Специалисты обсудили вопросы возобновления строительства деревянных мостов, сверхпрочный фибробетон, плавучие бетонные заводы, импортозамещение и ускорение процесса производства
На форуме «Дорожное строительство в России: мосты и искусственные сооружения» в Санкт-Петербурге во второй половине сентября специалисты обсудили актуальные вопросы мостостроения в России. Они затронули темы импортозамещения материалов, развития нормативных правовых актов, применение инновационных технологий, обсудили предложения по рациональному использованию материалов. Также были представлены технические новинки в сфере мостостроения. Подробнее – в материале «ДорИнфо».
По словам начальника Управления научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Федерального дорожного агентства Сергея Гошовца, наблюдается рост научной-исследовательской практики в сфере строительства мостов и искусственных сооружений, разрабатываются новые стандарты и нормативные акты, в том числе за счет финансирования бизнес-сообщества.
«За 2022-2023 годы разработано пять нормативных актов, которые регулируют область мостостроения. Например, впервые определены правила устройства и укрепления конусов насыпей подходов. Определены требования к материалам и актуализированы расчеты устойчивости склона. Сформулированы правила проектирования сопряжения с насыпями дорог. <…> Также установлены правила устройства лестничных сходов и эксплуатационных обустройств, правила ремонта деформационных швов и водоотводных устройств, сборных и сборно-монолитных железобетонных пролетных строений, мы определили правила контроля ремонтных работ»
По словам спикера, в разработке находится документ, который определяет подвижные нагрузки в сейсмических расчетах.
Новые, но известные материалы
На сегодняшний день ведутся активные работы по установлению требований к несущим элементам мостовых конструкций из клееной древесины.
«Деревообрабатывающая промышленность в России обладает большим потенциалом, поэтому нужно создать новое производство по изготовлению конструкционных балок. В настоящий момент отечественные предприятия могут создавать пролетные строения, которые обеспечивают только укрупнению сборку. Крупноузловая сборка позволит увеличить скорость монтажа конструкции и ввод объектов в эксплуатацию. Кроме того, нормативная база в части работы с деревом при мостостроении устарела и требует актуализации и пересмотра подходов»
Долговечность деревянных конструкций, как отметил спикер, обеспечивается жесткостью требований к изготовлению. Предполагается, что деревянные конструкции найдут широкое применение на малых автомобильных мостах 4 и 5 категорий и большепролетных пешеходных мостах. Для выпуска документа с нормативными требованиями проводят множество испытаний. Так, специалисты ФДА провели испытания на выносливость деревянных клееных стержней, а также на скалывание и сжатие конструкций.
Импортозамещение
В ходе обсуждения импортозамещения эксперты отметили важность изучения опыта применения вантовых систем и формулирование требований к материалам и полуфабрикатам, которые используются при производстве вант.
«К концу 2024 года завершим разработку национального стандарта по вантовым системам. После выпуска планируется перейти к разработке нового документа о проектировании вантовых систем. Мы ориентированы на полное импортозамещение и максимальное использование отечественных материалов»
Актуальность вантовых мостов для регионов с повышенным риском паводков отметил старший менеджер дирекции по работе с энергетическими компаниями и инфраструктурными проектами АО «Северсталь менеджмент» Антон Савельев.
«Среди преимуществ вантовых мостов в паводковых и селеопасных регионах хочется отметить отсутствие опор в руслах рек, исключение риска подмывания основания несущих конструкций, низкую металлоемкость, дешевизну обслуживания и высокую скорость монтажа»
Среди компаний, которые продвинулись в создании отечественной технологии по демпфированию колебаний вантовых систем, на конференции выступил представитель ООО «СТС».
«У компании более чем 30-летний опыт по закреплению прядей семипроволочных канатов. В 2020 году мы сертифицировали свою вантовую систему по международным рекомендациям. Впервые в России и СССР прошли полноразмерное испытания образцов»
Специалисты разработали методику демпфирования, в результате которой впервые в России в составе прядевых вантовых систем применяются гидравлические демпферные установки, в их составе демпферы, испытанные в российском научно-исследовательском центре транспорта. В 2023 году в эксплуатацию вводят два моста, где применяется вантовая система компании.
Отечественные материалы разрабатывают также в ООО «НПП «РусХимСинтез». Приоритетом является разработка гибридных полимерных материалов для защиты и ремонта в строительстве и промышленности. Так, например, в компании разработали гидроизоляционную систему «Апикор ДМ» по бетонному и металлическому основанию. Среди преимуществ выделяют возможность работы при отрицательной температуре, ручное и механическое нанесение и др. Кроме того, отмечают высокую скорость полимеризации при любой температуре, межслойную адгезию к любому типу асфальта и износостойкость. Гидроизоляция не требует проведения огневых работ, ухода за материалом после нанесения, система соответствует ГОСТ59179.
Компания АО «Дороги и мосты» разработала комплектующие для выполнения скользящей опалубки при строительстве мостов полностью из отечественных материалов. Кроме оборудования разработана техническая документация. Комплектующие применяются на мосту через Каму на трассе М-7 «Волга».
Внедрение инновационных технологий
Опыт реализации сверхпрочного фибробетона(СВПФ) в мостостроении является одним из приоритетных направлений внедрения инновационных материалов. Сверхпрочный фибробетон - это композитный материал на основе цемента с большим содержанием металлической фибры. Он состоит из сухой смеси, фибры и добавок, смешанных определенным образам. Материал имеет высокую прочность на сжатии, стойкость к агрессивным средам и истиранию, долговечность.
«Сообщество проявляет огромный интерес к данной теме. Параллельно проводят исследования множество компаний. Здесь считаю необходимым консолидацию всех организаций»
Об использовании СВПФ для усиления пролетов мостов рассказал бизнес-инженер по сверхпрочному фибробетону из компании «Цементум» Михаил Забродин.
