Введение
М5 — магистральная дорога в городе Кейптаун, Южная Африка.
М5 — это скоростная дорога в муниципалитете столичного города Кейптаун, Южная Африка. Она соединяет Милнертон на западном побережье на севере с Мюйзенбергом на юге и пересекает как N1, так и N2. На протяжении части своего пути, от развязки с N1 до Пламстеда, это автомагистраль с ограниченным доступом. От Моубрея до Мюйзенберга она проходит параллельно магистрали M4.
Маршрут
М5 начинается на развязке Потсдам с шоссе N7 в пригороде Дюноон. Она идет в юго-юго-западном направлении по Потсдамской дороге и достигает перекрестка с M14 (Блаувбергская дорога), где становится дорогой Кёберг и переходит в двухполосное движение. M14 присоединяется к M5 на несколько метров в южном направлении, прежде чем стать самостоятельной дорогой, идущей на восток (Plattekloof Road), а M5 продолжает движение на юг как Кёбергская дорога. Она идет на юг в течение 9 километров, через крупный пригород Милнертон, к развязке Кёберг с шоссе N1 (бульвар Table Bay) в Бруклине, где становится автомагистралью с ограниченным доступом. Далее она идет на юг от развязки N1 как Black River Parkway, пересекая реку Black River через Майтленд, к развязке с шоссе N2 (Settlers Way) недалеко от Моубрея, где становится Kromboom Parkway. Она продолжает движение на юг, через Атлон, Рондебош-Ист и Лансдаун, к перекрестку M68 (Ottery Road) в Пламстеде, где M5 теряет статус автомагистрали, но остается двухполосной дорогой под названием Prince George Drive. Она идет на юг, через Retreat, и въезжает в Муйзенберг на побережье False Bay, где заканчивается на кольцевой развязке с R310 (Baden Powell Drive).
Коэбергский узел
Крупнейшей развязкой на М5 является развязка Кёберг, соединяющая М5 с N1. Раньше из-за слияния полос на этой развязке на М5 образовывались многокилометровые пробки с частыми остановками и началом движения в направлении развязки.
Модернизация шоссе на перекрестке Коберга
В 2008 году начались работы по модернизации развязки Кёберг с возведенными эстакадами, соединяющими М5 и N1. Эстакада с N1 на М5 была завершена в июне 2010 года к началу чемпионата мира по футболу 2010 года, а эстакада в обратном направлении – в ноябре 2011 года. В конце 2011 года функция «Панорамы улиц» Google Maps для этой развязки демонстрировала ход работ на развязке поэтапно, объединяя снимки, сделанные в разное время, и соединяя их под существующими мостами. Это позволяло пользователям ощутить эффект виртуальной реальности на различных этапах строительства.
Дизайн
Высокоэстакадные автомагистрали воплощают в себе ряд инновационных конструктивных решений и принципов. Например, строительство высокоэстакадных автомагистралей должно было быть выполнено без нарушения ежедневного движения около 200 000 транспортных средств. Существующие дороги и мосты уже полностью использовали доступную территорию для расширения. Перекресток ограничен каналом, полосой отвода железной дороги, трансформаторной подстанцией и промышленными зданиями и т.д. Таким образом, возникла необходимость в проектировании решения, предусматривающего надстройку над существующими сооружениями в виде объездной дороги. Система должна была быть интегрирована в существующую транспортную развязку. Овальные железобетонные опоры с Т-образными элементами наверху, установленные на фундаменты, укрепленные бетонными сваями, могли быть размещены в пространствах между существующими дорогами и мостами. Эти опоры, в свою очередь, могли поддерживать предварительно напряженные бетонные U-образные балки, отлитые на земле и поднятые на место краном. Дорожное полотно заливалось непосредственно на U-образные балки. Между каждой Т-образной опорой устанавливалось пять балок, что позволяло создать двухполосное дорожное полотно. Балки, опирающиеся на каждую сторону Т-образной опоры, соединяются между собой и с дорожным полотном бетонными концевыми участками, предотвращающими поперечную деформацию полотна между балками. Проезжая часть на обеих высокоэстакадных автомагистралях сужается с двух полос до одной в месте соединения с существующими автомагистралями N1 и M5. В этой точке эстакада обеспечивает водителям небольшой уклон вниз для облегчения разгона. Высокоэстакадная автомагистраль переходит в собственные полосы на обеих существующих автомагистралях, обеспечивая разгон и предотвращая образование заторов.
