Наука задаст тон строительству
Власти пересматривают подход к реализации масштабных проектов, предлагая науке занять определяющее место, и если не диктовать, то предлагать инновационные и экономически выгодные решения проектировщикам. Ожидается, что в будущем научно-технологическое сопровождение стоимостью в 2% от общей цены контракта станет эффективным инструментом контроля и развития.
Первая ласточка
Сегодня новый подход к научно-технологическому сопровождению обкатывают при создании высокоскоростной железнодорожной магистрали между Москвой и Санкт-Петербургом. Уже в концессионном соглашении прописано обязательное участие научно-технологического эксперта. Более того, через него проходит вся проектная документация, прежде чем попасть на рассмотрение в ФАУ «Главгосэкспертиза».
«Что в итоге получилось: были проведены многоуровневые научные исследования, даже на этапе специальных технических условий; разработаны новые стандарты, которых ранее не существовало; организована работа научно-технологического контура и созданы специальные группы экспертов по всей стране, которые вошли совместно в консорциум Российского университета транспорта, Российской академии транспорта и Российской академии наук, — говорит президент Российской академии транспорта Александр Мишарин. — Получили два результата. Первый — оптимизация решений, которые были предложены проектными организациями. Цифры колоссальные: первые 100 километров — минус 100 миллиардов рублей при тех же технических условиях».
Напомним: высокие скорости движения предъявляют высокие требования к самой магистрали. Основная задача — обеспечить уплотнение и устойчивость трассы, не допустив просадки даже на два сантиметра на всем протяжении в течение следующих десяти лет активной эксплуатации. Сложности вызывает и то, что дорога пойдет по территориям, где колебание температур фиксируется на уровне до минус 40 градусов по Цельсию. Для ответов на подобные запросы отрасли ученые предложили особые решения, часть которых вводится в конструкцию эстакад.
Второй положительный результат связан с активизацией научной мысли и воспитанием специалистов нового поколения. Так, ученые ПГУПС озвучили результаты своих исследований, посвященных обеспечению надежности и долговечности проектируемых мостов в рамках реализации проекта высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург и проблемам расчетов конструкций на прогрессирующее разрушение на симпозиуме Международной ассоциации инженеров-мостостроителей IABSE в Японии. Речь идет о применении новых материалов для строительства и ремонта искусственных сооружений, рациональном управлении ресурсами при содержании парка и мониторинга технического состояния мостовых конструкций с использованием широкого спектра измерительного оборудования и искусственного интеллекта. Как отмечают участники симпозиума, полученные знания и материалы непременно найдут отражение в учебном процессе и позволят сориентировать направления научных исследований в ключе актуальных мировых проблем мостостроения, а приобретенные профессиональные контакты дадут возможность расширить географию исследований.
При РУТ (МИИТ) активную работу ведет Первая инженерная школа «Академия ВСМ», где молодые ученые изучают вопросы создания и работы высокоскоростных магистралей. «Нам нужны конструкторы во всех областях: по подвижному составу, по системам связи, строительству и так далее. Растить инженеров необходимо в сотрудничестве с нашими производственными компаниями, научными институтами и другими университетами», — отмечает директор Центра компетенций ВСМ Передовой инженерной школы «Академия ВСМ» при РУТ (МИИТ) Олег Покусаев.
Эксперимент пойдет в масштаб
Ожидается, что в будущем подобный подход будет распространен на все масштабные проекты — особенно те, что пойдут в реализацию в рамках нового национального проекта «Эффективная транспортная система». В частности, научно-технологического сопровождения требуют работы на территориях Севера и Арктики, в условиях сложного рельефа и при возведении крупных мостовых сооружений. Для решения этих задач предлагается создать Центр научно-технологического сопровождения на базе Российской академии транспорта.
