Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.
На взлетной полосе
Аэродромные железобетонные плиты все чаще применяются при строительстве сверхпрочных дорог и площадок для тяжелой спецтехники.
С середины XX века советские заводы ЖБИ начали активно заниматься производством плит для аэродромов. Их номенклатурное название – плиты аэродромные гладкие (ПАГ) – сохранилось до наших времен. Массовый выпуск был обусловлен политической ситуацией. Государство нуждалось в большом количестве полевых военных аэродромов, которые должны иметь быстровозводимые взлетные полосы для приема тяжелой авиатехники. После распада СССР объемы производства ПАГ в России свелись к минимуму.
Однако сейчас выпуск этой продукции вновь начал расти, но в основном по вполне мирным причинам. Аэродромные плиты используют при строительстве и реконструкции взлетных полос гражданских аэропортов. Кроме того, их по достоинству оценили компании, возводящие сверхпрочные временные и постоянные автомобильные дороги, а также площадки для использования тяжелой строительной техники. К тому же такие плиты активнее стали использовать при строительстве морских портов, терминалов, крупных логистических комплексов.
Принять все
ПАГ должны соответствовать ГОСТ 25912.0-91 и ГОСТ 25912-2015. Они регулируют качество бетона и свойства плиты в целом. Сейчас выделяют три вида плит: ПАГ-14, ПАГ-18 и ПАГ-20. Отличаются они между собой показателем толщины (140, 180 и 200 мм). Все они рекомендованы для устройства постоянных и временных покрытий аэродромов, городских дорог и территорий с рабочей нагрузкой до 75 тонн на кв. м. При производстве этих изделий используется бетон марки B30 М400 с коэффициентом класса морозостойкости F200.
Как рассказали «Строительному Еженедельнику» в ООО «ЖБИ №1 Рыбацкое», главные преимущества ПАГ – прочность и долговечность. Принять они могут очень высокую нагрузку, в том числе моментальную. Кроме того, ПАГ имеют четкие пропорции по ширине и длине, а шероховатое покрытие создает хорошее сцепление колес с их поверхностью. Устанавливать, эксплуатировать и заменять конструкции можно в любое время года. За счет габаритов они удобны для транспортировки железнодорожным и автомобильным транспортом.
По характеристикам, рассказывают в АО «ПО «Баррикада», ПАГ идеально подходят для суровых, жестких и агрессивных условий эксплуатации. Для получения прочностных показателей и устойчивости к воздействию низких температур и воды при изготовлении этих изделий предусматривается предварительное натяжение рабочей продольной арматуры, а также использование бетонной смеси и собственно бетона особого состава. Укладка плит происходит в короткий промежуток времени, что является еще одним их преимуществом. Они соединяются в единую плиту за счет сварки, а также путем замоноличивания соединительных швов цементно-песчаным составом и битумной мастикой. Иногда новое покрытие укладывается на старое, тем самым повышая несущую способность взлетно-посадочных полос. При этом использование ПАГ может быть неоднократным, так как они, даже бывшие в употреблении, не теряют своих характеристик.
Новые возможности
Игроки рынка отмечают, что некоторые заводы ЖБИ имеют полувековую традицию выпуска ПАГ и по праву заслуживают высокую оценку качества производства. При этом некоторые предприятия сейчас совершенствуют выпуск аэродромных плит.
Так как ПАГ имеют свою специфику, их выпускают далеко не все производители ЖБИ. Тем не менее количество организаций, занимающихся данным направлением деятельности, растет. Коммерческий директор АО «ПО «Баррикада» Алексей Мицул помимо своего предприятия среди производителей в СЗФО выделяет ООО «СИБ Центр», ООО «ПТК-ДорСтрой», ООО «Перспектива», ООО «СТК-Модуль». Среди компаний из других регионов – ООО «ХК «Башбетон», ООО «ТПК «Очаковский комбинат ЖБИ», ООО «Моревский завод железобетонных изделий». Также присутствуют игроки рынка из Беларуси: комбинат ЖБИК (ОАО Оршанский Строительный трест №18), ОАО «Барановичский комбинат ЖБК».
