, SCAD Office


Альтернативная конструкция
надземного пешеходного перехода

Введение

В связи с увеличением интенсивности движения автомобильного транспорта все актуальнее становится вопрос об устройстве пешеходных переходов в разных уровнях с автодорогой вместо обычной зебры.Размещаются переходы над улицами, площадями, железнодорожными путями и другими элементами городской среды, в том числе пешеходные торгово-сервисные переходы.

Эти сооружения: 1) снижают  количество ДТП, то есть смертность в населенных пунктах; 2) повышают скорость движения транспортного потока.

По конфигурации в плане различают:

— пешеходные переходы линейного типа - переходы-связки, устраиваемые, как правило, на перегонах улично-дорожной сети, имеющие прямую или изогнутую в плане конфигурацию;

— пешеходные переходы-распределители - развитые в плане пешеходные переходы, устраиваемые на транспортно-пересадочных узлах для распределения пешеходных потоков по различным направлениям, с различной конфигурацией в плане - разветвленные, кольцевые, прямоугольные и др.

По количеству пролетов в конструкции поперечного сечения внеуличного пешеходного перехода выделяются:

— однопролетные пешеходные переходы - пешеходные переходы, устраиваемые в виде тоннеля с прямоугольным сечением;

— двух- и трехпролетные пешеходные переходы - пешеходные переходы, имеющие прямоугольное сечение, усиленное соответственно одним или двумя рядами колонн в продольном направлении.

При выборе типа пешеходного перехода следует учитывать: характер окружающей застройки, ее историко-культурную, архитектурно-градостроительную значимость; рельеф местности; геологические и гидрогеологические характеристики; степень использования подземного пространства в месте предполагаемого размещения; условия организации и безопасности движения транспорта и пешеходов. Конфигурация и объемно-планировочное решение пешеходных переходов должны учитывать направления движения основных пешеходных потоков и интенсивность пешеходного движения по направлениям.


Значительное количество переходов составляют надземные пешеходные переходы, которые имеют ряд преимуществ перед подземными:

— меньшая стоимость;

— отсутствие необходимости сужения дороги на время производства работ;

— меньшая зависимость от геологических условий;

— затрагивание меньшего количества коммуникаций, находящихся в районе строительства;

— отсутствие необходимости круглогодичного освещения и, как следствие, возможность подключения к линии освещения дороги;

— возможность наблюдения со стороны всего происходящего в переходе.


Однако с социальной точки зрения основным недостатком надземного перехода по сравнению с подземным является больший (почти в два раза) перепад высот (большее количество ступеней) между поверхностями дороги и прохожей части на переходе. В соответствии с действующими нормами расстояние от уровня проезда до низа конструкции должно составлять не менее 5 м, длина пролета перехода может колебаться в значительных интервалах, но в основном этот размер находится в пределах 33 м. Сходы перехода имеют уклон около 1:3, а размер ступеней 12 х 36 см. Тем большее значение при устройстве надземных переходов следует уделять проблеме "лишних ступеней", которые необходимо сокращать самым настойчивым образом.

В ряде проектов надземных переходов, видимо, с целью снижения стоимости строительства применяются железобетонные пролетные строения из балок для автодорожных мостов. Такие пролетные строения при длине до 28 м имеют строительную высоту 1, 3 м, а при пролете 33 м соответственно 1, 6м. Высота подъема пешеходовнад дорогой на таких переходах увеличивается с 5, 6 м до 6, 6 м или на 20 %, так же увеличивается длина каждого схода на величину до 4 м и возрастает материалоемкость опор (из-за большего собственного веса пролетных строений).


Решение

Есть ли решение, которое поможет и тем, и другим? Очевидно, да – решений много. Строительство новых дорог, надземных пешеходных переходов, увеличение полос движения, в Китае, например, вводят ограничения на использование автомобилей с определенными номерами в  четные/нечетные дни. Строительство надземных пешеходных переходов поможет не только пешеходам, но и автомобилистам быстрее преодолевать места с большим потоком пешеходов. Отсюда и улучшение экологии за счет уменьшения выхлопных газов – автомобилисту нет необходимости снова разгонять машину, а на малых оборотах расход сжигаемого бензина увеличивается в два с лишним раза.

