книги из ГПНТБ / Переходы через водотоки
..pdfверстие моста с определением Агтахпроизводят по методу Э. А. Горбовского, основанного на решении дифференциальных уравнений, полученных из уравнения баланса объемов воды Qdt = Fdh. Расчет
производят при помощи |
номограмм, опубликованных ß рабо |
||||
те [117]. |
|
|
|
|
|
Е. В. Болдаков |
предложил упрощенный |
прием |
расчета |
наи |
|
большей скорости |
течения |
ѵтах в отверстии |
моста, |
полагая, |
что |
она зависит только от величины Аzmax. Ее он рекомендует опреде лять как наибольшую величину подъема — спада уровня воды в ре ке по водомерным наблюдениям за время / = 60 мин. Тогда
Птах~ 3,1 [^А^тах.
Г л а в а XVI. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА
§ 72. ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
Выбор оптимального решения мостового перехода производится путем сравнения вариантов, различающихся по ряду признаков. При этом, кроме денежных показателей, учитываются натуральные количественные и качественные показатели (сложность строитель ства, потребность в дефицитных материалах, уровень механизации работ, простота или сложность содержания сооружения в эксплуа тации и др.).
Денежные показатели состоят из капиталовложений и других единовременных расходов, а также из текущих эксплуатационных затрат. Исключение составляют случаи, когда одинаковые по про должительности строительства варианты сравниваются при одном и том же стабильном грузопотоке. В таких случаях (например, разбивка моста на пролеты, выбор коэффициента общего ралмыва русла в зависимости от глубины фундирования опор и т. п.) сравнение вариантов производится лишь по строительной стои мости.
Для сравнимости единовременные расходы К необходимо при вести к текущим расходам Э за срок окупаемости сооружения:
Рпр = — + Э,
или
Pwç> — К -(- ТЭ,
где РПр — приведенная стоимость сооружения; Т — срок окупаемо сти сооружения, годы.
Отсюда видно, что для определения приведенной стоимости со оружения необходимо знать его срок окупаемости.
Срок окупаемости Т или обратная ему величина — коэффициент
эффективности капиталовложений Е = — должны отражать на
роднохозяйственную эффективность рассматриваемого варианта. Они принимаются исходя из прироста дохода общественного про
изводства .в дайной отрасли или по национальному доходу.
В последнее время нормативный коэффициент эффективности капиталовложений в целом по народному хозяйству установлен на уровне не ниже Ен=0,\2, что соответствует сроку окупаемости не более Тп = 8,3 года [133]. Исходя из этих данных можно получить критерии для определения сравнительной (относительной) эффек тивности .капиталовложений нескольких рассматриваемых вариан тов сооружений, выраженные минимумом приведенных затрат:
-Рпр = |
Еяк + Э = |
min, |
(ХѴІ-1) |
£пр = |
К + ТпЭ = |
min, |
(ХѴІ-2) |
где Ен и Тп— соответственно нормативные коэффициент эффектив ности капиталовложений и срок окупаемости сооружения в годах.
Наилучшим по денежным показателям является тот вариант, который обеспечивает наименьшую приведенную стоимость.
Принятые к сравнению варианты должны быть сопоставимы по ценам на материалы, монтаж и оборудование, по размерам и ха рактеру эксплуатационной работы, а также по техническим услови ям и нормам проектирования.
Капиталовложения, как и эксплуатационные расходы, входящие в выражения (XVI-1) и (ХѴІ-2), в большинстве случаев непостоян ны. Очевидно, что сравниваемые варианты сооружений могут отли чаться по срокам строительства. Более выгоден будет тот вариант, который можно осуществить в более короткий срок. При сравнении вариантов возникает необходимость учета фактора времени.
Варианты могут быть неодинаковы по эксплуатационным пока зателям, которые, в свою очередь, могут изменяться во времени. Следовательно, и в этих случаях необходим учет фактора времени.
Поэтому сравнительную эффективность капиталовложений не обходимо определять на определенном отрезке времени. При этом затраты более поздних лет приводятся к текущему моменту умно
жением на коэффициент |
|
1 |
(XVI-3) |
4t |
|
( І + ^ н п |
) ' " ’ |
где т]( — коэффициент отдаленности затрат (табл. ХѴІ-1); t — пе риод времени приведения, годы; £ Нп— норматив для приведе ния разновременных затрат, установленный в условиях дейст вующего порядка начисления амортизации основных фондов в размере 0,08 [133].