Нормативная база для введения нового инструмента контроля в виде научно-технологического сопровождения уже создана. Связь науки, образования, проектирования и строительства заложена в основу Указа президента России о национальных целях развития РФ на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года, Указа президента России о Стратегии научно-технологического развития РФ и утвержденной Транспортной стратегии РФ на период до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года. Сейчас законодатели дорабатывают проект Федерального закона «О технологической политике в РФ», который требует изменений для внедрения научно-технологического сопровождения. Также корректируется Градостроительный кодекс в части уточнения перечня уникальных и технически сложных объектов, направленных на реализацию национального проекта «Эффективная транспортная система». В ближайшее время увидит свет и Концепция научно-технологического развития транспортного комплекса Российской Федерации, предложенная федеральным Минтрансом. В конце мая этого года документ был принят президиумом Российской академии наук, а сейчас находится на утверждении правительства.
По мнению авторов концепции, наука должна опережать действительность: видеть задачи будущего, оценивать их и предлагать инновационные подходы заранее. «Главное — заглянуть в завтрашний день, потому что прикладная позиция — ”мы имеющимися методами ответим на все вопросы” — в перспективе проиграет. Только фундаментальная наука и глубинные исследования, опережающие наши технологии, дадут эффект и снимут нагрузки, которые возникают при решении современных транспортных задач. Я верю в силу наших ученых, мы активно сотрудничаем с Российской академией наук, и Минтранс открыт для новых идей», — подчеркивает заместитель министра транспорта Российской Федерации Константин Пашков.
В качестве одного из позитивных примеров эффективного взаимодействия ученых, проектировщиков и строителей можно назвать советский период, когда логистическая сеть страны росла именно под влиянием научной мысли. Академик Владимир Николаевич Образцов был уверен, что развитие дорог превратит молодую Россию в великую державу, и настаивал на создании крупных многопрофильных железнодорожных узлов, которые и сегодня являются удачным решением многих транспортных проблем. Исследователь буквально видел будущее и его задачи. Возможно, именно поэтому за полгода до начала Великой Отечественной войны Владимир Николаевич предложил решение для эффективной работы станций в военное время.
Два процента от стоимости проекта
Дискуссии идут вокруг цены услуг по научно-технологическому сопровождению. В представленных документах говорится о 2% от стоимости контрактов. Авторы указывают, что в будущем затраты получится покрыть за счет финансово-экономических эффектов, возникающих при научно-технологическом сопровождении проекта на различных этапах жизненного цикла. И именно за этим активно наблюдают в процессе реализации высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург.
Компания «Метрополис» успешно работает более 18 лет. Основная специализация – генеральное проектирование объектов гражданского строительства, в том числе в партнерстве с лучшими международными и российскими архитектурными компаниями.
«Метрополис» выполняет проекты на всех стадиях проектирования: Концепция, Проектная документация, Тендерная документация, Рабочая документация, Авторский надзор и Технический аудит.
В своей работе компания использует уникальные технологии информационного и математического моделирования (BIM, ТИМ, CFD), основанные на передовых методах проектирования, существующих как в мировой, так и в отечественной практике. 100% проектов «Метрополис» выполнено с применением BIM-технологий.
Многие проектируемые командой «Метрополис» объекты находятся в составе культурно-образовательных кластеров в Кемерове, Калининграде, Владивостоке и Севастополе.
Российские ведущие культурные учреждения являются визитной карточкой России во всем мире. Театры, музеи, дома культуры — это бьющееся сердца наших городов. Они не только приносят жителям радость, но и объединяют локальные сообщества и делают жизнь более яркой, наполненной чувствами и смыслами.
Театр оперы и балета и Академия хореографии в Севастополе – ключевые объекты культурного кластера, которые разместятся между Артиллерийской и Карантинной бухтами. Архитектурный облик обоих зданий разработало известное австрийское бюро Coop Himmelb (l) au под руководством Вольфа Прикса.
Площадь территории кластера составляет почти 50 гектаров. На первом этапе будут построены Театр оперы и балета, Академия хореографии, жилой дом для сотрудников, а также выполнено благоустройство территории. На всей открытой территории кластера планируется сделать большой парк с пешеходными зонами.
