Материалы VIII международной (одиннадцатой екатеринбургской) научно-практической конференции 14-15 июня 2002 года

Л.И. Свердлин

Размещение городских мостов: транспортный аспект

Организация системы городского пассажирского транспорта тес-нейшим образом связана с городскими путями сообщения - магистраль-ными улицами и дорогами. В большинстве городов наличие естествен-ных и искусственных препятствий (реки, заливы и другие протяженные водные пространства, железнодорожные пути и развитые станции и пр.) значительно усложняет эту связь и ставит на одно из первых мест вопрос о сооружении транспортных коммуникаций, объединяющих городской организм в единое целое. При реконструкции и развитии транспортных коммуникаций мосты, путепроводы, тоннели и другие искусственные дорожные сооружения представляют собой неотъемлемую и наиболее дорогостоящую часть улично-дорожной сети города [1-3].

В 1960-70-х годах автором был предложен графоаналитический метод определения потребности в транспортных переходах и размеще-ния их створов по главному критерию - транспортному фактору. От-дельные положения этого метода были изложены в публикациях [4-6] и в дальнейшем получили развитие на базе практического использования при разработке генпланов городов и КТС. С учетом этого обстоятельства и многочисленных просьб проектировщиков и коллег есть основание вернуться к этому вопросу.

Основные принципы методики заключаются в следующем:

Реализация в расчетах указанных принципов идет в следующей последовательности.

Определение потребности в переходах по величине и концентрации транспортных потоков

Эта операция предполагает наличие пер-спективной матрицы корреспонденций между условными транспортными районами, осуществляемых всеми видами наземного городского транс-порта в час-максимум, приведенных к легковому автомобилю.

Осевая линия водотока (или искусственной преграды) разбивается на небольшие равные, как правило, 100-метровые участки, которым при-сваиваются последовательно номера от 1 до "n". В пределах каждого из этих участков суммируются попадающие в них корреспонденции, пересекающие водную или иную преграду по "идеальным" (воздушным) линиям, раздельно по встречным направлениям. Таким образом, по каждому i-тому участку получим суммарный транспортный поток Wiл, под-ходящий к левому берегу преграды (если речь идет о водотоке) и Wiп - к правому берегу. Целесообразно отобразить Wiл и Wiп на плане города вдоль берегов водотока в виде гистограммы.Такая схема "транспортного давления" на водоток весьма наглядна и полезна для принятия решений и их демонстрации.

Далее, русло водотока в продольном направлении разбивается на т.н. "зоны влияния" переходов, протяженность которых определяется следующим условием:

где - суммарный максимальный часовой транспортный поток, набирающийся из на некотором расстояний Lk, характеризующем протяженность зоны влияния "k"-го перехода; N - средняя пропускная способность перехода.

При установлении границ зон влияния надо учитывать неравно-значность встречных потоков Граница каждой зоны, в связи с этим, определяется по наименьшему значению Lk, полученному при реализации условия (1), отдельно для левого и правого берегов водотока. Так, например, если при определении границ зоны влияния № 1 условие выполняется на отрезке протяженностью а условие то граница зоны влияния строится по И так последовательно вдоль всего русла. Понятно, что необходимое по данному условию количество переходов "х" соответствует количеству зон влияния, образующих непрерывную цепочку вдоль всего водотока.

На практике мы чаще всего сталкиваемся с наличием одного-двух, реже нескольких переходов. В этом случае сначала зоны влияния строят-ся для существующих переходов с учетом присущих им величин N и лишь затем, отталкиваясь от их границ, устанавливаются остальные зоны.

Назначая среднюю N для новых переходов, следует иметь в виду, что диапазон габаритов проезжей части ограничен 4-8 полосами движе-ния, т.е. средний габарит составляет для крупных городов 6 полос сум-марно в обоих направлениях или по 3 полосы в каждом из них.

