Глава VII
ИЗЫСКАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАМВАЙНЫХ И ВНУТРИЗАВОДСКИХ ЛИНИЙ
ИЗЫСКАНИЯ И СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Внутренние железнодорожные пути промышленных и других предприятий должны проектироваться в строгом соответствии с проектами планировки и застройки промышленных узлов, зон и отдельных предприятий в увязке со схемами развития магистральных железных дорог и внешних подъездных путей, а в необходимых случаях и с учетом генеральных планов населенных пунктов.
Основой для проектирования трамвайных линий является комплексная транспортная схема города, основанная на материалах генерального плана, отчетных данных и сведениях, полученных при проведении специальных обследований. Во всех случаях проектированию новых или реконструкции существующих линий, путей, их отдельных устройств и сооружений должно предшествовать сравнение технико-экономических показателей и выбор лучшего варианта проектного решения.
Для того чтобы сравнение вариантов имело необходимую базу, прежде всего необходимо провести инженерные изыскания. Изыскания подразделяются на экономические и технические, причем первые выполняются на предварительном этапе.
Цель экономических изысканий — обосновать необходимость и целесообразность строительства линии, пути или другого объекта, наметить возможные варианты и определить их технико-экономические показатели. При такой предварительной проработке вариантов внутризаводского пути изучают грузопотоки и грузонапряженности, их неравномерности, особенности возможной трассы, предполагаемый вид тяги (электрической или тепловозной).
Проводя предварительные изыскания трамвайных линий, определяют их возможные и целесообразные направления, данные о пассажиропотоках, тип размещения пути относительно проезжей части улицы. В рамках экономических изысканий выполняется также предварительный выбор трассы или вариантов трасс. Эта задача решается по-разному. При проектировании магистральных железных дорог или большинства внешних подъездных путей, особенно на вновь строящихся предприятиях, выбор трассы сводится к свободному изысканию наиболее удобного и выгодного направления. При проектировании подъездных путей в городской черте, внутризаводских или трамвайных путей возможность выбора ограничена условиями городской планировки, застройки, размещением цехов, проездов и т. п.
Очевидно, что в любом случае наиболее экономичным оказался бы вариант, обеспечивающий минимум затрат времени на перевозку, т. е. вариант кратчайшего направления. Однако возможны случаи, когда достаточно плотно заселенные жилые районы окажутся в стороне от этого направления. Тогда оправданным может оказаться отклонение от кратчайшего пути и линия с большей строительной стоимостью будет предпочтительнее. Итоги экономических изысканий могут приниматься за исходные данные для проведения технических изысканий.
Технические изыскания в общем случае заключаются в проведении топографо-геодезических, инженерно-геологических и гидрологических работ, уточняющих наиболее целесообразное расположение проектируемой линии на карте, генеральном плане и на местности; в сборе всех данных и исходных материалов, необходимых для проектирования, в обследовании существующих объектов, а также в различных согласованиях с заинтересованными организациями.
При изыскании подъездных и внутризаводских путей определяют трассу и основные элементы линии, типы и конструкции элементов пути и искусственных сооружений, наличие и характеристики коммуникаций, снимают поперечные профили, намечают предварительный продольный профиль и его элементы, изучают характер грунта и уровень залегания грунтовых вод, рассчитывают стоимость строительства. Как правило, изыскания идут с максимальным использованием имеющегося съемочного материала, инструментальная съемка на месте выполняется лишь для необходимых уточнений.
При проведении технических изысканий трамвайных путей уточняют и наносят на план планировочные характеристики улиц и проездов, выбранных для трассировки линии (ширину, уклоны, характер застройки, наличие подземных коммуникаций, зеленых насаждений); корректируют или обновляют геодезическую подоснову трассы и всей подробной ситуации с уточнением и привязкой вертикальных отметок, нужных для составления продольного и поперечных профилей, а также для проектирования водоотвода. Для проектирования обычного трамвая или наземных участков СЛТ глубина геологических изысканий обычно ограничивается двумя метрами, для проектирования подземных участков скоростного трамвая — десятью.
Обычно разрабатывают несколько местных вариантов трассы. Сравнительную оценку им дают по стоимостным (денежным) показателям: строительной стоимости, эксплуатационным расходам, приведенным затратам, а также по некоторым натуральным и качественным показателям: общей длине линии, длине прямых и кривых участков, величине уклонов, а для трамвая еще и по наличию участков с тяжелыми условиями движения, пересечений с другими транспортными потоками, пешеходных подходов.
Вариантные разработки в ходе технических изысканий могут подтвердить или опровергнуть возможность осуществления выбранного решения. Так, например, кажущаяся оптимальной трасса самого короткого варианта может оказаться неприемлемой из-за чрезмерной величины продольного уклона, наличия перспективной застройки или естественных и искусственных рубежей: рек, оврагов, насыпей или выемок других сооружений. В этих случаях оправданными, в том числе и по денежным показателям, могут оказаться варианты большей строительной длины.