По мнению специалистов, производителей ПАГ могло быть еще больше, но пока не сформировался рынок сбыта. Генеральный директор ООО «СТД» ЖБИ Сергей Нестеров полагает, что основная проблема – это отсутствие специалистов среди проектировщиков, которые умело могли бы задействовать новинки ЖБИ, если бы изучали процессы производства и технологии монтажа. «На сегодняшний день очень редко можно встретить хороших конструкторов, которые могут сделать сложные расчеты для применения ЖБИ в строительстве. До сих пор в производстве и сборке применяются технологии советских времен. Это хорошо и надежно. Но есть уже усовершенствованные технологии производства, обеспечивающие более высокое качество продукции. Однако проектировщики не задействуют такие изделия, и поэтому все приходится делать по старинке. Таким образом, страдают и заказчик, и производитель», – считает он.
«Баррикада»: качество на высоте
АО «ПО «Баррикада», являющееся ведущим производителем железобетонных изделий в СЗФО, модернизировало производство и увеличило объемы выпуска аэродромных плит (или ПАГ – плит аэродромных гладких). Предприятие из Гатчины уже определено единственным поставщиком ПАГ для нужд Министерства обороны РФ
и активно работает с другими заказчиками.
АО «Производственное объединение «Баррикада» продолжает совершенствовать и расширять объемы выпуска продукции. В частности, несколько месяцев назад на предприятии были модернизированы линии производства аэродромных железобетонных плит. Данная продукция уже нашла своих клиентов. Технологические мощности завода позволяют выпускать ПАГ в большом объеме под запросы заказчика.
Напомним, ПО «Баррикада» имеет более чем вековую историю. В 1907 году в Санкт-Петербурге оно было создано как завод по производству цементных труб фирмы «Андрей Б. Эллерс». В 1922 году переименовано в «Баррикаду». В годы Великой Отечественной войны предприятие выпускало железобетонную продукцию, которая использовалась при обороне Ленинграда. В послевоенные годы предприятие, у которого было несколько площадок, в том числе в Ленобласти, в огромном масштабе занималось изготовлением ЖБИ, необходимых для жилищного и промышленного строительства.
После распада СССР «Баррикада», как и многие другие промышленные предприятия страны, испытала на себе серьезный производственный кризис. В двухтысячные пережила несколько объединений и реорганизаций. К 2018 году у организации осталась одна площадка в Гатчине, но и она находилась не в лучшем состоянии. Вдохнул в предприятие жизнь новый собственник – московская строительная компания «ТОРОС» («Тушинское объединение по ремонту, отделке, строительству»). Инвестор и управленческая команда сразу же занялись модернизацией производства и оптимизацией технологических процессов, при этом, что тоже важно, были сохранены рабочие места. За относительно небольшой период «Баррикада» нарастила объемы выпуска продукции и сейчас является ведущим производителем ЖБИ в Северо-Западном федеральном округе.
В интересах государства
Отметим, что для выпуска высококачественных плит ПАГ «Баррикада» произвела модернизацию оборудования. В частности, действующая немецкая линия компании Weckenmann была укомплектована специально разработанными для предприятия новыми формами итальянской фирмы Plan и дополнена вибростолом российской разработки с применением новых усиленных вибраторов ярославского завода «Маяк».
Кроме того, в рамках импортозамещения были закуплены и установлены два кантователя у ООО «Конформ» и ООО «ЛенСРМ». Также специалисты «Баррикады» изменили принцип действия виброплощадки, изменив технологию вибрации при производстве ПАГ.
Качество продукции ПО «Баррикада» подтверждает партнерство с государственными структурами. В декабре 2018 года на основании постановления Правительства РФ предприятие было определено единственным поставщиком аэродромных плит в интересах Министерства обороны. Контракт был подписан до 2022 года. Он обеспечивает компанию стабильной загрузкой на ближайшие годы.
