Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе

УДК 624.1

К ВОПРОСУ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ ПАРКОВОК В Г. ПЕРМИ

М.А. Байдак, Д.Н. Сурсанов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

Рассматривается решение проблемы размещения личного автотранспорта жильцов многоквартирных домов в центральных районах города Перми путем строительства подземных парковок. Анализируются сильные

ислабые стороны данного вида парковок, описываются текущие проблемы

ивероятные причины низкой заполняемости подземных машино-мест.

Ключевые слова: подземная парковка, паркинг, стоянка, машиноместо, автотранспорт, жилой дом, жилье, центральный район.

С каждым годом количество автотранспорта в мегаполисах и крупных городах России неуклонно растет, в том числе и в Перми. Так, по данным аналитического агентства «Автостат», за последние пять лет в Перми количество зарегистрированных легковых автомобилей увеличилось на 34 % и составило около 242 тыс. шт., что является одним из самых высоких показателей прироста по стране [1]. По данным «Пермьстат» за 2015 г., в городе сохраняются высокие объемы введенного в эксплуатацию жилья, порядка 17379 квартир общей площадью 1152,2 тыс. кв. метров [2]. Таким образом, из-за постоянно растущего уровня автомобилизации и высокого темпа строительства нового жилья остро встает вопрос о размещении личного автотранспорта во вновь построенных жилых многоквартирных домах.

Существует ряд нормативных источников, регламентирующих количество, размещение, методы подсчета и организации парковочных мест в новостройках. Например, согласно решению Земского собрания Пермского муниципального района № 682 для личного автотранспорта на территории многоэтажных жилых домов принять обеспеченность – 1 машино-место на 1 квартиру или – 300 мест на 1000 чел. [3].

Подавляющее большинство новостроек Перми это многоквартирные многоэтажные дома, при этом количество квартир в таком доме может достигать 150–300 шт. и более. Согласно усредненным показа-

231

телям при создании парковок в жилых массивах на одно машино-место требуется порядка 15–30 м2 общей площади с учетом места стоянки

ипроездов. Предварительные расчеты показывают, что в итоге при строительстве жилья обеспечение объектов необходимым количеством парковочных мест, а также выбор вида и типа парковки становится важной и непростой задачей для проектировщиков.

Существует несколько видов парковок:

♦наземные плоскостные (открытые, крытые);

♦наземные многоуровневые отдельно стоящие;

♦подземные (одноуровневые, многоуровневые);

♦наземно-подземные;

♦механизированные (парковочные комплексы, отдельные механизмы);

♦надземные совмещённые в объеме здания (первые, последние этажи, крыша).

При строительстве парковок в жилых высотных домах имеется ряд факторов, которые значительно влияют на выбор того или иного вида. Наиболее значимыми являются стоимость создания парковки, стоимость земли и наличие необходимой площади на земельном участке. Не менее важными являются градостроительные, технические, гидрогеологические и санитарные ограничения. И если при достаточной площади земельного участка традиционно можно запроектировать плоскостной наземный паркинг как наиболее распространенный, простой

именьший по затратам вариант, то при ограниченной площади участка, которая зачастую возникает в условиях плотной городской застройки в центральных районах г. Перми, устройство плоскостного паркинга становится частично или полностью невозможным, поэтому в настоящее время и в перспективе наиболее актуальным и востребованным в центре города является строительство именно подземных парковок применительно к многоквартирным жилым домам и комплексам.

Подземные автопарковки обладают значительным рядом преимуществ относительного других видов парковок. Прежде всего подземные парковки экономят территорию и освобождают ее под другие нужды, поскольку частично или полностью размещаются в подземном объеме здания, а также могут быть размещены под зонами благоустройства, площадями и тротуарами, инженерно-техническими зданиями, автодорогами. Немаловажным является и централизованный выброс выхлопных газов через вентиляционные шахты, с устройством системы фильт-

232

рации, на нормируемом расстоянии от жилого дома и мест пребывания людей, например, на детских и спортивных площадках. Плюсом являются и низкие энергозатраты на отопление подземных парковок. Так, температура воздуха круглогодично остается на одном уровне, не ниже 5 °С, при этом создаются наиболее благоприятные условия хранения транспортного средства. Главным достоинством с точки зрения эксплуатации подземных парковок является комфорт в их использовании, безопасность и сохранность автомобиля.