Проверка соответствия количества переходов, рассчитанного по величине и концентрации транспортных потоков, минимуму приведен-ных расходов

Сущность этого расчета заключается в следующем: с увеличением количества переходов возрастают капитальные затраты, но сокращаются эксплуатационные расходы по движению транспорта. Постепенно изменяя число переходов, можно найти оптимальное соотношение между капитальными затратами и эксплуатационными расходами. Это соотношение и будет соответствовать оптимальному количеству переходов по минимуму приведенных годовых расходов - х'. В результате проведенных исследований и математических преобразований:

где: А - протяженность водотока в пределах города; W'г, W''г, W'''г - годовые двухсторонние потоки легкового и приведен-ные потоки грузового и общественного нерельсового пассажирского транспорта, пересекающие водоток суммарно на всем его протяжении; а', а'', а''' - удельные показатели себестоимости перевозок на вышепере-численных видах транспорта (а'''-с добавлением себестоимости перево-зок на трамвае, если таковой имеется или намечается); s', s'''- стоимостный эквивалент затрат времени пассажирами на пере-движения легковым и общественным транспортом; См,Сп - укрупненные показатели средней стоимости строительства еди-ницы длины моста и подходов к нему; Lм, Lп- средняя протяженность моста и подходов к нему; D - коэффициент эффективности капиталовложений.

При вынесении за знак радикала, выражение (2) примет вид:

Найденное по количеству зон влияния число транспортных перехо-дов "х" сопоставляется с "х'". Если х№х', то определение зон влияния необходимо произвести снова, подбирая иные средние габариты перехо-дов (в пределах 4-8 полос движения) и, соответственно, иные значения N вплоть до получения сходимости х=х'. Не исключено, что при этом при-дется пересчитывать и "х'", т.к. с изменением габаритов проезжей части изменятся и показатели См и Сп.

Таким образом, процесс определения оптимального количества пе-реходов носит итеративный характер.

Определение створов переходов

Эта заключительная операция позволяет определить местоположение каждого перехода в пределах его зоны влияния. Для этого использован т.н. "метод моментов". Задача состоит в том, чтобы найти средневзвешенную (по Wi,kл и Wi,kп) точку пе-ресечения от водотока относительно произвольно проставленной на этой оси, но вне границ зоны влияния, точки "О". Тогда:

(4)

где: Lko -расстояние от точки О до средневзвешенной общей точки пере-сечения оси водотока, определяющее наивыгоднейший створ перехода в пределах "k" - той зоны влияния; Lko-среднее расстояние от точки О до каждого i-того 100-метрового участка, находящегося в "k"-той зоне влияния перехода.

Метод моментов может быть с успехом применен также и для по-иска местоположения первоочередного перехода.

Безусловно, створы транспортных переходов, определенные по транспортному признаку, могут быть несколько откорректированы по условиям застройки, гидрогеологическим и другим факторам, но при этом следует иметь в виду, что любое значительное отклонение чревато снижением эффективности транспортной системы города.

Литература

1. Гибшман Е.Е., Слободчиков А.Я. Планировка мостов в городах.. М.: МКХ РСФСР,1955.

2. Джангидзе А.М. Планировка городских мостов и их переходов. Тбилиси, 1955.

3. Джангидзе А.М. К вопросу размещения мостовых переходов на генеральном плане города.// Ученые записки инженерно-технического факультета КБГУ вып. 37./ Мате-риалы II и III науч.-техн. конф.. Нальчик, 1967.

4. Свердлин Л.И. Транспорт и размещение городских мостов.//Вопросы градо-строительства и архитектуры./ Доклады к XXIII науч. конф. ЛИСИ. Л., 1965.

5. Свердлин Л.И. Расстояние между городскими мостами.//В помощь проекти-ровщику - градостроителю", вып.3- Киев: Будiвельник, 1966

6. Свердлин Л.И. Принципы определения количества и размещения транспортных переходов через водотоки, исходя из требований городского движения.//Город и пассажир / Тезисы докладов ко II Ленинградской научной конференции. Л. 1971


© S.Waksman, 2002