Подходы к оценке решений систем городских мостовых переходов

ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ РЕШЕНИИ СИСТЕМ ГОРОДСКИХ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

Сторчак Ю.А.

Киевский национальный университет строительства

и архитектуры

Улично-дорожную сеть (УДС) города, условия движения на магистралях которой определяют обшую атмосферу на ней, можно рассматривать как техническую систему, которая функционирует тем лучшее, чем оптимальнее, исходя из различных критериев, создана.

На разных автомагистралях одной категории в тех или иных зонах городов интенсивности движения транспорта (ИДТ) и другие характеристики потоков различаются. Поэтому выбор инженерно-планировочных и конструктивных решений (ИПКР) элементов УДС следует проводить с учетом этих обстоятельств.

Процесс проектирования любого объекта характеризуется методологией, устанав-ливаюшей правила и ход разработок; набором показателей, определяюших решения и факторами, влияюшими на их реализацию. Характеристика конечного результата является одним из главных показателей с точки зрения методологии.

Городские транспортные системы и, прежде всего, такие их элементы как автомагистрали высоких категорий, рельсовые пути сообшения чаше всего возникают в сушеству-юших городах. Исходя из этого, как правило, следует говорить не о создании новой транспортной системы или ее части в планировочной системе города, а о реконструкции суше-ствуюшей. При совершенствовании УДС хотя бы постепенно и частично должны устраняться противоречия, возникаюшие в процессе развития городов из-за несоответствия между сложившейся планировочной структурой и современными требованиями к ней.

Различные концепции формирования УДС городов предполагают разные подходы к созданию городских мостовых переходов (ГМП) на этих сетях. Реализация задуманного нуждается в наличии методологии, которой может пользоваться проектировшик, реализуя ту или иную градостроительную идею. Актуальность разработки этой методологии состоит также в том, что возрастаюшие интенсивности потоков транспорта и пешеходов будут требовать создания совершенных и скоростных УДС, в частности, с выделенными полосами движения для внеуличных видов транспорта.

Важнейшие характеристики ГМП - их количество, расположение на УДС и ИПКР влияют на режим движения на улицах и магистралях, структуры транспортных потоков и жизнедеятельность городов. В этой статье систематизированы положения, которые предлагается обязательно учитывать при оценке ИПКР ГМП. Предложенные подходы основываются на данных научной литературы и исследований автора.

Оптимальное количество ГМП

Важной задачей, которую необходимо решать при оптимизации УДС, является выбор целесообразного и достаточного количества ГМП в том или ином городе или его районе. Сушествуют математические формулы расчета этой величины (табл. 1) В них количество ГМП в городах рассчитывается на основе лишь основных, на взгляд авторов этих методик, показателей. Но градостроительный анализ предполагает более широкий

учет определяющих выбор факторов, которые автор этой статьи считает необходимым использовать (табл. 1 и 2).

Таблица 1

Расчетные характеристики систем ГМП в населенных пунктах

Характеристики ГМП Показатели

участвующие в расчетах не участвующие в расчетах

Количество Ь(Р8 + О 8 ) X = 0,7з( ^ г п ' гр' У Ка т \ вптк • Ь- протяженность ВП в пределах городской застройки, км; • Рг - годовой пассажиропоток через все ГМП города, млн. пас.; • 8п - себестоимость пассажироперевозок через ГМП за 1 млн. пас. -км, выраженная в различных денежных единицах; • Ог - годовой грузопоток через все ГМП города, млн. т; • 8р - себестоимость грузоперевозок за 1 млн. т-км, выраженная в различных денежных единицах; • К - средняя стоимость сооружения одного ГМП из расчета на 1 км его длины, выраженная в различных денежных единицах; • ав - средняя ширина ВП, км; • т - коэффициент эффективности капиталовложений в строительство одного ГМП. • конкретные ширины ВП в разных местах города; • гидрология и геология в районе ГМП; • архитектура города (силуэты, высотные доминанты, рекреационные зоны и т. п.); • виды транспортных потоков на ГМП; • ширины ГМП; • структура УДС.