Однако при всех преимуществах такого вида парковок, как уже говорилось выше, при проектировании возникает ряд сложностей и ограничений, поскольку с точки зрения строительных норм и правил, технологий и материалов возведение подземных паркингов, в сравнении с другими видами, дольше, сложнее и дороже. Так, по данным экспертов, себестоимость возведения минусовых (подземных) уровней парковок выше, чем плоскостных наземных, и растет пропорционально глубине: в среднем на 10–12 % для первого уровня, на 15–20 % – для минус второго, а углубление на три этажа приводит к удорожанию строительства приблизительно на 30–40 %.

Сложность и высокий уровень ответственности при планировании, проектировании и строительстве подземных парковок, особенно при плотной городской застройке и с увеличением уровня заглубления, обусловливает целый ряд требований, которые необходимо учитывать. Согласно [4–6] основные из них сводятся к следующим:

1. Необходимость изучения строения и свойств грунтов на большую глубину, разработки прогнозов возможных изменений состояния окружающего грунтового массива и гидрогеологических условий, а также обследования оснований окружающей застройки, предопределяет значительное увеличение площади, объема и детальности инже- нерно-геологических изысканий по сравнению с требованиями действующих нормативных документов.

2. Применяемые конструктивные решения и технологии возведения должны обеспечивать сохранность и нормальные условия эксплуатации окружающих наземных и подземных объектов, особенно памятников истории и архитектуры. Для решения этой задачи необходимо математическое моделирование изменения напряженно-деформирован- ного состояния грунтового массива, вмещающего в себя само подземное сооружение, а также основания существующих зданий, попадающих в зону влияния нового строительства.

233

3.При возведении и эксплуатации подземных сооружений первостепенное значение приобретает их защита от подземных вод. Для этого при проектировании необходимо решать вопросы водопонижения, дренирования грунтов и устройства гидроизоляции. При этом может быть проведен численный прогноз влияния строительства на общую гидрогеологическую ситуацию с определением возможного барражного эффекта от строительства.

4.При проектировании подземных сооружений необходимо предусматривать геотехнический мониторинг, способный обеспечить как контроль в процессе выполнения принятых проектных решений, так

иоперативную корректировку этих решений в случае необходимости.

5.Все помещения, не относящиеся к подземным автостоянкам, должны быть отделены от помещений автостоянки противопожарными стенами и перекрытиями 1-го типа, а при значительной площади уровня подземной стоянки должно происходить деление на пожарные отсеки. Помещения парковки и жилые помещения должны быть разделены нежилым этажом.

6.В помещениях для хранения автомобилей особо тщательно проектируется приточно-вытяжная и противодымная вентиляция, которая рассчитана на разбавление и удаление вредных газовыделений, предусматривает контроль температуры воздуха, удаление продуктов горения при пожаре. При этом выходы из лифтов на каждом уровне, а также из лестничных клеток проектируются через тамбур-шлюзы первого типа с подпором воздуха и через системы вентиляции.

При проектировании подземных парковок одним из важнейших этапов является выбор конструктивных решений, строительных технологий, материалов и механизмов, которые будут применяться при строительстве, при этом необходима тесная работа проектировщика со строительными организациями – производителями работ, а все принятые решения должны быть четко привязаны к техническим возможностям подрядных организаций, местным условиям и ограничениям.

В настоящий момент в России и, в частности, в Перми наблюдается рост строительства жилых домов с подземными парковками. Так, согласно данным администрации г. Перми, в городе с начала 2010 по конец 2015 г. было полностью или частично введено в эксплуатацию порядка 35–40 объектов жилищного строительства с таким видом парковки [7].

Однако несмотря на возможность ускорения темпов строительства данных объектов в целом и увеличения количества подземных уровней,

234

размеров в плане количества машино-мест, эти показатели за последние годы и на текущий момент не растут. Главная причина – высокая стоимость возведения таких сооружений и соответственно высокая стоимость парковочных мест в подземном гараже. Сейчас цена парковочного места в городе варьируется от 300 тыс. руб. в доме экономкласса, 500–600 тыс. руб. – в жилье среднего класса, около 1 млн руб. –

вэлитном доме. Так, установлено, что возрастает и цена квадратного метра жилья в таком доме на 5–10 % за кв.метр, причем вне зависимости от того, собираются ли покупатели приобретать квартиру вместе с парковочным местом или нет.

Таким образом, строительство подземных парковок в жилых домах

втеории значительно экономит земельную площадь, освобождает дворы от большого количества автотранспорта, делает объект наиболее современным и комфортным для проживания. На практике же нередко появляется неликвидная подземная недвижимость с низким покупательским спросом, где зачастую пустует треть, а иногда и половина предусмотренных мест.

Список литературы

1.Официальный сайт Аналитического агентства «Автостат». – URL: http: //www.autostat.ru/news/23442/ (дата обращения: 28.01.2016).