Общая площадь здания Театр оперы и балета – 62,5 тысячи квадратных метров, высота – от 37 до 52 метров. Большой зал будет вмещать 1100 зрителей, малый – 200. В театре также будет ресторан на 350 посетителей. Здание театра предполагает большое количество современных общественных пространств, которые будут открыты для свободного посещения постоянно, а не только в дни постановок.
Академия хореографии состоит из образовательного блока и кампуса. Общая площадь – 27,8 тысячи квадратных метров, высота – от 15 до 28 метров. Академией руководит Сергей Полунин. Комплекс будет включать общеобразовательную и хореографическую части, учебные и танцевальные классы, зрительный зал, бассейн и спортзал. Спальный корпус на 250 мест будет разделен на общежитие для учеников старше 14 лет и интернат для детей от 10 лет.
Филиал Третьяковской галереи в Калининграде
Октябрьский остров в Калининграде станет одним из крупнейших культурных кластеров в стране, а филиал Третьяковской галереи – одной из жемчужин острова. На первом этаже будет общедоступное пространство с панорамным остеклением, через которое открывается вид на парк и реку Преголь.
На втором этаже музея – восемь выставочных залов, постоянная и временная экспозиции, научно-исследовательские и образовательные пространства. Степень затемнения окон в залах настраивается под каждую выставку. Верхние этажи музея предназначаются для администрации и творческих резиденций.
Общая площадь здания – 17 600 м2. Автор архитектурного образа – бюро «Меганом».
Дом культуры ГЭС–2 в Москве
Реконструкция и редевелопмент памятника архитектуры ГЭС-2 в самом сердце страны у храма Христа Спасителя была проведена с сохранением максимального количества оригинальных элементов и исторического облика объекта.
Открытие обновленного Дома культуры состоялось 4 декабря 2021 года.К проекту реконструкции этого памятника архитектуры привлекли огромную международную команду. Архитектурным обликом занимался знаменитый итальянский архитектор Ренцо Пьяно (автор Центра Жоржа Помпиду в Париже и небоскреба TheShard в Лондоне) и его студия Renzo Piano Building Workshop.
Павильон России на EXPO-2020 в Дубае
EXPO-2020 в Дубае стало крупнейшим Всемирным экспо в истории. Главная тема выставки – «Объединяя умы, создаем будущее».
Общая площадь выставочного зала составляет более 3600 м2.
Архитектурное бюро СПИЧ, автор архитектурной идеи, разработало интересное решение - фасады здания выполнены из множества переплетенных разноцветных трубок-нитей, выражающих идею движения, развития смыслов и знаний, устремленность в будущее.
Компания «Метрополис» работала над внутренними инженерными системами на стадиях Концепция и Проектная документация. Команде предстояла интересная задача не только в части инженерных решений, но и их адаптации под особенности локальных нормативов и климатических условий.
Культурное пространство Центр «Зотов» в Москве
Центр «Зотов» открылся в конце 2022 года в отреставрированном здании бывшего хлебозавода № 5 в Москве. Здание было построено в 1931 году, является ярким образцом советского конструктивизма и имеет статус объекта культурного наследия регионального значения. Новое культурное пространство посвящено исследованию теории и практики конструктивизма.
Три башни ЖК «Пресня Сити» высотой 156 м образовали общую композицию со зданием Центра «Зотов». «Высотные башни расходятся от здания хлебозавода лучами, а памятник становится главным контрапунктом всей композиции», – объясняет свою задумку архитектор проекта Сергей Чобан.
На конец 2023 года в Санкт-Петербурге намечено начало строительства моста через Неву, который свяжет Большой Смоленский проспект и проспект Обуховской Обороны на левом берегу с Октябрьской набережной, Дальневосточным проспектом и улицей Коллонтай на правом. Проектная документация по первому этапу строительства проходит государственную экспертизу, заключение ожидается в ноябре.
