Общая масса стальных блоков и элементов путепровода составляет 650 т. При цене одной тонны стального проката $1000 стоимость стальных блоков и элементов путепровода составит $0,650 млн.
Пролетные участки путепровода покрываются, как минимум, пятисантиметровым слоем дорожного покрытия – сталефибробетоном. Общая площадь пролетов путепровода 8760 м². Объем сталефибробетонного покрытия – 438 м³, масса – 1100 т. Стоимость покрытия при цене кубометра сталефибробетона $300 – $0,131 млн.
С учетом массы сталефибробетона масса путепровода составит 1750т и общая себестоимость – $0,780 млн.
Покрытие открытых стальных поверхностей площадью около 7800 м² антикоррозионным составом со средней стоимостью порядка $10 за квадратный метр можно оценить в сумму $0,078 млн. Монтаж гидроизоляции на той же площади с той же стоимостью можно также оценить в сумму $0,078 млн.
Сверху пролетные участки накрыты пластиковой крышей из негорючего материала, площадь которого составляет 6000 м². Его стоимость при средней цене пластика $10 составляет $0,06млн.
22 фундамента для колонн потребуют около 50 м³ бетона стоимостью $15 тыс.
С учетом затрат на антикоррозионное покрытие, гидроизоляцию, пластиковое покрытие, работы по фундаменту материальные затраты на сооружение путепровода составят $1,01 млн.
Остальные расходные статьи на установку эстакады включают в себя доставку готовых блоков; сборку; аренду кранов, других механизмов и оборудования; проведение предварительных геодезических и других вспомогательных работ.
Известно, что цена доставки кубического метра бетона на расстояние 51 – 55 км автотранспортном составляет 1000 руб. ($33). Таким образом, доставка 490 м бетона от завода до места монтажа и установки путепровода обойдется в $0,016 млн. Доставка около 646 тонн металлических конструкций при цене доставки тонны автотранспортом на расстояние 650 км, равной порядка $50, стоит $0,033 млн. В сумме доставка конструкций и материалов обойдется в $0,05 млн.
Сборку путепровода-эстакады вместе с въездами, съездами, переездами можно при наличии необходимого оборудования и механизмов осуществить за один месяц 20-ю специалистами при выплате им $100 тыс.
Аренда механизмов, включая кран, и остального оборудования на один месяц обойдется в сумму порядка $100 тыс.
Стоимость вспомогательных работ можно также оценить в сумму около $100 тыс.
С учетом указанных статей расходов стоимость путепровода двустороннего движения с четырьмя полосами движения, въездами, съездами, переездами составит: $1,01 млн. + $0,050 млн. + $0,300 млн. = $1,36 млн.
Масса двухуровневого путепровода с четырьмя полосами на основе металлопроката, являющаяся нагрузкой 14 стальных колонн диаметром 30 см, сечением 17600 мм², составляет около 1500 тонн. То есть на общую площадь колонн-опор по сечению 246400 мм² действует 15000000 ньютонов, или один квадратный миллиметр подвергается давлению 66н/мм². При пределе прочности стали 600 н/мм² конструкция имеет 9-кратный запас прочности. На нижнем уровне путепровода указанной конструкции может одновременно находиться в движении около 50 грузовых автомобилей весящих в среднем 10 тонн каждый, то есть всего 500 тонн, на втором уровне и переездах может находиться в движении 50 легковых автомобилей массой в среднем 2 тонны, то есть всего 100 тонн. Если учесть их массу, которая составит 600 тонн, то конструкция с дополнительной нагрузкой в виде автомобилей и общей массой нагрузки на опоры 2100 т сохранит многократный запас прочности близкий к 8.
Монтаж над действующими железобетонными одноэтажными путепроводами второго уровня на основе металлопроката для удвоения числа полос движения и создания свойства беспробочности. Экономическая оценка.
При наличии действующих одноэтажных железобетонных путепроводов, как правило, четырехполосных, которые в часы пик не обеспечивают движение автотранспорта без заторов и пробок при их сопряжении с загруженными шести– или восьмиполосными магистралями, целесообразен быстро (около 3-х месяцев) возводимый и недорогой монтаж второго, облегченного, но надежного и сравнительно недорогого, этажа путепровода.
Второй этаж путепровода включает пролетные участки, содержащие четыре полосы движения (возможен монтаж и двух полос) и две буферные (резервно-технические) полосы. Пролетные участки изготавливаются из стальных листов, настилающихся на балки или фермы, которые устанавливаются на металлических вертикальных опорах-колоннах. Сверху на стальные листы наносится не менее чем пятисантиметровым слой сталефибробетона, который используется в качестве дорожного покрытия. Открытые снизу металлоконструкции покрываются антикоррозийным составом, а между слоем сталефибробетона и стальными пролетами монтируется гидроизоляция. Сверху для защиты полос движения от осадков монтируется пластиковая крыша. Кроме того, на путепроводе устанавливаются дополнительные въездные участки, съездные участки и межэтажные переезды для обеспечения более высокой пропускной способности.
