Диаметр вертикальных опор-колонн – 500 мм, толщина стенки – 30 мм, сечение – 44300 мм². Число опор-колонн – 100 и их высота от наземного уровня до уровня второго этажа (6,5 м) составляет порядка 10 м. Общая длина колонн составляет 1000 м. Их общая масса – 230 т. Их общее сечение – 4430000 мм.
Число свай, являющихся фундаментом 112 опор-колонн, если их на каждую колонну приходится 3, составляет 336. Диаметр стальной сваи 15 см, толщина стенки 8 мм, длина 3 метра. Сечение сваи – 2000мм², объем металла трехметровой сваи – около 0,006 куб. метра, масса – 0,046 тонны. Масса 336 свай – 15 т.
Протяженность двутавровых балок – продольных опор нижнего уровня магистрали-эстакады – составляет 11 рядов общей длиной 11000м, протяженность 100 поперечных тридцатиметровых опор-балок – 3000 м, общая длина балок – 14000 м. Их масса из расчета, что вес 44,7 м составляет 1 тонну – равна 310 т. Общая масса нижнего уровня вместе с горизонтальными опорами составляет 3050 т.
Для обоих уровней магистрали-эстакады протяженность балок составит 28000 м. Их масса из расчета, что вес 44,7 м составляет 1 тонну, равна 620 т. Общая масса обоих уровней вместе с горизонтальными опорами составляет 5700 т.
Общая площадь всех пролетных участков километровой двухуровневой магистрали-эстакады двустороннего движения, включая съезды (въезды), – 60300 м².
С учетом въездов (съездов), перездов, опор и свай общая масса стальных блоков и элементов КТТМ в виде двухуровневой магистрали-эстакады составляет порядка 6000 т. При цене одной тонны стального проката $1000 стоимость стальных блоков и элементов магистрали-эстакады составляет $6 млн.
Пролетные участки магистрали-эстакады покрываются, как минимум, пятисантиметровым слоем дорожного покрытия – сталефибробетоном. Общая площадь всех пролетов для проезда автомобилей двухуровневой магистрали-эстакады – 48300 м². Объем сталефибробетонного покрытия – 2415 куб.м, масса – 6040 т, стоимость при цене кубометра сталефибробетона $300 – $0,724 млн.
С учетом массы сталефибробетона масса магистрали-эстакады составляет 12040 т и суммарная стоимость по данным материалам – $6,724 млн., а масса нагрузки на вертикальные опоры составляет: 5700 + 6040 = 11740 т.
Покрытие открытых стальных поверхностей площадью около 72300 м² антикоррозионным составом со средней стоимостью порядка $10 на квадратный метр можно оценить в сумму $0,723 млн. В ту же сумму можно оценить и установку гидроизоляции.
Сверху пролетные участки въездов (съездов) и второй этаж накрыты пластиковой крышей из негорючего материала, площадь которого составляет 30300 м². Его стоимость при средней цене пластика $10 составляет $0,303 млн.
112 фундаментов (1х1х2) метра для свай потребуют 84 м³ бетона стоимостью $67 тыс. В ряде случаев сваи могут вбиваться или ввинчиваться в грунт без использования бетона.
Цена рельсов за 1 метр массой 50 кг составляет $1000 за тонну. 400 тонн стоят $0,4 млн.
Стоимость указанных конструкций и материалов составляет в сумме $8,94 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, оснащение эстакады необходимым оборудованием.
Известно, что цена доставки кубического метра бетона на расстояние 51 -55 км автотранспортном составляет 1000 руб. ($33). Таким образом, доставка 2600 м³ бетона от завода до места монтажа и установки магистрали-эстакады обойдется в $0,086млн. Доставка около 6000 тонн металлических конструкций при цене доставки тонны автотранспортом на расстояние порядка 650 км $50 стоит около $0,3млн. В сумме доставка конструкций и материала обойдется в $0,386 млн.
Сборку 1 км эстакады вместе с въездами, съездами можно при наличии необходимого оборудования и механизмов осуществить за один месяц 40-ка специалистами при выплате им $200 тыс.
Аренда механизмов, включая кран, и остального оборудования на один месяц обойдется в сумму порядка $200 тыс.