Протяженность "U" луча
"U"-образные балки имели бы наклонные боковые стенки, напоминающие "V" с плоским основанием. Силы, действующие в центре пролета, вызывают боковое внутреннее сжатие в нижней части "V" и боковое наружное сжатие, передающееся на дорожное полотно в виде растяжения. Продольное растяжение в нижней части "V" и в центре пролета поглощается мощными предварительно напряженными кабелями, заделанными в бетон. Каждая балка опирается на свои концы на специально разработанные стальные плиты, которые компенсируют расширение и сжатие и передают вес пролета на "Т"-образные элементы, расположенные на вершинах овальных опор. Дорожное полотно выступало бы за край внешних балок и было бы ограждено сборными бетонными барьерами.
Мосты для коробных балки
Мосты с коробчатыми балками были спроектированы, разработаны и построены для перекрытия железнодорожной полосы и протяженных участков над выездной полосой автомагистрали N1 и северной полосой автомагистрали M5 при её приближении к N1. Конечные мосты требовали поддержки на строительных лесах, а пролёты над железнодорожной полосой – на стальных фермах "I-beam". Высота контактной сети также учитывалась при проектировании железнодорожной полосы. Суммарная высота стальных ферм "I-beam", лесов, установленных на фермах, и коробчатой балки моста определила исключительную высоту новой эстакады, которая в самой высокой точке достигает уровня пятого этажа соседнего старого здания мельницы. Во время строительства концевых мостов движение транспорта перенаправлялось в обход поддерживающих лесов. Это было особенно неудобно на выездной полосе N1, где скорость движения была значительно снижена, что привело к серьёзным заторам.
Строительство
Если дорожное полотно выступало за край внешних балок, это достигалось за счет использования временных деревянных треугольных подпорок, прикрепленных болтами к внешним балкам и покрытых опалубкой для бетона. В самих балках заранее предусматривались отверстия для болтов, фиксирующих треугольные подпорки.
"U" - лучи
Каждый U-образный пролет, весом 80 метрических тонн, будет отливаться на земле в специально отведенной временной производственной зоне рядом с трассой N1 и железнодорожным полотном. Каждый пролет будет иметь определенную длину и предназначен для установки в точном месте, для которого он был спроектирован. Отливка пролетов будет производиться на комплекте многоразовых фундаментов и стальных опалубочных панелей, поддерживаемых стальными домкратами. Транспортировка пролетов по земле будет осуществляться специально построенной парой 12-колесных тягачей, изготовленных из сварных стальных рам в виде двутавра, каждый из которых прикреплен к концу бетонного пролета U-образного пролета, а затем буксируется на небольшое расстояние до строительной площадки обычным дизельным тягачом.
Столбы
Каждый столб и его Т-образная часть рассматривались бы как отдельный проект. Специально изготовленные стальные формы повторно использовались бы для каждого столба, а каждый столб возводился бы поэтапно. Формы перемещались бы кранами. В случае, если грунт под основанием был слабым, в основание фундаментной ямы забивались бы стальные железобетонные сваи, а их выступающие концы включались бы в конструкцию фундамента.
Препятствия на пути к аварии
Предварительно изготовленные ограждения, выстилающие край проезжей части, также будут производиться неподалеку с использованием специально изготовленных стальных форм. Они будут закрепляться на месте за счет выступающих арматурных петель как из края дорожной плиты, так и из нижней части секции ограждения. Эти петли будут соединяться при установке ограждения и фиксироваться путем инъектирования бетона в пространство между плитой и ограждением, обеспечивая прочное соединение выступающих петель. Впоследствии, на верхнюю часть ограждения будет заливаться бетонный парапет.
Палуба "Дорога"
Палуба будет построена как любая другая железобетонная палуба, за исключением того, что опалубка спроектирована для постоянного оставания на месте и не используется строительных лесов для ее поддержки. Предварительно отлитые выступы и пазы на верхних краях U-образных балок были разработаны для размещения толстых листов из древесноволокнистой плиты, подобных Masonite, которые могли бы выдержать вес человека, идущего по ним. Сами балки обеспечивают безопасный проход для рабочих, чтобы получить доступ к участку строящейся дорожной плиты во время строительства. После завершения установки стального каркаса арматуры, готовый бетонный раствор подается насосом из бетоносмесителя, расположенного на нижележащих дорогах. Этот бетон распределяется по опалубке и арматурному каркасу и оставляется для затвердевания. Наконец, палуба покрывается традиционным асфальтобетонным покрытием с добавлением гранитного щебня и размечается краской.