CC BY
28УДК 624.01.001.362
НАДЗЕМНЫЕ ПЕШЕХОДНЫЕ ПЕРЕХОДЫ: ПРОБЛЕМА ВЫБОРА КОНСТРУКЦИИ
Величко Т. С., магистрант, направление подготовки 08.04.01 Строительство, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: tata715@mail.ru
Научный руководитель: Колоколов С. Б., доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных конструкций, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: klklsb@yandex.ru
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы, связанные с актуальной проблемой обеспечения безопасности на городских автомагистралях, одним из способов решения которой является строительство внеуличных надземных пешеходных переходов. Цель исследования - обоснование подхода к выбору конструктивного варианта надземного пешеходного перехода. В статье приводятся результаты анализа и систематизации существующих конструкций пролетных строений и сходов надземных пешеходных переходов. Приводится разработанная в результате анализа классификация пролетных строений по принципу силовой работы, условий опоры, сложности проектирования, технологии строительства, удобства для пешеходов. Предлагается при выборе конструктивного варианта надземного перехода рассматривать его с восьми разных точек зрения. Оцениваются с этих точек зрения разные конструктивные варианты. Предлагается алгоритм выбора варианта. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании надземных переходов в условиях плотной городской застройки.
Ключевые слова: надземный пешеходный переход, пролетное строение, строительные конструкции, автомагистрали, безопасность, градостроительство, архитектура.
Для цитирования: Величко Т. С. Надземные пешеходные переходы: проблема выбора конструкции // Шаг в науку. - 2020. - № 1. - С. 9-14.
ELEVATED PEDESTRIAN CROSSINGS: THE PROBLEM OF DESIGN CHOICE
Velichko T. S., postgraduate student, training direction 08.04.01 Construction, Orenburg State University, Orenburg
e-mail: tata715@mail.ru
Scientific adviser: Kolokolov S. B., Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor, Department of Building Structures, Orenburg State University, Orenburg e-mail: klklsb@yandex.ru
Abstract. The article discusses issues related to the urgent problem of ensuring safety on city highways, one of the ways to solve which is the construction of off-street overpasses. The purpose of the study is to substantiate the approach to choosing a constructive version of an elevated pedestrian crossing. The article presents the results of the analysis and systematization of existing structures of spans and gangways of elevated pedestrian crossings. The classification of spans, developed as a result of the analysis, is given according to the principle ofpower work, support conditions, design complexity, construction technology, convenience for pedestrians. It is proposed, when choosing a constructive version of the elevated passage, to consider it from eight different points of view. Various design options are evaluated from these points of view. An option selection algorithm is proposed. The results of the study can be used in the design of overpasses in dense urban areas.
Keywords: elevated pedestrian crossing, superstructure, building structures, highways, safety, urban planning, architecture.
Cite as: Velichko, T. S. (2020) [Elevated pedestrian crossings: the problem of design choice]. Shag v nauku [Step into science]. Vol. 1, pp. 9-14.
В условиях непрерывно возрастающего количества автомобилей неизбежно происходит увеличение интенсивности движения на магистралях и улицах города. Это ведет к снижению безопасности движения, снижению скорости автомобилей в об-
щем потоке, потере времени пассажиров, водителей и пешеходов при пересечении улично-дорожной сети. Для безопасного пересечения дороги пешеходами устраиваются наземные пешеходные переходы. Наземные пешеходные переходы представляют
собой участок дороги, отмеченный полосами (зеброй), которые обозначают зону перехода пешеходом. Существуют регулируемые и нерегулируемые пешеходные переходы. Регулируемые пешеходные переходы обозначаются дорожным знаком «пешеходный переход» и светофором, а нерегулируемые только знаком «пешеходный переход». Последние типы переходов являются наиболее опасными, так как требуют остановки транспорта только при появлении на участке дороги пешехода, рассчитаны на быстроту реакции водителя и ограничивают пропускную способность автомобилей.
Безопасными, с точки зрения возможного наезда автомобиля на пешехода, являются внеулич-ные пешеходные переходы: подземные и надземные. Подземный пешеходный переход является безопасным для пешеходов, поскольку расположен под землей, ниже уровня дорожного полотна. Устройство подземного пешеходного перехода, несмотря на полную свободу проезжей части от пешеходов, требует сооружения сходов, располагаемых в выемках по обе стороны дороги. Сходы имеют вид лестниц и пандусов, металлических направляющих для инвалидных и детских колясок. Иногда переходы такого типа оборудуются лифтами для маломобильных групп населения. При возведении подземного пешеходного перехода требуется перекрытие автомобильного движения полностью, что влечет за собой временное исключение автомобильной «артерии» из повседневной жизни города. Кроме того, земляные работы при сооружении перехода, как правило, нарушают подземные коммуникации и приводят к вынужденной их перекладке.
