Путепроводы с классическими и интегральными устоями

В.И. Попов 

 

 

 

 

ПУТЕПРОВОДЫ С КЛАССИЧЕСКИМИ 

И ИНТЕГРАЛЬНЫМИ УСТОЯМИ 

 

монография 

 

 

 

 

Viktor I. Popov 

Overpass with classic 
and integral abutments 

 

 

 

Москва 

БИБЛИО-ГЛОБУС 

2019 

УДК 624.21/.8 
ББК 38.53 
П58 
 
Рецензенты: 
Васильев Александр Ильич – доктор технических наук, профессор, 
ООО «НИИ Мостов и гидротехнических сооружений». 
Сергеев 
Алексей 
Анатольевич – кандидат технических наук, 
ООО «Нормативно-испытательный центр «МОСТЫ». 
 
Попов В.И. 
П58 Путепроводы с классическими и интегральными устоями [Текст]:  
монография / В. И. Попов. – М.: БИБЛИО-ГЛОБУС, 2019. – 342 с. 
 
ISBN: 978-5-907063-51-8 
doi: 10.18334/9785907063518 
 
В монографии представлены материалы по конструкциям, проектирова-
нию и результатам исследований путепроводов с пролетными строениями из 
дерева, железобетона, стали и композитных материалов с различными устоя-
ми, в том числе с интегральными. 
Материалы по путепроводам с интегральными устоями подготовлены на 
основе результатов исследований автора и зарубежных специалистов. 
Книга предназначена для специалистов и научных работников, занятых 
в области мостостроения, и может быть полезна для студентов и аспирантов 
транспортных вузов. 
Ключевые слова: путепровод прямой в плане, косой путепровод, кри-
волинейный путепровод, устой, интегральный устой, деревожелезобетон,  
железобетон, сталежелезобетон, композитные материалы, насыпь, грунт, сваи, 
перемещения, деформации, напряжения, осадка, просадка, конструкция со-
пряжения путепровода с насыпью 
 
 
 

ISBN 978-5-907063-51-8 
© Попов В.И., 2019 
© Оформление, дизайн обложки 
ООО Издательство «БИБЛИО-ГЛОБУС», 2019 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................. 9 
ГЛАВА 1. ПУТЕПРОВОДЫ С ДЕРЕВЯННЫМИ ПРОЛЕТНЫМИ 
СТРОЕНИЯМИ ..................................................................................... 10 
1.1. Общие сведения ............................................................................. 10 
1.2. Схемы путепроводов с клееными несущими элементами .......... 10 
1.3. Виды и конструкция путепроводов с пролетными строениями 
из клееных элементов ........................................................................... 12 
1.4. Нагрузки и коэффициенты для расчета деревянных путепро-
водов ...................................................................................................... 20 
1.5. Расчеты деревянных клееных и деревожелезобетонных балок ... 23 
1.6. Динамическое воздействие на путепроводы из клееной древе-
сины ....................................................................................................... 27 
ГЛАВА 2. ПУТЕПРОВОДЫ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ ПРОЛЕТ-
НЫМИ СТРОЕНИЯМИ ....................................................................... 42 
2.1. Общие сведения ............................................................................. 42 
2.2. Схемы автодорожных и городских путепроводов ....................... 43 
2.3. Конструкция железобетонных путепроводов .............................. 51 
ГЛАВА 3. ПУТЕПРОВОДЫ СО СТАЛЬНЫМИ ПРОЛЕТНЫМИ 
СТРОЕНИЯМИ ..................................................................................... 68 
3.1. Схемы путепроводов ..................................................................... 68 
3.2. Конструкция путепроводов со стальными пролетными строе-
ниями ..................................................................................................... 73 
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ 
ПОЛИМЕРНЫХ 
КОМПОЗИТНЫХ  
МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИЯХ ПУТЕПРОВОДОВ ............. 105 
4.1. Общие сведения ........................................................................... 105 
4.2. Типы полимерных материалов, применяемых в мосто- 
строении .............................................................................................. 107 
4.3. Пролетные строения с применением композитных материалов .... 108 
4.4. Малонагруженные элементы путепроводов из композитных ма-
териалов ............................................................................................... 121 
4.5. Композитная арматура для пролетных строений ...................... 127 