Существует масса конструкций надземных пешеходных мостов, с использованием различного рода материалов: бетон, сталь. Альтернативной конструкцией пролетного строения надземного пешеходного перехода является ферма с внедрением новой и передовой технологии, заключающейся в использовании холодногнутых тонкостенных профилей (рис.1).

Рис.1. Конструкция пролетного строения
Рис.1. Конструкция пролетного строения

Тонкостенные профили входят в состав самых разнообразных инженерных сооружений, относящихся к различным областям техники. В некоторых случаях такая расчетная модель описывает сооружение в целом (например, пролетное строение моста), в других случаях — важные несущие компоненты силового каркаса. Основное отличие в поведении тонкостенного стержня под нагрузкой от работы массивного стержня состоит в возможном нарушении гипотезы плоских сечений. Типичным примером может служить деформация двутавра, загруженного на торце бимоментом. Отклонение от гипотезы плоских сечений (депланация) в большей мере характерна для тонкостенных стержней открытого профиля и в меньшей — для тонкостенных стержней замкнутого профилях. Данное обстоятельство детально учитывается в линейно-упругой задаче расчета конструкции пролетного строения моста.

Новый проработанный вариант конструктивных и архитектурных решений надземного пешеходного перехода отвечает многим требованиям. Путем отказа от «мокрых» работ увеличится скорость монтажа конструкции, уменьшится время остановки трафика на магистрали строительства. За счет снижения веса пролетного строения уменьшаются требования к размерам фундаментов, а следовательно и стоимость строительства падает.

Рис.2 План надземного пешеходного перехода на ур.000
Рис.2 План надземного пешеходного перехода на ур.000

Объемно-планировочное решение павильонов надземных переходов продиктовано их назначением. Это два прямоугольных в плане объема четырёх маршевых лестничных спусков, соединённые между собой надземной крытой пешеходной галереей над проезжей частью дороги.

Ширина лестничных маршей 2.25 м, а ширина площадок 3.7м и 2.7м. Ступени лестничных сходов имеют размер 400x120мм. Лестничные площадки и ступени облицовываются керамогранитом.

Для фасадов лестничных спусков применены фасадные стекломагнезитовые панели. Кровля павильонов ступенчатая из кровельного профиля.

Пешеходная галерея имеет покрытие и стены из профилированного листа. Ширина пешеходной галереи 3,2 м.

Основание опор запроектировано в виде фундаментов на естественном основании. Фундаменты лестничного блока запроектированы также в виде фундаментов на естестве. Рабочим слоем естественного основания служат супеси пылеватые, пластичные, с тонкими прослоями песка, пылеватые со следующими физико-механическими характеристиками: ф = 20°; е = 0.230; с = 0.25кгс/см2; р = 2.02т/мЗ; Е = 110кгс/см2. По степени морозостойкости супеси относятся к слабопучинистым грунтам.

Под фундаменты устраивается подушка из песка среднезернистого с послойным трамбованием. Нормативная глубина промерзания для супесей пластичных принята 1.45м.

  Опоры состоят       из   следующих   основных   элементов: колонны, фундаменты. Сопряжение колонн с фундаментами – жесткое, через базу колонны.

Основу каркаса составляют последовательно расположенные пространственные фермы длиной 19,2 м, опирающиеся на колонны (см.рис.1).

Колонны здания опираются на железобетонный фундамент мелкого заложения – сопряжение в плоскости и из плоскости фермы жесткое. Ферма выполнена в виде пространственной системы прямолинейных стержней, которые соединены между собой в узлах и образовывают жесткий пространственный брус, который способен воспринимать действующую в любом направлении нагрузку. Каждая грань подобного бруса является плоской фермой. Основными элементами фермы являются пояса, которые образуют контур фермы, а также решетка, состоящая из стоек и раскосов. Пояса фермы работают на продольные усилия и момент, как пояса сплошных балок, а решетка ферм воспринимает по большему счету только поперечную силу, тем самым выполняя функцию стенки сплошной балки.

