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.
Опалубка «Вектора»: задавая высокий темп
В современном мостостроении — как при выполнении госзаказа, так и при реализации крупных концессионных проектов — ключевое значение имеет скорость производства работ. Существенно ее повысить позволяет использование несъемной опалубки из фибробетона, выпускаемой компанией «Вектор».
«С момента основания компании в 2008 году мы выбрали одним из ключевых направлений своего развития именно изготовление несъемной опалубки из фибробетона. Тогда для российского рынка это была достаточно новая технология, но мы сразу сумели оценить перспективность ее внедрения и широкого использования в сфере мостостроения», — вспоминает генеральный директор ООО «Вектор» Дмитрий Шантин.
Плюсы и еще плюсы
Использование фибробетонных плит и карнизных блоков позволяет значительно упростить строительство мостов, существенно сокращая время обустройства опалубки и объединяя в одном технологическом цикле сразу несколько операций (фото 2 и 3).
Кроме того, исключается время на демонтаж, снижаются расходы на реализацию подмостей и других методов подмащивания, которые используются в более консервативном строительстве (фото 4).
Консольные карнизные блоки из фибробетона незаменимы при строительстве современных мостовых сооружений. Хотя цена фибробетона несколько выше, чем у простых марок, разница в стоимости с лихвой покрывается скоростью ведения работ и меньшим объемом материала, что возможно благодаря его большей прочности. Особенно актуально использование этой технологии для проведения работ в труднодоступных местах, где проблематично применение грузоподъемных механизмов. Кроме того, при использовании несъемной опалубки не требуется дополнительной обработки поверхности — она получается гладкой и ровной, дающей возможность сразу приступать к работам по окраске подмостовой части плиты проезжей части.
Сравнение экономики применения несъемной опалубки из стеклофибробетона с использованием съемных систем позволяет сделать решительный выбор в пользу первого варианта.
В целом же можно выделить целый перечень серьезных преимуществ данной несъемной технологии. Прежде всего это минимизация временных и трудозатрат. В сравнении с традиционными методами существенно повышается скорость работ, сокращается число процедур, отсутствует необходимость снятия опалубки. Для монтажа плит или карнизных блоков нужны всего два человека, причем процесс не требует специфических знаний и умений.
Благодаря конструкции плиты, особенности сечения (чертеж 1), а также высоким механическим характеристикам прочности на сжатие и растяжение несъемная опалубка из этого материала обладает небольшим весом и низким уровнем прогиба.
Плотность фибробетона обеспечивает дополнительную защиту. Благодаря этому сооружение реже нуждается в ремонте и реконструкции, имеет более длительный срок эксплуатации. Кроме того, подобная защита оберегает стальную арматуру от проникновения внутрь вредных антиобледенительных солей и реагентов, которыми часто покрывают дорожное полотно.
Устойчивость к температурным перепадам фибробетона позволяет использовать его в любом регионе России.
Возможно создание фибробетонной опалубки для проектов со сложной конфигурацией. Высокий уровень пластичности армированного фиброй материала позволяет делать изделия любой сложности и по индивидуальным типоразмерам. Продукция подходит для обустройства плит проезжей части любых размеров и конфигураций в плане и поперечном сечении. Таким образом обеспечивается возможность создания различного архитектурного облика мостовых сооружений.
И не только
Неудивительно поэтому, что продукция ООО «Вектор» находит широчайшее применение при дорожно-строительных работах в разных частях России, включая самые крупные и ответственные объекты. Широкая география использования системы наглядно подтверждает ее универсальность, возможность работы в разнообразных климатических условиях.
«В числе наших заказчиков такие крупные строительные компании, как АО "ДиМ", АО "Мостострой 11", ООО "Мостоотряд 75", ООО "Московская мостовая компания", СК "Мосты и тоннели", ООО "СТМ-Центр", ООО "Горка" и многие другие, работающие по всей стране», — отмечает Дмитрий Шантин.
Среди наиболее значимых объектов, на которых использовались фибробетонные плиты, можно выделить Керченский мост (фото 5); развязку Северо-Восточной хорды в Москве; путепроводы и развязки в составе ЦКАД; развязки на автомагистрали «Таврида» в Крыму (фото 6); Фрунзенский мост в Самаре (фото 7), участок федеральной автодороги М-4 «Дон» в Ростовской области; автомобильный мост на юге Приморского края в рамках строительства дороги Владивосток — Находка — порт Восточный (интересно, что плиты изготавливались в непосредственной близости от объекта в целях сокращения временных затрат и издержек на доставку) (фото 8). Несъемную опалубку из фибробетона использовали также на объектах ЦКАД, при строительстве мостов на скоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург (М-11 «Нева»), Бугринского моста в Новосибирске, путепровода через железнодорожные пути в Киришах (Ленобласть) — на данном объекте было применено техническое решение по надвижке пролета сразу с установленными плитами несъемной опалубки, и пр. Карнизные блоки нашли применение на строительстве «Тавриды» в Крыму (фото 10), мосте в составе федеральной трассы М-5 «Урал» в Башкирии, путепроводе через железную дорогу на Киевском шоссе под Обнинском, в составе ЦКАД над р. Москвой (фото 11) и др.