Стоит добавить, что заказчиками ПАГ «Баррикады» являются не только военные структуры, но и коммерческие организации. Дело в том, что данный вид железобетонных конструкций, помимо обустройства сборных постоянных и временных покрытий аэродромов и аэропортов, применяется и в дорожном строительстве. В частности, ПАГ используются при возведении площадок больших терминалов под автотранспорт высокой тоннажности. В отличие от обычных дорожных плит, аэродромные отличаются большей прочностью и надежностью.
Качество под контролем
В настоящее время на ПО «Баррикада» выпускается вся линейка номенклатуры ПАГ в соответствии с ГОСТ 25912-2015. Она подразделяется на ПАГ-14, ПАГ-18, ПАГ-20 с размерами 6,0х2,0 и толщиной соответственно 140, 180 и 200 мм. Выбор толщины плиты зависит от условий эксплуатации.
Для достижения высоких качественных характеристик продукции на предприятии «Баррикада» в полном соответствии с требованиями нормативной документации организованы входной, операционный и приемочный контроли. Входной включает строгий контроль качества поступающих сырьевых материалов и комплектующих. Операционный – контроль продукции на промежуточных этапах производства. Он проводится при изготовлении бетонной смеси, арматурных изделий, подготовки формовочной оснастки, армировании и формовании изделий и осуществлении тепловой обработки. Приемочный контроль оценивает соответствие геометрических параметров и фактических характеристик бетона заданным проектным. Помимо этого, в обязательном порядке проводятся испытания готовых изделий на жесткость и трещиностойкость.
Отгрузка продукции осуществляется в любые регионы страны. Предприятие соблюдает высокие стандарты качества выпускаемой продукции и гарантирует клиенту надежность и своевременность поставки.
Мнение
Алексей Мицул, коммерческий директор АО «ПО «Баррикада»:
– Аэродромные плиты более долговечны, надежны и безопасны по сравнению с дорожными с точки зрения соприкосновения поверхности и транспортного средства. Таким образом, высокая прочность ПАГ обеспечивает долгий срок их службы. Дополнительным преимуществом аэродромных плит является их многоразовое использование. Чтобы обеспечить погрузку, транспортировку и выгрузку железобетонных изделий, мы предлагаем различные способы доставки продукции до объекта заказчика. В том числе грузовые автомобили-шаланды с повышенной вместительностью, бортовые маневренные машины, а также железнодорожный транспорт (ж/д вагоны). Кроме того, прорабатывается доставка морским путем в удаленные уголки России.
Новые перспективы
АО «ПО «Баррикада» 31 июля 2019 года подписало лицензионное соглашение с австрийской компанией «DELTA BLOC» на использование лицензионной продукции системы сборных бетонных защитных ограждений DELTA BLOC. Также предприятие получило исключительные права на производство, использование и продажу всех видов продукции «DELTA BLOC» в СЗФО.
Изделия DELTA BLOC – это временные и постоянные дорожные ограждения, а также ограждения для мостов, переходные соединительные элементы, встроенные шумозащитные экраны.
Использование конструкций DELTA BLOC значительно сокращает ущерб от ДТП. Защитные ограждения обеспечивают пассивную безопасность на дорогах, удерживая автомобиль на проезжей части и тем самым предотвращая его опрокидывание или непреднамеренный съезд с дороги. Выбор и установка тех или иных видов барьерных конструкций зависят от типа дороги, условий движения, уровня опасности, разрешенной скорости и многих других параметров.
Применение данных сборных бетонных систем ограждений возможно на мостовых сооружениях как с обеих сторон проезжей части, так и на центральной разделительной полосе, путепроводах, эстакадах.
Основной особенностью изделий DELTA BLOC является возможность их монтажа без крепления к дорожному и мостовому полотну. Это значительно снижает нагрузки, действующие на несущие конструкции моста в случае динамического воздействия при столкновении автомобиля с ограждением. В отдельных случаях, чтобы избежать смещения элементов под воздействием вибрации мостов, необходима лишь их фиксация креплением не больше 6-13 см.