Современное мостостроение в России
Мостостроение является одним из важнейших направлений инфраструктурного развития нашей страны. России нужны как дороги, так и современные надежные мосты, способные обеспечить безопасное и комфортное движение транспорта.
Сегодня отечественные архитекторы при строительстве мостов применяют новейшие инженерные решения, технологии и материалы. Их проекты становятся не просто функциональными элементами инфраструктуры, но и выглядят как настоящие произведения архитектурного искусства, украшающие облики российских городов.
Современные технологии возведения мостов
В сравнении с другими строительными отраслями мостостроение и по сей день остается одним из самых консервативных направлений. Это вызвано не столько отсутствием новшеств (они, безусловно, есть), сколько долгим согласованием, внедрением и проверкой любых новых решений. Безопасность по-прежнему стоит в приоритете.
Материалы
И все же положительные изменения есть. И в первую очередь они заметны в области используемых материалов.
Бетон
Еще 20 лет назад базовым стройматериалом являлся бетон. Он имел два неоспоримых преимущества: прочность и долговечность. Дополнительным бонусом шли универсальность, относительная дешевизна и низкие затраты на техническое обслуживание
Бетон может принимать различные формы, что позволяет реализовать любые архитектурные решения. Он до сих пор является одним из наиболее доступных строительных материалов в плане цены, особенно при наличии близлежащих источников сырья. И наконец, бетонные мосты требуют меньших затрат на ремонт и содержание, в сравнении с конструкциями из других материалов.
Главным недостатком материала является его тяжеловесность. Массивные бетонные мосты оказывают значительную нагрузку на грунт, что при определенных условиях усложняет их возведение. Например, при строительстве бетонного моста через реку для повышения судоходности нередко требуется увеличить длину пролетов между опорами. Именно вес конструкции становится основным препятствием для реализации этой идеи.
Сверхлегкий бетон
Сверхлегкий бетон — это специальный вид бетона, который обладает более низкой плотностью по сравнению с обычным бетоном. Благодаря этому существенно снижается нагрузка на фундаменты и опоры мостов.
Несмотря на низкую плотность, за счет применения специальных добавок и армирования сверхлегкий бетон обладает достаточно высокой прочностью на сжатие (до 60 МПа). То есть снижение общего веса конструкции происходит не за счет ущерба ее прочности.
Также стоит отметить устойчивость к воздействию агрессивных факторов окружающей среды. Легкий бетон коррозиестоек. К тому же малый вес материала значительно облегчает транспортировку и монтаж.
Нанокомпозиты
Нанокомпозитные материалы привлекают своими отличными эксплуатационными характеристиками. В чистом виде это добавки вроде молибдена и ванадия. При введении их в состав стальной арматуры они усиливают ее прочность, повышают стойкость к воздействию внешних температур.
Как известно, низкие температуры воздействуют на микроструктуру этого материала, делая его более хрупким. Добавление в состав нанокомпозитов решает эту проблему. Из такой стали изготавливается арматура, отдельные элементы моста, сварные конструкции.
Нанокомпозиты могут вводиться в состав бетона или использоваться в процессе сварки. Например, присадки, содержащие кальций и магний, уменьшают размер ферритных и цементитных фаз стали, делая соединение более прочным и долговечным
Стеклопластик
Стеклопластиковые конструкции значительно легче традиционных железобетонных или металлических аналогов. Это позволяет снижать нагрузки на мостовые опоры и фундаменты. К тому же стеклопластик устойчив к коррозии, старению, истиранию и внешним воздействиям.
Благодаря малому весу (менее 20% от веса железобетона) и модульной конструкции, стеклопластиковые элементы мостов легче транспортировать и собирать на объекте. Первый автомобильный мост из стеклопластика был возведен в России еще в 2014 году. С тех пор материал все чаще применяют в российском мостостроении в качестве альтернативы ряда железобетонных элементов.
Однако инновационными решениями изобилует не только материалы.
Префабрикация
Современные мостостроение все чаще использует метод префабрикации. Его суть заключается в переносе части строительных процессов на завод, где заранее изготавливаются конструкции или их отдельные части, которые затем доставляются на строительный объект.
Такой подход позволяет:
- сократить сроки строительства;
- повысить качество изготовления за счет использования сверхлегких материалов;
- снизить затраты;
- уменьшить зависимость от погодных условий (на сборку в заводских условиях не влияет погодный фактор);
- повысить безопасность (снижаются риски, связанные с работой строителей на высоте).
Именно использование новых композитных материалов предоставило возможность чаще использовать метод префабрикации. Уменьшение веса конструкций, узлов и отдельных мостовых элементов позволило обеспечить их последующую транспортировку к объекту, что в случае с железобетоном не представлялось возможным.
Чаще всего на заводах, собирают следующие виды префабрикатов:
- пролетные строения мостов;
- опоры и фундаменты;
- подпорные стены;
- парапеты и ограждения;
- дорожные плиты.
Использование метода префабрикации позволяет значительно повысить эффективность строительства мостовых сооружений.
Новейшая техника
Инновационные технологии мостостроения сложно представить без использования новейшей прогрессивной техники. Одним из таких примеров является гигантский мостоукладчик SLJ900/32.
