Будущее металлического мостостроения
Все чаще в России строители выбирают металл для возведения мостов, путепроводов и пешеходных переправ. Так, сейчас в Новосибирске специалисты возводят масштабное искусственное сооружение длиной 5,6 километра через реку Обь в створе улицы Ипподромной из стали марки 10ХСНД-2. Этот же материал мостовики применили в прошлом году в столице при строительстве 322-метровой переправы через реку Москву в составе Юго-Восточной хорды. О развитии данного направления шла речь на конференции «Металлическое мостостроение. Задачи. Преимущества. Перспективы» в рамках 8-й международной специализированной выставки «Металлоконструкции-2023».
Атмосферостойкая сталь
Технологии в производстве стали и стальных конструкций не стоят на месте. Так, все чаще мостовики используют атмосферостойкий металл для пролетных сооружений, которые ни в момент строительства, ни в будущем не требуют лакокрасочного покрытия. Например, говорит директор по продажам АО «Мостостройиндустрия» Андрей Комаристов, такой подход использован при возведении путепровода через Центральную кольцевую автодорогу (ЦКАД) и на нескольких других объектах компании. Выбирают атмосферостойкую сталь и специалисты ГК «Трансстройпроект» при работе над своими проектами, например, для модульных переправ через малые реки.
Впрочем, мостовики не отказываются и от традиционных способов защиты в виде краски или цинка.
Расширение сортамента
Тем временем в отрасли продолжаются активные дискуссии о расширении сортамента стали для применения в мостостроении. Напомним, новый межгосударственный стандарт ГОСТ 6713-2021 предлагает при строительстве стальных конструкций железнодорожных, автодорожных, совмещенных, городских и пешеходных мостовых сооружений использовать прокат категории 2 и 3 в термомеханическом обработанном состоянии после контролируемой прокатки, в том числе с ускоренным охлаждением, отжига, отпуска, нормализующей прокатки и закалки с прокатного нагрева. Кроме того, в документе говорится о применении стали нового класса прочности 14ХГНДЦ-С390, введении бора для микролегирования 10ХСНД и расширении сортамента толстолистового проката с 40 до 110 мм. Авторы документа полагают, что эти преобразования позволят покрыть дефицит материала, который, по данным Минпромторга, оценивается в 100 000 тонн.
Еще в прошлом году новый стандарт встретил критику со стороны мостостроителей, так как указанные в документе виды стали не прошли соответствующих испытаний при возведении искусственных сооружений. Тем не менее документ отменял советский ГОСТ 6713-91 и массово применяемый в Российской Федерации при производстве металла для мостов и путепроводов ГОСТ Р 55374-2012.
Министерство транспорта Российской Федерации прислушалось к опасениям мостовиков и отложило введение в действие нового стандарта, пока его авторы из ЦНИИТС не проведут соответствующих испытаний. В июле прошлого года комплексная программа по исследованию разных видов обработки и проката по образцам была утверждена и запущена. Первые результаты данной работы озвучили в рамках конференции «Металлическое мостостроение. Задачи. Преимущества. Перспективы».
«Программа предусматривала несколько этапов: испытания самого чистого металла, сварных соединений, высокопрочных болтов и выносливости. И если на все эти моменты мы отвечаем "да", то даем добро, — заявил заместитель генерального директора по научной работе АО "ЦНИИТС" Юрий Новак. — Хочу сразу сказать, что все образцы прошли испытания с честью, замечаний нет, то есть дорога опытному строительству и проектированию открыта».
В общей сложности специалисты ЦНИИТС испытали 600 образцов, используя листы толщиной 16, 32 и 40 мм. При этом выявилась зависимость: чем толще лист, тем выше его свойства. Не обошли стороной и технологический процесс контролируемой прокатки. Надо отметить, что это материал не новый и попытки применения его в мостах осуществлялись, хотя и не были использованы. При этом такая сталь находит широкое применение в зарубежных практиках мостостроения и промышленно-гражданском строительстве.
