Главная » Литература » Сооружения » Гибшман - Проектирование транспортных сооружений (1988)

Гибшман - Проектирование транспортных сооружений (1988)


Гибшман М. Е., Попов В. И. Проектирование транспортных  сооружений, 1988. 

Изложены вопросы конструирования и расчета железобетонных и металлических эстакад, путепроводов, сложных многоярусных  пересечений, пешеходных мостов, монорельсовых дорог и подпорных стен городских набережных, а также многоэтажных надземных  автостоянок и вертолетных площадок. Приведены сведения о  городских мостах, связанные с их планировкой и организацией движения на подходах к ним. Отражены особенности архитектуры городских мостов и транспортных сооружений.

По сравнению с первым изданием (1980 г.) учебник дополнен новыми конструктивно-технологическими решениями, отражающими современный уровень проектирования транспортных сооружений. Для студентов автомобильно-дорожных вузов и факультетов, обучающихся по специальности «Мосты и транспортные тоннели».

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Рост числа автомобилей и других транспортных средств в городах и увеличение скоростей их движения ведут к необходимости создания разветвленной сети улиц и дорог с эстакадами, пешеходными мостами, путепроводами и многоярусными транспортными пересечениями. 

Высокий уровень автомобилизации связан также с возведением  многоэтажных надземных стоянок. Эффективной организации движения в современных городах способствуют набережные с подпорными  стенами вдоль рек и каналов, а также эстакады монорельсовых дорог. С  повышением роли вертолетного транспорта в перевозках пассажиров все большее распространение получает строительство вертолетных площадок над поверхностью земли.

Проектирование перечисленных выше городских транспортных сооружений составляет содержание предлагаемого учебника.  После выхода первого издания учебника, подготовленного д-ром техн. наук, проф. М. Е. Гибшманом, в области проектирования  транспортных сооружений произошли значительные изменения.  Выдвинутая на апрельском (1985 г.) Пленуме ЦК КПСС и одобренная XXVII съездом нашей партии стратегия ускорения социально-экономического развития страны ставит перед инженерами-мостовиками задачу  кардинального улучшения проектирования транспортных сооружений.

Поэтому особое значение приобретает профессиональная подготовка квалифицированных кадров, способных с наибольшей отдачей  использовать в своей практической деятельности новейшие достижения  строительной науки. Учитывая, что основная часть городских транспортных  сооружений, как в СССР, так и за рубежом выполнена из предварительного  напряженного железобетона, конструктивным решениям и методам  расчета железобетонных эстакад и путепроводов в учебнике отведено  значительное место.

В СССР строительство транспортных сооружений в городах идет главным образом по пути применения рациональных сборных  железобетонных пролетных строений, прогрессивной технологии  изготовления и монтажа.

В эстакадах и путепроводах применяют такие прогрессивные  конструкции, как многопролетные плитные, плитно-ребристые и  коробчатые пролетные строения балочно-неразрезной и рамной систем. С  целью повышения безопасности движения под сооружениями и  улучшения архитектурных достоинств в качестве опор для несущих  конструкций применяют стойки, обеспечивающие точечное опирание. Одной из особенностей современного мостостроения является связь конструктивных решений пролетных строений с технологией  изготовления и монтажа. Разработанные во ВНИИ транспортного  строительства конструкции железобетонных пролетных строений из блоков ПРК, имеющие высокие технико-экономические показатели и  архитектурные достоинства, позволяют их широко применять в городских  сооружениях с косым и криволинейным расположением в плане.

В  условиях сложившейся городской застройки возводимые эстакады часто имеют несимметричное поперечное сечение и сложное очертание в  плане, что требует при проектировании использовать специальные  методики расчета, основанные на применении векторной алгебры и ЭВМ. В ряде случаев в городских условиях оказываются  целесообразными эстакады и путепроводы с металлическими пролетными  строениями. Отечественный и зарубежный опыт мостостроения показывает, что в городских транспортных сооружениях, выполненных из металла,  наибольшее распространение нашли сплошностенчатые пролетные  строения. Именно этим конструкциям в учебнике и уделено внимание. При проектировании металлических эстакад и путепроводов экономичность решений достигается применением прогрессивных конструкций и  повышением эффективности использования материалов.

Для наиболее совершенных пролетных строений с замкнутой  формой поперечного сечения важное значение приобретают расчеты на кручение криволинейных несущих конструкций, расчеты по  обеспечению жесткости сечений, устойчивости плит и стенок. Повышение качества проектирования связывают в настоящее  время с автоматизацией процесса проектирования транспортных  сооружений. С разработкой и внедрением систем автоматизированного  проектирования у нас в стране возникает необходимость изучения  студентами основ автоматизации проектирования.