4.6. Ремонт пролетных строений путепроводов с применением ком-
позитных материалов и изделий ........................................................ 129 
4.7. Российский опыт применения композитной арматуры в пролет-
ных строениях из разных материалов ............................................... 134 
4.8. Расчет прочности железобетонных балок пролетных строений, 
усиленных композитной арматурой .................................................. 136 
ГЛАВА 5. ПЕШЕХОДНЫЕ ПУТЕПРОВОДЫ ................................ 140 
ГЛАВА 6. ПУТЕПРОВОДЫ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ (ЭКОДУКИ) ...... 148 
ГЛАВА 7. ПУТЕПРОВОДЫ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИКА .................... 150 
ГЛАВА 8. ПРИМЕНЕНИЕ ФИБРОБЕТОНА В ПУТЕПРОВОДАХ .... 153 
ГЛАВА 9. ТОНКОСТЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ 
ПУТЕПРОВОДОВ .............................................................................. 162 
ГЛАВА 10. АКУСТИЧЕСКИЕ ЭКРАНЫ НА ПУТЕПРОВОДАХ ... 164 
10.1. Разновидности акустических экранов ...................................... 164 
10.2. Конструкция и расчет акустических экранов .......................... 169 
ГЛАВА 11. АРМИРОВАННЫЕ НАСЫПИ ПОДХОДОВ К ПУТЕ-
ПРОВОДАМ ........................................................................................ 173 
11.1. Общие требования ..................................................................... 173 
11.2. Конструкция армогрунтовых подпорных стен ........................ 175 
11.3 Нормативные требования ........................................................... 182 
ГЛАВА 12. АРХИТЕКТУРА ПУТЕПРОВОДОВ ............................. 185 
ГЛАВА 13. СОПРЯЖЕНИЕ 
ПУТЕПРОВОДОВ 
С 
НАСЫПЬЮ 
ПОДХОДОВ ........................................................................................ 187 
ГЛАВА 14. ПУТЕПРОВОДЫ С ИНТЕГРАЛЬНЫМИ УСТОЯМИ .... 194 
14.1. Общие сведения о мостовых сооружениях с интегральными 
устоями ................................................................................................ 194 
14.2. Схемы и конструкция интегральных устоев ............................ 197 
14.3. Прямые путепроводы с интегральными устоями .................... 203 
14.4. Косые путепроводы с интегральными устоями ....................... 249 
14.5. Криволинейные путепроводы с интегральными устоями ....... 283 
ГЛАВА 15. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПУТЕПРОВОДОВ 
С РАЗЛИЧНЫМИ УСТОЯМИ .......................................................... 319 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................ 329 
 

Viktor I. Popov 
OVERPASS WITH CLASSIC AND INTEGRAL ABUTMENTS 
 
CONTENTS 
 
INTRODUCTION .................................................................................... 9 
CHAPTER 1. OVERPASSES WITH REINFORCED WOOD 
SUPERSTRUCTURES ........................................................................... 10 
1.1. General information ......................................................................... 10 
1.2. Schemes of overpasses with glued load-bearing elements................ 10 
1.3. Types and construction of overpasses with reinforced span structures 
made of glued elements........................................................................... 12 
1.4. Loads and coefficients for the calculation of wooden overpasses .... 20 
1.5. Calculations of glued and wood reinforced concrete beams ............. 23 
1.6. Dynamic effect on glued wood overpasses....................................... 27 
CHAPTER 2. OVERPASSES WITH REINFORCED CONCRETE 
SPAN STRUCTURES ............................................................................ 42 
2.1. General information ......................................................................... 42 
2.2. Schemes of road and city overpasses ............................................... 43 
2.3. Construction of reinforced concrete overpasses ............................... 51 
CHAPTER 3. OVERPASSES WITH STEEL SPAN STRUCTURES ... 68 
3.1. Schemes of overpasses ..................................................................... 68 
3.2. Construction of overpasses with steel spans ..................................... 73 
CHAPTER 4. THE USE OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS 
IN THE CONSTRUCTION OF OVERPASSES .................................. 105 
4.1. General information ....................................................................... 105 
4.2. Types of polymeric materials used in bridge construction ............. 107 
4.3. Span structures with the use of composite materials ...................... 108 
4.4. Light loaded overpass elements made of composite materials ....... 121 
4.5. Composite reinforcement for spans ................................................ 127 
4.6. Repair of overpasses spans using composite materials 
and products .......................................................................................... 129 

