Актуальное

Отечественные компании переходят на инновации в мостостроении

Инновационные решения постепенно вытесняют традиционные технологии и материалы в мостостроении. Отечественные компании охотно внедряют передовые методики и инициируют обновление нормативной базы.

Вид на мост с берега
Все чаще в строй вводятся внеклассные мосты через крупные российские реки
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

Мостостроение – одна из самых развитых сфер транспортного строительства России, что закономерно. В стране насчитывается около 100 000 мостов, в том числе 30 000 – железнодорожных. Многие являются уникаль­ными техническими сооружениями.

В последние годы объемы строительства новых объектов возрастают. Несколько масштабных проектов, как, например, мост через Керченский пролив, находятся в стадии разработки и реализации. Уделяется внимание и реконструкции ранее построенных сооружений.

В основе – уникальность

По мнению специалистов санкт-петербургского НИПИ территориального развития и транспортной инфраструктуры, ключевыми требованиями, предъявляемыми к мостам, являются безопасность и комфортность проезда, высокая эксплуатационная надежность сооружений, включающая достаточную грузоподъемность и долговечность, а также максимальная эффективность затрат на содержание, реконструкцию и ремонт мостовых сооружений. Также к мостам предъявляются и эстетические требования, так как нередко они становятся достопримечательностью и символом территории.

Более 100 лет составляет срок службы моста, построенного с применением композитов

Все чаще в строй вводятся внеклассные мосты через крупные российские реки, среди которых – самый длинный мост (14 км) через Каму, переходы через Волгу в Ульяновске и Волгограде. В сентябре 2014 года был введен в эксплуатацию арочный Бугринский мост через Обь в Новосибирске, ставший новым символом города. Конструкция моста интересна тем, что представляет собой арку с гибкими перекрещивающимися подвесками и имеет длину пролета 380 м, что является мировым рекордом для такого типа конструкции. Специалисты отмечают, что при строительстве моста впервые в мире была применена оригинальная технология вертикально-радиальной надвижки под углом 45 градусов с конвейерно-тыловой сборкой металлоконструкций и последующим натяжением вант.

Поиск перспективных инновационных технологий и материалов, которые способны обеспечить выполнение перечисленных ключевых функций, приобретает особую актуальность в связи с общим сокращением финансирования.

Баланс структуры

Среди наметившихся тенденций больше других аналитиков волнует стремление к удешевлению проектов мостовых сооружений, что зачастую ведет к их упрощению и не оправдано с точки зрения безопасности их дальнейшей эксплуатации. Наиболее перспективным решением является внедрение инновационных методов и материалов, которые позволили бы как сэкономить средства на строительство, так и обеспечить качество и долговечность объекта.

Вантовый мост
Внедрение новых технологий требует современной нормативной базы для проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации мостов
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

Для масштабного внедрения новых технологий прежде всего необходима разработка современной нормативной базы для проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации мостовых сооружений. По мнению практиков, актуализации требуют нормативы, связанные с действием новых федеральных законов № 184 «О техническом регулировании» и № 65 «Изменения…», а также закон «Об автомобильных дорогах и дорожной деятельности…».

В свою очередь, эксперты Российской академии транспорта замечают, что, с одной стороны, ФЗ-184 требует соответствия принимаемых решений современному уровню научно-технического развития дорожно-мостового комплекса, что, казалось бы, должно подталкивать заказчиков и подрядчиков внедрять инновационные решения.

Однако анализ структуры стоимости мостовых объектов за рубежом и в России показывает, что применение более дорогих инновационных материалов в нашей стране себя не оправдывает. Так, если за рубежом материалы и технологии составляют 30% от общей стоимости объекта, то внедрение более дорогих современных технологий и материалов выгодно, поскольку в целом стоимость объекта уменьшается.