В результате использования двух связанных между собой этажей и организации безостановочного движения по второму этажу путепровода, независимо от возможных аварий на нем, пропускная способность путепровода увеличивается до 16 тыс. автомобилей в час или 388 тысяч автомобилей в сутки. На первом этаже путепровода для установления гарантированно безостановочного движения также по бокам на консолях могут быть смонтированы буферные участки из металлопроката.
Таким образом, второй этаж как бы накрывает уже существующий перегруженный одноуровневый путепровод, причем нагрузка от этого второго уровня падает на его собственный стальной каркас с использованием стальных опор-труб, а не на опоры нижнего уровня путепровода.
Стоимость 0,5 км второго этажа из металлопроката вместе с двумя дополнительными въездами, двумя дополнительными съездами, двумя межэтажными переездами, если его монтировать над действующим железобетонным путепроводом, как это видно из приведенных выше расчетов, составит порядка $2 млн. Если исключить для более адекватного сравнения стоимости сооружений сильно (до нескольких раз) колеблющиеся статьи затрат (затраты на оплату персонала специалистов-сборщиков, перевозку материалов и оборудования, арендную плату, вспомогательные расходы, необязательное оборудование), которые могут существенно изменяться при низких или высокий ставках, длительных сроках строительства, при значительной коррупционной составляющей, то "чистая" стоимость второго этажа из металлопроката с четырьмя полосами движения, двумя буферными полосами, двумя дополнительными въездами, двумя дополнительными съездами, двумя межэтажными переездами полукилометрового путепровода составит примерно $1,5 млн.
Для сравнения укажем, что стоимость постройки в России четырехполосных одноэтажных железобетонных путепроводов аналогичной протяженности (около 0,5 км плюс подъездные участки) составляет $ 25-30 млн., а стоимость строительства аналогичного по протяженности одноэтажного железобетонного путепровода на Украине составляет $ 4 млн. Эта, довольно высокая стоимость, особенно в России, очевидно, обусловлена целым рядом факторов. В частности, затягиванием строительства путепроводов и соответственно – многократным превышением запланированных расходов на оплату труда, аренду оборудования и прочих затрат, зависящих от времени.
При этом пропускная способность действующих одноэтажных путепроводов крайне низка – многократно ниже оценки, указанной нами для модернизированного двухуровневого путепровода. При этом любая авария на них приводит к приостановке или даже длительной остановке движения.
Глава 3
Свайные магистрали-эстакады как эффективный антикризисный инструмент.
С развитием современного кризиса начался постепенный переход населения развитых стран на более экономичный режим жизнедеятельности, что уже начинает сказываться в падении спроса на целый ряд товаров потребления. Это, в свою очередь, повлечет снижение добычи нефти, газа, производства стали, цемента и т. д. Эффективных политических или экономических антикризисных инструментов пока никому предложить не удалось. Однако существуют чисто производственно-инновационные инструменты, которые могут существенно смягчить кризис и даже несколько оживить мировую экономику.
Вопрос состоит только в повсеместном широком внедрении таких инноваций, которые, например, смогут в ближайшее время в значительной степени повысить интенсивность грузоперевозок, сократить примерно в два раза потери от пробок и аварий на дорогах, убытки от загрязнения окружающей среды транспортом, создать дополнительный сегмент для потребления стального проката, цемента, различного рода приборов и оборудования на сотни миллиардов долларов ежегодно в течение целого ряда лет, создать сотни тысяч дополнительных рабочих мест.
Такого рода инновацией является новое дорожное сооружение в виде двухуровневой магистрали-эстакады на основе стального каркаса, обеспечивающее благодаря оригинальной конструкции безостановочное движение любых наземных транспортных средств. Подобные эстакады можно использовать как междугородние трассы для непрерывного беспробочного движения легковых автомобилей, в качестве городских магистральных беспробочных сетей для легковых автомобилей, как разгрузочные путепроводы, не блокирующие в часы пик дорожное движение, а также как основу для компактных транспортных коридоров, соединяющих города, регионы и страны.
Приведем в качестве примера магистраль-эстакаду в виде комбинированной транспортно-транспортирующем магистрали (КТТМ) для транспортных коридоров, затраты на строительство которой в несколько раз ниже затрат на проводку транспортного коридора, в котором рядом, но раздельно, находятся железная и автодорога, а также линии связи, трубопроводы.