Данные для сравнения стоимостных показателей получают на этом этапе в результате проведения укрупненных расчетов по элементам затрат. Для учебных целей можно пользоваться средними (приближенными) цифрами, приведенными в табл. 39 и 40.
Ориентировочная стоимость укладки стрелочных переводов, пересечений и других отдельных объектов и обустройств пути, тыс. руб., приведена ниже:
Стрелочный перевод трамвайный (комплект) . 3—4
Стрелочный перевод трамвайный с пересечением (комплект) 7—8
Стрелочный перевод железнодорожный (комплект) 6—7
Пересечение железнодорожное (комплект) 4
Контактная сеть (1 км) одиночного пути:
на кронштейнах при железобетонных опорах 6—11
на кронштейнах при металлических опорах . . . 8—14
на растяжках при железобетонных опорах . . . 5—7
на растяжках при металлических опорах 7—12
Земляные работы в обычных грунтах (м3) ... 0,002
Железобетонный продольный лоток (1м) 0,025
Пешеходный мост (1м) ... 0,5
Пассажирский тоннель (1м) 2
Путепровод (1м) . 5—6
Пассажирский павильон 14
Железобетонные трубы параметром 1,5 м (1 м) . . 0,4
Светофор . 0,2
Тупиковый упор 0,2
Таблица 39. Основные виды эксплуатационных расходов
♦ В зависимости от типа подвижного состава.
Сравнение двух вариантов по стоимостным показателям следует проводить, сопоставляя дополнительные строительные затраты на осуществление более дорогого варианта со снижением эксплуатационных расходов, которое ожидается в этом случае. Срок окупаемости Т дополнительных единовременных капитальных затрат К за счет ежегодной экономии на эксплуатационных расходах С определится так
Таблица 40. Ориентировочная стоимость строительства 1 км прямого пути, тыс. руб.
Примечание. ЖБ — железобетонные, Д — деревянные, 1ЦГ щебень, гравий. ГП - гравийно-песчаный, КП — крупнозернистый песок.
Полученное значение Т следует сравнить с нормативным сроком окупаемости Тн, который для железнодорожного транспорта установлен равным 8—10 годам, а для трамвая—6—8 годам. При Т<Тн предпочтительнее по денежным показателям более дорогой (К2) вариант, при Т>Тн следует выбрать более дешевый (К1), при Т=Тп решение принимается с учетом натуральных и качественных показателей.
Сравнение вариантов можно проводить и по годовым приведенным расходам Эп=ЕпК+С, где нормативный коэффициент эффективности Ен=1/Тн. Лучшим является вариант с наименьшим значением Эп.
При проектировании рельсовых путей необходимо руководствоваться соответствующими техническими, архитектурно-планировочными, эксплуатационными и экономическими требованиями.
Технические требования определяются необходимостью соблюдения норм, установленных соответствующими главами СНиПа, Правилами технической эксплуатации железных дорог Союза ССР (ПТЭ), Типовым положением по технической эксплуатации промышленного железнодорожного транспорта, Правилами технической эксплуатации трамвая и другими нормативными документами. Это прежде всего нормы ширины рельсовой колеи, расстояния между осями смежных путей на прямых и кривых участках, основные габариты, допускаемые радиусы кривых, величины возвышения наружного рельса и некоторые другие характеристики пути, приведенные в тексте и в таблицах настоящего учебника. Кроме того, жесткие требования предъявляются и к трассировке и сопряжению кривых, особенно малых радиусов, к величине продольных уклонов и параметрам плана и профиля пути. Эти требования приводятся при изложении методов проектирования плана трассы, продольного и поперечного профилей внутризаводских и трамвайных путей.
Архитектурно-планировочные соображения диктуют необходимость проектных решений, которые позволили бы пути и его сооружениям как бы вписаться в архитектурный ансамбль промышленной или городской застройки, избежать излишнего загромождения улиц и проездов, улучшить, а не ухудшить, как иногда бывает, внешний облик улиц или заводской площадки, кроме того, путевые сооружения не должны создавать помех другим транспортным потокам, а также пешеходам.
Эксплуатационные требования к проекту рельсового пути — это прежде всего требования безусловной безопасности для пассажиров и пешеходов, а также для самого железнодорожного и трамвайного подвижного состава.
Запроектированный с учетом этих требований и построенный (или реконструированный) путь должен обеспечить возможность движения с необходимой скоростью, а также высокое качество грузовых и пассажирских перевозок (минимум затрат времени, надежность, удобство и комфорт для пассажира и поездной бригады).