4.7. Russian experience in the use of composite reinforcement in spans of 
different materials ................................................................................. 134 
4.8. Strength calculation of reinforced concrete beams of spans reinforced 
with composite reinforcement ............................................................... 136 
CHAPTER 5. PEDESTRIAN OVERPASSES ...................................... 140 
CHAPTER 6. OVERPASSES FOR ANIMALS (ECODUKS) ............. 148 
CHAPTER 7. THERMOPLASTIC OVERPASSES ............................. 150 
CHAPTER 8. THE USE OF FIBER-REINFORCED CONCRETE 
IN OVERPASSES ................................................................................ 153 
CHAPTER 9. THIN-WALLED COATINGS OF ROADWAY 
OVERPASSES ..................................................................................... 162 
CHAPTER 10. ACOUSTIC SCREENS ON OVERPASSES ............... 164 
10.1. Types of acoustic screens ............................................................. 164 
10.2. Construction and calculation of acoustic screens ......................... 169 
CHAPTER 11. REINFORCED EMBANKMENT APPROACHES 
TO OVERPASSES ............................................................................... 173 
11.1. General requirements ................................................................... 173 
11.2. Construction of reinforced ground retaining walls ....................... 175 
11.3. Regulatory requirements .............................................................. 182 
CHAPTER 12. OVERPASS ARCHITECTURE .................................. 185 
CHAPTER 13. PAIRING OVERPASSES WITH EMBANKMENT 
OF APPROACHES .............................................................................. 187 
CHAPTER 14. OVERPASS WITH INTEGRATED ABUTMENTS ... 194 
14.1. General information about bridge structures with integral 
abutments .............................................................................................. 194 
14.2. Schemes and construction of integral abutments .......................... 197 
14.3. Direct overpasses with integral abutments ................................... 203 
14.4. Skew overpasses with integral abutments .................................... 249 
14.5. Curved overpasses with integral abutments.................................. 283 
CHAPTER 15. ECONOMIC INDICATORS OF OVERPASSES WITH 
DIFFERENT ABUTMENTS ................................................................ 319 
BIBLIOGRAPHY ................................................................................. 329 

The monograph presents materials on construction, design and re-
search results of overpasses with reinforced span structures made of 
wood, reinforced concrete, steel and composite materials with various  
abutments, including integral. 

The materials on overpasses with integral abutments are prepared 
on the basis of research results of the author and foreign experts. 

The book is intended for experts and scientists engaged in bridge 
engineering and may be useful for undergraduate and graduate students 
of transport universities. 

Keywords: overpass straight in plan, skew overpass, curved over-
pass, abutment, integral abutment, wood reinforced concrete, reinforced 
concrete, steel-reinforced concrete, composite materials, embankment, 
soil, piles, displacement, deformation, strain, draught, drawdown, con-
struction of interfacing overpass with an embankment. 