Впрочем, металлургические заводы пока не спешат запускать массовое производство новых видов стали для мостостроения. По словам Юрия Новака, этого следует ожидать после того, как результаты исследований утвердят специалисты Минтранса России и дадут старт следующему этапу опытного внедрения в строительстве и проектировании.
В ответ на это представители «Уральской Стали» предложили продолжить испытания и бессрочно продлить действие массово применяемого в Российской Федерации ГОСТа Р 55374-2012. «Результаты испытаний не позволяют с уверенностью гарантировать надежность и долговечность мостовых металлоконструкций, изготовленных из проката по новому ГОСТу. В связи с этим необходимо провести углубленные металловедческие исследования проката в термомеханически обработанном состоянии с привлечением профильных научно-исследовательских институтов, полноценную работу по разработке технологии производства, сварки и изготовления мостовых металлоконструкций из новых толщин от 51 до 110 мм во всех состояниях поставки, а также расширенные испытания сварных соединений из стали марки 14ХГНДЦ с углеродным эквивалентом 54%», — отметил специалист технической дирекции ООО УК «Уральская Сталь» Дмитрий Нижельский.
К обсуждениям подключились и специалисты АО «Объединенная металлургическая компания» (ОМК), которые также предоставили для исследований нового ГОСТа 1022 образца общей массой 20 тонн. Главный специалист ОМК Артем Кравченко предложил в новом стандарте уточнить требования к листовому прокату из стали 10ХСНД при любом состоянии поставки (нормализация, закалка с отпуском, контролируемая прокатка с ускоренным охлаждением) в части химического состава по содержанию серы, ниобия, ванадия, молибдена и бора, а также предельных показателей испытаний на растяжение, ударный изгиб, неметаллические включения, ультразвуковой контроль и твердость по Бринеллю, которая на данный момент не оговорена.
Пока дискуссии и исследования продолжаются, в России по-прежнему действует старый ГОСТ Р 55374-2012, восстановленный в действии до 1 января 2024 года. Именно его металлурги, заводы по производству стальных конструкций и проектировщики используют для возведения новых искусственных сооружений.
Что нужно сделать перед началом реставрации
Современные технологии обследования исторических объектов помогают более качественно оценить их текущее состояние и подготовить к реставрации.
Многие исторические объекты Санкт-Петербурга находятся в неудовлетворительном состоянии. Об этом неоднократно заявляли и в КГИОП. По данным ведомства, на проведение одномоментных восстановительных работ на объектах наследия городу требуется около 100 млрд рублей. Таких средств у Смольного нет. Реставрационные работы проводятся в плановом порядке. Ряд объектов восстанавливается на федеральные деньги, но тоже в порядке очереди.
Некоторым историческим зданиям везет больше остальных. Их реставрацией, не откладывая на потом, занимаются собственники или меценаты. Перед восстановительными работами обязательно проводится обследование. На основе полученных данных определяются первоочередные задачи по реставрации и сохранению объекта.
На основе стандартов
Техническое обследование и реконструкция объектов наследия регулируются Законом № 73-ФЗ «Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов РФ», а также ГОСТ 55528-2013, ГОСТ Р 56198-2014 и др. Существуют различные методики изучения состояния зданий. Они согласовываются, как и сама дальнейшая реставрация, с надзорным ведомством.
Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев обращает внимание на правовой казус. По его словам, главная работа на объектах реставрации – это обследование конструкций зданий и сооружений. Несколько лет назад Минстрой РФ признал эти работы относящимися к архитектурно-строительному проектированию, то есть не входящими в изыскательскую сферу. Однако, добавляет Сергей Лазарев, на основании обследований проектировщиков зачастую проводится геотехнический мониторинг уже силами изыскательских организаций. Как правило, это вибрационный контроль в процессе строительства, контроль уровня грунтовых вод, а также геодезический мониторинг деформаций зданий и сооружений.