Внутризаводские пути должны проектироваться таким образом, чтобы объем маневровой работы (перестановки груженых и порожних вагонов) был наименьшим, а длина грузовых фронтов (длина путей в пределах погрузочно-разгрузочных площадок) соответствовала местным условиям.
Особое значение имеют экологические требования, т. е. учет задач охраны природы еще на стадии проектирования. Важнейшие из них — сокращение площади земель, занимаемых под строительство подъездных путей и вылетных трамвайных линий; охрана воздушного бассейна от загрязняющих выбросов маневровых тепловозов, шпалопропиточных установок и т. п., а также от повышенного пылеобразования при движении трамваев по путям, совмещенным с проезжей частью улицы; борьба с шумом, особо актуальная для всех видов рельсового транспорта. Звук, издаваемый даже исправным подвижным составом, движущимся с обычной для него средней скоростью (до 40 км/ч для трамвая, до 30 км/ч для внутризаводской маневровой подачи) по исправному пути, в непосредственной близости от него может достигать 40— 50 дБ и более, что в отдельных случаях даже превышает допускаемые пределы.
Снижение шума достигается уменьшением числа сборных стыков, применением амортизирующих подрельсовых прокладок, использованием шумозащитных экранов, а также высоким качеством содержания пути и подвижного состава.
Разработке проекта на строительство пути предшествует техническое задание на проектирование, которое выдает предприятие-владелец подъездного пути или трамвайно-троллейбусное управление города. Задание на проектирование должно включать данные о назначении линии, ее начальном, конечном и основных промежуточных пунктах, сроках строительства, источниках энергоснабжения, интенсивности движения, типах подвижного состава, роде тяги (для внутризаводских путей). В состав задания обычно входит также архитектурно-планировочное задание (АПЗ) или паспорт земельного участка, отведенного для проектирования и строительства в установленном порядке.
Поэтапная последовательность разработки проекта зависит от сложности проектируемого объекта. Новые или реконструируемые линии, внешние подъездные пути, трамвайные хозяйства, вновь создаваемые в городах, проектируют в две стадии. Вначале создается проект со сводным сметным расчетом стоимости. Его задача — уточнить на основе сравнения вариантов направление трассы, стоимость строительства и другие показатели пока без проработки деталей. На второй стадии составляется рабочая документация, уточняющая и детализирующая решения проекта. Менее сложные объекты, к которым относятся отдельные внутризаводские и трамвайные пути, проектируются в одну стадию — рабочий проект со сводным сметным расчетом.
Рабочий проект должен содержать: выкопировку из генерального плана города или промышленного предприятия с нанесением всех существующих линий, примыкающих к нему (в масштабе 1:2000—1:20 000); план трассы проектируемого пути в масштабе 1:500 с подробной ситуацией (красные линии застройки, здания и сооружения, наземные и подземные коммуникации, водопроводные сооружения, элементы кривых, стрелочных переводов и пересечений, а также вертикальные отметки рельефа, проезжей части, полов основных зданий); продольный профиль по оси линии (в горизонтальном масштабе 1:1000— 1:2000, в вертикальном — 1:100—1:200); планировочные и рабочие поперечные профили на пикетах и в характерных сечениях (масштаб 1:100); типовые путевые конструкции в поперечном разрезе (масштаб 1:10—1:50); проекты искусственных сооружений и водоотводных устройств; разбивочные чертежи на круговые и переходные кривые; разбивочные и сборочные чертежи на стрелочные переводы и пересечения (масштаб 1:100—1:200).
В состав рабочего проекта входят также сводный сметный расчет, пояснительная записка с обоснованиями всех принятых решений, а также согласования со всеми заинтересованными организациями.
В результате этого, помимо уже упоминавшихся АПЗ и решений об отводе участков, должны быть получены согласования от городских организаций (а при строительстве на промышленной площадке — от соответствующих служб предприятия), ведающих электрическими сетями, линиями связи, водопроводом и канализацией, внешним благоустройством, а также от органов ГАИ, пожарной охраны, санитарной инспекции и т. д.
Весьма важным вопросом при проектировании рельсовых путей как внутризаводских, так и трамвайных является выбор конструкции пути. Этот выбор заключается в определении типа рельса, промежуточных скреплений, варианта основания, типа шпал и их количества на 1 км, материала и размеров балластной призмы, наличия и вида дорожного покрытия. Решение принимается с учетом технологического назначения пути, интенсивности и скорости движения, нагрузок от колесной пары на рельсы и других характеристик подвижного состава, размещения пути относительно проезжей части улицы или покрытия промышленной площадки, требований внешнего благоустройства. Кроме того, на выбор влияют геологические и гидрогеологические условия, решения, принятые в процессе проектирования (продольные уклоны, радиусы кривых), местные условия объекта, а также результаты сравнения по годовым приведенным затратам.