 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Путепроводы представляют собой мостовые сооружения, обеспечивающие 
независимое движение транспорта и пешеходов по 
крайней мере в двух уровнях. 
Путепроводы как отдельные транспортные сооружения появились 
позднее мостов, и их строительство было связано с необходимостью 
организации непрерывного движения автомобилей, поездов 
и пешеходов в местах пересечения их маршрутов. Строительство путепроводов 
значительно повысило безопасность движения транспорта 
и пешеходов по сравнению с пересечениями в одном уровне, увеличило 
пропускную способность пересечений. 
С ростом интенсивности движения по автомобильным и железным 
дорогам, а также улицам городов строительство путепроводов 
приобрело особое значение, и их проектирование связано с решением 
специфических задач, вытекающих из принятого Федерального 
закона Российской Федерации от 30.12.2009 N 384-ФЗ «Технический 
регламент о безопасности зданий и сооружений». 
С активизацией в последний год процесса автоматизации 
управления транспортными средствами с переходом на использование 
беспилотных автомобилей роль к требованиям по проектированию 
путепроводов, как и других объектов транспортной инфраструктуры, 
в части приспособляемости к новым транспортным условиям 
только возрастает. Путепроводы как элементы системы водитель – 
автомобиль – дорога – среда должны будут обеспечивать 
снижение такого негативного фактора, как уменьшение пропускной 
способности при возникновении заторов. 
В настоящей книге представлены этапы развития конструкций 
путепроводов, результаты исследований работы современных конст-
рукций путепроводов с интегральными устоями, рекомендации по 
проектированию автодорожных и пешеходных путепроводов. 
Автор выражает благодарность рецензентам, доктору техниче-
ских наук, профессору А.И. Васильеву и кандидату технических  
наук А.А. Сергееву, за высказанные рекомендации и предложения, 
а также аспиранту Нгуен Мань Ха за проделанные расчеты и подго-
товку схем и рисунков. 

ГЛАВА 1. ПУТЕПРОВОДЫ С ДЕРЕВЯННЫМИ 
ПРОЛЕТНЫМИ СТРОЕНИЯМИ 
 
1.1. Общие сведения 
 
Дерево как материал для строительства мостовых сооружений 

применяется с давних времен. Наиболее упоминаемым из построен-
ных в древнем Риме мостов считается мост через р. Евфрат в Вави-
лоне. Время его постройки относят к 625–320 гг. до нашей эры. 
Он был построен из кипарисовых и кедровых брусьев с настилом из 
пальмовых брусьев, имел ширину 6 м при длине более 300 м с про-
летами около 3,7 м [59]. 

Дерево легко обрабатывается, обладает сравнительно неболь-
шим удельным весом и стоимостью. При правильном содержании 
конструкции из дерева служат 50 и более лет. Есть примеры из прак-
тики, когда мостовые сооружения из дерева служили более 100 лет. 

Деревянные мосты в основном находятся на региональных ав-
томобильных дорогах, и в целом в Российской Федерации в 2017 году 
эксплуатируется около 8 тыс. деревянных мостовых сооружений [1]. 

Современные конструкции мостов и путепроводов выполняют 
из клееной древесины, обладающей рядом преимуществ по сравне-
нию с конструкциями из пиленой древесины, главное из которых со-
стоит в долговечности. Первые мосты из клееной древесины появи-
лись в Канаде в 1951 году. В США в настоящее время эксплуатиру-
ется более 600 тыс. мостов из клееной древесины [67]. В большом 
количестве мосты и путепроводы из клееной древесины строят 
в Норвегии, Швеции, Финляндии, Австралии. Первый мост с клее-
ными балками появился с России в 1964 г. Это был мост через реку 
Дубну в Московской области. 
 
1.2. Схемы путепроводов с клееными несущими элементами 
 
Большинство путепроводов с применением клееных несущих 
элементов имеют балочно-разрезную схему, при которой наиболее 

просто осуществляется монтаж пролетных строений, расположен-
ных над автомобильной дорогой или улицей. При этом несущая кон-
струкция образуется из системы клееных балок или деревоплиты. 
Пролеты путепроводов балочной схемы обычно не превышают 20 м; 
при плитной конструкции – до 9 м. Вместе с тем в современной 
практике имеется достаточно примеров строительства путепроводов 
и других систем. На рис. 1.1 представлены некоторые схемы путепроводов 
с клееными несущим элементами. В целях уменьшения высоты 
балок применяют наклонные клееные шпренгели (рис. 1.1, а). 
На рис. 1.1, б представлена схема путепровода в Норвегии (1999 г.). 
Проезжая часть путепровода из деревоплиты поддерживается стальными 
подвесками, объединенными со стальными поперечными балками. 
Пролет путепровода равен 20,2 м. 