В учебник включены материалы по расчету на кручение  коробчатых железобетонных и металлических пролетных строений эстакад по теории тонкостенных стержней с деформируемым контуром. В настоящем издании рассмотрены вопросы расчета на прочность железобетонных коробчатых сечений при учете совместного действия изгиба и кручения, неравномерности распределения напряжений по ширине сечений, устойчивости элементов стальных пролетных  строений, расчета поперечных связей и диафрагм.

Специфичными транспортными сооружениями городов являются пешеходные мосты. Наряду с балочными, арочными и рамными  системами в последние годы в СССР и других странах появились вантовые пешеходные мосты, что потребовало рассмотреть их конструктивные особенности в учебнике.

Обновлены материалы, связанные с проектированием элементов проезжей части городских мостов и транспортных сооружений и  конструкций многоэтажных надземных автостоянок. Во втором издании учтены требования новых норм проектирования СНиП 2.03.05-84. «Мосты и трубы».

 

Глава 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. ВИДЫ ГОРОДСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Все искусственные сооружения, построенные в городах, можно  разделить на четыре основные группы:

1) пересекающие естественные препятствия местности;

2) предназначенные для улучшения условий движения  транспортных средств и пешеходов;

3) обеспечивающие движения специальных видов транспорта;

4) необходимые для непродолжительной стоянки автомобилей.

К первой группе сооружений относятся мосты и виадуки. Мосты возводят через водные преграды (реки, озера, морские  проливы и т. д.), а виадуки — через глубокие лога и ущелья. Мост и  виадук обеспечивают движение автомобилей и переходов по улице или автомагистрали. Их конструкция определяется главным образом видом препятствия, его характеристиками, а также транспортными  требованиями.

Сооружения всех остальных групп по существу выделились в  самостоятельный вид, специфичный для городских условий, и поэтому  такие сооружения будем в дальнейшем называть городскими  транспортными сооружениями. Путепроводы и эстакады можно отнести ко второй группе  сооружений. Путепроводом называют мостовое сооружение через  автомобильную или железную дорогу или улицу (рис. 1.1). Путепроводы,  используемые только для пропуска пешеходов над автомагистралью,  следовало бы называть пешеходными путепроводами, но их обычно  называют пешеходными мостами.

Под эстакадой понимают сооружение для беспрепятственного  пропуска автотранспортных средств над поверхностью земли. Если  путепроводы возводят только на пересечениях транспортных магистралей, то область применения и назначения эстакад значительно шире. 

Эстакады применяют в следующих случаях: на пересечениях двух и более транспортных магистралей, для увеличения пропускной способности улиц, для пропуска скоростных автомагистралей над городской  застройкой независимо от сложившейся сети улиц, на подходах к  большим мостам вместо высоких насыпей, на подходах к местам скопления большого числа автомобилей (вокзалам, аэродромам, гостиницам, стадионам) для уширения набережных и организации движения вдоль рек,  на косогорах, болотах и в других сложных условиях взамен  насыпей и подпорных стен.

По расположению в плане различают прямо-, криволинейные,  разветвляющиеся, кольцевые и спиральные эстакады: по числу уровней движения — одно- и многоярусные. Эстакады предназначены в  основном для пропуска автомобильного и других видов городского  транспорта. Весьма редко по ним организуют одновременно и пешеходное  движение. По условиям службы эстакады могут быть постоянными,  обеспечивающими движение на весь срок их эксплуатации, и временными (сборно-разборными).

Сложные транспортные пересечения, основными составляющими  которых являются многоярусные эстакады под различные направления движения (рис. 1.2), распространены в городах со сложной уличной сетью и на подходах к крупным мостам.

В тех случаях, когда существующая улица не обеспечивает  необходимую пропускную способность, вдоль них устраивают эстакады с одним или несколькими уровнями движения. В условиях  сформировавшейся городской застройки это практически единственный способ обеспечения пропуска необходимой интенсивности движения. При  организации движения вдоль городских набережных увеличение их  пропускной способности достигается сооружением эстакад в пределах  русла рек. В ряде случаев возникает необходимость пропуска больших транспортных потоков в определенном направлении, не совпадающим с сетью улиц. Тогда возможен вынос движения на эстакаду,  проходящую над городскими строениями в избранном направлении. Эта  эстакада может быть транзитной или иметь ответвления для связи с  улицами пересекаемого района.

Необходимость в возведении 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 пересеченной или гористой местности, возможно устройство эстакад вдоль склонов. К сооружениям второй группы можно отнести и подпорные стены городских набережных, так как они обеспечивают проезд транспорта вдоль рек. играя одновременно роль регуляционных сооружений  реки и элементов архитектурного ансамбля города.