Шаг [(А + р )С0а гт • А - коэффициент эффективности капиталовложений, учитывающий долю единовременных затрат на строительство одного ГМП в приведенных ежегодных строительно-эксплуатационных расходах; • р - ежегодные эксплуатационные расходы на содержание ГМП, выраженные в различных денежных единицах; • С0 - расходы на строительство ГМП, выраженные в различных денежных единицах; • а - «пиковая» ИДТ по одной полосе проезжей части ГМП, ед./ч.; • г - усредняющий коэффициент дополнительного пробега транспорта вдоль берега ВП к ГМП; • Щ - суммарная «пиковая» ИДТ через ВП, ед./ч.; • 5 - ежегодная себестоимость пробега 1 маш.- км, выраженная в различных денежных единицах. • структура УДС; • категории магистралей УДС; • типы городских территорий, которые связываются ГМП.

Расположение т п = £ щ 1=1 г=т+1 • 1 - произвольно выбранная улица; • ^ - «пиковая» ИДТ в обоих направлениях по 1-й улице, ед./ч.; • т - число улиц, расположенных выше оси ГМП (по течению); • п - общее число улиц вдоль рассматриваемого участка ВП. • ширины ВП; • глубины ВП; • скорости и объемы водных потоков; • архитектурно-планировочные характеристики города.

Таблица 2

Показатели, определяющие решения ГМП

Количество Шаг Расположение ИПКР

А А С С

В В Б Б

С С Е Е

Б Б Е Е

Е Е О О

Е Е Н Н

О О I I

Н Н I I

I I К К

I I Ь Ь

К К м м

м Ь N N

N м О О

О N Р Р

Р О Р Р

р Р я я

я Р я

Где А - р - факторы, которые необходимо, в частности, в качестве коэффициентов или иных логических построений использовать в математических методиках расчета систем ГМП - количества этих инженерных сооружений, их шага, мест расположения и ИПКР.

Применяются Предлагается учитывать

Б - стоимость строительства и эксплуатации ГМП; Н - виды транспортных потоков и годовой пассажиропоток через ГМП; I - ширина ГМП; N - длина ВП в границах городской застройки; О - себестоимость грузо- и пассажироперевозок через ГМП; Р - годовые транспортные затраты. А - категория и значение города; В - расположение города относительно водной преграды (ВП); С - схема связи автомагистралей с городом; Е - характеристики ВП (ширина, глубина, скорость и объем водного потока) в разных местах города; Е - гидрология и гидрогеология территории города в районе предполагаемого расположения ГМП; 0 - ИДТ на направлениях УДС, которые рассматриваются; 1 - виды и структуры транспортных потоков на УДС и ГМП; К - структура УДС и схема городского пассажирского транспорта (ГПТ); Ь - категории магистралей УДС; М - типы городских территорий, которые связываются ГМП; Р - рельеф местности и архитектурно-планировочные решения застройки различных зон города; Я - площади пространств, на которых могут быть размещены элементы ГМП.

Шаг ГМП

На выбор расстояний между соседними ГМП. кроме вышеуказанных факторов. влияют следующие соображения:

• города, территории которых увеличиваются, нуждаются в развитии сетей скоростных магистралей и видов транспорта;

• структура застройки сложившихся и новых территорий городов определяет расстояния между узлами их тяготения (транспортные, административно-деловые, торговые, и т.п.);

• необходимо обеспечить: кратчайшие расстояния между узлами тяготения города, минимальные затраты на передвижение, нормативные радиусы пешеходных до-ступностей к остановкам ГПТ;

• строительство, в том числе, в зоне сложившейся застройки новых улиц и магистралей, создание внутригородских и внешних дорожно-транспортных колец, реконструкция существующей УДС и сети ГПТ (с увеличением их пропускной и провозной способности, в частности, путем расширения проезжих частей, создания пересечений в разных уровнях (путепроводы, тоннели) - требование времени для многих городов с возрастающей ИДТ;

• значительные расстояния между ГМП увеличивают число пересадочных узлов ГПТ, так как те или иные их маршруты уместно использовать лишь на одном из берегов;

• при незначительном расстоянии между ГМП перед водителем возникает выбор вариантов пути движения через ВП.

