CC BY
61
Транспортное, промышленное и гражданское строительстВб
Заключение
1. Анализ динамической устойчивости внецентренно сжатых элементов строительных конструкций при действии полигармонической составляющей продольного усилия позволяет сделать вывод о том, что наиболее опасными, как и в случае периодического характера изменения переменного усилия, являются области динамической неустойчивости, расположенные вблизи удвоенных частот поперечных колебаний стрежня, загруженного постоянной составляющей продольной силы (соотношение частот Р*j = 2 W).
2. В реальных случаях, несмотря на относительно малое влияние на критические частоты крутильных колебаний стержня, полностью исключить из рассмотрения это влияние не представляется возможным.
3. Уменьшение значений эксцентриситетов внецентренно сжатых стержней, если оно не превосходит половины высоты или ширины сечения, не приводит к существенному сужению областей динамической неустойчивости.
Библиографический список
1. Динамическая устойчивость упругих систем / В. В. Болотин. - М. : Госте-хиз-дат, 1956. - 536 с.
2. Учет взаимодействия вынужденных продольных и параметрических колебаний при определении сейсмической реакции нагруженных колонн / А. В. Индейкин // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2002. - № 6. - С. 19-21.
Статья поступила в редакцию 02.10.2008;
представлена к публикации членом редколлегии И. А. Ивановым.
УДК 624.19 А. П. Ледяев
ПОДЗЕМНОЕ РЕШЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ПРОБЛЕМ ГОРОДА
Рассматриваются вопросы улучшения транспортной ситуации в крупных городах. Решение этой проблемы предлагается на основе развития подземных автомагистралей, в том числе протяженного типа. Приводятся примеры реализации данных подземных сооружений в Санкт-Петербурге.
подземные автомагистрали, протяженные автотранспортные тоннели, использование надтоннельного пространства.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
36
Транспортное, промышленное и гражданское строительство
Введение
В России, как и во всем мире, продолжается рост числа крупных и крупнейших городов и агломераций. При этом до определенной поры они развиваются в ширину, растягивая на многие десятки километров инженерную и транспортную инфраструктуру. В конце концов такой путь развития становится неэкономичным: увеличивается время на транспортные поездки, возрастают затраты на доставку тепловой и электрической энергии, устройство водопроводных сетей; возникает необходимость создания дополнительных дорогостоящих торговых, культурных и спортивных центров и т. д. В результате появилась тенденция развития городов вверх: повышенная этажность зданий, поднятие на более высокий уровень различных магистралей, в том числе транспортных. Отсюда большое число различных эстакад, путепроводов и т. п., часто плохо совместимых с архитектурным обликом городских районов.
Оказалось, что и развитие городов вверх тоже имеет свои пределы. В этом отношении ограничены прежде всего инженерные возможности. Определенный предел числу этажей могут продиктовать свойства грунтов основания (как это имеет место в Санкт-Петербурге из-за плохих грунтов в сочетании с традиционным свайным основанием), ветровые нагрузки, климат. С какого-то момента вступает в силу и такой фактор, как высотобоязнь, свойственная многим людям. Вместе с тем в любом городе есть различные службы, которые не нуждаются в «высотном расположении». Речь идет об энергетическом хозяйстве, складах, административнохозяйственных помещениях с различными пультами управления, гаражных предприятиях, объектах торговли и т. п. Многое из перечисленного постепенно начинают располагать ниже поверхности земли. В полной мере это относится к развитию транспортной сети крупных городов.
1 Практика создания подземных автомагистралей
Известно, что в городах, центр которых насыщен ценными культурными и историко-архитектурными памятниками и часто имеет в поперечнике не менее 10-15 км, пропуск больших транспортных потоков становится все более затруднительным. Устройство объездных (кольцевых) автомагистралей незначительно сказывается на внутригородской транспортной ситуации.
Отсюда возникла практика создания подземных автомагистралей двух типов:
коротких (50-200 м) в составе местных транспортных развязок, чаще всего на перекрестках, площадях и т. д.;
протяженных, доходящих до 10-15 км, включающих в свой состав подводные транспортные тоннели, тоннели под различными сооружения-
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
Транспортное, промышленное и гражданское строительстВЗ
ми, имеющие несколько входов и выходов на поверхность и позволяющие в скоростном режиме преодолеть центральную часть города.
Подземный тип сооружений при относительно большей строительной стоимости по сравнению с надземным при устройстве хорошей воздухоочистительной системы (вентиляции), работающей по замкнутому циклу и предотвращающей поступление в городскую атмосферу вредных составляющих выхлопных газов, значительно улучшает экологические условия городских районов. Следует отметить, что при сооружении подземных автомагистралей, особенно в условиях плотной застройки, востребованы высокотехнологичные способы работ в целях предотвращения возможного разрушения близрасположенных зданий и сооружений.