«Сегодня наша компания готова не только поставлять продукцию на строительные объекты, но и предлагает услуги по монтажу несъемной опалубки с последующей сдачей заказчику, а также возможно выполнение дальнейших работ по армированию и бетонированию плиты проезжей части. Квалифицированные бригады, хорошо знающие особенности наших опалубочных систем, могут быстро и качественно произвести весь комплекс работ. Это позволит заказчику не только получить комплексную услугу и не отвлекать своих работников от выполнения иных задач, но и даст дополнительный выигрыш в темпах. Нашим специалистам не надо тратить даже небольшого времени, чтобы изучить технологию. Так что теперь мы готовы предоставить услугу "под ключ", полностью освобождая заказчика от любых сложностей или нестыковок», — подчеркивает Дмитрий Шантин.
«Облегченные» технологии гидроизоляции кровли быстровозводимых зданий
Технология быстровозводимых зданий с металлическим каркасом и основанием кровли из профилированного листа — абсолютный лидер XXI века в строительстве промышленных, складских и общественных сооружений.
Унифицированные элементы, высокая скорость монтажа, относительная легкость конструкции — при всех преимуществах технологии стоить учесть: чтобы получить надежную тепло- и гидроизолированную плоскую кровлю такого здания, ее не стоит перегружать традиционными решениями, например, устройством цементно-песчаной стяжки по утеплителю.
Также необходимо понимать то, что смонтированный профилированный лист не защищает кровельную конструкцию от проникновения водяного пара из внутренних помещений. Как решить эти вопросы технологично и быстро? Варианты есть.
Как это устроено?
Классическая схема кровельного пирога по профилированному листу выглядит следующим образом: пароизоляция, теплоизоляция, основание под водоизоляционный ковер и водоизоляционный ковер. Каждый из слоев несет свою функцию, что в комплексе определяет, насколько долговечной будет крыша быстровозводимого здания и эффективными инвестиции в ее устройство.
Минус пар
Проблема первая — пароизоляция кровельного пирога. В случае с быстровозводимыми зданиями выбор материала для пароизоляционного слоя имеет принципиальное значение. Листы профнастила укладываются внахлест и совершенно негерметичны. Вся влага помещения, в особенности если это производственный цех или аквапарк/бассейн, устремляется вверх и сквозь щели увлажняет утеплитель, снижая его теплоизоляционные свойства, на поверхности профлиста появляется конденсат, который со временем приводит к коррозии. Чтобы этого не происходило, по профилированному настилу обязательно нужно устраивать пароизоляцию.
Для пароизоляции профилированного листа эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ разработали самоклеящийся битумно-полимерный фольгированный материал ПАРОБАРЬЕР СА500 и ПАРОБАРЬЕР СФ1000 — для зданий с любым влажностным режимом помещений.
Испытания в европейских лабораториях и российском ЦНИИПромзданий показали, что материал за счет наличия фольги является эффективной защитой от проникновения водяного пара в конструкцию плоской крыши. Дополнительно он способен выдержать вес монтажника, стоящего на пароизоляции между ребер профилированного листа.
Зачастую тепло- и гидроизоляция крепится к профнастилу телескопическими крепежами, проходящими насквозь через пароизоляцию и теплоизоляцию. Это потенциальные каналы проникновения влаги. Битумно-полимерный состав ПАРОБАРЬЕРа в этом случае надежно обволакивает крепежи и перекрывает повреждение от них.
Минус стяжка
В быстровозводимых зданиях на крышах в основном не устраивают стяжку, укладка гидроизоляции осуществляется непосредственно по теплоизоляционному слою.
Чистая механика
Рассмотрим варианты устройства водоизоляционного ковра на кровельной системе с комбинированной теплоизоляцией, в которой нижний слой формируется из каменной ваты, а верхний — из LOGICPIR PROF. Данная комбинация заметно набирает популярность, так как отличается относительно высокой устойчивостью к нагрузкам при эксплуатации.
Для устройства водоизоляционного ковра из битумно-полимерных материалов с механическим креплением к несущему основанию и с применением комбинированной теплоизоляции эксперты компании ТЕХНОНИКОЛЬ разработали кровельные системы: «ТН-КРОВЛЯ Фикс Комби» и «ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло».