К третьей группе городских транспортных сооружений следует отнести эстакады монорельсовых дорог, по которым перемещаются  вагоны с пассажирами. В эту группу входят и вертолетные площадки, обеспечивающие как эстакады монорельсовых дорог транспортную связь центра города с его окрестностями. Вертолетные площадки  располагают как на поверхности земли, так и на крышах высоких  зданий.

И наконец, обилие автомобилей в городах требует организации мест их стоянки. В центральных частях города редко можно найти  достаточно свободную площадь для устройства наземных стоянок, что  приводит к заполнению улиц стоящими автомобилями и ухудшению их  пропускной способности. Во многих случаях экономически выгодно  строить надземные многоэтажные стоянки, относящиеся к сооружениям четвертой 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 зданий.

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

 

1.2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГОРОДСКИМ МОСТАМ

Городские мосты относятся к ответственным инженерным  сооружениям, и к ним предъявляется ряд требований. Производственно-эксплуатационные требования сводятся к  обеспечению удобного и безопасного движения по мосту и судоходства под ним. Конструкции пролетных строений и опор должны быть  рациональными для изготовления и возведения, а также удобными в  эксплуатации.

Расчетно-конструктивные требования направлены на обеспечение прочности, жесткости и устойчивости конструкций моста в течение всего срока службы. Сооружение и его элементы должны быть  стойкими против воздействия воды, температуры, льда, вредных примесей, содержащихся в воздухе и воде, и т. д.

Экономические требования состоят в необходимости при  проектировании выбора решения, требующего наименьшей затраты средств к материалов на строительство при возможно меньшей трудоемкости работ по возведению сооружения. Кроме того, к городским мостам предъявляется требование по экономическому обоснованию  положения моста и наивыгоднейшей ширины, которые могут быть решены на основе анализа ожидаемой интенсивности движения с учетом  предполагаемой перспективы развития города.

Помимо перечисленных выше требований, характерных и для  автодорожных мостов, к городским мостам предъявляются повышенные архитектурно-планировочные требования.

Архитектурный облик моста должен гармонично сочетаться с  окружающей городской застройкой, которая может влиять как на вид, так и на систему моста. Архитектурные требования в наибольшей  степени удовлетворяются в мостах с ездой поверху. Лишь в  исключительных случаях в городских условиях допускаются мосты с ездой  понизу.

Мост по своему расположению в плане и профиле должен 

соответствовать генеральному плану города и прилегающих к нему районов.

Должно быть обеспечено удобное сопряжение подходов к мосту с  расположенными вблизи улицами. Положение моста в городе  определяется чаще всего не гидрологическими условиями реки, а числом и  интенсивностью подходящих к нему транспортных потоков,  направляющихся с прилегающих улиц. Наличие набережных рек требует расположения опор моста в створе подпорных стен или на таком расстоянии от них, чтобы обеспечивалось неизменное напряженное состояние в грунтах оснований набережных. Из-за сложности устройства протяженных подходов к  городским мостам могут предъявляться требования обеспечения  минимальной по условиям судоходства их высоты. Городские мосты, как правило, пропускают пешеходные потоки и обеспечивают велосипедное  движение, что требует устройства  тротуаров и специальных дорожек на проезжей части, сходов на  набережные. При планировке мостов  следует учитывать также  возможность прокладки по ним  различных городских коммуникаций (электрокабелей, газо- и  водопроводов и т. д.).

Рассмотрим более подробно  требования по выбору места  расположения моста и планировки его подходов. Городской мост представляет  собой элемент уличной сети, и его расположение подчиняется  требованиям планировки и удобства  движения городского транспорта. Через широкие реки городские мосты  располагают перпендикулярно или косо по отношению к направлению  течения в соответствии с трассой улиц, подходящих к мосту. 

Расположение мостов в плане, пересекающих узкие реки, полностью  подчиняется условиям организации движения транспорта, и они могут быть косыми, криволинейными или более сложного очертания. Городской мост располагают так, чтобы транспортные расходы  проходящих через него потоков движения были наименьшими.

Сопряжение городского моста с улицами может быть осуществлено в одном или нескольких уровнях. Организация движения на подходах к городским мостам в одном уровне возможна только при незначительной интенсивности движения. Более совершенна организация движения в разных уровнях с  использованием съездов на набережные. Подходы к мосту осуществляют в  виде насыпей в подпорных стенах или в виде эстакад (рис. 1.4, а). Подэстакадное пространство при этом может быть использовано для гаражей или стоянок автомобилей. Однако такие схемы организации  движения не устраняют полностью пересечения транспортных потоков. В условиях интенсивного движения применяют сложные системы  развязок с использованием эстакад.

