книги / Мостовые переходы

Срок окупаемости капиталовложений в строительство высоко­ водного моста Т=1/Е=1/0,131 =7,6 года.

Полученные значения коэффициента эффективности и срока окупаемости удовлетворяют нормативным требованиям. Следова­ тельно, сооружение высоководного моста с народнохозяйственной точки зрения экономически целесообразно.

Для рекомендуемого варианта перехода — высоководного мос­ та, были разработаны технико-экономические показатели, приведен­ ные в табл. Х.З.

§ Х .З . Т Е Х Н И К О - Э К О Н О М И Ч Е С К О Е О Б О С Н О В А Н И Е М Е С Т А Р А С П О Л О Ж Е Н И Я М О С Т О В О Г О П Е Р Е Х О Д А

Выбор места для мостового перехода через реку производят при технико-экономическом обосновании проектируемого перехода или в техническом проекте.

311

При проектировании дороги высокой категории место мостово­ го перехода в значительной степени определяется проложением трассы дороги.

При проектировании дороги низкой категории (IV или V) трас­ су проектируемой дороги в большом числе случаев можно подвести к наиболее удобному для мостового перехода месту реки.

Если проложенная трасса проектируемой автомобильной доро­ ги пересекает реку в удобном для сооружения мостового перехода месте (прямолинейный участок реки, небольшая ширина разлива, близкое залегание прочных пород), вопроса о выборе места пере­ хода может и не возникнуть.

Но наиболее выгодно проложенная трасса автомобильной доро­ ги может не совпадать с наиболее удобным для мостового перехо­ да местом на реке. Расположение мостового перехода на наибо­ лее выгодно проложенной трассе дороги может вызвать необходи­ мость сооружения в данном месте сложного и дорогого моста, длинных подходов и дорогих укреплений. Если же расположить пе­ реход в таком месте реки, где можно запроектировать простой и дешевый мостовой переход, то это может вызвать значительное удлинение трассы дороги и по этой причине значительное удорожа­ ние перевозок.

При данном уровне развития теории проектирования автомо­ бильных дорог и мостовых переходов определить расчетом опти­ мальное место перехода нельзя. Лучший вариант перехода может быть определен только путем разработки и сравнения нескольких вариантов.

Разрабатываемые варианты должны быть конкурентноспособ­ ными, т. с. среди них не должно быть вариантов, имеющих явные преимущества или явные недостатки перед другими вариантами. Обычно каждый разрабатываемый вариант по одним показателям имеет преимущества перед другими, а по другим — уступает им. Не­ конкурентные, т. е. варианты, явно уступающие другим по боль­ шинству показателей, не должны разрабатываться.

При выборе места перехода обычно рассматривают короткий вариант трассы дороги с дорогим и сложным мостовым переходом и более длинные варианты трассы с более дешевыми мостовыми пе­ реходами.

Все варианты трассы перехода, и длинные, и короткие должны удовлетворять одним и тем же нормам проектирования. Их необ­ ходимо разрабатывать с одной и той же степенью подробности. Только в этом случае варианты будут сопоставимыми, и можно бу­ дет производить их сравнение.

В процессе разработки вариантов перехода определяют их тех­ нико-экономические показатели, которые обычно сводят в три груп­ пы: технико-эксплуатационные, объемно-строительные и экономидеские.

К технико-эксплуатационным относят: длину варьируемого участка трассы дороги, наименьший радиус закругления трассы в плане, наибольший продольный уклон на трассе, безопасность дви­

312

жения, оцениваемую с помощью коэффициентов безопасности или коэффициентов аварийности, длину моста, количество малых искус­ ственных сооружений, длину насыпей с подтопляемыми откосами, наличие на трассе оползневых участков, условия прохода судов и плотов под мостом, ледовые условия и другие показатели, важные для конкретных условий перехода.