Соединения элементов в узлах происходит за счет непосредственного примыкания одних элементов к другим. Для того чтобы стержни фермы работали на осевые усилия, а влияние моментов стало несущественным, элементы фермы центрируются по осям, которые проходят через центры тяжести.

Элементы, составляющие ферму (рис. 3):

Рис. 3 Решетка с восходящим опорным раскосом

Рис. 3 Решетка с восходящим опорным раскосом


1 – колонны;

2 – растянутые раскосы;

3 – сжатые раскосы

4 – опорный раскос (всегда сжат, сильно нагружен)

5 – стойка,

6 – нижний пояс (обычно растянут)

7 – верхний пояс


Геометрические размеры фермы. Расстояние между узлами поясов – панель – принято 1,2 м, между опорами – 3,2 м, между осями – высота фермы – 3,0 м.

Отметка нижнего пояса фермы 6,0 м. Сопряжение фермы и колонны – жесткое.

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается путем расстановки связей. Связи ставят в плоскости стропильных ферм и между колоннами.

Связи между плоскими фермами, создавая общую пространственную жесткость каркаса пространственной стержневой системы, обеспечивают заданную геометрию конструкций покрытия и удобство монтажа, закрепляют сжатые элементы из плоскости ригеля.

  Пролетные строения   L = 19.90 м   разработаны   металлическими, рассчитанные на постоянную нагрузку и временную - от толпы 400 кгс/м2. Расчетные периоды собственных колебаний пролетных строений, определенные с учетом массы 50 кгс/м2 (одиночные пешеходы), не превосходят 0.45 сек в вертикальной и 0.9 сек в горизонтальной плоскостях.

  Пролетное строение образуется из отдельных блоков длиной  9,6; 1,2м.  Максимальная   длина    блока   12.0 м принята   по   условиям перевозки.

  Блоки пролетных строений образуются из четырех несущих сборных двутавровых балок (поясов), объединенных поперечными и нижними продольными связями. Расстояние   между   осями   поясов   3200 мм.

 Пояса фермы образованы из тонкостенных профилей:

- двух ПС-250-2,0 (высота стенки – 250 мм, ширина полки – 50 мм, толщина сечения -2 мм);

- двух ПН-150-1,0 (высота стенки – 150 мм, ширина полки – 50 мм, толщина сечения -1 мм);

В уровне нижних поясов предусмотрены продольные связи раскосного типа из  ПС 150x1.2 [1].

Каждое пролетное строение компонуется из блоков, которые объединяются монтажными   стыками   на   высокопрочных   болтах.

Рис. 4. Надземный пешеходный переход
Рис. 4. Надземный пешеходный переход

Расчет данной конструкции был выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD на определение нагрузок на фундаменты колонн и усилий в несущих конструкциях, деформаций несущих конструкций, проверку сечений элементов фермы и колонн на несущую способность.

В статье использованы данные «Рекомендаций по проектированию, изготовлению и монтажу конструкций каркаса малоэтажных зданий и мансард из холодногнутых стальных оцинкованных профилей производства ООО «БалтПрофиль» , разработанных к. т. н. Э.Л.Айрумяном( Москва, 2004г).

Литература

  1. ТСН 32-302-2003 «Пешеходныепереходы вне проезжей части улиц»;
  2. МГСН 1.03-02 «Пешеходные переходывне проезжей части улиц. Объекты мелкорозничной торговли и сервиса в пешеходныхпереходах»;
  3. "Российская газета" -Центральный выпуск №4831 от 21 января 2009 г.;
  4. Автомост-ИнжСервис. Режим доступа:[http://www.am-is.ru/opinion_1.html].


2011 — 2017 © «Goal»