Разные типы городских территорий (селитебные, производственные, коммунально-складские, транспортных сооружений, ландшафтно-рекреационные) и узлов тяготения вносят свои существенные коррективы в конкретные варианты реализации принципов, которые закладываются в методологию градостроительного планирования и проектирования ГМП.

ИПКР ГМП

Трассирование магистралей УДС и ИПКР ГМП в различных зонах городов, помимо зависимостей от интенсивностей и скоростей движения, уровней загрузки им, видов транспортных потоков, степеней загрязнения шумом и вредными выбросами зависит и от условий застройки в районе этих сооружений УДС, а также архитектурно-художественных особенностей городской среды. Это, в частности, диктует необходимые ширины магистралей в красных линиях и разделительных полос - то есть разный характер планировочной и функциональной организации городских территорий.

При аналогичных ИДТ ИПКР ГМП могут быть рассчитаны на разные режимы движения (уровни загруженности, скорости). Это влияет на выбор: ширин проезжих частей, радиусов вертикальных и горизонтальных кривых, наличие или отсутствие центральных разделительных полос, выбор типа предмостного дорожно-транспортного узла, схемы организации дорожного движения (ОДД) в районе ГМП, условий видимости, освещенности.

Составляющими ГМП могут быть эстакады, которые, вдобавок, могут трассироваться по уже сложившейся ткани города, слабо привязываясь к действующей структуре УДС. Создавая, таким образом, потенциальную возможность кардинально вмеши-

ваться (например, при реконструкции УДС) в сушествуюшую застройку. Альтернативным вариантом может быть ИПКР подходов ГМП в подземном варианте (тоннель).

Малоценная застройка во всех зонах городов в местах трассирования магистралей может быть реконструирована, снесена (ликвидирована), что в полной мере с учетом требований к УДС в этом районе позволит реализовать необходимые решения. Это в равной мере относится к подземному, наземному и надземному решению подходов ГМП.

Создание мошных многофункциональных (с разными видами транспорта и обслу-живаюшей их инфраструктурой (автозаправочные станции, кемпинги, автостоянки)) транспортных коридоров с одной стороны, или сети мелких (маленьких) простых транспортных связей (жилые, пешеходные и прочие улицы и магистрали с транспортными потоками малой интенсивности) с другой, - подходы с противоположными векторами. В первом случае возможно создание высокоскоростных прямолинейных транспортных связей (в частности, с ГМП) между узлами тяготения города. Во втором - учет всех нюансов жизнедеятельности и планировочных особенностей городов.

Те или иные примененные ИПКР позволяют использовать определенные принципы ОДД в районах и реализовывать в них возможные в этих случаях схемы пропуска транзитных транспортных потоков.

От центра города к окраиндм изменяются функциональные требования к ГМП, объемы и виды транспортных потоков на них, характер их движения. И все это в увязке с архитектурой населенного пункта и планировкой УДС.

Условием трассирования и ИПКР ГМП, а также подходяших к ним магистралей в центральных частях городов является максимально корректное их вписывание в сложившуюся застройку. При этом необходимая пропускная способность (ПС) УДС может и не быть достигнута в полной мере с учетом требований архитектуры и других аспектов жизнедеятельности города, так как, тем или иным образом, будет ими ограниченна.

В срединных частях целесообразно руководствоваться теми же требованиями к трассированию и оборудованию ГМП, как в центральных частях городов и смелее отдавать приоритет соответственно транспортной составляюшей.

В срединных и периферийных появляются магистрали для скоростного движения транспорта.

В периферийных на магистралях и ГМП, по определению, чаше всего предполагается скоростное и транзитное движение. Характеристики пространств городских территорий, как правило, позволяют создавать для этого необходимые условия, устраивая магистрали высокой ПС с соблюдением санитарных разрывов с жилой застройкой.

ИПКР ГМП должны максимально подчиняться направлениям магистралей, на которых они располагаются.

Ориентируясь на возможные перспективы развития городов, целесообразно и необходимо предусматривать возможность реализации на их территориях, которые формируются (реконструируются) УДС отвечаюших будушим потребностям. Осушествляться это может как путем проектирования и строительства УДС на ранних стадиях освоения городских пространств, так и их постадийным развитием: с резервированием территорий для дальнейшего освоения.