Анализ мирового опыта использования надземных и подземных магистралей обнаруживает следующую закономерность: сооружения надземного типа все больше находят применение вдали от центра городов, ближе к окраинам. В то же время подземный тип сооружений становится все более популярным именно в центральной части крупных городов, особенно если застройка центра имеет ценность в историко-архитектурном отношении. Так, к примеру, почти все развязки на окружных или кольцевых дорогах вокруг крупных городов устроены по типу надземных сооружений, в то время как в центральной части их все больше устраивают по подземному варианту.
2 О «Проекте планировочной организации и использования подземного пространства Ленинграда»
В Петербурге первым организационно-техническим и научноисследовательским мероприятием, обобщающим задачи освоения пространства города, в том числе для решения транспортной проблемы, явилась разработка в 1976-1979 гг. «Проекта планировочной организации и использования подземного пространства Ленинграда». В этой работе принимали участие более 20 ведущих проектных и научно-исследовательских организаций города.
В проекте были подробно исследованы инженерно-геологические и гидрогеологические условия освоения подземного пространства нашего города, признанные как сложные, но не исключающие подземного строительства. Вместе с тем указанная сложность предъявила повышенные требования к обоснованию целесообразности строительства объектов в подземном исполнении, их конструктивному решению, особенно к глубине заложения, и к методам производства работ.
Из наиболее важных положений проекта можно отметить следующие:
по оценке инженерно-геологических условий для строительства подземных сооружений на территории города выделены районы благоприятные (южнее Обводного канала и вся северная часть города - Гражданка,
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
38
Транспортное, промышленное и гражданское строительство
Шувалово-Озерки и др.) и неблагоприятные (значительная часть центральной зоны города);
в соответствии с функционально-планировочной структурой города принято зонирование подземного пространства по степени интенсивности его использования, согласно которому ядро системы городского центра является зоной максимального использования подземного пространства (50-100% от площади зоны). Здесь освоение подземного пространства признано одним из действенных (следует добавить - иногда единственным) путей сохранения исторически сложившегося облика застройки в условиях постоянного совершенствования и насыщения ее функционального содержания. По мере удаления от центра интенсивность освоения подземного пространства может убывать от 20-50% до 10-20% площади рассматриваемых территорий;
с целью упорядочения размещения систем и отдельных подземных сооружений по вертикали предусмотрено вертикальное зонирование, согласно которому на глубине до 10 м от поверхности земли следует размещать инженерные коммуникации, транспортно-пешеходные сооружения, объекты культурно-просветительного и торгово-бытового обслуживания, промышленного, гаражного и складского назначения. Далее в зоне до глубины 25 м рекомендовано располагать сооружения инженерного оборудования города, коллекторы различного назначения, протяженные транспортные тоннели, подводные участки автотранспортных и коммуникационных тоннелей. В пределах указанных двух зон предпочтительно также располагать крупные многоярусные и многофункциональные комплексы. Ниже размещаются в основном сооружения метрополитена, а также отдельные конструкции насосных и водопроводных станций, канализационных очистных сооружений и тоннельных коллекторов.
В проекте отмечалась особая роль в использовании подземного пространства города по их функциональной значимости и степени присутствия во всех подземных уровнях и зонах, принадлежащая транспортным коммуникациям и сооружениям. К последним были отнесены и протяженные автотранспортные тоннели, включающие подводные участки, в первую очередь под Невой.
Адресная программа первого этапа строительства автотранспортных тоннелей предусматривала расположение их по трассам будущих транзитных магистралей скоростного и непрерывного движения, связывающих между собой все элементы системы расселения: пригородную зону, центральные районы и ядро городского центра. К наиболее значимым были отнесены трассы так называемого Западного и Центрального транзитных диаметров, проходящих через центральную часть города и предусматривающих широкое использование протяженных транспортных тоннелей мелкого заложения.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
Транспортное, промышленное и гражданское строительств®
Западный диаметр включает в себя тоннельный участок от Митро-фаньевского шоссе под путями Балтийского ж.-д. вокзала, Обводным каналом, Лоцманской улицей, под рекой Невой с выходом на Васильевский остров в створ 24-25 линий и далее под участком Смоленского кладбища. Центральный диаметр должен пройти по трассе Глухоозерского шоссе с тоннельным участком от Новгородской улицы под Невой в створ Арсенальной улицы и далее в наземном варианте вдоль Зеленогорской линии Октябрьской железной дороги.