Я „ п - ° , 0 8
£ я „ - ° - 10
Годы |
( ! + £ ■ / |
1 |
4- |
1 |
( і + д / |
1 |
у |
1 |
|
О + Е )* |
Іг' о + г / |
( 1 + Е ) ( |
iP ( l + f / |
||||
|
|
|
||||||
1 |
1,08 |
0,93 |
|
0,93 |
1,10 |
0,91 |
|
0,91 |
2 |
1,16 |
0,86 |
|
1,79 |
1,21 |
0,83 |
|
1,74 |
3 |
1,25 |
0,80 |
|
2,59 |
1,33 |
0,75 |
|
2,49 |
4 |
1,35 |
0,74 |
|
3,33 |
1,46 |
0,68 |
|
3,17 |
6 |
1,58 |
0,63 |
|
4,65 |
1,71 |
0,56 |
|
4,35 |
8 |
1,85 |
0,54 |
|
5,77 |
2,14 |
0,47 |
|
5,33 |
10 |
2,16 |
0,46 |
|
6,73 |
2,59 |
0,39 |
|
6,14 |
15 |
3,17 |
0,32 |
|
8,56 |
4,18 |
0,24 |
|
7,61 |
20 |
4,66 |
0,22 |
|
9,80 |
6,73 |
0,15 |
|
8,51 |
30 |
10,00 |
0,10 |
11,23 |
17,45 |
0,06 |
|
9,43 |
|
40 |
21,65 |
0,05 |
11,90 |
45,13 |
0,02 |
|
9,78 |
|
50 |
46,80 |
0,02 |
12,20 |
117 |
0,00 |
|
10,00 |
|
Объекты транспортного строительства характеризуются, как правило, возрастающим во времени объемом перевозок. Если не учитывать этой особенности транспортного строительства, то соору жение еще до наступления срока его физического износа переста нет удовлетворять требованиям эксплуатации, т. е. наступит срок морального износа сооружения. Поэтому при проектировании транспортных сооружений следует рассматривать два решения: предусматривать строительство сооружения на полную мощность, обеспечивающую перспективное возрастание объема перевозок (однрэтапные капиталовложения) или строить сооружение на меньшую мощность, а по ее исчерпании производить поэтапное уси ление (расширение) сооружения. Практика показывает, что во мно гих случаях второе решение бывает более экономичным.
Учет поэтапного вложения средств и переменных во времени эксплуатационных расходов в формуле приведенной стоимости по требует суммирования всех видов затрат, приведенных к текущему моменту, за срок службы сооружения. В соответствии с этим фор мула (ХѴІ-1) примет вид
1 |
сл |
|
|
= min, (XVI-4) |
|
Р*р = ЕиК 2 |
2 ' |
|
(1 + £ н п ) ' |
(1 “Ь ЕІШ) |
где К — капиталовложения сравниваемого варианта сооружения, приведенные к последнему году его строительства; Гсл — срок службы сооружения, годы; 9 t — годовые эксплуатационные расходы; t — год, в который производятся затраты.
Приведение капиталовложений к последнему году строительст ва сооружения производится по формуле (ХѴІ-5) с учетом этапного финансирования строительства (в первый год — АК\, во второй — АК2 и т. д.) :
К = |
АКі (1 Е ш) ‘с-1 -)- АК.2 (1 ~Ь Е ш ) (с- 2 |
|
|
. . . -f-Д/Сі с—1( 1 + ^кп)-f-А/Сг^, |
(ХѴІ-5) |
где АХь А/С2; |
АKtc — капиталовложения соответствующего года |
|
строительства; tc — срок строительства, годы. |
|
|
Срок службы транспортных сооружений капитального типа по существующим нормативам колеблется в пределах 50— 100 лет. При столь значительном периоде суммирования затрат целесооб разно использовать свойство геометрической прогрессии, заклю чающееся в том, что сумма ее членов без первого, т. е. без единицы, равна
|
! |
( 1 + £нп)4 |
|
(ХѴІ-6) |
|
|
|
||
|
|
1 + |
Ев |
|
При заданном |
нормативе £ нп для |
справедливости |
зависимости |
|
(ХѴІ-6) |
достаточен период Гсл= 35—40 лет (при £ Нп=0,10) и 40— |
|||
45 лет |
(при £нп = 0,08); дальнейшее увеличение этого |
периода не |
||
влияет на расчет. Следовательно, использование свойства (ХѴІ-6) для мостовых переходов с 7’сл> 5 0 лет оправдано.
С учетом (ХѴІ-6) формулу (ХѴІ-4) приведенной стоимости мож
но записать в виде |
|
|
пр |
= mm. |
(ХѴІ-7) |
|
( 1 4" Еш) |
|
Второй член уравнения (ХѴІ-7) представляет собой сумму произве дений годовых эксплуатационных расходов на соответствующие ко эффициенты отдаленности тц.
Определение этого члена за длительный срок 40—45 лет при пе ременном грузообороте «а дороге .представляет сложную задачу, которую, однако, можно упростить, если заранее известен, закон
возрастания грузооборота.
