№4(60)
Декабрь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 25 Март 2009

Теория архитектуры


 Иванов Геннадий Павлович

кандидат технических наук,
доцент кафедры «Строительные конструкции»
УГТУ-УПИ

 Ворошилин Сергей Иванович

доцент,
Уральская государственная медицинская академия

 Плетнев Максим Валерьевич

доцент УГТУ-УПИ

 Коковихин Иван Юрьевич

аспирант, преподаватель кафедры «Строительные конструкции» УрФУ;

 Фомин Никита Игоревич

инженер УГТУ-УПИ

СОВРЕМЕННЫЕ ПЕШЕХОДНЫЕ МОСТЫ


УДК: 624.21
ББК: 39.112
Идентификационный номер Информрегистра: 0420900020\0004


В cтатье проведен анализ конструкций современных торгово-пешеходных мостов на примере г. Москвы. Предложен вариант торгово-пешеходного моста из углеволокна через реку Исеть в г. Екатеринбурге

Ключевые слова: торгово-пешеходные мосты; транспортные сооружения; Багратион (мост)


Архитектурные и градостроительные аспекты строительства пешеходных мостов

Пешеходные мосты наряду с другими транспортными сооружениями решают важные градостроительные задачи и являются неотъемлемой частью архитектурного облика городов и поселков. Обеспечивая рациональное движение потока пешеходов, обслуживая основную массу городского населения, пешеходные мосты, вследствие разнообразия и открытого расположения своих конструкций, оказывают значительное эстетическое воздействие. Поэтому художественная выразительность пешеходных мостов, наряду с задачами чисто утилитарного характера, является неотъемлемым элементом процесса проектирования.

Неповторимый художественный образ создается ритмической организацией конструктивных форм, чередованием элементов и интервалов между ними. Пешеходные мосты достаточно часто сооружают весьма подъемистыми, с лестничными ступенями, и это придает им своеобразную законченность, неповторимую выразительность. Единство композиции, ясность архитектоники сооружения достигаются наличием некоторой общей идеи, выраженной в сочетании отдельных элементов моста, образовании центра композиции, ритмическом нарастании пролетов к центру или к одному из берегов, двустороннем уклоне. Архитектурным украшением пешеходных мостов служат также чугунное, художественное литье перильных ограждений, осветительных колонн и фонарей. Отличительным признаком удачного решения моста является ясная, четкая форма сооружения, когда даже неискушенный в тонкостях архитектуры зритель чувствует органичность решения, дающего единый и цельный образ.

Важной проблемой сооружения пешеходных мостов становится архитектурно- планировочное решение, увязка с архитектурным ансамблем окружающей городской застройки или ландшафтом, которые влияют на общую композицию моста, его схему и конструкцию.

Таким образом, используя пропорции, ритм, масштаб, фактуру, цвет, приемы нюанса и контраста и другие средства архитектурно – художественной выразительности, возможно создание сооружений, в которых функциональная и техническая целесообразность сочетаются с художественной законченностью [1].

Проектирование мостов – высшая форма искусства конструирования. Не говоря уже о символическом значении, создание мостового сооружения всегда было своеобразным полигоном для испытания новых технологий и материалов. Мосты весьма впечатляюще характеризуют различие и неповторимое своеобразие эпох, в которых созданы. Они нередко удостаивались чести стать «визитной карточкой» цивилизации, как, к примеру, мосты Древнего Рима, ставшие настоящей «школой для архитекторов». Мосты также являются величественными произведениями искусства, вплетаясь эффектной и органичной составляющей в природный ландшафт: например, мост Мостар (разрушенный в последнюю Балканскую войну); изумительный мост Золотые Ворота в Сан-Франциско; мост Верразано-Нерроуз – образец для всех мостов, соединяющий районы Бруклин и Стейтен-Айленд в Нью-Йорке. И хотя мосты – это воплощение последних достижений технологической мысли, даже самые новые и оригинальные из них – всего лишь очередной шаг на бесконечном пути прогресса [2].

Среди прочих выделяют пешеходные мосты, которые, хотя и близки с архитектурной точки зрения обычным мостовым конструкциям, допускают использование оригинальных эстетических и технических решений.

Современный пешеходный мост зачастую может сочетать в себе не только функцию моста, но и быть торговым центром с новейшими инженерными системами. Среди таких мостов в России можно выделить мост Багратион (рис. 1-2).