Изложенный выше подход можно рекомендовать применять и при реконструкции УДС в районах, сложившихся в зонах подземного и надземного решения магистралей в тканях городов.

Даже при аналогичных или похожих принципиальных вариантах размещения ГМП, их конкретные ИПКР могут существенно различаться, причина чего - необходимые для прохождения различных видов транспорта габариты магистралей и ВП, эстетические требования к сооружениям, диктующиеся архитектурой застройки, ландшафта городских территорий.

Необходимость строительства ГМП тех или иных ИПКР определяется также предполагаемыми потоками сообщений между различными местами (узлами, объектами) города. Подобные по своим характеристикам территории могут иметь разные по объемам и содержанию транспортные потенциалы, которые определяют необходимость взаимных транспортных связей между теми или иными городскими планировочными элементами.

На протяженных ГМП логично организовывать движение с большой скоростью (80 км/час и больше), что, в свою очередь, для обеспечения эффективности движения на важных направлениях в целом, требует его поддержания и на: магистралях (в частности, дорожно-транспортных узлах на них), подходящих и отходящих от ГМП; в том числе набережных, соединяющих эти соседние инженерные сооружения, особенно в городах с широкими ВП.

ГМП и перспективы развития городов

При проектировании и оценке тех или иных инженерных решений, следует ориентироваться на то, что их оптимальность окупается при существующих и перспективных размерах движения; величине (занимаемой площади и количеству населения) современных крупнейших городов; ритме деловой жизни и требованиях к транспорту.

При этом изменяются: величины перепробегов транспорта, затраты на содержание УДС и амортизацию транспортных средств, объем вреда от загрязнения окружающей среды вредными выбросами двигателей автомобилей; степень прямолинейности связей между важнейшими узлами тяготения города.

Возрастающие интенсивности международных и трансконтинентальных транспортных сообщений, создание транспортных коридоров, которые проходят через ряд стран, заостряет вопрос оптимальной организации движения мощных транспортных потоков через территории городов или в непосредственной близости от них. При этом дополнительные затраты на создание транспортных инфраструктур необходимы как в случаях пропуска транзитных потоков через центральные части городов и ГМП в них, так и тогда, когда их прохождение осуществляется по обходным магистралям. Во втором случае увеличивается средний пробег транспорта по траектории направления его движения, но существует возможность пропускать транспортные потоки с высокими скоростями, устраивать сооружения УДС на более свободных территориях периферии, уменьшать экологическое влияние магистралей на городские территории. Такой вариант при расположении городов на обоих берегах рек требует устройства как минимум двух ГМП (в случае создания транспортных колец в максимально периферийных частях городов или за пределами их границ), предназначенных, прежде всего, для движения загородных транспортных потоков.

Сравнение единовременных затрат на создание тех или иных вариантов пропуска транспорта в обход центров городов говорит о том, что строительство двух ГМП и подходящих к ним магистралей для преобладающего пропуска транзитного транспорта может оказаться дороже возведения одного или нескольких простых автодорожных или

совмешенных ГМП в центральных и срединных зонах городов, предназначенных для пропуска обшегородских транспортных потоков.

Создание методологии проектирования ГМП необходимо осушествлять, основываясь на: их классификации; разработке типовых схем расположений и решений этих сооружений в тех или иных условиях; детальном анализе ИПКР сушествуюших ГМП с точки зрения ПС, безопасности движения и влияния на окружаюшую среду.

Литература:

1. Сигаев А. В. Проектирование улично-дорожной сети. - М.: Стройиздат, 1978. - 263 с.: ил.

2. Гибшман М. Е., Попов В.И. Проектирование транспортных сооружений: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1988. - 447 с.: ил.

Ключевые слова:

УДС - улично-дорожная сеть;

ИПКР - инженерно-планировочное и конструктивное решение;

ГМП - городской мостовой переход;

Шаг ГМП;

ВП - водная преграда;

ИДТ - интенсивность движения транспорта;

ГПТ - городской пассажирский транспорт;

ОДД - организация дорожного движения.

Рецензент: Осетрин Николай Николаевич, кандидат технических наук, профессор, Киевский национальный университет строительства и архитектуры