В России расходы на материалы и технологии составляют 80% от стоимости объекта, поэтому использование инноваций приводит к удорожанию проекта в целом. Разрешить это противоречие можно опять же за счет более эффективных технологий, позволяющих изменить структуру стоимости объектов.

Без мелочей

Отечественные компании все же не желают отставать от прогресса, применяют инновации на многих этапах строительства мостов.

Вопрос выбора того или иного материала или технологии решается проектными организациями на стадии проектирования. «Поскольку при выборе материала необходимо в первую очередь обеспечить долговечность и безопасность эксплуатации объекта в целом, имеются наработанные варианты таких решений, – подчеркивает главный инженер завода ЖБИ ООО «СТК-ПромБетон» Виктор СОЛОВЬЕВ. – В последнее время проектировщики постоянно повышают требования к таким параметрам ЖБИ, как марка бетона, водонепроницаемость, качество поверхности, отпускная прочность, повышенная устойчивость при работе в агрессивной среде».

Анализ структуры стоимости мостовых объектов за рубежом и в России показывает, что применение более дорогих инновационных материалов в нашей стране себя не оправдывает

Техническая политика предприятия ориентирована, по словам Виктора Соловьева, не столько на выпуск уникальных и сложных изделий, сколько на обеспечение разнообразия потребностей строителей в ЖБИ. Номенклатура продукции составляет несколько десятков тысяч позиций, на каждый тип подбираются чертежи, определяется стоимость выпуска самих изделий и транспортировка к месту монтажа, а также объем и стоимость закладных элементов и арматуры, добавок и других компонентов.

Важным элементом в обеспечении долговечности мостов является организация монтажных работ на месте строительства. В частности, сварка металлоконструкций пролетных строений и бетонирование опор путепроводов, проводимые с применением более современных технологических регламентов, могут значительно повысить конечную надежность мостовых сооружений.

Сравнительные характеристики материалов
Источник данных: компания “АпАТэК”
(Чтобы увеличить, кликните на изображение)

«Часто в процессе производства работ нами принимаются решения по доработке и дополнению проектной документации, – говорит ведущий инженер ПТО ООО «Регул» Евгений КРАВЕЦ. – Благодаря применению современной техники в сварке обеспечиваем качество конструкций сооружений и своевременную сдачу объектов».

Бетоны, плиты, муфты

За последние годы российские мостострои­тели смогли освоить различные инновационные технологии, позволяющие увеличить скорость строительства. Например, компания «Мостотрест» применила метод бетонирования монолитной железобетонной плиты проезда сталежелезобетонных пролетных строе­ний при помощи передвижных агрегатов.

В отличие от традиционного бетонирования в стационарной опалубке эта технология позволяет повысить качество и увеличить скорость проведения работ. Секции плиты с применением агрегата-опалубки изготавливаются одинаковыми циклами продолжительностью семь-десять дней. Еще одним преимуществом является возможность производить бетонирование плиты над действующими дорогами, коммуникациями и существующей застройкой. Технология несколько похожа на другую прогрессивную методику сооружения монолитных железобетонных пролетных строений – способ цикличной продольной надвижки (ЦПН).

Стоимость строительства моста с использованием пултрузионных профилей на 10% превышает себестоимость стального сооружения, но при этом затраты на его эксплуатацию сокращаются почти в десять раз

Также весьма перспективным является использование гофротруб при возведении искусственных сооружений. «Большой экономический эффект достигается при применении спиральновитых гофрированных труб SPIREL при ремонте аварийных водопропускных труб, – подчеркивает представитель ООО «Туборус» Елена МАТВЕЕВА. – Среди основных преимуществ искусственных сооружений на автомобильных дорогах из сборных металлических гофрированных конструкций (СМГК) можно выделить простоту монтажа и короткие сроки проведения работ. А также удобство транспортировки, которое обеспечивает возможность проведения работ даже в труднодоступных местах. Необходимо отметить и то, что фактический срок эксплуатации конструкций на основе МГК составляет порядка 70–90 лет».