Кобъемно-строительным показателям относят: объем земляных работ, объем бетонной и железобетонной кладки, площадь дорож­ ной одежды, площадь укреплений, продолжительность строитель­ ства, расход металлических конструкций, арматурной стали и це­ мента, условия доставки строительных материалов и конструкций.

Кэкономическим показателям относят: величину капиталовло­ жений в строительство и автотранспорт, величину текущих эксплуа­ тационных расходов, приведенную стоимость, срок окупаемости дополнительных по сравнению с самым дешевым вариантом капи­ таловложений и др.

Разработанные варианты сравнивают между собой по технико­

экономическим показателям, определяют лучший и его рекомен­ дуют к осуществлению.

С экономической точки зрения лучшим считают вариант с наи­ меньшей приведенной стоимостью. Приведенную стоимость опре­ деляют на первый год эксплуатации перехода путем суммирования капиталовложений и текущих эксплуатационных расходов за 35—40 лет с учетом отдаленности затрат.

Если для осуществления варианта перехода с наименьшей при­ веденной стоимостью требуются капиталовложения в строитель­ ство большие, чем в другой вариант, то обязательно производят определение коэффициента экономической эффективности дополни­ тельных капиталовложений в этот вариант и срока их окупаемости.

Коэффициент экономической эффективности определяют по формулам (Х.10) или (Х.11), в которые подставляют величины ка­ питаловложений и эксплуатационных расходов двух сравниваемых вариантов.

§ Х.4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ (РАЗМЕРА) ОТВЕРСТИЯ МОСТА

Оптимальная величина отверстия моста, удовлетворяющая тех­ ническим и экономическим требованиям, может быть определена путем сравнения вариантов.

Намечают несколько вариантов с различной величиной отвер­ стия. Эти варианты должны быть конкурентными, т. е. ни один из них не должен иметь явных и бесспорных преимуществ перед дру­ гими.

При ручном способе расчетов отверстия обычно разрабатыва­ ют не более 2—3 вариантов. При использовании ЭВМ количество разрабатываемых вариантов может быть увеличено.

Для всех вариантов отверстий определяют меру стеснения во­ дотока, величину максимального подпора, глубину общего размыва, возможную глубину воронки местного размыва у опор. Методика определения указанных величин была изложена выше, в гл. V и VI.

Для каждого варианта составляют конструктивную схему мос­ та, назначают размеры подходных насыпей и регуляционных со­ оружений. По назначенным размерам моста, подходных насыпей, регуляционных сооружений и укреплений определяют объемы ос­ новных работ и стоимость строительства перехода. Эти данные не­ обходимы для составления таблицы технико-экономических пока­ зателей вариантов, по которым производят их сравнение.

Для сравнения вариантов величин отверстия моста, расположен­ ного на данном переходе, можно рекомендовать систему технико­ эксплуатационных, объемно-строительных и экономических пока­ зателей, приведенных в табл. Х.4.

Технико-эксплуатационные:

у этих вариантов будут примерно одинаковыми и сравнение по ним можно не производить.

Технико-эксплуатационными показателями в этом случае будут: длина моста, длина подходных насыпей, величина размыва под мостом, величина подпора, условия пропуска льда и другие пока­ затели, характерные для конкретных условий перехода.

Объемно-строительными показателями будут: объем кладки из бетона, объем железобетонных конструкций, масса металлических конструкций, объем земляных работ, площадь укреплений и другие характерные показатели. Из экономических показателей в данном случае следует определять только строительную стоимость перехо­ да и трудоемкость работ по его сооружению.

314

Сравнение вариантов величины отверстия моста производят прежде всего по строительной стоимости перехода. При равных или близких стоимостях предпочтение следует отдавать менее трудо­ емкому варианту. При сравнении вариантов учитывают глубину возможного размыва русла и величину подпора перед мостом. При больших подпорах и глубинах размыва усложняется и удорожа­ ется пропуск паводковых вод.

