ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА МАЛЫХ МОСТОВЫХ БЕСШОВНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Бесшовный мост рассматривается как система «мост—насыпь», где эти два сооружения находятся в коалиционной взаимосвязи. Всякая система всегда эффективнее ее составляющих. Экономические расчеты показывают, что она и экономичнее, чем типизированные мостовые сооружения.

Учет работающих в единой системе всех элементов моста, насыпи и грунтового основания позволяет вскрыть действительное распределение нагрузок между элементами сооружения и учесть переменность свойств инженерно-геологических элементов в створе мостового перехода. Эта переменность не редкая в практике мостостроения.

Применение гибких опор позволяет:

• • снизить вдвое материалоемкость устоев;
• • отказаться в большом числе случаев от опорных частей объединением опор с пролетными строениями шарнирными либо жесткими связями; это позволяет избежать возможного заклинивания металлических опорных частей и разрушения РОЧ, что ведет к ненормированной работе сооружения в целом;
• • снизить вдвое максимальные перемещения торцов пролетного строения по сравнению с перемещениями, которые имеют место в случае традиционного применения неподвижных и подвижных опорных частей;
• • более органично воспринимать изменения в длине бетонируемых на месте пролетных строений, не вызывая чрезмерного силового воздействия в системе «опоры — подмости — пролетное строение»;
• • применять полые фундаментные элементы, работающие как термоопоры.

По сравнению с традиционными столбами сплошного сечения, например, диаметром 1 м, экономия материалов на каждые 10 м буровой скважины составляет: бетон — 7,5 м³, арматура — 0,53 т. При этом существенно упрощается технологический процесс. Толстостенные оболочки позволяют уменьшить число столбов в опоре, за счет чего сокращаются объем буровых работ и расход материалов.

В устоях, запроектированных по традиционной схеме, стойки, являющиеся одновременно свайными элементами, подвержены дополнительной сжимающей силе от осадки насыпи, которая возводится после завершения строительства моста. Здесь насыпь выступает как техногенный элемент, являющийся дополнительной нагрузкой на фундаменты устоев. При коалиционном сотрудничестве насыпь как элемент моста возводится в начальной стадии строительства и используется вместе с коренными подстилающими грунтами в качестве инженерно-геологического элемента. Это способствует получению дополнительного технико-экономического эффекта.

Применение непрерывной железобетонной плиты проезжей части позволяет отказаться от шкафных блоков, ДШ, переходных плит и опорных частей.

Железобетонные плиты проезжей части на мосту и подходах более выгодны, чем асфальтобетонное покрытие. Затраты на изготовление и содержание железобетонной плиты в расчете на 30-летний период эксплуатации в 1,2 раза меньше, чем асфальтобетонного покрытия. Эффект достигается в результате увеличения интервалов между ремонтами, снижения затрат на содержание, возможности использования местных строительных материалов при малой дальности их перевозки и т.д. Только стоимость сэкономленного топлива, исходя из опыта использования твердых дорог в США, позволяет окупить бетонное покрытие уже через 7 лет эксплуатации.

Кроме этого, для железобетонных плит характерны беспыльность, водонепроницаемость, малое сопротивление качению колес, большое трение скольжения как для сухого, так и влажного состояния поверхности покрытия. На железобетонном покрытии снижается вдвое уровень ДТП. Применение модифицированного сталефибробетона для изготовления плит позволяет усилить экономический эффект вследствие улучшения деформативно-прочностных и иных характеристик: водо- соленепроницаемости (IV> 20), морозостойкости (F> 300 в солях), ударной вязкости, истираемости, прочности; снижения строительной стоимости; ускорения сроков строительства с учетом более быстрого набора прочности СФБ и др. Эффект от применения железобетонной плиты проезжей части усиливается с ростом транспортных потоков.

В процессе проектирования мостов был проведен ряд сопоставительных расчетов стоимости строительства и расходов материалов на перспективные конструкции ММБС и типизированные мосты, применяющиеся в настоящее время. Сравнение вариантов проводили в наиболее корректной форме: для одних и тех же условий строительства.

Результаты расчетов показали, что стоимость строительства арочных мостов меньше стоимости типовых балочных сооружений от 15 до 200% (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Сравнение стоимости арочных и балочных мостов

Арочные засыпные мосты дешевле даже мостов временного применения. Ниже приведена сравнительная стоимость 1 м² моста, где самая низкая стоимость принята за единицу (К= 1).

Арочные засыпные мосты:

Сборно-разборный металлический мост:

Мост с деревометаллическим пролетным строением:

Распорный железнодорожный мост (ММБС) с железобетонным пролетным строением, имеющий схему 1 х 13,5 м и заменяющий собой базисный вариант «Проекттрансстроя», схема 1 х 16,5 м, оказался более выгодным по расходу железобетона (соответственно 85,5 и 105,6 м³) и по стоимости сооружения — в 1,3 раза.

Стоимость строительства однопролетных балочных мостов на лежневых фундаментах в 2—2,5 раза меньше, чем типовых балочных конструкций таких же пролетов. Достоинством мостов с устоями лежневого типа является то, что строительство их в условиях бездорожья не требует транспортировки громоздкого сваебойного или бурового оборудования, а качество работ по устройству фундаментов легче контролируемо.

Преимуществами ММБС во время эксплуатации являются:

• • увеличение межремонтных сроков (вследствие отказа от многослойного пирога проезжей части заменой его непрерывной плитой, ликвидации протечек через ДШ на опоры, отказа от самих ДШ и др.);
• • улучшение комфортности проезда по мосту;
• • возможности увеличения скорости проезда и грузоподъемности транспорта;
• • увеличение устойчивости насыпи на подходах к мосту вследствие устройства дренажной системы.

Бесшовная модель малого моста наилучшим образом способствует гашению колебаний от ударно-повторных нагрузок от проходящего транспорта. В общем случае это можно сделать повышением изгибной жесткости пролетных строений, улучшением диссипативных свойств (характеризующих рассеивание энергии колебаний) и использованием конструкционного демпфирования.

Поскольку в силу особенностей малых мостов их надлежит проектировать на более высокие временные нагрузки, чем большие мосты, следует ожидать их удорожания в строительстве. Однако оно незначительно. Так, в результате проведенных расчетов получены следующие коэффициенты увеличения стоимости строительства мостов, имеющих пролеты длиной от 21 до 40 м: класс А12—1,008; класс А13—1,017; класс А14-1,026; класс А15-1,035.

В целом, как показал анализ результатов многочисленных экономических расчетов, стоимость строительства ММБС может быть снижена почти на 30% по сравнению с типизированными сооружениями.

Помимо этого, имеет место основной экономический эффект, связанный с увеличением долговечности мостового сооружения. В результате удаления болевых точек мостового сооружения она возрастает в 2—3 раза.

В целом можно отметить, что ММБС вполне соответствуют требованиям минимизации строительно-эксплуатационных затрат. Технико-экономический эффект от их применения является откликом на рациональность конструктивных решений, лежащих в основе ММБС.

Переход к бесшовным мостовым сооружениям — это важный шаг по пути решения стратегической задачи транспортного строительства — повышение долговечности мостов. Постановка такой цели является насущной необходимостью отечественного мостостроения.