т
Выражение 2 ------- |
б----- |
можно выразить графически тремя |
4 (1 + |
Енп)4 |
|
зависимостями (рис. ХѴІ-1), совместное рассмотрение которых по зволяет установить закономерность, что эта сумма затрат при за данном возрастании грузооборота (эксплуатационных расходов)
|
|
|
|
|
Тс. |
Эі |
|
|
|
|
щие суммз1 2 1 О+^нпГ |
||
|
|
|
а — при |
прямолинейном |
грузопо |
|
|
|
|
токе; б — при криволинейном гру |
|||
|
|
|
|
|
зопотоке; |
|
1 — возрастание эксплуатационных расходов; |
2 —- изменение |
эксплуатационных |
расходов с |
|||
учетом их отдаленности |
----------------- |
3 — суммарная кривая |
|
|||
|
|
( 1 + ^ н и / |
|
|
|
|
V |
э, |
э„ |
г сл |
э, |
=АВ=ГД |
|
------- ------ ; А Б = Э ; |
__Р_ — V |
------- ------ |
|
|||
1 |
( 1 + Я „ п / |
Ет |
^ |
(1 + Я НП/ |
|
|
приближенно равна произведению эксплуатационных расходов Э р
за некоторый год tv на величину — Отсюда получаем
р а |
р |
- |
|
4 - |
= min- |
<х ѵ і -8> |
1 |
■£пн |
|
-^нп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сократив на ---- , получим |
|
|
|
|
|
|
•^нп |
Е ВК + |
|
|
= |
min. |
(XVI-9) |
Р щ , = |
Э ѵ |
|||||
Год ^р, который принято называть расчетным сроком или рас четным годом эксплуатации, зависит от норматива разновременных затрат и закона возрастания грузооборота. При прямолинейном возрастании грузооборота (например, 9 t— 9o(\ +at) для транспорт ных сооружений (7'сл> 5 0 лет) расчетный год равен;
tr ,= 1 |
|
сл |
(ХѴІ-10) |
|
+ |
Е в п ) Т сл |
|||
(1 |
|
|||
При криволинейном возрастании |
грузооборота |
по зависимости |
||
-■ 90е/У расчетный год определяется по формуле [32]. |
||||
tr, -- l g ^ H n — |
l g ( £ m i — P r) * |
(XVI-11) |
||
|
Prlge |
|
||
Значения расчетного года в зависимости от показателя роста грузооборота рг для разных значений Е ^ приведены на рис. ХѴІ-2, а. На рис. ХѴІ-2, б приведена графическая интерпрета-
* Для зависимости Э (= Э 0(1+аК п) проф. Г. И. Черномордик [152] получает
п ____ ~
расчетный год в виде fp = у £ нп J" e~ httdt, годы; для £ Нп = 0,08 и «=0,25 Ч> = Ю-му году; при «= 1 ,0 tv= 13-му году; при «= 2 ,0 tv = 19-му году.
Приемы определения критериев относительной РПр или абсолют ной Е эффективности капиталовложений с использованием принци па «расчетный год» применимы лишь при равномерных по годам эксплуатационных затратах. В противном случае расчет необходимо вести по формулам (ХѴІ-7) или (ХѴІ-14).
Изложенная методика технико-экономических расчетов являет ся общей для переходов под железные и автомобильные дороги. Она дает возможность решать основные вопросы проектирования переходов через водотоки:
1.Обоснование целесообразности постройки или реконструкции перехода и выбор типа сооружения.
2.Обоснование оптимальной вероятности паводка для назначе
ния генеральных размеров перехода.
3. Назначение технических параметров трассы перехода и вы бор схемы моста.
Два первых вопроса рассматриваются далее на примерах уст ройства переходов под автомобильные дороги.
§ 73. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСТРОЙСТВА АВТОДОРОЖНЫХ ПЕРЕХОДОВ
1.Исходные данные для расчетов
Взависимости от категорий дорог ориентировочные области при
менения автодорожных переходов через реки приведены в табл. ХѴІ-3 ^(скобками отмечены варианты ограниченного примене ния) .
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
ХѴІ-3 |
|
|
|
К а тего р и и |
д о р о г |
|
Тип |
п е р е х о д а |
І - П |
і и |
IV |
V |
• |
|
|
О б л а с ть при м енени я п е р ех о д о в |
|
|
Использование |
существующего мо- |
|
( + ) |
+ |
+ |
ста с перепробегом транспорта |
|
|
+ |
+ |
|
Паромная переправа |
|
( + ) |
|||
Наплавной мост |
|
( + ) |
+ |
н~ |
|
Временный низководный мост |
|
( + ) |
( + ) |
+ |
|
Временный высоководный мост |
|
+ |
+ |
+ |
|
Разводной капитальный мост |
+ |
( + ) |
+ |
+ |
|
Высоководный капитальный мост |
+ |
+ |
+ |
||
На дорогах III—V категорий при организации движения с пере ходами первых трех типов в зимнее время для пропуска транспорт ных средств через реку используют ледовую дорогу (зимник).
Обычно на переходе предусматривают пропуск такого же грузо потока, что и на дороге. Во многих случаях, однако, грузопоток на переходе в 1,5 и более раз превышает грузопоток на дороге, что зависит от ширины водной преграды (длины моста), плотности на селения и развитости сети дорог в данном районе.