При сравнении вариантов перехода учитывают расход остроде­ фицитных металлоконструкций, арматурной стали, цемента и пред­ почтение отдают вариантам, требующим меньшего расхода мате­ риалов и конструкций.

Общую оценку каждого варианта производят путем суммиро­

рукава.

РУВВ — на отметке 220,70 м, УМВ — на отметке 219,90 м. Глу­ бина воды в русле до размыва при РУВВ 2,40 м. Расчетный рас­ ход 1%-ной вероятности превышения Q= 850 м3/с.

Схематический план перехода приведен на рис. Х.З.

Русло реки сложено галечниковыми отложениями мощностью от 1,5 до 3,0 м. Галечниковые отложения подстилаются сланцевы­ ми глинами мощностью от 6 до Юм. Сланцевые глины могут слу­ жить хорошим основанием для опор моста.

Ледостав на реке бывает только в особо суровые зимы. Толщи­ на льда не превышает 15 см. Категория проектируемой дороги— II.

В а р и а н т I. Величина отверстия моста назначена /м = 300 м (рис. Х.4). При такой величине отверстия ощутительного размыва под мостом не будет. Подпор также будет незначительным, соста­ вит несколько сантиметров.

По экономическим соображениям в данных условиях выгодными будут 15-метровые пролетные строения, поэтому отверстие моста

перекрыто девятнадцатью сборными железобетонными пролетными строениями расчетным пролетом 16,76 м.

Промежуточные опоры моста приняты из сборных бетонных блоков, фундаменты — на железобетонных опускных колодцах, за­ полненных бетоном. Основанием для фундаментов принята слан­ цевая глина. При этом заглубление фундаментов в галечниковый грунт составит не менее 3 м.

Береговые опоры приняты в виде железобетонных стоек, заде­ ланных в бетонные фундаменты на естественном основании.

На левом и правом берегу у конуса подходных насыпей запроек­ тированы криволинейные регуляционные подпорные стенки из мо­ нолитного бетона. Фундаменты стенок на естественном основании. Стенка предохраняет конусы от размыва. Общее протяжение под­ порных стенок 140 м.

Г Е Р Т П 7 ! 11!1111|тТПт [т !"|1"| Г' [111!11111

Рис. Х.4. Схемы мостов в вариантах назначения величины отверстия,

/—линия расчетного размыва; 2 — срезка

Ва р и а н т II. Величина отверстия моста уменьшена по срав­ нению с вариантом I в два раза и принята /м= 150 м.

Расчетом определены коэффициент общего размыва Р/,р=1,34 и величина подпора ДАН= 0,22 м. При этих данных максимальная величина смываемого слоя грунта в русле составит 1,80 м. Отвер­ стие моста перекрыто десятью сборными железобетонными пролет­ ными строениями расчетным пролетом по 16,76 м той же конструк­

ции, что и в варианте I.

Промежуточные и береговые опоры приняты такой же конструк­ ции, как и в варианте I. В связи с возможным размывом дна за­ глубление опускных колодцев промежуточных опор увеличено по сравнению с вариантом I на 1,5—2,0 м.

Для регулирования потока воды и движения наносов запроек­ тированы регуляционные криволинейные подпорные стенки из мо­ нолитного бетона и предусмотрена расчистка русла. Подпорные

316

ПРИЛОЖЕНИЯ

Г!риложение 11.1

З н а ч е н и я г и д р а в л и ч е с к о й к р у п н о с т и г р у н т а

Приложение III. 1

К л а с с и ф и к а ц и я е с т е с т в е н н ы х р у с е л и н о р м с о п р о т и в л е н и я д в и ж е н и ю п о д а н н ы м М . Ф . С р и б н о г о (коэффициенты шероховатости)

318

Продолжение прилож. I ll А

10 Потоки типа селевых, состоящие из грязи, камней

идр.

Глухие поймы, сплошь лесные, таежного типа.

319

П р и м е ч а н и е . Горизонтальный размер клетчатки — 147 нк; вертикальный —88—120 мм,

320