехода достаточно полно освещен в ВСН 34-67 Минавтошосдора РСФСР. Однако в этом документе не получила развитие та часть работ, которая необходима для обоснований ВП расчетного паводка по предлагаемой автором методике.

Для обоснований ВП расчетного паводка необходимо знать строительно-эксплуатационные ущербы, определение которых возможно путем сбора натурных данных. Строительный Ус, эксплуатационный Уэ и народнохозяйственный Ун ущербы зави­ сят от большого количества факторов (табл. 10).

зо

Как видно из табл. 10, не все влияющие факторы можно оце­ нить количественно. В таких случаях прибегают к комплексно­ му анализу собранных материалов. Например, качество проект­ но-строительных работ и качество содержания сооружения

восстановительных организаций, оснащенных необходимой тех­ никой. Эти данные позволяют установить сроки восстановления сооружения.

Погодно-грунтовые условия устанавливаются на основании данных об эксплуатационных характеристиках дорог в период распутиц, роде грунтов и возможности организации объездов по естественным грунтовым дорогам в этот период.

Дополнительно к данным, которые перечислены в ВСН 34-67, при технико-экономических обследованиях района перехода сле­ дует собирать:

1.Данные о строительном ущербе при высоких паводках (по отдельным сооружениям и годам) с указанием: года постройки сооружения; материала; генеральных размеров (длина моста, высота насыпи); затрат на краткосрочное, временное и капи­ тальное восстановление сооружений и подходов. Собранные све­ дения иллюстрируются схемами и фотографиями разрушенных или поврежденных сооружений.

2.Сведения о случаях, когда разрушения произошли вслед­ ствие ошибок, допущенных в проекте, либо вследствие наруше­ ния правил строительства и содержания сооружений.

3.Данные о фактической ВП, генезисе и времени прохода вы­ соких паводков (снеготаяние, дожди), вызвавших разрушение или повреждение сооружений. Данные о коэффициентах вариа­ ции обследуемых водотоков и условиях судоходства.

4.Общие сведения по экономике района и дороги: а) разви­ тость дорожной сети в районе, характеризуемая комплексным параметром 5 Т.Н; б) категория дороги и ее фактическая грузо­ напряженность; в) протяженность дороги; г) рельеф местности; д) погодно-грунтовые условия в период прохода паводков.

5.Сведения о транспортных условиях, складывающихся в обследуемом районе во время повреждения или разрушения уча­ стка дороги (отдельно по каждому сооружению): а) продолжи­ тельность перерыва движения непосредственно после разруше­ ния сооружения (до принятия решения о возобновлении движе­

ния по основной трассе, по ближнему или дальнему обходу; б) число скопившихся автомобилей с обеих сторон разрушенного сооружения или участка дороги; в) расстояние от места разру­ шения до исходной базы погрузки автомобилей; г) продолжи­ тельность эксплуатации по краткосрочно или временно восста­ новленному участку дороги (скорость движения, необходимость

31

тракторной тяги, количество пропускаемых автомобилей в сут­ ки) ; д) продолжительность эксплуатации при переключении дви­ жения на смежные дороги (перепробег, км; категория смежной дороги и интенсивность движения на ней до пропуска по этой дороге дополнительных автомобилей); е) продолжительность ка­ питального восстановления.

6. Данные о потерях (тыс. руб.), которые понесли предприя тия народного хозяйства экономического района из-за переры­ вов движения во время прохода высоких паводков.

Следует отметить, что эксплуатационные организации, как правило, не учитывают потерь, возникающих вследствие наруше­ ния условий эксплуатации. В лучшем случае можно рассчиты­ вать лишь на получение неполных данных о строительном ущер­ бе (см. п. 1) и в некоторых случаях — о народнохозяйственном ущербе (см. п. 6). Поэтому во многих случаях единственным пу­ тем оценки эксплуатационных ущербов является сбор данных, перечисленных в п. 5, и подсчеты по ним ущербов в денежном выражении. Методика таких подсчетов изложена, в частности, в работе [44].

При сборе данных необходимо получить сведения одновре­ менно по каждому сооружению или по группе их по трем видам ущербов: строительного, эксплуатационного и народнохозяйст­ венного. Получение этих показателей позволит уточнить зави­ симости (8), (10) и (14).

В тех случаях, когда эксплуатационный и народнохозяйствен­ ный ущербы относятся к группе водопропускных сооружений, то эти ущербы распределяются по каждому сооружению ориенти­ ровочно— пропорционально продолжительности (трудоемкости) восстановления сооружений.

Помимо эксплуатационных организаций, перечисленные вы­ ше данные могут быть получены также в райисполкомах, горсо­ ветах, непосредственно на предприятиях, в управлениях гидро­ метеослужб, в организациях Министерства мелиорации и др.

условном районе № 2, предусматривается устройство постоянных труб. Типич­ ным сооружением является труба Я =4,50 м, высота насыпи Я =2,5 м.