2.Официальный сайт Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Пермскому краю «Пермь-

стат». – URL: http: //permstat.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/permstat/ resources/Об+итогах+жилищного+строительства+в+Пермском+крае+в+ январе-декабре+2015+года.pdf/. (дата обращения: 28.01.2016).

3.Об утверждении положения о нормах, порядке организации мест постоянного и временного хранения автомобильного транспорта и порядка их эксплуатации на территории пермского муниципального района: решение Земского собрания Пермского муниципального района от

26.06.2008 № 682 (ред. от 26.02.2009). Доступ из справ.-правов. систе-

мы «КонсультантПлюс».

4. Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов / Рос. акад. архит. и строит. наук. – М., 2004.

5 Проектирование и расчет подземных сооружений (НИИОСП) [Электронный ресурс] / В.П. Петрухин, Д.Е. Разводовский, И.В. Колыбин, Б.Ф. Кисин // Инженерно-консультационный центр проблем фун-

даментостроения: сетевой журнал. – URL: http: //www.eccpf.com/up-

235

load/publikazii/XII % 20tom % 20RASEh_proektirovanie.pdf (дата обращения: 02.02.2016).

6.Садовская Т.И. Подземные автостоянки. Вентиляция и противодымная защита при пожаре // АВОК. – 2006. – № 5. – С. 18–23.

7.Официальный сайт Администрации города Перми. Перечень объектов, введенных в эксплуатацию с 01.01.2010 по 30.12.2015. – URL: http: //www.gorodperm.ru/upload/pages/6137/Perechenobektov%252 cvvedennyhvekspluataciju_ (3).pdf/. (дата обращения: 04.02.2016).

Об авторах

Байдак Михаил Андреевич (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Строительное производство и геотехника», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Ком-

сомольский пр., 29; e-mail: baidak93@mail.ru).

Сурсанов Дмитрий Николаевич (Пермь, Россия) – аспирант ка-

федры «Строительное производство и геотехника», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990,

г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: sursanov@mail.ru).

236

УДК 625.745.11

РАЗРАБОТКА АВТОДОРОЖНОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ ПОНИЖЕННОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ВЫСОТЫ С ОПТИМИЗАЦИЕЙ ПАРАМЕТРОВ

С.А. Бахтин

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск, Россия

Для перехода транспортной сети страны на современную автомобильную нагрузку А14 и Н14 предложено металлическое пролетное строение в виде трехпролетной неразрезной балки пониженной высоты с главным пролетом до 60–63 м с минимизацией расхода металла за счет оптимизации параметров конструкции.

Ключевые слова: автодорожное металлическое пролетное строение, пониженная строительная высота, неразрезная балка, оптимизация параметров.

Одной из проблем развития транспортной сети нашей страны в последние годы является переход на современную автомобильную нагрузку А14 и Н14, которая в среднем превосходит действующую ранее временную нагрузку на 20–30 %1. Это требует огромных расходов как по строительству новых мостов, так и по реконструкции и ремонту построенных ранее в соответствии со СНиП 1962–1985 гг.

До недавнего времени большинство мостов построены под нагрузку А11 и НК-80 согласно действующему проекту 585 РП. «Комплекс унифицированных элементов и блоков стальных автодорожных пролетных строений с ортотропной плитой пролетами 42…147 м» в основном рассчитан для применения на магистральных дорогах федерального подчинения. Следует также отметить относительно большую строительную высоту разрезных и неразрезных балок (более 3,3 м) и «крупность» шага длины унифицированных пролетных строений (42 м; 63 м; 42+n63+ 42 м и т.д.).

1 СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализир. ред. СНиП 2.05.03-84*; введ. 20.05.2011 / ЦНИИС. М., 2011. 341 с.

237

После введения нового СП аналогичные унифицированные металлические пролетные строения под автомобильную нагрузку А14 и Н14 пока не разработаны. В настоящее время построены или находятся в стадии строительства отдельные мосты под новую нагрузку. В частности, на Восточном обходе Новосибирска сооружается мост через р. Иня с главными пролетами в виде неразрезной металлической балки 63,4+84+63,4 м индивидуальной проектировки Новосибирского филиала ОАО «ИркутскгипродорНИИ».

Использование аналогичных пролетных строений на региональных

имуниципальных автодорогах практически невозможно из-за высокой стоимости, которая обусловлена не только «тяжелыми» параметрами нагрузки А14, но и значительной строительной высотой и большой суммарной длиной (более 200 м), что чрезмерно для многих рек в сельской местности.