Были применены в зарубежной практике и классические схемы 
деревянных путепроводов арочной (рис. 1.1, в) и рамной систем 
(рис. 1.1, г). Применение данных систем позволяет перекрывать пролеты 
до 50 м и более. 

 

а) 

 

б) 

в) 
г) 

 

Рис. 1.1. Схемы путепроводов с клееными несущими 
элементами: а, б – комбинированная; в – арочная; г – рамная 

Примером арочного путепровода может служить пешеходный 
путепровод из клееной древесины, построенный на автостраде между 
городами Осло и Стокгольмом в 2001 году (рис. 1.2). 
 

 

Рис. 1.2. Пешеходный путепровод «Леонардо» (Норвегия) 
 

Прообразом этого моста стал проект Леонардо да Винчи 

1502 года, предусматривающей строительство каменного моста через 
бухту Золотой Рог с арочным пролетом 240 м. В конструкцию 
входят три несущих переменной ширины арки пролетом 40 м. 

Клееная балка может быть применена в путепроводах вантовой 

и висячей систем, если существует необходимость перекрытия дорог 
шириной более 50 м. 
 
1.3. Виды и конструкция путепроводов с пролетными 
строениями из клееных элементов 
 
Для простейших путепроводов балочной системы с пролетами 
до 15…20 м в качестве несущей конструкции применяют клееные 
и клеефанерные балки [29, 43, 69]. Балки представляли собой склеенные 
доски (рис. 1.3, а), а также доски (или деревянные бруски) 

в верхнем и нижнем поясах, объединенные фанерной стенкой 
(рис. 1.3, б, в). 

      а)                         б) 
            
   в) 

 
г 

 
Рис. 1.3. Балки деревянных пролетных строений: а, б – клееные из 
досок; в – клеефанереная из досок и фанеры; г – тоже из брусков 
и фанеры; 1 – доски; 2 – стенка из фанеры; 3 – брус жесткости 
 
Ширину балок b принимают равной не более 40 мм. При изготовлении 
балкам придают строительный подъем 8…34 мм. 

В пролетном строении балки устанавливают с шагом 1,4…2,3 м 
и объединяют между собой попарно сплошными диафрагмами или 
сквозными поперечными связями. В проезжей части путепроводов 

с клееными и клеефанерными балками применяют деревоплиту или 
железобетонную плиту, объединенную для совместной работы 
с главными балками (рис. 1.4). 
 

 
Рис. 1.4. Поперечное сечение пролетного строения с клееными 
балками и железобетонной плитой проезжей части: 
1 – железобетонная плита; 2 – клееная балка; 3 – диафрагма; 
4 – стальной тяж; 5 – стержневые упоры 
 
В пролетном строении монолитная железобетонная плита объединяется 
с клееными балками стержневыми упорами. Объединение 
балок клееными деревянными диафрагмами или дощатыми связями 
осуществляют с помощью стальных тяжей (см. рис. 1.4). Включение 
железобетонной плиты в совместную работу с главными балками 
увеличивает изгибную жесткость пролетного строения в 1,5 раза 
и предохраняет дерево балок от переувлажнения. 

Древесина является вязкоупругим телом, состоящим из скелета 
волокнистой структуры, обладающего пластическими свойствами, 
и аморфного заполнителя, обуславливающего вязкость материала. 
С учетом этого процесс усадки (усушки) древесины сопровождается 
возникновением значительных внутренних усилий. Бетон плиты 
также относится к вязкоупругим материалам неоднородной структу-
ры. Для него так же, как и для древесины, характерны усадочные 
деформации.