Рис.1

Рис.1. Общий вид торгово-пешеходного моста Багратион в г. Москве

 

Мост Багратион — торгово-пешеходный мост в Москве через реку Москва в составе строящегося комплекса Москва-Сити.

Мост сооружён из стекла и бетона по проекту архитектора Б.И.Тхора. Назван в честь русского полководца П.И.Багратиона. Соединяет Краснопресненскую набережную с набережной Тараса Шевченко. Длина моста — 214 м, ширина — 16 м, высота над уровнем реки — 14 м. Открыт в сентябре 1997 г., к празднованию 850-летия Москвы. Состоит из двух уровней. Нижний уровень представляет собой застеклённую на всём протяжении крытую галерею. Для удобства пешеходного движения на данном уровне установлены горизонтальные травалаторы. Верхний уровень застеклён частично, на нём находится открытая смотровая площадка. На мосту расположены торговые павильоны. Со стороны Краснопресненской набережной вестибюль моста соединён с выходом станции метро «Деловой центр». На этой стороне на набережной находится одноимённый теплоходный причал. Со стороны набережной Тараса Шевченко мост совмещён с «Башней 2000», далее проходит аллея до Кутузовского проспекта, на которой сооружён памятник П.И.Багратиону [3].

Рис.2

Рис.2. Вид пролетного строения торгово-пешеходного моста Багратион в г. Москве

 

Торгово-пешеходный мост через р. Москва в комплексе ММДЦ «Москва-Сити» имеет пролетное строение, представляющее собой треугольную в поперечнике металлическую ферму длиной 147+49 м и высотой 12 м (рис. 3), смонтированную методом продольной надвижки.

Строительство осуществлялось по проекту ОАО «Институт Гипростроймост». После окончания надвижки и монтажа берегового пролета была проведена операция по регулированию усилий. Был также разработан порядок сборки фермы и специальные приспособления для создания проектной формы [4].

В настоящее время наряду с применением в качестве несущих элементов конструкции традиционных строительных материалов: сталь, железобетон, кирпич, дерево находят свое применение так называемые композиционные материалы на основе углеродных, стеклянных и армидных волокон (фиброармированными пластиками, далее ФАП) [5].

Рис.3

Рис.3. Строительство торгово-пешеходного моста Багратион в г. Москве

 

Пешеходный мост с цельнокомпозитным пролетным строением в районе платформы «Чертаново» Московской железной дороги (рис. 4) был пущен в эксплуатацию 28 ноября 2004 г.

Объем применения композитов: пролетное строение, настил, перильные ограждения.

Рис.4

Рис.4. Вид пролетного строения пешеходного моста с цельнокомпозитным пролетным строением в районе платформы "Чертаново" Московской железной дороги

 

Характеристики конструкции: длина 41,4 м, ширина 3 м, масса 11865 т.

Местоположение: Москва, ул. Промышленная, о.п.«Чертаново».

По заключению НИИ Мостов по результатам обследования моста на о.п. «Чертаново» Московской ж.д. в марте 2008 года:

1. Конструкции пролетных строений и лестничных сходов соответствуют требованиям безопасности и обеспечивают восприятие расчетных нагрузок.

2. Лакокрасочное покрытие стеклопластиковых конструкций моста находится в удовлетворительном состоянии.

3. С момента сдачи объекта в эксплуатацию до настоящего времени дополнительных эксплуатационных затрат не потребовалось.

Стеклопластик Профильный Пултрузионный Строительный (СППС) представляет собой материал, состоящий из стекловолокна, пропитанного термореактивным связующим, и предназначен для использования в строительстве взамен традиционных материалов (стали, железобетона, дерева).

Сравнение стеклопластика СППС с другими материалами

 

Механические
характеристики
СППС Бетон 16Д Алюминий Древесина
Прочность при
растяжении вдоль, МПа
240 36* 370 220 80
Прочность при
растяжении поперёк,
МПа
50 36* 370 220 4
Модуль упругости, ГПа 28 40 206 71.0 9
Ударная прочность,
кГс×м/см
1.5 - 1.5 - -
Плотность, тонн/м3 1.9 2.4 7.7 2.75 6
КЛТР 10-6, °К-1 4-11 - 11.9 22.9 2-6
Теплоёмкость, Дж/кг°C 1100 - 460 880 1700
Теплопроводность,
Ват/м°C
0.3 - 45 203 0.2

 

Климатические испытания (лаборатория НИЦ "СМ" ОАО ЦНИИС, 2005 г.)