Главным достоинством КТТМ, совмещающих в одном объеме автомагистраль, железную дорогу, трубопроводы, линии связи и другие навески, на основе магистралей-эстакад новой конструкции – двухэтажных с межэтажными переездами и буферными полосами – является их в разы большая пропускная способность, способность проводить безостановочные транспортные потоки всех типов, обеспечивая повышенный товарооборот. Совмещение в одном сооружении указанных составляющих делает его в несколько раз дешевле обычного транспортного коридора, при этом выделение под него земли практически не требуется, а темпы его установки при наличии заготовленных типовых блоков позволяют строить трассы не за годы, а за месяцы. Возможная установка в закрытом объеме сооружения вытяжек с разрядниками, переводящих вредные составляющие выхлопа в нейтральные, делает его экологически чистым, что очень важно для городов и ряда местностей.
Число полос движения на магистралях-эстакадах согласовано с числом полос движения дорог, подведенных к ним, и не может быть меньше числа последних, что способствует плавному протеканию транспортных потоков по эстакадам без задержек в любое время суток.
Многоуровневые магистрали-эстакады на основе стального каркаса с сталефибробетонным дорожным покрытием, являясь по конструкции близкими к транспортным металлическим эстакадам (для трубопроводов, на шельфах и т.п.) и металлическим мостам, являются такими же надежными и обладающими намного большим ресурсом, чем наземные дорожные сооружения с непрочным асфальтовым или асфальтобетонным покрытием.
Расходы на зарплату и аренду оборудования при проведении подобных КТТМ снижаются в несколько раз даже по сравнению только с автодорожной магистралью. Например, рассчитанная себестоимость изготовления и установки двухэтажных магистральных эстакад для транспортных коридоров (10 автомобильных полос движения, две железнодорожные колеи движения, трубопроводы, линии связи и другие навески) составляет $10млн. (себестоимость полосы движения, включая железнодорожные колеи, в среднем составляет $0,8млн.) при пропускной способности одной автополосы движения 2 тыс. автомобилей в час, или до 480 тысячи автомобилей в сутки при наличии десяти автополос движения, тогда как известные цифры по России, в которые обходится строительство шестиполосной наземной магистрали составляют $10млн. и выше (в США полоса движения стоит порядка $2млн.). Причем пропускная способность их многократно ниже, а пробки на них при их перегрузке возникают регулярно. Например, известно, что планируемая стоимость автодороги Москва-Петербург (684км) – 550млрд. руб. ($18млрд.), а железной дороги – 1трлн. руб. ($33,3млрд.), тогда как себестоимость предлагаемого дорожного сооружения в виде КТТМ – $6,8млрд. и установлено оно может быть при наличии типовых блоков в течение месяцев, а не лет при наличии соответствующей подготовки деталей, блоков, установочных площадок. При этом обеспечивается безостановочная проводка поездов с минимально возможными интервалами, безостановочное движение автомобилей, доставка грузов по трубопроводам, работа линий связи и любых других навесок.
При установке подобных свайных сооружений на основе металлопроката темп строительства, независимо от типа грунта, существенно ускоряется благодаря использованию свайной технологии, когда вместо использования бетонных фундаментов для металлических опор-колонн последние монтируют на предварительно вбитых трубах-сваях или же при сравнительно легких конструкциях сами колонны-опоры вбивают в грунт.
Наиболее налажена технология производства металлоконструкций и цемента для магистралей-эстакад предложенной конструкции в России, Китае, США, Японии, Германии, Украине, Бразилии. Вместе с тем, все эти страны заинтересованы в скорейшей проводке эффективных, надежных и недорогих транспортных коридоров (по "Шелковому пути" от терминалов Восточного Китая до Европы, Транссибирская магистраль от Тихоокеанского побережья до Европы, Трансамериканские грузовые транспортные коридоры от Мексики до Аляски и далее с возможностью замкнуть этот коридор до Европы через Берингов пролив, Трансюжноамериканский транспортный коридор в основном по территории Бразилии от Атлантического до Тихого океана.)
Установка магистралей-эстакад предложенной конструкции, это – существенное увеличение товарооборота, снижение потерь от пробок, аварий, получение десятков миллиардов долларов ежегодных прибылей.
Соответствующими заказами загружаются простаивающие ныне производства, территории сравнительно быстро покрываются сетью эффективных и надежных магистралей, товарооборот увеличивается, экономика растет, а не падает, что особенно важно при наступающем кризисе.
