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.
Завершен первый этап исследований о работе ПВХ-мембран ТЕХНОНИКОЛЬ в условиях повышенной сейсмичности
Исследования показали, что гидроизоляция из мембран LOGICBASE™ компании ТЕХНОНИКОЛЬ может успешно применяться в зонах с сейсмичностью до 9 баллов включительно.
Территория Российской Федерации характеризуется большим разнообразием ландшафтов, часовых, климатических и сейсмических зон. По некоторым исследованиям, более 30% территории РФ находится в районах с повышенной сейсмической активностью. В таких регионах при строительстве важно применять материалы, способные выдерживать возможные значительные перемещения конструкций. В частности, гидроизоляционный материал, пригодный для применения в таких зонах строительства, должен обладать повышенной прочностью на растяжение, высокими характеристиками относительного удлинения, а также способностью воспринимать различные многоосевые нагрузки.
Специфика работы деформационных швов в конструкциях подразумевает под собой наличие большого количества разнонаправленных растягивающих и сдвигающих нагрузок, которые могут возникнуть в ходе сейсмических воздействий. Возможность применения ПВХ-мембран в районах повышенной сейсмичности была доказана в рамках испытаний полимерного гидроизоляционного материала LOGICBASE™ V-SL по определению прочности при разрыве, проведенных на базе лаборатории ООО «ВНИИСТРОМ-НВ».
Образцы укладывались на опорную поверхность специальной испытательной камеры, и к ним ступенчато прикладывалось гидравлическое давление до момента разрыва. Скорость потока жидкости при этом составляла 3 см/с (моделирование приложения разнонаправленной нагрузки). Образцов, сместившихся при испытании или разорвавшихся у кромок зажимных колец, не было зафиксировано. Исследования показали высокую эластичность гидроизоляционных ПВХ-мембран, что обеспечивает прочность на многоосное растяжение (~6,95 МПа) и высокие показатели относительного удлинения (~115%). Материал равномерно воспринимает растягивающую многоосную нагрузку и пропорционально удлиняется с ее ростом до разрыва, что говорит о высокой изотропии материала, т.е. его прочность при воздействии многоосной нагрузки сохраняется в неизменном виде, без привязки к направлению приложения нагрузки.
В рамках других испытаний исследовались коэффициенты трения покоя и трения скольжения, что актуально для гидроизоляционных материалов при значительных перемещениях конструкций. Для этого использовалась разрывная машина МИРК-1000К. Опорной поверхностью для трения выступала бетонная бордюрная плита. Пятно нагрузки передавалось на опорную поверхность при помощи стандартного бетонного кубика 50х50х50мм (для моделирования повышенного давления от 0,4 до 0,9 МПа) или бетонной призмы 50х180х100мм (для моделирования пониженного давления от 0,1 до 0,3 МПа). Между бетонными поверхностями укладывался гидроизоляционный ковер размером 200х400мм, состоящий из 2-х слоев геотекстильного материала, между которыми располагался полимерный гидроизоляционный материал LOGICBASE™ марки V-SL. Для определения силы трения бетонный образец вытягивался при помощи силовой установки разрывной машины. Таким образом происходило моделирование трения материала о поверхность бетонных или ж/б стен, при условии прикладываемой нагрузки.
Выполненные исследования показали, что коэффициент трения ПВХ-мембран НЕ превышал μ=0,4. Данная величина μ удовлетворяет устойчивому состоянию здания, исключающему опрокидывание при сейсмичности площадки 7, 8 и 9 баллов. Расчёт коэффициента трения и численное моделирование процесса опрокидывания здания с гидроизоляцией из полимерных мембран LOGICBASE™ показали, что они могут успешно применяться в зонах с сейсмичностью до 9 баллов включительно.
Также полученные данные могут использоваться при расчёте/моделировании сейсмоустойчивых зданий в различных программных комплексах.
ТЕХНОНИКОЛЬ представляет систему ТН-СТЕНА Подпорная Дренаж для транспортно-дорожного строительства
Новая система предназначена для быстрого и эффективного устройства изоляции и дренажа подпорных стен.
В ходе транспортно-дорожного строительства проектировщики и строители не только укладывают само дорожное покрытие, но и решают целый комплекс дополнительных задач. Зачастую инфраструктурный объект включает в себя множество составляющих, в том числе подпорные стены. На данный момент на российском рынке не хватает комплексных решений для устройства подпорных стен. В ответ на запрос строителей эксперты компании ТЕХНОНИКОЛЬ разработали систему ТН-СТЕНА Подпорная Дренаж, где все компоненты эффективно дополняют друг друга.
Система предназначена для устройства гидроизоляции и пристенного дренажа подпорных стен из монолитного или сборного железобетона. Дренажная система с мембраной PLANTER Extra Geo позволяет исключить переувлажнение грунта и снизить нагрузки на конструкцию.
В качестве гидроизоляционного слоя в системе используется битумно-полимерная мастика ТЕХНОНИКОЛЬ №21, которая обеспечивает изоляцию конструкции от агрессивного воздействия грунтовых и поверхностных вод.
Пристенный дренаж состоит из профилированной мембраны PLANTER Extra Geo и перфорированной трубы с фильтрующим слоем из термоскрепленного геотекстиля.
Дренажная мембрана выполнена в виде полотна из полиэтилена высокой плотности с выступами высотой 8,5 мм, к которым термически присоединен фильтрующий слой из термоскрепленного геотекстиля Typar SF 27. Данная марка геотекстиля максимально устойчива к заиливанию от мелких частиц грунта, что обеспечивает эффективный отвод воды на протяжении всего срока службы дренажной системы.
Профилированная мембрана также выполняет функцию защиты гидроизоляционного слоя от механических повреждений при обратной засыпке.
Для герметизации технологических швов бетонирования в местах сопряжения горизонтальной и вертикальной части подпорной стены применяется набухающий полимерный профиль ТЕХНОНИКОЛЬ IC-SP, установленный на набухающий герметик ТЕХНОНИКОЛЬ.
Герметизация деформационных швов в бетонной конструкции подпорной стены выполняется П-образными гидрошпонками FM-140/50.
Система ТН-СТЕНА Подпорная Дренаж обеспечивает эффективный дренаж конструкции и предотвращает обводнение грунтов. Система отличается высокой долговечностью и легко монтируется, что позволяет провести монтаж в короткие сроки.