Об основных архитектурных и технических решениях Большого Смоленского моста (БСМ) беседуем с Виктором Галасом, заместителем директора по проектированию АО «Институт Гипростроймост – Санкт-Петербург», которое разрабатывало проектную документацию по первому этапу строительства.
– Строительство моста планируется в два этапа. Первый охватывает возведение непосредственно самого моста и двух развязок: на проспекте Обуховской Обороны и Октябрьской набережной, а также продолжение путепровода до Дальневосточного проспекта. Второй включает развязку на пересечении Дальневосточного проспекта и улицы Коллонтай.
– Как известно, принципиальные проектные решения по мосту были проработаны почти 10 лет назад. Есть ли существенные различия между ними и нынешним проектом?
– Да, в 2014 году мы выполнили предпроектные проработки, в ходе которых пришли к выводу, что возвести мост с тремя развязками возможно. Предложенные нами решения были взяты за основу заказчиком и впоследствии выданы в качестве технического задания на разработку документации на стадии «Проект». Конечно, то, что было эскизно проработано 9 лет назад, претерпело изменения. Это абсолютно нормально и очевидно. На предпроектной стадии мы проводили изыскания только по архивным данным. На их базе мы сформировали первые эскизы для выбора варианта и планировочного решения.
Перед стадией «Проект» мы выполнили полный комплекс инженерных изысканий. Они учитывают и геологическое строение в зонах расположения опор, и транспортную составляющую на сегодняшний день, и состояние судоходства на реке. Инженерно-геодезические изыскания показали, насколько сейчас развита улично-дорожная сеть и выполнена застройка в этой зоне. Нужно было учитывать утвержденные на сегодня проекты планировки территорий по другим объектам и увязать с ними наши решения.
На стадии «Проект» изменились некоторые геометрические параметры моста, но в то же время был максимально сохранен его внешний облик, предложенный на этапе предпроектных проработок.
– Переправа между Финляндским и Володарским мостами давно заложена в Генеральный план города?
– Еще в 1948 году. А в 1987-м определили ее месторасположение в створе Большого Смоленского проспекта и улицы Коллонтай.
– Почему же так долго откладывали строительство моста?
– Наверное, это большей частью связано с тем, что сам мост находится в составе протяженного объекта – новой дуговой транспортной магистрали. Она планируется городом от пересечения проспекта Стачек у Кировского завода через улицы Васи Алексеева, Броневую, Благодатную, Салова, Большой Смоленский проспект, БСМ, Союзный проспект и до проспекта Энергетиков. Магистраль свяжет южные и восточные районы города: Кировский, Московский, Фрунзенский, Невский и Красногвардейский. Будет состоять из существующих улиц, которые соединят новыми искусственными сооружениями над железнодорожными путями и реками.
– Известно, что на стадии предпроектной проработки Вы рассмотрели три способа организации перехода через Неву – разводной мост, высокий вантовый мост, тоннель – и выбрали первый. Расскажите подробнее о достоинствах и недостатках всех вариантов.
– Мы провели сравнение, которое называется технико-экономическим, однако, помимо сопоставления технических и экономических факторов, учитывали и архитектурные требования. Мост возводится в одном из красивейших городов мира, и его внешний вид не должен конфликтовать с окружающей архитектурной средой.
Начну с тоннеля, который, кстати, никак не влияет на архитектурный облик города. В этом, пожалуй, его единственное достоинство, потому что это самый дорогой и технически сложный вариант как в строительстве, так и в эксплуатации. С тоннелем очень сложно реализовать необходимые городу транспортные развязки. Сложно нырнуть под Неву, успеть вынырнуть и над развязками (если говорить простым языком) пройти над набережными. Просто будут запредельные продольные уклоны. Реализовать можно, но это будет очень сложно и дорого. К тому же на время строительства тоннеля нужно приостанавливать судоходство на Неве, а это невозможно.
– Неужели тоннель дороже моста в эксплуатации?
– Это энергозатратный объект: требует интенсивного освещения и мощной вентиляции, к тому же необходимо учитывать возможные нештатные ситуации, а значит, предусмотреть систему дымоудаления и т. д.