Возрастание грузооборота на дороге предполагается криволинейным со среднегодовым приростом грузов а = 5%.

Стоимость трубы с подходами, запроектированной на «стандартный» naeoj док ВП-1%, составила 5,3 тыс. руб. Для паводков других ВП стоимость пере­ хода определим ориентировочно по формуле (16), составленной по опыту ана­ логичных расчетов:

где Яр и К\ — стоимости переходов, соответственно для паводка р% и 1%; кр и Ki — модульные коэффициенты или ординаты кривой ВП соответственно

Р% и 1%.

32

Рис. 10. Ориентировочные изменения стоимостей пере­ ходов при разных ВП в до­ лях от расчетного «стан­ дартного» паводка ВП-1%:

фициент (3)

Значения а можно принимать по рис. 10. Для малых переходов, запроек­ тированных на 10; 5; 3% и т. д., полная стоимость составит:

/f10 = aK'1= Q,79-5,3 = 4,2; /С5=0,83-5,3 = 4,4;

К 3— 0,87-5,3=4,6 тыс. руб. и т. д.

По формуле (8) и табл. 7 для вариантов переходов определим строитель­ ные ущербы (ш = 1,0):

Ус10= 0 ,1 1-5,30-2,52- 1,0= 0,58-6,25 = 3,6 тыс. руб.

Ус5= 0 ,1 1-4,25-6,25 = 2,9 тыс. руб.

Ус3= 0 ,1 1-3,30-6,25=2,3 тыс. руб. и т. д.

По полученным строительным ущербам Ус для района № 2 дорожного строительства и III категории дороги определяем эксплуатационные и народ­ нохозяйственные ущербы У э + У н (см. рис. 9 ):

циент возрастания эксплуатационных и народнохозяйственных расходов на расчетный год по рис. 4 равен тр=2,7.

Имея все параметры по уравнению (7), определяют приведенные стоимо­ сти вариантов переходов (табл. 11) и наносят их на график рис. 11. Проведе­ нием сглаживающих кривых находим min Рир= 0,75 тыс. руб.; оптимальная ВП расчетного паводка ра= 2%.

П р и м е р 2. На автомобильной дороге III категории в условном районе дорожного строительства № 3 через реку предусматривается устройство железобетонного моста, длина которого 460 м определена расчетом на «стан­ дартный» паводок ВП-1%. Река — судоходная, V класса. Коэффициент вариа­ ции максимальных расходов по многолетним наблюдениям CV=0,50.

Изысканиями установлено, что возрастание грузооборота на дороге пред­ полагается линейным со среднегодовым параметром прироста а = 13%.

Стоимость перехода, запроектированного на паводок ВП-1% с регуляци­ онными сооружениями и укрепительными работами (длина перехода — 4,3 км, ширина русла — 0,3 км), составила 7Ci = 3510 тыс. руб.

Порядок расчета аналогичен примеру 1. Для определения стоимостей пере­ ходов и длин мостов при паводках разной ВП используем ориентировочные формулы (17) и (18), в которых коэффициент |5 приближенно имеет одно и то же значение:

дульные коэффициенты максимальных расходов соответственно р% и 1%. Для рассматриваемого примера (CV—0,5) коэффициент |3 можно опреде­

лить по графику рис. 10.

По формуле (10) и табл. 8 (для CV=0,5) определим строительные ущер­ бы, вычислив степенной показатель по формуле (11) и приняв т =1,0.

Имея эти данные, по графику (см. рис. 9) или по уравнению (14), при Д = 0,67, tf= 0,ll определяем эксплуатационные и на­ роднохозяйственные ущербы (район № 3, III категория дороги).

При возрастании грузооборота по линейной зависимости рас­ четный год /р= 1/£н.п= 1/0,08= 12,5, а коэффициент возрастания эксплуатационных и народнохозяйственных расходов на этот год тр= 1 +atv= 1 + 0,13-12,5 = 2,62.

В табл. 11 решаем уравнение (7) для вариантов переходов; затем на рис. 11 производим графическое построение Pnp = f(p), из которого находим (по min Рпр) ро= 0,3%.

34

Методика решения за­ дачи на ЭВМ «Минск-32» разработана в Союздорнии М. М. Журавлевым и В. И. Койфманом (про­ грамма «Резул»),

Расчеты по методике Союздорнии показали, что оптимальные ВП рас­ четных паводков для пе­ реходов в разных райо­ нах дорожного строитель­ ства имеют ориентиро­ вочные значения, приве­ денные в табл. 1 (см.

§1 ).