Поскольку межэтажные переезды и буферные полосы обеспечивают беспробочность конструкции, а практически любое число полос движения – нужную пропускную способность, постольку эта конструкция при ее повсеместном внедрении может снять все самые острые транспортные проблемы.Убытки от пробок снизятся, по крайней мере, наполовину. Снизится также число аварий за счет кардинального отделения основных транспортных потоков от потоков пешеходов и велосипедистов. А закрытые по бокам и сверху эстакады с вытяжками и разрядниками для нейтрализации выхлопа сделают эти сооружения экологически чистыми.
Себестоимость этих крайне надежных сооружений крайне низка. В частности, для основных типов конструкции на основе металлопроката себестоимость 1 км полосы движения составляет $ 0,6 – 0,9 млн., тогда как известные (по данным Минтранса РФ) средние затраты на строительство 1 км наземной магистрали в США составляют $2 млн., в Германии – $4 млн., Франции – более $3 млн., России – $1,5 млн. Причем, как правило, в этих затратах не учитывается выкуп дорогостоящей городской земли.
Масса полукилометрового стального двухуровневого – 8 полос движения – путепровода двустороннего движения со сталефибробетонным дорожным покрытием с учетом подводных и переездных участков составляет порядка 4700 тонн: из них 1700 т стального металлопроката, 2900 т цемента для 5-сантиметрового по толщине сталефибробетонного дорожного покрытия на стальных пролетных участках. Себестоимость путепровода с учетом изготовления блоков, их перевозки, аренды оборудования, подготовки участка сборки, монтажа и оснащения путепровода-эстакады необходимым оборудованием составляет порядка $3 млн. (себестоимость полосы движения в один километр – $0,7млн.). Время сборки при наличии типовых блоков и соответствующих механизмов и оборудования для сборки – несколько недель. Пропускная способность восьмиполосного путепровода – 16 тысяч автомобилей в час при скорости от 30 км/час и выше.
Рассчитанная себестоимость изготовления и установки двухэтажных магистральных эстакад двустороннего движения преимущественно для междугороднего сообщения по удельному показателю (1 км) составляет $5млн. (себестоимость полосы движения $0,6млн.) при пропускной способности до 16 тыс. автомобилей в час, или до 384 тысяч автомобилей в сутки (восемь полос движения), тогда как известные цифры по России, в которые обходится строительство шестиполосной наземной магистрали составляют $10млн. и выше (в США полоса движения стоит порядка $2млн.). Причем пропускная способность их многократно ниже, а пробки на них при их перегрузке возникают регулярно. Например, известно, что планируемая стоимость автодороги Москва-Петербург (684км) – 550млрд. руб. ($18млрд.), тогда как себестоимость предложенного нами беспробочного восьмиполосного сооружения – $3,4млрд. Установка в закрытом объеме сооружения вытяжек с разрядниками, переводящих вредные составляющие выхлопа в нейтральные, делает его экологически чистым, хотя и несколько удорожает его.
Масса используемого металлопроката на 1 км – порядка 2600 тонн, масса цемента для сталефибробетонного дорожного покрытия (5 см толщиной) – 4500 тонн, или в сумме – 7100тонн.
Масса километровой стальной двухэтажной (8 полос движения) магистрали-эстакады двустороннего движения, причем верхнее покрытие используется для крытой парковки легковых автомобилей – со сталефибробетонным дорожным покрытием составляет порядка 11500 тонн: из них 4100т стального металлопроката, 7100т цемента для 5-сантиметрового по толщине сталефибробетонного дорожного покрытия на стальных пролетных участках. Себестоимость эстакады с учетом всех стадий от изготовления и транспортировки блоков до подготовки участка сборки, монтажа и оснащения эстакады необходимым оборудованием составляет порядка $7 млн. Время сборки при наличии соответствующих механизмов и типовых блоков с применением преимущественно операции свинчивания для облегчения сборки или разборки сооружения в случае его переноса на другое место – несколько недель. На верхней парковочной площадки (1 км длина, 18 м ширина) можно разместить не менее 600 легковых автомобилей при себестоимости квадратного метра эстакады менее $200.
Пропускная способность восьмиполосного путепровода 16 тысяч автомобилей в час при скорости не менее 40 км/час.
При вводе в эксплуатацию в крупнейших городах мира предлагаемого дорожного сооружения только для легковых автомобилей (90% всех автомобилей) убытки от пробок снизятся более чем в два раза, и составят для 62 крупнейших городов России не $ 8 млрд., а менее $4млрд. В 62 крупнейших городах России потребуется установить над основными наземными магистралями двухэтажные магистрали-эстакады протяженностью в Москве не менее 480 км, в Петербурге – не менее 100 км, в других городах от 20 до 60 км, всего порядка 3000 км.