– Почему разводной мост с его сложным механизмом предпочтительнее вантового?
– Вантовый должен обеспечить проход судов, т. е. иметь высоту над поверхностью воды в фарватере Невы, подмостовой судоходный габарит, не менее 30 м. Такое строение не вписывается в окружающий ландшафт, нарушает видовые панорамы и соответственно конфликтует с объектами культурного наследия.
– Обеспечить 30-метровую высоту моста над поверхностью воды – дороже, чем изготовить, установить и обслуживать разводной механизм?
– Суммарно – да. У вантового моста более высокие опоры. Вантовые системы тоже стоят дорого. Ванты имеют маленькое сечение и визуально издалека кажутся нитями. Но они держат пролетные строения, поскольку выполнены из высокопрочных металлических прядей. Однако для их установки нужны большие пилоны, развязку на подходах к мосту нужно сооружать на существенно большей высоте, чем в случае разводного моста. Это приводит как к техническим сложностям, так и удорожанию материалов и работ при строительстве развязок.
– Неужели разводной мост дешевле вантового и в эксплуатации?
– Их эксплуатационные расходы сопоставимы. Затраты на обслуживание вантового моста обусловлены его высокой материалоемкостью и сложностью мониторинга за состоянием конструкций, в том числе вант. Содержание разводного пролета и механизмов тоже обойдется недешево. Однако эксплуатация выбранного нами варианта моста имеет очевидные плюсы.
Затраты на его обслуживание мы учитывали исходя из опыта эксплуатации подобных объектов в Санкт-Петербурге, которую осуществляет СПб ГБУ «Мостотрест». Это предприятие отвечает за техническое содержание, обслуживание и ремонт искусственных дорожных сооружений, принадлежащих городу. Для того чтобы по максимуму учесть его опыт, особенно за последнее время, мы запрашивали информацию у «Мостотреста». С ним мы согласовывали и конструкции опор, и механизмы. «Мостотрест» будет обслуживать БСМ, и технические решения по объекту должны быть не только эффективны и надежны, но и максимально удобны для специалистов.
– Что Вы имеете в виду?
– Упрощенно говоря, каждая опора будет представлять собой небольшое техническое здание – с комнатами отдыха, мастерскими, помещениями для оборудования. Все это даст возможность специалистам комфортно эксплуатировать объект. Принципиально в этом нет ничего нового. В Петербурге разводные мосты имеют набор технических помещений, в том числе пультовые для управления разводкой. Они располагаются либо внутри мостовых опор, либо в специальных павильонах, возведенных на берегу. Второй вариант менее удобен и не получил широкого распространения.
Тогда, в 2014 году, пришли к тому, что такое классическое петербургское решение, как разводной мост, – это самый обоснованный вариант переправы с технической точки зрения, позволяющий реализовать все необходимые транспортные развязки и обеспечить движение судов.
– Ради строительства развязки придется снести дома на проспекте Обуховской Обороны.
– Переправа попадает в стесненные условия. Дома на проспекте Обуховской Обороны стоят очень близко. Подобная ситуация не новая для многих городов. В таких случаях предлагается выход из положения, который обсуждается с участием городских властей. 23 ноября 2021 года состоялось заседание Совета по сохранению культурного наследия Санкт-Петербурга. Было принято решение о возможности внесения изменения в Закон Санкт-Петербурга от 19.01.2009 № 820-7, позволяющего снести восемь домов по проспекту Обуховской Обороны. Рецензентом проекта выступил Н. И. Явейн, который поддержал позицию совета.
Комментарий эксперта
Из-за строительства развязки БСМ Совет по сохранению культурного наследия Санкт-Петербурга принял решение о возможности сноса восьми домов постройки первой половины ХХ века по проспекту Обуховской Обороны № 44, литера А, 48, 54, 56, 60, 68, литера А, 69, 71.