При строительстве протяженных пролетных строений, высоких опор и пилонов из монолитного железобетона одной из основных задач является необходимость быстро и качественно соединить арматурные стержни. В ходе возведения моста в Ростове-на-Дону была предложена инновация – механическое стыкование стержневой арматуры обжимными муфтами и соединительными коротышами на резьбе.

Пролеты современного моста
До 70% отечественных мостов построены с применением железобетонных конструкций
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

Не осталось без внимания и массовое применение пролетных строений из сборного железобетона. В институте ПРОМОС разработали проект преднапряженной железобетонной балки трапециевидного сечения – БМП (балка с монолитной плитой). Из подобных балок сооружаются пролетные строения с пролетами до 45 м. Наличие монолитной плиты позволяет исключить устройство выравнивающего слоя бетона, которое необходимо при использовании пролетных строений из типовых сборных тавровых балок.

Трапециевидные балки применялись при строительстве одной из развязок МКАД.

Еще одним прогрессивным направлением в отечественном мостостроении является применение самоуплотняющихся бетонных смесей. Однако отсутствие нормативно-технической документации ограничивает сферу применения данной группы материалов.

Будущее за композитами

До 70% отечественных мостов построены с применением железобетонных конструкций. Очевидно, что и в ближайшие годы бетон останется фаворитом среди материалов мостостроения. Между тем строители все больше интересуются новинками, которые в сочетании с бетоном позволят улучшить качественные и экономические показатели строительства и эксплуатации мостов.

В ряде стран получило распространение производство мостовых пролетов из композитных материалов – стеклопластиков и углепластиков. Внедрение их осуществляется с применением двух технологий – пултрузии и инфузии. В России несколько компаний уже предлагают подобные материалы. Первая применяется при изготовлении композитных профилей, а вторая обеспечивает производство крупногабаритных конструкций.

Мост из композитного материала устанавливается меньше чем за один день

Технология вакуумной инфузии позволяет максимально снизить показатели деформации при воздействии высоких температур, а также увеличивает коррозионную стойкость, снижает удельный вес конструкций. Стоимость строительства моста с использованием пултрузионных профилей на 10% превышает себестоимость аналогичного стального сооружения, но при этом затраты на его эксплуатацию сокращаются почти в десять раз.

По заверениям ученых, срок службы моста, построенного с применением композитов, составляет более 100 лет. Первый в Европе подобный мост, основу которого составляют конструкции из искусственного волокна, был смонтирован в 2011 году в Гессене. Кроме прочности и долговечности его отличает и эстетическая привлекательность.

Новый вантовый мост
Мост из композитного материала целиком изготавливается на заводе и затем доставляется к месту монтажа
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

При строительстве моста в Амстердаме применялись сэндвич-панели, состоящие из полиуретанового заполнителя в комбинации со стеклопластиковым ламинатом. Автомобильный мост в Лунеттене, одной из самых оживленных трасс в Нидерландах, имеет композитный настил, который склеен с металлическим каркасом при помощи специального адгезива.

По сравнению с мостами из железобетона, требующими продолжительного времени на постройку, мост из композитного материала целиком изготавливается на заводе и затем доставляется к месту монтажа. Его установка занимает меньше одного дня.

Композитное волокно имеет большую несущую способность, не страдает от переувлажнения, в то время как стальные, бетонные и деревянные конструкции подвержены разрушению от влаги.

В отличие от бетонных мостов композитные не надо ремонтировать каждые 20 лет.

Сегодня подобные материалы уже применяются при возведении надземных пешеходных переходов, где используются как основа перил, настилов, пандусов, платформ и наездов. Конструкции и мосты, в основе которых использованы композитные материалы, эксперты называют мостами будущего.

Любовь Ежелева

В печатной версии название материала – “Новые мелодии для танца мостов” (журнал “Строительство и городское хозяйство”, № 160, сентябрь, 2015 г.)

Похожие сообщения

X