Внутренний объем эстакады, а также въезды и съезды контролируются телекоммуникационным оборудованием, в которое входят телекамеры или видеорегистраторы, коммутаторы, сервер. В частности, для данного типа эстакады достаточно 100 телекамер. Общая стоимость этого оборудования составляет $100 тыс. Освещение полос движения эстакады осуществляется светодиодными источниками, например, мощностью 35 ватт со светоотдачей порядка 40 лм/Вт. Ресурс этих источников 11 лет. Источники света не нагреваются. Стоимость одного источника света около $10. Для освещения объемов эстакады и переездов достаточно 400 светильников. Таким образом, стоимость светильников составляет $4000. Стоимость остального электрооборудования, включая святящиеся табло-указатели, составляет примерно такую же сумму. Следует также учесть противопожарное оборудование, железнодорожное оборудование, эвакуационные сходы, оборудование для мониторинга эстакады и т.п. Общая стоимость этого оборудования для эстакады может составить порядка $200 000.
Оснащение эстакады необходимыми приборами и оборудованием займет около месяца и потребует участие около 20 специалистов при выплате им порядка $100 тыс.
Стоимость геодезических и других вспомогательных работ можно оценить в сумму около $100 тыс.
С учетом указанных статей расходов себестоимость 1 км оснащенной двухэтажной магистрали-эстакады составит: $8,94 + $0,086 + $0,320 + $0,200 + $0,200 + $0,200 + $0,100 + $0,100 = $10,1 млн.
В эту сумму не входят монтаж и навеска трубопроводов, монтаж линий связи непосредственно на эстакаде и т.д., поскольку они могут не входить в состав конструкции конкретной КТТМ или осуществляться отдельно или в другие сроки.
В частности, сооружение подобной компактной и эффективной КТТМ между Петербургом и Москвой (650 км) по себестоимости обойдется только в $ 6,5 млрд., то есть, в 2,6 раза дешевле, чем проектируемая наземная автомагистраль (550 млрд. руб., или $18 млрд.). Необходимо также учитывать быстроту ее установки (порядка одного года).
Масса нагрузки конструкции на вертикальные опоры составит: 5700 (сталь) + 6040 (бетон) = 11740 т. К этой массе может добавиться масса трубопроводов. Если число веток трубопроводов составит 4 при диаметре трубы 1 метр и толщине стенки трубы порядка 10 мм, то масса трубопроводов без содержимого составит 1000 тонн, а с содержимым (вода) 4200 тонн, что увеличит нагрузку до 15940 тонн.
На верхнем уровне на шести полосах движения может находиться одновременно до 300 легковых автомобилей массой в среднем 2 тонны каждая, то есть всего – 600 тонн. На четырех полосах движения нижнего уровня может находиться одновременно до 200 грузовых автомобилей массой в среднем 10 тонны каждая, то есть всего – 2000 тонн. Максимальная масса автомобилей на 1 км сооружения может составить порядка 2600 тонн.
На нижнем уровне на двух полосах движения и в предельном случае еще и на двух резервных полосах могут находиться груженые железнодорожные составы. Масса стандартного крытого вагона 30 т, грузоподъемность – 70 т. Общая масса – 100 т. На один километр вагонов длиной 14 метров каждый в сцепке может приходиться около 66 вагонов. Таким образом, в предельном случае на четырех путях может находиться масса 26400 тонн.
Масса двухуровневой магистрали-эстакады с указанной предельной загрузкой составляет порядка 45 тысяч тонн. Она может быть нагрузкой 100 стальных колонн диаметром 50 см, сечением каждой колонны 44300 мм². На общую площадь колонн-опор по сечению 4430000 мм² действует 450000000 ньютонов, или один квадратный миллиметр подвергается давлению 101 н/мм². При пределе прочности стали 600н/мм² конструкция имеет 6-кратный запас прочности.
В заключение скажем: главным для движения железнодорожных составов по транспортному коридору с использованием КТТМ и соответственно – с использованием буферных путей является его безостановочность. Это с экономической позиции выгодно для переброски на большие расстояния практически любого объема контейнерных грузов при наличии соответствующих терминалов. Поэтому, если установить КТТМ над действующей железнодорожной магистралью, пропускная способность которой низка, или рядом с ней, например, Транссибирской магистралью, то можно воспользоваться уже готовой железнодорожной инфраструктурой, несколько модифицировав ее и увеличив терминалы.