Эксперты отмечают, что реставрация и эксплуатация объектов наследия повышают требования и к методам диагностики состояния такого объекта. По словам генерального директора компании «КБК Проект» Василия Костина, схематично весь процесс технического обследования объектов реставрации можно свести к проведению следующих видов работ. Первый из них – это историко-архивные изыскания. Они обязательны. Далее, как и при обследовании обычных объектов, проводятся конструктивные обмеры с последующими проверочными расчетами грунтов основания, фундаментов, стен, сводов и балок. Также определяется прочность кладки, фасадов, покрытий и т. д. Затем подготавливаются технические рекомендации и решения, которые будут задействованы в реставрации объекта.
В щадящем режиме
По мнению игроков рынка, в настоящее время появилось достаточно много видов обследования и мониторинга. Часть из них относится к щадящим технологиям, т. е. проводится без проникновения в конструктив. Специалисты рассказывают, что не во всех компаниях внедрены новшества из-за их относительной дороговизны. Тем не менее, новые технологии все более востребованы на рынке, ввиду их большей эффективности, и исследовательские организации будут их задействовать все активнее.
Для исследования объектов наследия, как рассказывает руководитель направления капитального строительства ИТ-компании КРОК Анна Фейнберг, сейчас используется лазерное сканирование – одна из современных технологий, которая позволяет оперативно и точно получить данные о состоянии здания и его конструктивных элементов. «Этот метод сверхточный и бесконтактный, поэтому его можно использовать и для хрупких конструкций. Принцип технологии заключается в измерении расстояний от сканера до поверхности объекта и формировании на основе этого наборов (облаков) точек с пространственными координатами. Съемка ведется со скоростью более миллиона точек в секунду и высокой точностью – до 5 мм. За счет этого объединение облаков точек позволяет создать цифровую модель объекта и зафиксировать, например, увеличение нагрузки на несущие элементы и трещины в материалах», – отмечает она.
Кроме того, по словам эксперта, обследовать состояние фундамента реставрируемого здания позволяет технология шурфования. Также могут потребоваться послойная механическая расчистка поверхностей, лабораторный анализ проб материалов, проверка прочностных показателей несущих конструкций ультразвуком или неразрушаюшим методом. Ультразвук, например, позволяет оценить прочность глубинных слоев материала, при этом стоимость исследования относительно невысока.
Наиболее перспективный метод техобследования, по мнению Василия Костина, – это создание единой цифровой модели реставрируемого объекта на основе объединения данных, полученных путем ультразвукового и лазерного сканирования. «Это значительно уменьшает количество ошибок при обмерах и последующем расчете конструктива. Например, при реставрации арок и сводов из кладочного материала, где даже небольшие ошибки в определении геометрии несущих конструкций могут привести к обрушению», – подчеркнул он.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов», эксперт «Деловой России»:
– Очень интересный вид изыскательских работ, который не востребован на данный момент в полной мере в области реставрации зданий культурного наследия, – это лазерное 3D-сканирование объекта, для сохранения цифровой модели со всей архитектурой на компьютере. Технологии лазерного сканирования не внедряются в этот сегмент, в связи с тем, что реставраторы – это люди «старой школы» и они далеки от компьютерных программ, которые используются в работе при 3D-сканировании. Вторая причина задержек, о которой я недавно услышал от реставраторов, – это то, что сметная стоимость реставрационных работ не подразумевает лазерного сканирования вследствие дороговизны и поэтому до сих пор используются классические технологии фиксации архитектуры на основе кальки. Третья причина – то, что не внедряется BIM-проектирование, несмотря на большой информационный шум вокруг этой технологии.
Светопрозрачные конструкции становятся более технологичными
По оценке экспертов, в настоящее время продолжает развитие тренд увеличения площади остекления зданий. При этом сами светопрозрачные конструкции становятся более технологичными и мультифункциональными.