Некоторые вопросы методики Союздорнии иногда встречают возра­ жения и затруднения. Однако известна давняя истина: чтобы научиться

Г л а в а II

ИЗЫСКАНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

§ 3. ПОЛЕВЫЕ И КАМЕРАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Выбор места перехода

Перед мостостроителями всегда стоят вопросы о выборе мес­ та перехода. Еще в средние века в трудах Альберти и Палладио

с ссылкой на Витрувия указывалось, что важнейшая часть доро­ ги — мост. Он должен быть построен в центре местности, чтобы был удобен всем. Место на реке должно быть не слишком глу­ бокое, постоянное, без водоворотов и пучин. Быки следует рас­ полагать там, где течение ровное. Для этого надо бросить то, что может плавать, и смотреть куда плывет. Лес плывет и сбивается

вкучу, застаивается у быков и может их подмыть.

Ктребованиям по экономике, гидравлике, гидрометрии [38], предъявляемым к переходам, в настоящее время добавилось'еще

(рис. 13), что почти обязательно для долинных ходов. Эта кон­ струкция введена в практику с 1950 г. по примеру японских до­ рог. Первым ее применил Промтранспроект в Средней Азии.

Переходы с умеренной косиной применяются и на крупных равнинных реках, например на р. Оке с обходом г. Горького, при ширине разлива 5 км (рис. 14). Правый берег реки — нагорный, с глубокими оврагами, много селений. Вариант 1 перехода пер­ пендикулярен к долине и руслу, но попадает в глубокую выемку в овражистой части косогора. Если принять угол на переходе 7° по варианту 2, то на расстоянии 2 км, включая мост, трасса на правом нагорном берегу уходит вдоль берега на 250 м. Это в 2 раза уменьшает глубину выемки и сокращает трассу на 4 км, не затрагивая селения. Косина в 7° на реке совершенно не замет­ на для судоходства. Для опор моста учет косины (например, при местном размыве) начинается только при угле более 10°.

На р. Волге у Горького в 1928— 1930 гг. был запроектирован железобетон­ ный арочный мост частично на прямом участке реки и частично на кривой радиусом 2000 м при уклоне 4%0. Далее шла насыпь подхода длиной 6 км.

Строители «доказали», что можно сократить аркаду на четыре пролета, где она пересекает староречье, заменив мост насыпью высотой 25 м, что уско­ рит и удешевит строительство. Так и было сделано. В 1934 г. открыли движе­ ние и после прохода одного из рабочих поездов насыпь внезапно расползлась и рельсы повисли в воздухе. Жертв не было. Оказалось, в староречье был ил глубиной 10 м. В результате продолжительность строительства удлинилась на

Ростов в 1953 г. нужно было пересечь небольшую речку. Если ее пересечь под углом 90°, длина моста будет 20 м, а если под углом 6°, то длина моста воз­ растет до 200 м, т. е. в 10 раз, что было и принято (рис. 15). Все зависело от

38

местной ситуации, так как одновременно надо было переходить сверху трех­ путную железную дорогу, которая пересекала эту же речку. Автомобильная дорога должна была пересекать трехпутную железную дорогу путепроводом высотой 14 м или проходить под насыпью тоннелем. Протрассировали дорогу почти вдоль реки. Дорога прошла под железнодорожными мостами, поскольку габариты позволяли. По сравнению с вариантом 1, затраты уменьшились в 2 раза, и трасса сократилась на 4,1 км.

Технико-экономическое сравнение вариантов мостовых переходов

На изысканиях мостовых переходов определяется общий объем грузовых и пассажирских перевозок, а также величины ущерба из-за несовершенного состояния существующих переправ или перепробегов по другим переходам. Находится суточная и часовая интенсивность и устанавливается структура (процент­ ный состав) грузов и пассажиров. В соответствии с ростом объема перевозок рассчитывается перспективная годовая интенсивность движения на расчетные годы. Расчет производится по формуле

(ВСН 42-60)

где N — среднегодовая суточная интенсивность движения в обо­ их направлениях; Q — количество грузов, перевозимых через мостовой переход; Кг — коэффициент использования грузо­ подъемности; Кп — коэффициент использования пробега; Гор — средневзвешенная грузоподъемность одного автомоби­ ля; Т — количество дней работы автотранспорта в год; Ку— коэффициент недоучета (по данным Союздорнии от 1,1

до 1,2).

Рассчитанная на последний год перспективного периода сред­ негодовая суточная интенсивность движения является основани­ ем для назначения категории дороги, параметров продольного и поперечного профилей, габаритов моста и проезжей части и т. д.

По СНиП-Д.5-72 (п. 1.8) перспективный период принимают равным 20 годам, а за начальный год расчетного периода — год завершения разработки проекта мостового перехода.

Варианты перехода назначают предварительно на основании имеющихся картографических, гидрологических и других мате­ риалов, а при проведении полевых изысканий уточняют и про­ изводят окончательный выбор вариантов. Назначение вариантов только по техническим возможностям проложения трассы, по критерию наименьшего объема строительно-монтажных работ не всегда правомерно.

Для достижения лучшего экономического эффекта необходимо до начала инженерных изысканий определить зону, в которой себестоимость перевозок, время сообщения между корреспонди­ рующими пунктами, перепробег были бы минимальны. Необхо­ димость определения такой зоны вызывается также и тем, что в

39