ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ОПОРЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ В Г. ПЕРМИ

На сегодняшний день системы видеонаблюдения и видеофиксации играют важную роль при контроле дорожного движения и соблюдении ПДД. При этом существуют самые разнообразные опорные конструкции для установки данных систем (см. рис. 1 а-в). Среди многообразия проектных решений по конструктивной схеме можно выделить: консольные опоры (с установкой на столбах освещения или отдельно стоящие), балочные однопролетные, двухпролетные. По типу несущего горизонтального элемента их можно разделить на балочные и ферменные, в последнем случае на плоские и пространственные фермы.

Рисунок 1. Конструкции опор видеонаблюдения: а) консольная; б) балочная; в) ферменная

В большинстве случаев данные опоры являются самонесущими, а заказчик, в свою очередь, старается снизить расходы на возведение подобных конструкций. Отчего становятся актуальными вопросы о способах установки камер видеонаблюдения и различные конструкторские решения проектирования опор видеонаблюдения.

Подобную опорную конструкцию было необходимо разместить на трассе по улице Чкалова в г. Перми при соблюдении достаточно экстремальных условий:

• Сжатые сроки на проектирование;
• Ограниченное финансирование;
• Значительный пролет сооружения (36 м);
• Стесненные условия (действующая автомагистраль, ограничение по использованию грузоподъемных механизмов);
• Техническое задание от заказчика (над каждой полосой движения должна быть установлена камера дорожного движения).

Для решения проблемы значительного пролета проектировщики предложили заказчику установить промежуточную опору на разделительной полосе. Однако, это предложение было отклонено в силу необходимости остановки движения и удорожания строительства. Проблема была решена оригинальным способом – использованием вантов в конструкции. Эскизное решение, предложенное главным инженером проекта С.И. Марышевым, отражено на рис. 2.

Использование вантовых конструкций широко применяется по всему миру, эффектно с архитектурной точки зрения и позволяет уменьшить усилия, возникающие в элементах ригеля. Для обеспечения большей пространственной устойчивости было принято решение использовать пространственную ферму. Сбор нагрузок был выполнен в соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Определение усилий в элементах было выполнено в программе «Лира 9.6» методом конечных элементов, расчетная схема отражена на рис.3.

Рисунок 2. Эскизное решение опоры для системы видеонаблюдения

а) Расчетная схема

б) Концептуальный вид

Рисунок 3. Расчетная схема опоры видеонаблюдения

В результате дальнейшего конструирования были определены сечения элементов конструкции:

1. Сечения поясов – уголок или равнополочный уголок 45х4;
2. Элементы решетки – уголок 25х4;
3. Сечения троса – 12 мм;
4. Сечения стойки – труба 377х8.

Общий вес конструкции составил около 1 тонны (0,9 т).  Была решена проблема ограниченного финансирования, а также выполнено техническое задание по размещению камер над каждой полосой движения.

Наконец, стесненные условия и ограничение по использованию грузоподъемной техники внесли свои корректировки в окончательные конструкторские решения - для монтажа ферм в стесненных условиях стойки были выполнены составными так, чтобы верхняя часть могла свободно вращаться относительно вертикальной оси (цилиндрический шарнир), (рис. 4).

Рисунок 4. Наглядное изображение вращения верхней части стойки относительно вертикальной оси

В начале монтажа были выполнены фундаменты под стойки в виде одиночных буровых свай (рис. 5). Далее были установлены две стойки (нижние части) по обе стороны дороги. Чтобы достичь одинаковой высоты с двух сторон опоры, высотные отметки верхних площадок контролировали с помощью нивелира. На земле из двух отправочных элементов собиралась половина пространственной фермы, объединялась с верхней частью стойки. Натягивались ванты (не в полную силу до отсутствия провисания). При монтаже подобного элемента (строповка за верхнюю часть стойки) центр масс находится приблизительно на расстоянии 1/3 длины фермы от опоры. Для того, чтобы обеспечить горизонтальное положение сегмента фермы при монтаже, к противоположной стороне стойки приваривался противовес (рис. 6).  После этого собранный элемент, состоящий из верхней части стойки и половины фермы, поднимался на высоту 0,5 м для проверки горизонтальности пространственного элемента.

Рисунок 5. Фундамент под стойки

Далее собранный элемент опускался на нижнюю часть стойки. При этом половина фермы ориентировалась параллельно обочине дороги, а грузоподъемный механизм стояли на обочине дороги, не препятствуя движению. Выполнялась натяжка вантов до проектных значений усилия натяжения, и при помощи автовышки, стоящей на крайней правой полосе движения, части ферм были повернуты на 90 градусов поперек проезжей части. После окончательной проверки правильности установки был выполнен монтажный стык, расположенный над разделительной полосой. Процесс установки конструкции и итоговое положение отображены на рис. 7, 8, 9.

Рисунок 6. Положение противовесов

Рисунок 7. Процесс монтажа

Рисунок 8. Положение противовеса

Рисунок 9. Итоговое положение

Конструкторское решение, с помощью которого была установлена опора видеонаблюдения, оказалось экономически выгодным и удовлетворило заказчика. Более того, оно оказалось архитектурно выразительным, а разработка технологии монтажа параллельно с этапом конструирования позволила существенно сократить издержки на монтаж. В целом, опора была возведена в течение недели, движение по автомагистрали не прерывалось ни на минуту.

Список литературы:

1. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия, ОАО НИЦ «Строительство», М. 2011;
2. Кривошапко С.Н.  Висячие тросовые конструкции и покрытия сооружений // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2015. – №7 (34). – С. 51-70.
3. Кирсанов Н. М. Висячие и вантовые конструкции. – М.: Стройиздат, 1981. – С.4 – 6.
4. Михайлов В.В. Предварительно напряженные комбинированные и вантовые конструкции. – М.: Изд-во АСВ, 2002