Другой вариант организации безопасного пересечения переходами автомагистрали без нарушения движения транспорта - возведение надземного пешеходного перехода. Данный тип пешеходного перехода состоит из пролетного строения, расположенного над проезжей частью, по которому передвигаются пешеходы [1]. Опоры, на которые опирается пролетное строение, сходы в виде пандусов и лестничных маршей, располагаются на поверхности земли на удобном расстоянии от дороги и занимают значительно меньше территории, чем при подземном переходе. Требования, предъявляемые к проектированию надземных пешеходных переходов, определяет ГОСТ 32944-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Пешеходные переходы. Классификация. Общие требования».
Надземные пешеходные переходы получили широкое распространение в городах-мегаполисах. Существует большой набор конструктивных решений надземных переходов [2]. При выборе того или иного решения приходится рассматривать его с разных позиций, с разных точек зрения. Значимость каждой точки зрения зависит от условий, в которых
осуществляется выбор, поэтому назовем их в произвольном порядке:
1. Потребительская точка зрения. От потребительской привлекательности зависит выбор пешехода - перейти улицу по надземному переходу или выбрать для пересечения улицы ближайший наземный или подземный переход.
2. Архитектурная точка зрения: насколько гармонично вписывается надземный переход в архитектурный облик района города [3, 4].
3. Конструктивная точка зрения: насколько сложна конструкция для проектирования, расчета, изготовления.
4. Монтажная точка зрения: насколько сложен монтаж в условиях городской застройки и интенсивности движения.
5. «Полезность»: насколько загружен переход в течение суток, дней недели, времени года.
6. Эксплуатационные издержки: насколько сложно и затратно обслуживание перехода в течение срока эксплуатации [5].
7. Градостроительная точка зрения: насколько переход территориально может вписаться в городскую среду; необходимы и возможны ли сносы зданий и сооружений на территории опор и сходов перехода.
8. Экономическая точка зрения: эффективность перехода, выраженная в затратах на сооружение и эксплуатацию с учетом срока службы перехода.
При выборе того или иного решения необходимо учитывать все указанные аспекты. Выбор существенно упрощается, если множество конструктивных решений систематизировать. Ниже приводится примерная классификация надземных пешеходных переходов, составленная автором на основе анализа существующих переходов и еще не реализованных проектов, предоставленных в открытом доступе.
Все конструкции пешеходных переходов могут быть разделены на открытые и закрытые. В открытых переходах предусматриваются сплошные или решетчатые стенки, защищающие пешеходов от падения наружу. Закрытые переходы полностью защищают пешеходов от атмосферных воздействий, образуя в поперечном сечении замкнутый контур различного очертания: прямоугольный, сводчатый с прямыми стенками, арочный, круглый. В зависимости от типа очертания пролетное строение перехода испытывает ветровую нагрузку разной интенсивности: прямоугольные - наибольшую, круглые - наименьшую.
По силовой работе конструкции пролетных строений могут быть разделены на балочные, рамные, арочные, висячие. Балочные пролетные строения являются безраспорными, поскольку связаны с вертикальными опорами шарнирно. Несущие конструкции балочных пролетных строений рабо-
тают на изгиб без распора и при больших пролетах 1) или фермы. Снижение веса балочных переходов получаются громоздкими. Несущими конструкци- может достигаться с помощью введения промежу-ями балочных переходов являются балки (рисунок точных опор (многопролетные переходы).
Рисунок 1. Простейший балочный надземный переход
В плане балочные переходы могут быть прямо- несколько прямолинейных участков, сходящихся линейными, лучевыми, ломаными, дугообразными, в одном месте (рисунок 2). круговыми. Лучевые переходы представляют собой
Рисунок 2. Лучевой надземный переход
Такой вариант позволяет располагать сходы в разных местах, не размещая их на одной линии. Этот эффект достигается и при ломаной конструкции, когда переход состоит из нескольких участков
Рисунок 3. Круговой надземный переход
Также переходы удобны в местах сопряжения нескольких улиц при лучевой планировке. Балочные пролетные строения горизонтальные, поэтому при ровной местности их сходы имеют высоту, равную высоте над уровнями дорожного полотна. Опоры балочных конструкций могут быть стержневыми (колонны), ферменными или рамными (плоскими или пространственными), массивными (пилоны, стенки).
Пролетные строения рамного типа отличаются от балочных тем, что соединение с опорами у них жесткое. Поэтому изгибающие моменты в несущих элементах меньше, чем в балочных. Опоры переходов рамного типа обычно массивные. В частности, такие переходы встраиваются в расположенные по двум сторонам автомагистрали здания, которые выполняют функцию сходов.