«Количество фибры в материале должно составлять не менее 3 %, а всего в материале должно быть от 2 % до 6 %. Реализация сверхпрочного добавочного слоя является одной из ключевых характеристик специфического технического решения и призвана использоваться для ремонта и реконструкции мостов. Чаще применяется для железобетонных конструкций, а также клеено-деревянных конструкций»
Ключевую роль в применении играет прочность сцепления материалов на физическом и химическом уровнях. Благодаря этому достигается влагостойкость покрытия и выходящая из этого стойкость к хлоридам и карбонизации. Одна из важнейших характеристик материала – линейное растяжение. В ходе эксперимента было установлено, что материал способен воспринимать нагрузки, превышающие нагрузку для образования первой трещины на 15 %, при этом он способен демонстрировать остаточную прочность при растяжении около 10 мПА.
Важным этапом при использовании сверхпрочного фибробетона является подготовка бетонной поверхности. Лучшим способом, согласно международной практике, является водоструйная обработка на 3-5 мм. После очистки поверхность увлажняют, прокладывают арматурные стержни, при необходимости, замешивают материал, а затем на поверхность укладывают пленкообразующий состав, и в течении 3-4 суток можно открывать движение. В российской практике подобную технологию применяли на Кировском мосту в Самаре в 2014 году.
Также в ходе мероприятия обсудили вопросы модернизации подферменных площадок мостов, так как это один из самых высоконагруженных элементов. В этом ключе разрабатывают нормативные документы.
«В существующих нормативных актах нет четкой методики по расчету и конструированию. При проектировании закладывается большое количество армирования с минимальным шагом, при таком подходе возникают трудности для строителей»
В связи с этим проводят оценку сходимости и проверяют различные теоретические модели, чтобы выработать конкретные рекомендации по проектированию и конструированию подферменников.
Практическую модернизацию опорных конструкций представила компания АО «Дороги и мосты». Специалисты компании вмонтировали цифровые параметрические шаровые сегменты (ЦПШСОЧ) в конструкции опорной части для мониторинга состояния опор. Решение считают целесообразным при большой нагрузке на опорные части - более 1,5 тыс. тонн. Датчики позволят регистрировать перемещения, углы поворота, вертикальную нагрузку, накапливать «пробег» антифрикционного материала и контролировать зазор скольжения. «Умные» опорные части смонтированы на мосту через Волгу на трассе М-12 в составе системы мониторинга инженерных конструкций. Технология прошла тестирование при опускании пролетного строения.
Кроме того, главный инженер АО «Дороги и мосты» Александр Рябоконь представил технологию сооружения ростверков опор в пропускных ящиках. Ее применение обусловлено расположением опор в акватории на глубинах более 25 метров при необходимости заглубления ростверка ниже уровня ледохода и сложности или невозможности устройства шпунта с заделкой в грунт. Среди преимуществ технологии выделяют высокую оборачиваемость и возможность многократного использования за счет отсутствия повреждения шпунта от забивки и извлечения. Технологию применили на мосту через Волгу на обходе Тольятти.
Ускорение процесса работ
Для ускорения строительства моста через Волгу компания «Дороги и мосты» внедрила в производственный процесс мобильный бетонный завод. Плавучий бетонный завод, по словам специалистов, был оборудован всеми комплектующими для круглогодичного бетонирования. На его обслуживание требуется 22 человека на смену. Главным преимуществом технологии называют бесперебойную поставку бетона прямо на объекте.
В целях ускорения ремонта на Крымском мосту пролетные строения устанавливали с использованием самоходных модульных транспортеров большой грузоподъемности. Пролетные строения собирали в 16 км от места монтажа. Их собирали полностью, а затем перевозили на двух самоходных модулях.
В работах с первой по седьмую русловую опору моста через Волгу на трассе М-12 «Восток» использовали сборно-разборный стальной опускной ящик индивидуального изготовления специального круглого сечения. Высота опор от уреза воды составила 37 метров, глубина - до 21 метра. Высота кольца составляла 4 метра, а диаметр - 9,6 метра. Среди преимуществ технологии выделяют уменьшение трудоемкости и сроков по сравнению с традиционными решениями. Так, первую оболочку изготовили и опустили за 14 суток, а вторую за 6. Кроме того, оборачивание производили кольцами, что не требовало полной разборки конструкции. Среди недостатков отметили эффективность только на больших глубинах и не рациональность увеличения диаметра оболочки.
Что тормозит внедрение новых технологий
На конференции отметили важность развития новых технологий и решений в области мостостроения. Однако сжатые сроки, в которых необходимо выполнить импортозамещение, реновацию и тестирование новых материалов, приводят к некоторым трудностям в процессе внедрения инноваций.
Так, профильные компании отмечают низкую долю научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области мостовых строительных технологий. Большинство тем связано скорее с новыми материалами, расчетами, испытательными методиками, документами и стандартами. Многие инновации – скорее адаптация и модернизация технологий ХХ века. Кроме того, по словам экспертов, заказчики опасаются внедрения новых технологий, взамен предусмотренных проектной документацией, а компании – конкурентоспособности технологии только при массовом производстве. Новое технологии, как и создание образцов для испытаний могут стоить дорого, что также является препятствием в процессе запуска инноваций. Однако опыт бизнеса показывает некоторые пути решения данных проблем.
«Реализация новых технологий возможна благодаря разработке проектной документации подрядчиком и включения туда новых технологий, привлечению специализированных партнеров по проектированию и науке, выработке технических решений по основным конструкциям и организации строительства с учетом особенности объекта»