Схемы транспортных пересечений на подходах к крупным  городским мостам во многом зависят от местных планировочных условий. Если мост сопрягается только с набережной, то подходы организуют в виде криволинейных и спиральных эстакад (рис. 1.4. б). В случае  сопряжения моста с набережной, а также с одной главной или  несколькими разветвляющимися улицами устраивают эстакадные развязки в трех, а иногда и четырех уровнях (рис. 1.4, в, г). Во всех случаях  организации движения на подходах к мосту суммарная пропускная  способность подходов должна быть не менее пропускной способности моста.

Эстакады подходов стремятся разместить таким образом, чтобы при соблюдении всех требований к вертикальной и горизонтальной  планировке, а также ширине проездов занимаемая ими площадь и  необходимый снос окружающих строений были минимальными.  Продольные и поперечные уклоны, радиусы вертикальных и горизонтальных кривых, ширину проезжей части и тротуаров городских мостов  устанавливают по нормам, принятым для автодорожных и городских  мостов [25].

В отдельных случаях на городских мостах предусматривают  одновременное движение, как автомобильного транспорта, так и поездов метрополитена. Такие совмещенные мосты часто устраивают  двухъярусными с пропуском каждого вида движения по одному ярусу.

Городские мосты через крупные реки или морские проливы могут пропускать все виды городского транспорта, а также железнодорожные составы.

 

1.3. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭСТАКАДАМ, ПУТЕПРОВОДАМ И СЛОЖНЫМ ТРАНСПОРТНЫМ ПЕРЕСЕЧЕНИЯМ

Производственно-эксплуатационные, расчетно-конструктивные, экономические и архитектурно-планировочные требования к  эстакадам, путепроводам и сложным транспортным пересечениям такие же, как и для городских мостов. Помимо них, должны быть удовлетворены дополнительные требования, специфичные для каждого вида  сооружений.

Дополнительные требования, предъявляемые к эстакадам, сводятся в основном к следующему.

1. Для эстакад, расположенных на пересечении улиц, длины  пролетов определяют шириной улиц в пределах только некоторой части их длины. Рациональную длину пролетов на остальной части эстакад, а также для сооружений, находящихся в других условиях, определяют из условий их наименьшей стоимости с учетом архитектурных  требований.

2. Строительная высота пролетных строений должна определяться архитектурно-планировочными и конструктивно-технологическими требованиями.

3. Опоры эстакад должны быть легкими, в наименьшей степени стеснять подэстакадное пространство, гармонировать с окружающей застройкой. Высоким требованиям должна удовлетворять отделка  поверхностей опор и пролетных строений, улучшающая эстетичный  внешний вид сооружения. 

4. Расположение опор - эстакад и выбор типа фундаментов должны быть согласованы с размещением существующих городских  подземных сетей и по возможности с уменьшением работ по их прокладке.

5. На эстакадах должны удовлетворяться повышенные требования безопасности движения, так как аварии на них приводят к более  тяжелым последствиям, чем на мостах. Покрытие проезжей части на эстакадах должно обеспечивать надежное сцепление с колесами  транспортных средств в течение всего срока эксплуатации. По краям  проезжей части должны быть предусмотрены ограждения, предохраняющие автомобили от наезда на тротуары и падения с эстакад.

6. Эстакады должны в наименьшей степени способствовать  загрязнению окружающей среды. Расположение эстакад в городской  застройке должно быть таким, чтобы не нарушались нормы уровня шума и загазованности у ближайших к эстакадам зданий и на прилегающей территории. Освещение эстакад не должно мешать жителям вблизи расположенных зданий.

7. Водоотвод на эстакадах в отдельных случаях следует  подключать к городской сточной сети, не допуская естественного водосброса.

Разветвленные городские эстакады и сложные транспортные  пересечения, помимо отмеченных выше, должны удовлетворять  следующим дополнительным требованиям:

1) планировка пересечений, число ярусов, радиусы поворотов и длина подходов должны быть увязаны в комплексе с окружающей  застройкой и с учетом стоимости городской территории, отводимой под пересечение;

2) форма транспортного пересечения должна определяться в  основном направлением и интенсивностью пересекающихся  транспортных потоков и видом их соединения.

Вертикальную планировку эстакад выполняют в соответствии с действующими нормами. Продольные уклоны не должны превышать 40°/оо- Свободная высота под эстакадами должна быть не менее 5 м. Для прохода пешеходов под эстакадами в местах сопряжения  пролетных строений с насыпями подходов следует обеспечивать свободную высоту под эстакадами, равную не менее 2,5 м.

Минимальные радиусы горизонтальных кривых городских  эстакад составляют около 100 м. В стесненных условиях на съездах и  ответвлениях эти радиусы могут быть уменьшены до 20—30 м.

...


Архивариус Бизнес-планы Типовые серии Норм. документы Литература Технол. карты Программы Серии в DWG, XLS