Данное решение заложено в проект, интересы жителей домов, подлежащих сносу, будут защищены, они получат соответствующие компенсации.
При разработке и реализации столь масштабных проектов, как мост через Неву длиной 484 м, шириной более 38 м, с шестью полосами движения автомобилей и выделенной полосой движения общественного транспорта с трамвайными путями, неизбежны решения, затрагивающие интересы многих людей и организаций. Так, например, нам даже пришлось сдвинуть судоходный фарватер.
– Расскажите подробнее.
– В ходе предпроектных проработок мы учитывали сложившиеся условия судоходства. Рельеф дна рек в поперечном сечении переменный. Для хода судов выбирается наиболее глубокое место, как правило, посередине речного русла. Специалисты, в данном случае сотрудники «Волго-Балтийского бассейна внутренних водных путей» (Волго-Балта), в свое время проработали фарватер и начертили в специальном атласе ось хода судов. В месте возведения будущего Большого Смоленского моста она смещена на 20-30 метров от середины русла в сторону левого берега. Стык разводящихся конструкций моста должен в проекции совпадать с осью судового хода. И в этом случае наш объект небудет симметричным, что идет вразрез с архитектурной стилистикой петербургских мостов.
– Как же Вы вышли из положения с учетом требования и архитектуры, и судоходства?
– Отклонение оси судоходства от центра русла не слишком существенное. И мы рассмотрели возможность смещения оси к середине. Сначала проконсультировались с Волго-Балтом, есть ли смысл выполнить соответствующие проработки. Получив положительный ответ, провели моделирование изменения оси судового хода. Работали совместно с Университетом морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова и Крыловским научным центром, который предоставил свой компьютерный тренажерный комплекс, имитирующий рубку судоводителя с оборудованием, практически полностью повторяющим оснащение аналогичных помещений современного судна.
В компьютер были введены необходимые данные: модели проектируемого БСМ, а также существующих Финляндского и Володарского мостов, параметры реки и модели судов, которые ходят по Неве. После этого привлекли к работе действующих лоцманов Волго-Балта, которые осуществляют проводки судов по Неве. Они должны были убедиться, что, проходя по новой оси, смещенной к середине русла Невы, сумеют выполнить все маневры и обеспечить безопасность судна с учетом гидрологических характеристик реки и достаточно близкого расположения мостов. В результате Волго-Балт согласовал новую ось. Когда мост построят, суда пройдут практически посередине реки.
– Расскажите об архитектурных особенностях объекта.
– При разработке проекта мы стремились заложить в него современные конструкционные решения, строительные технологии и материалы. Речь идет о применении цельносварных арочных конструкций коробчатого сечения, минимизации элементов, чтобы фасад был максимально прозрачным. В данном случае мы конструировали не решетчатую комбинацию, как на других пролетных строениях на Неве, где проезжая часть поддержана большим количеством решетчатых элементов. У нас запроектирована чисто арочная конструкция и дополнительные подпружные арки, которые поддерживают как раз верхнюю часть пролетного строения. Арки расположены достаточно широко в верхней части, а к опорам сходятся.
Мы ушли от классической громоздкой схемы с четырьмя параллельными арочными конструкциями. Было решено наклонить арки и соединить попарно в местах опирания. Таким образом, мы привнесли в конструкцию воздушность и визуальную проницаемость, не говоря уже об уникальности. К тому же сэкономили материалы опор и фундаментов.
У производителей конструкций и строителей имеются все технические возможности для воплощения в жизнь такого современного композиционного решения.
Справка
Большой Смоленский мост в Санкт-Петербурге
Участники проекта
Основание для проектирования: генеральный план Санкт-Петербурга (Закон СПб от 22.12.2005 №728)
Государственный заказчик: Комитет по развитию транспортной инфраструктуры Санкт-Петербурга
Технический заказчик: ООО «Сэтл Сити»
Генеральный проектировщик: ООО «БКН-Проект»
Проектировщик 1-го этапа строительства: АО «Институт Гипростроймост – Санкт-Петербург»