Для улучшения транспортных связей районов города с одновременным увеличением пропускной способности Волго-Балтийского водного пути проектом использования подземного пространства города было предусмотрено строительство подводных тоннелей по следующим трассам:
Лоцманская улица - 24, 25 линии Васильевского острова;
Пискаревский пр. - Суворовский пр.;
Арсенальная улица - Таврическая улица;
по Запорожской улице у завода "Большевик".
Среди указанных подводно-тоннельных переходов важнейшими являются первые два, причем первостепенность одного из них следовало бы установить, изучив все плюсы и минусы.
3 Актуальность «Проекта планировочной организации и использования подземного пространства Ленинграда» в настоящее время
В целом основные положения проекта актуальны и в настоящее время [1]. Так, к примеру, подводный тоннель в створе Пискаревского - Суворовского проспектов разрабатывался на предпроектном уровне не один раз начиная с теперь уже далеких 50-х годов прошлого века. Возможность строительства перехода через Неву в этом месте была предусмотрена градостроителями задолго до его создания - недаром отрезок Пискаревского проспекта после слияния его с шоссе Революции был ими выведен строго перпендикулярно к набережной и точно по направлению к пл. Расстрели и Суворовскому проспекту. Это достаточно часто встречающийся в градостроительной практике прием - вспомним Измайловский проспект и как бы его продолжение Новоизмайловский проспект.
В Петербургском государственном университете путей сообщения накоплен большой материал по оптимизации конструктивных и технологических решений подводного тоннеля в створе Пискаревского проспекта в двух возможных альтернативных вариантах: сооружение закрытым щитовым способом и применение метода опускных секций (рис. 1).
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2008/4
Щитовая проходка
Транспортное, промышленное и гражданское строительство
Транспортное, промышленное и гражданское строительства
На наш взгляд, заслуживает внимания возможность использования при втором варианте надтоннельного пространства на закрытых береговых участках для размещения в нем различных городских служб, торговых предприятий и стоянок для автотранспорта (рис. 2).
Рис. 2. Возможность использования надтоннельного пространства
Заключение
Сегодня в городе есть сторонники как одного, так и другого способа сооружения. Безусловно, окончательное решение о выборе способа работ должно остаться за специалистами, которые, по счастью, в городе еще остались. Есть прекрасный опыт проходки тоннелей метрополитена в непосредственной близости от дна Невы [2], есть опыт сооружения новых тоннелей на аварийном участке в районе площади Мужества, есть уникальный опыт строительства тоннеля на Канонерский остров в Морском порту с использованием опускных секций.
Осталось найти источники финансирования, но это тема для другой статьи.
Библиографический список
1. Проблема пропускной способности уличной сети Санкт-Петербурга / А. П. Ледяев // Информ-Девелопмент. - СПб. : ИнформПрессСервис, 2004. - С. 10-11.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
42
Транспортное, промышленное и гражданское строительство
2. Тоннели под Невой - объективная потребность / А. Б. Голубых, А. П. Ледяев, Я. В. Мельник. // КИПС инфо : издание корпуса инженеров путей сообщения. - СПб., 2003. - № 1. - С. 52-53.
3. Метрополитены : учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / Ю. С. Фролов, Д. М. Голицынский, А. П. Ледяев; ред. Ю. С. Фролов. - М. : Желдориздат, 2001. - 527 с. - ISBN 5-94069-016-5.
Статья поступила в редакцию 29.10.2008;
представлена к публикации членом редколлегии П. Г. Комоховым.
УДК 624.021
В. Н. Смирнов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ УСИЛИЙ В РЕЛЬСАХ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ НА МОСТАХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ
Приведены результаты исследований в области работы мостов высокоскоростных железнодорожных магистралей.
мост, бесстыковой путь, взаимодействие, характеристики связей, усилия в рельсах. Введение
На мостах высокоскоростных железнодорожных магистралей (ВСМ) в мировой практике принята укладка бесстыкового пути с балластным или (реже) безбалластным мостовым полотном. Как известно, устройство бесстыкового пути на мосту осложняется тем, что мостовое сооружение не является таким относительно стабильным основанием, как земляное полотно, а деформируется под воздействием температурных и силовых факторов. Это вызывает появление дополнительных усилий как в рельсах бесстыкового пути на мосту и подходах, так и в мостовых конструкциях.
В отечественной практике в связи с этим существуют ограничения на укладку непрерывного бесстыкового пути на мостах: при езде на поперечинах его длина ограничивается в однопролетном мосту длиной 55 м, в многопролетном - 66 м. При большей длине сооружения по концам температурных пролетов надлежит устраивать уравнительные приборы или уравнительные рельсы. Однако первое решение требует значительных эксплуатационных затрат, а второе неприемлемо для ВСМ ввиду появления
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/4