  • Морозостойкость в соответствии с ГОСТ 10060-95 «Испытания бетона на морозостойкость».
  • 20 и 37 циклов –55 — +18º С в 5% растворе NaCl не выявили снижения прочности [6].

В Екатеринбурге планируется строительство торгово-пешеходного моста через реку Исеть в Ленинском районе в продолжении ул. Шевченко. Общий вид торгово-пешеходного моста через реку Исеть в г. Екатеринбурге (вариант 1) представлен на рис. 5.

Рис.5

Рис.5. Общий вид торгово-пешеходного моста через реку Исеть в г. Екатеринбурге (вариант 1)

 

Второй вариант моста через Городской пруд в Екатеринбурге (рис. 6.) – это разрабатываемый строительной компанией ООО «Интер Тэк» проект торгово-пешеходного моста из углеволокна пролетом 300 м на двух жестких опорах, шириной 18 м, высотой 6 м. По этому проекту мост должен протянуться через Городской пруд от Театра драмы до ККТ «Космос». Выбранный материал не подвержен коррозии, и период эксплуатации составляет сотни лет. В пресс-службе строительной компании ООО «Интер Тэк» было сообщено, что в начале 2008 года их специалистам поступило предложение от правительства Свердловской области оценить возможность постройки моста полностью из углеволокна через реку Исеть. И уже в августе 2008 года компанией «Интер Тэк» был подготовлен технический отчет по предпроектным расчетам конструкций моста.

Рис.6

Рис.6. Общий вид торгово-пешеходного моста через реку Исеть в г. Екатеринбурге (вариант 2)

 

В работе был рассмотрен ряд расчетных схем, из которых были выделены три основные: расчетная схема моста постоянного поперечного сечения по длине моста на основе углеродных волокон, расчетная схема моста постоянного поперечного сечения по длине моста на основе бетона армированного элементами на основе углеродных волокон, расчетная схема моста постоянного поперечного сечения по длине моста на основе бетона со скрытыми вантами, которые выполнены из углеродных волокон.

Расчетная схема моста постоянного поперечного сечения по длине моста на основе углеродных волокон выполнена с использованием конечных элементов тип 44 (универсальный четырехугольный КЭ оболочки), на опорах принято жесткое защемление узлов, расчет линейный.

Нагрузки: приняты согласно п.п. 5.2. Таблицы сбора нагрузок (суммарная расчетная нагрузка на квадратный метр площади пешеходной части моста – 1,902 т/м2).

Жесткостные характеристики: Конструкции моста – углеродное волокно пластина (E=4,077e + 007т/м2; V=0,2; Н=20 см; Rо=1,8 т/м3).

Общий вид расчетной схемы: представлен на рис. 7.

Результаты расчета:

- растягивающие и сжимающие напряжения Nx=244,4 МПа<R=4000 МПа

- расчетный прогиб f=0,612 м < 0,75 м

рис.7

Рис.7. Общий вид расчетной схемы (схема деформации)

 

В расчетной схеме моста постоянного поперечного сечения по длине моста на основе углеродных волокон напряжения не превышают расчетного сопротивления материала, прогиб не превышает нормативного. Данная расчетная схема показывает возможность применения данного материала в конструкции моста. По результатам работы можно сделать вывод о принципиальной возможности реализации данных схем на практике проектирования и строительства.

В итоге можно отметить, что создание мостового сооружения является своеобразным полигоном для испытания новых эффективных конструкций и материалов.


Библиография

  1. Горев В.В. Металлические конструкции. В 3 т. Т.3. Специальные конструкции и сооружения. – М., 2002. – С. 544.
  2. Сасси Перино А., Фараджана Д. Мосты.– М.: Астрель, 2004.– С. 184.
     
  3. По материалам интернет-сайта http://ru.wikipedia.org/.
  4. По материалам интернет-сайта http://www.giprostroymost.ru/.
  5. Гурьянов Ю.В. Усиление бетонных и железобетонных конструкций композиционными материалами на основе углеродных волокон. Екатеринбург: Стройкомплекс Среднего Урала. – 2008.– №6. – С.44-47.
     
  6. По материалам интернет-сайта http://www.apatech.ru/.
  7. Stiven A. Oatrow. Bridges. New York, Metro Books, 1997


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-70832 от 30.08.2017 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017