«ТН-КРОВЛЯ Фикс Комби» подразумевает крепление первого (нижнего) слоя гидроизоляции с материалом ТЕХНОЭЛАСТ ФИКС, к несущему основанию крыши. ТЕХНОЭЛАСТ ФИКС не требует праймирования поверхности утеплителя. Второй (лицевой) слой гидроизоляции с материалом ТЕХНОЭЛАСТ ПЛАМЯ СТОП укладывается уже методом наплавления.
Еще одно системное решение «ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло» — устройство однослойной гидроизоляции с мембраной ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1, обладающей повышенными прочностью и противопожарными характеристиками. Гидроизоляция крепится на телескопические крепежи по специальной кромке в местах нахлеста рулонов.
Кстати, битумно-полимерные материалы, предназначенные для укладки методом механической фиксации, в лабораториях ТЕХНОНИКОЛЬ проходят дополнительный тест на сопротивление раздиру стержнем гвоздя. Также делается обязательный расчет ветровой нагрузки, индивидуально определяются количество и шаг крепежа.
Наплавляй. А что, так можно было?
До определенного момента в России не было технологии, позволяющей наплавлять гидроизоляцию на утеплитель. В итоге эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ решили этот вопрос в системе «ТН-КРОВЛЯ Мастер». В данном случае механически к основанию крепится только теплоизоляция. Первый слой гидроизоляции монтируется методом наплавления с битумно-полимерной мембраной УНИФЛЕКС ЭКСПРЕСС или с применением самоклеящегося материала УНИФЛЕКС С на LOGICPIR PROF СХМ/СХМ, кашированные стеклохолстом. Второй (верхний) слой укладывается с мембраной ТЕХНОЭЛАСТ ПЛАМЯ СТОП. Технология прошла испытания в ЦНИИПромзданий и получила положительный отзыв экспертов.
«ТН-КРОВЛЯ Мастер»
- ПАРОБАРЬЕР С (А500 или Ф 1000)
- Минераловатный утеплитель ТЕХНОРУФ Н ПРОФ
- Плиты теплоизоляционные LOGICPIR CXM/CXM SLOPE
- Плиты теплоизоляционные LOGICPIR CXM/CXM
- Телескопический крепеж ТехноНИКОЛЬ
- Праймер битумный ТЕХНОНИКОЛЬ № 01
- УНИФЛЕКС С (УНИФЛЕКС ЭКСПРЕСС)
- ТЕХНОЭЛАСТ ПЛАМЯ СТОП
УНИФЛЕКС ЭКСПРЕСС был специально разработан для наплавления нижнего слоя гидроизоляции по теплоизоляционным плитам. Мембрана обладает высокими прочностными и деформационными свойствами, сохраняет стабильность параметров при высоких и низких температурах. Специальный состав битумно-полимерного вяжущего позволяет быстро и надежно наплавить материал на поверхность утеплителя.
Наплавление УНИФЛЕКС ЭКСПРЕСС на кашированную стеклохолстом поверхность теплоизоляционных плит LOGICPIR PROF СХМ/СХМ имеет ряд особенностей. Оно выполняется при пониженном (до 1,2 атмосферы) давлении газа. При этом пламя горелки должно быть направлено параллельно поверхности теплоизоляции. Это необходимо для того, чтобы разогревался только гидроизоляционный материал.
Образцы для испытания на адгезию наплавленного рулонного материал к PIR-плите
Источник: пресс-служба компании ТЕХНОНИКОЛЬ
Образцы для испытания на адгезию наплавленного рулонного материал к PIR-плите
Испытания показали: прочность сцепления наплавленного рулонного материала УНИФЛЕКС ЭКСПРЕСС к плите LOGICPIR PROF СХМ/СХМ составила 0,1 Мпа. Это означает, что система способна выдерживать экстремальные ветровые нагрузки.
Применение в качестве нижнего слоя самоклеящегося материала УНИФЛЕКС С сокращает время на монтаж водоизоляционного ковра, так как материал имеет самоклеящийся слой для надежной фиксации на поверхности плит PIR. Прочность сцепления в этом случае также составляет более 0,1 МПа.
В завершение отметим — в двухслойных бесстяжечных системах в качестве верхнего слоя гидроизоляции применяется битумно-полимерная мембрана ТЕХНОЭЛАСТ ПЛАМЯ СТОП ЭКП с повышенными пожарно-техническими характеристиками РП1 и В2. Лабораторные испытания в рамках процедур сертификации материала доказали класс пожарной опасности кровли КП0. Таким образом, материал можно монтировать на кровлях любой площади без противопожарных рассечек.