Арочные пролетные строения являются распорными, что существенно облегчает несущие элементы. Опирание арочных пролетных строений обычно выполняется на уровне земли, что часто решает проблему сходов. В арочных пролетных строениях уклон непрерывно изменяется, уменьшаясь до нуля
с разными направлениями. Пролетные строения балочного типа также могут быть в плане криволинейными, в том числе и круговыми (рисунок 3).
к середине пролетного строения. Для выполнения нормативных показателей по высоте над проезжей частью и, одновременно, показателей по наибольшему уклону пешеходного полотна арка должна быть достаточно пологой.
Особую группу представляют надземные пешеходные переходы с подвесным пролетным строением. Вертикальными опорами для пролетного строения в таких переходах являются канаты, передающие нагрузку на отдельно стоящие опорные элементы - арки или пилоны. Большое количество канатов существенно уменьшает изгиб несущих элементов пролетного строения. Висячие пролетные строения могут быть и прямолинейными и криволинейными (рисунок 4).
Что касается сходов надземных пешеходных переходов, то выбор вариантов здесь невелик: лестничные марши, эскалаторы, пандусы, лифты. Лестничные марши являются наиболее привлекательными с точки зрения экологической: они занимают небольшую территорию в сравнении с пандусом из-за значительно больших допустимых уклонов. Пандусы же наиболее привлекательны с точки зре-
ния потребительских интересов: по пандусу с допустимым нормами уклоном могут подняться инвалиды, пожилые люди, велосипедисты и пешеходы с колясками и чемоданами. Лифты не требуют больших усилий для подъема на пролетное строение, но
нуждаются в серьезном техническом обслуживании и не могут считаться абсолютно надежными. То же можно сказать и об эскалаторе. Технические варианты сходов могут быть дополнением к лестницам и пандусам.
Рисунок 4. Висячий надземный пешеходный переход
В том случае, если надземный пешеходный переход планируется устроить в только намечаемом для строительств микрорайоне, на свободной пока еще территории, то приоритетом для выбора конструкции будет архитектурная точка зрения: проектирование перехода будет осуществляться одновременно с проектированием застройки территории.
Если надземный пешеходный переход необходимо соорудить в условиях плотной городской застройки многоэтажными зданиями, то на первый план выходит градостроительная точка зрения. Прежде всего, в том случае нужно найти свободный участок для размещения сходов, а уж затем подо-
брать конструкцию пролетного строения и условия его ограждения.
В случае, если надземный пешеходный переход намечают построить в месте пересечения двух и более автомагистралей, приоритет будет за потребительской точкой зрения, поскольку пешеход предпочтет подняться на переход, чтобы сразу попасть в нужное ему место. В этом случае рациональна кольцевая или лучевая конструктивная схема. Определив приоритет того или иного аспекта, окончательный вариант надземного пешеходного перехода следует делать на основе экспертной оценки с учетом всех остальных точек зрения.
Литература
1. Овчинников И. Г., Дядченко Г. С. Пешеходные мосты: конструкция, строительство, архитектура. Саратов. - СГТУ - 2005. - 226 с.
2. Овчинников И. Г., Овчинников И. И., Караханян А. Б. Пешеходные мосты современности: тенденции проектирования. Часть 3. Интересные решения пешеходных и велосипедных мостов 0020 [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» - Т. 7. - № 3. - 2015. - Режим доступа: naukovedenie. ru/PDF/03TVN315.pdf . (дата обращения: 02.12.2019).
3. Овчинников И. Г., Овчинников И. И., Караханян А. Б. Пешеходные мосты современности: тенденции проектирования. Часть 2. Многофункциональные мосты [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» - Т. 7. - № 2. - 2015. - Режим доступа: naukovedenie.ru/ PDFZ93TVN215.pdf . (дата обращения: 02.12.2019).
4. Покка Е. В. Принципы архитектурно-пространственного формирования многофункциональных пешеходных мостов / Автореф. дис. ... канд. архитектуры. 05.23.21. Н. Новгород, 2014. - 23 с.
5. Валиев Ш. Н. Анализ надземного пешеходного перехода с целью установления причин разрушения остекления пролетного строения [Электронный ресурс] / Валиев Ш. Н., Овчинников И. Г., Овчинников И. И., Смоленкин В. С., Блинков М. А. // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» - Т. 7. - № 6. -2015. - Режим доступа: naukovedenie.ru/PDF/12KO615.pdf . (дата обращения: 02.12.2019).
Статья поступила в редакцию 06.12.2019; принята в печать 11.03.2020.