Поэтому для реального строительства мостов на региональных

имуниципальных дорогах следует разработать серию пролетных строений под современную автомобильную нагрузку:

♦с минимизацией расхода металла,

♦с пониженной строительной высотой (для уменьшения высоты насыпи, что важно в условиях населенного пункта),

♦с длиной пролета, позволяющего перекрывать русло большинства рек для упрощения технологии сооружения фундаментов (порядка

60–80 м).

Для решения поставленной задачи принята конструкция трехпролетного неразрезного пролетного строения с коробчатыми балками и ортотропной плитой в верхнем и нижнем поясах под наиболее распространенный в сельской местности габарит (Г-11,5) (рис. 1).

Рис. 1. Поперечное сечение коробчатого пролетного строения

238

Расчет трехпролетной конструкции выполнялся в программном комплексе MidasCivil путем построения и загружения линий влияния внутренних усилий и прогибов (рис. 2). Как известно, окончательные эпюры внутренних усилий в статически неопределимых мостовых конструкциях складываются из следующих составляющих: усилия от постоянной нагрузки первой стадии, которая действует на монтаже (от собственного веса главной балки и ортотропной плиты), усилия от постоянной нагрузки второй стадии (от веса дорожного покрытия, тротуаров и т.д.); усилия от временной нагрузки.

Рис. 2. Огибающая эпюра изгибающих моментов в балке

Длины главного и боковых пролетов варьировались в большом диапазоне (главного (L) от 50 до 80 м, боковых (Lb) – в пределах 0,5–1,0L). Для конкретного примера выбрана неразрезная балка общей длиной 126 м (42,0 м · 3), что обусловлено применимостью данной длины моста для большинства рек в сельской местности и возможностью технико-экономического сравнения с тремя разрезными металлическими балками расчетной длиной 42 м по проекту 585 РП, обеспечивающими аналогичное отверстие мостов.

На первом этапе оптимизации выбранной конструкции (см. рис. 2) получены экстремальные значения изгибающих моментов в неразрезной балке на основе учета перечисленных выше трех стадий работы пролетного строения для различных соотношений главного и боковых пролетов а = Lb /L. В качестве постоянной и временной нагрузок для конструкции, приведенной на рис. 1, приняты: постоянная нагрузка p = 81 кН/м, полосовая А14: v = 26 кН/м, тележки А14: 2P = 941 кН. Нагрузка Н14 для данных длин пролетов значительно уступает нагрузке от двух полос А14, и поэтому в дальнейшем не рассматривалась.

Варьирование отношением длин пролетов a в диапазоне от 0,5 до 1,0 позволило выявить значительную экономичность неразрезной системы по отношению к разрезным балкам с пролетом 42 м (до 26 %). Ниже приведены полученные соотношения экстремальных значений изгибающих моментов для различных значений коэффици-

239

ента a (Mamax) и аналогичного значения изгибающего момента для балки 42 м (M42):

Следует обратить внимание, что величина a несущественно влияет на экстремальные значения Mamax, что объясняется значительной величиной постоянной нагрузки р, экстремальные изгибающие моменты возникают в опорном сечении над средней опорой. Поэтому для дальнейшей оптимизации был принят вариант а = 0,5 с полученными пролетами 31,5+63+31,3 м, что позволяет перекрыть одним пролетом русло большинства малых и средних рек.

Далее проведена оптимизация нескольких параметров неразрезной балки (высота стенки балки, толщина листа настила ортотропной плиты, шаг и размеры продольных ребер) для минимизации целевой функции – расхода металла на пролетное строение назначенной длины 126 м. Для этого использовались обычные подходы к решению задач оптимального проектирования мостовых конструкций [1–3 и др.].

В результате поисковых процедур, основанных на комбинации градиентного метода и сканирования со сгущением, были получены оптимальные значения параметров для неразрезной балки с пониженной строительной высотой порядка 2,0–2,3 м. Следует отметить, что в большинстве расчетных случаев определяющей для оптимальных параметров становилась проверка по жесткости пролетного строения от нагрузки А14, остальные проверки (по прочности по нормальным, касательным и приведенным напряжениям) выполнялись с некоторым запасом.

Таким образом, предложена основа для разработки автодорожного пролетного строения под современную нагрузку А14 и Н14 в виде трехпролетной неразрезной балки пониженной высоты с главным пролетом до 60–63 м с минимизацией расхода металла.

Список литературы

1. Бахтин С.А., Козьмин Н.А. Многокритериальная оптимизация конструкций городских вантовых пешеходных мостов: постановка и решение задачи // Вестн. Сиб. гос. авт.-дор. акад. – 2013. – № 2. – С. 35–42.

240