Оконная индустрия за последнее десятилетие технологически существенно вырвалась вперед. Игроки рынка выпускают продукты, все более сложные конструктивно. Это касается и самого стекла, и оконного профиля. Благодаря новым возможностям архитектурно изменилось и само фасадное остекление. Его стало больше как в коммерческих объектах, так и в жилых зданиях.
Руководитель технического центра стратегического направления «Строительство» компании REHAU по Восточной Европе Антон Карявкин отмечает, что фасадное остекление зависит от объекта недвижимости, его архитектуры и т. д. Так, например, здания на территории МДЦ «Москва-Сити» оснащены по преимуществу витражными системами. Ультрасовременные дома, у которых стены полностью состоят из стекла (для наблюдателя с улицы), в основном собраны из алюминиевых, реже стальных профилей, которые видны только изнутри помещения. В объектах, находящихся в отдалении от центра, система будет проще. Как правило, в них нет структурного остекления. При этом они все равно оснащены большеразмерными алюминиевыми витражными конструкциями, однако алюминиевые накладки в них видны снаружи. Нечто подобное встречается и в современных премиальных жилых комплексах.
«Если говорить о более простых жилых и общественных объектах, в них чаще встречаются окна обычного формата, которые тоже можно назвать витражами. Но все равно тенденция такова, что широкоформатные оконные блоки, витражи, пользуются большей популярностью. В большинстве объектов массовой застройки такие блоки занимают примерно половину стены», – добавляет Антон Карявкин.
Игроки рынка также отмечают, что за последние несколько лет оконные профили стали более функциональными, удовлетворяющими запросам потребителей. Это касается как энергосбережения, звукоизоляции, так и других характеристик.
По словам руководителя отдела строительного консалтинга profine RUS Александра Артюшина, о существующих возможностях продуктов десять лет назад можно было только мечтать. Подавляющее большинство зданий имели стандартные оконные проемы и стандартные одно-, двух-, трехстворчатые оконные блоки, которые сейчас уже редко встречаются. Сегодня разработка новых технических решений, применение новых материалов, увеличение жесткости светопрозрачных конструкций из ПВХ позволяют не только расширить видение архитекторов, но и реализовать эти проекты, как в области массового строительства, так и при строительстве индивидуального жилья.
«Сейчас разработаны и применяются профильные системы с более широкими возможностями, например, при ширине порядка 1 м высота нормально функционирующих оконных створок может достигать 2,5 м. Новые профильные системы из ПВХ можно комбинировать и использовать совместно с фасадными системами из алюминия – путем установки специальных алюминиевых накладок. Это сохраняет неоспоримое преимущество по теплосбережению при меньшей стоимости по сравнению с алюминиевыми конструкциями», – отметил эксперт.
Мнение
Александр Круглов, продакт-менеджер департамента маркетинга Pilkington Glass Russia:
– За последние 10–15 лет фасадное остекление значительно трансформировалось. Если раньше оно было технологически более простым, то со временем ситуация изменилась. Во-первых, стекло – прекрасный архитектурный инструмент, позволяющий украсить фасад любого здания: проектировщики уходят от стандартного остекления, превращая фасады зданий в настоящие произведения искусства. Посмотрите, например, на торговый дом Publicis Drugstore в Париже или аэропорт «Платов» в Ростове-на-Дону – к слову, в обоих объектах стоит стекло Pilkington. А во-вторых, стеклянный фасад сегодня не просто защита от внешних факторов, это суперпрочный материал, способствующий энергосбережению. Специальное покрытие, которое наносится на стекло, позволяет решать множество задач: защищать от солнечного жара, сокращать расходы на кондиционирование и обогрев помещений. Энергоэффективные светопрозрачные конструкции обеспечивают максимальную степень комфорта для людей. Добавлю, что в настоящее время стекло Pilkington Glass Russia в плане энергоэффективности является одним из самых технологичных и востребовано как на отечественном, так и на международном рынке.