Это уникальная китайская разработка, предназначенная для быстрого возведения больших мостовых пролетов. Мостоукладчик был создан компанией Wowjoint Machinery специально для проекта возведения группы мостов при строительстве дороге из Пекина в Монголию.
Вес машины — 580 тонн. Длина — 90 метров, высота — 9, а ширина — более 7. Мостоукладчик может осуществлять работу с бетонными блоками массой до 9 тысяч тонн. Его конструкция состоит из огромной самоходной стрелы, установленной на специальном шасси с 48 колесами. Стрела способна поворачиваться на 360 градусов.
Интересен и принцип работы мостоукладчика SLJ900/32:
- Предварительно на разных концах будущего моста устанавливаются опоры.
- Мостоукладчик подъезжает к началу пролета и поднимает с помощью стрелы огромные сборные секции моста весом до 1800 тонн.
- Аккуратно перемещая стрелу, мостоукладчик устанавливает эти секции на опоры, формируя пролет.
Таким образом, SLJ900/32 может сооружать мостовые пролеты длиной до 300 м.
Использование мостоукладчиков значительно сокращает время строительства моста, позволяет сэкономить на трудоресурсах, дает возможность возводить мостовые сооружения в труднодоступных районах. В России только присматриваются к использованию мостоукладчиков, производя все работы, связанные с возведением мостов традиционным методом с помощью кранов.
Новые методы мониторинга
Ключевым фактором, обеспечивающими безопасность и надежность мостов, является мониторинг процесса их возведения.
Для этого устанавливаются датчики для отслеживания деформаций, напряжений, нагрузок и вибрации, проводятся регулярные инспекции по оценке состояния ключевых элементов, контролируется воздействие внешних факторов.
В последние годы все чаще применяются БПЛА, которые позволяют получать визуальную информацию с труднодоступных или опасных для человека участков конструкции. Аппараты также используются для регулярной высокочастотной съемки, позволяющей отслеживать ход строительных работ и изменения в состоянии конструкций. На основе материала создаются 3D-модели и ортофотопланы, которые помогают строителям точно оценить геометрические параметры моста.
Применение БПЛА существенно повышает эффективность контроля за ходом строительства, обеспечивая высокую точность, безопасность и оперативность обследований.
Инновационные конструктивные решения
Если говорить о конструктивных решениях, то первое, что приходит на ум – это участившееся строительство висячих и вантовых мостов для больших пролетов.
Первые представляют собой конструкцию с основным несущим элементом в виде гибких железобетонных кабелей, подвешенных между опорами. Они образуют параболическую или каскадную форму, поддерживая проезжую часть моста. Главными преимуществами таких сооружений является минимальный расход материалов, эстетичность и возможность преодоления очень больших пролетов (до 2000 м).
Вантовый мост состоит из высоких пилонов, от которых к проезжей части отходят наклонные стальные тросы-ванты. Они воспринимают нагрузку и передают ее на пилоны, обеспечивая жесткость конструкции. Русский мост во Владивостоке является примером удачного возведения подобной инженерной конструкции.
Инновации заметны и в сфере традиционного мостостроения. Здесь инженеры активно работают над эффективными конструкциями опор, способными противостоять сейсмическим нагрузкам и экстремальным воздействиям.
Отдельно стоит упомянуть применение шок-трансмиттеров. После решения строить Крымский мост, возник резонный вопрос о возможной сейсмической и динамической нагрузке на конструкции сооружения. Трансмиттеры, установленные между опорами и пролетами моста, обеспечивают небольшое смещение последних при воздействии высоких температур и равномерно распределяют нагрузку между опорами при землетрясении.
Основные этапы строительства
Процесс возведения моста требует тщательного планирования. Поэтому любая стройка начинается с предпроектных исследований. Как правило, они включают инженерно-геологические изыскания, оценку гидрологических условий и предварительные расчеты нагрузок и прочности.
Специалисты изучают топографические карты района, геологические отчеты, оценивают рельеф, гидрогеологические условия, строение грунтов. Также возможно проведение геофизических исследований и испытание грунтов (статическое и динамическое зондирование, пробные нагрузки).
Проектирование
При создании проекта сначала разрабатывается конструктивная схема моста. Определяется тип мостового сооружения (балочный, арочный, висячий, вантовый), его высота, длина моста и пролетов, тип и конструкции опор.
На этапе проектирования подбираются материалы, производится расчет и проектирование фундаментов и опор. Обязательно разрабатывается проектная и рабочая документация.
Начало работ
Подготовительный этап начинается с расчистки и планировки строительной площадки, устройства подъездных путей и временных сооружений. Дополнительно организуются складские и бытовые помещения.
Тип фундамента определяется еще на этапе проекта. В зависимости от условий грунта это может быть ленточный, свайный, плитный или буронабивной фундамент. Далее следуют работы по возведению опор (бетонных, металлических или комбинированных) или установка анкерных систем для висячих и вантовых мостов. Все зависит от того какая конструкция возводится.
Монтаж пролетных строений или установка вант
Сборка металлических или железобетонных ферм может осуществляться как на месте стройки объекта, так и непосредственно на заводе-изготовителе. После их закрепления начинается этап монтажа пролетов (чаще всего методом надвижки). По окончании настилается дорожное полотно, устанавливаются перила и ограждения.
При возведении вантовых конструкций монтируются высокопрочные тросы, натягиваются и закрепляются на опорах кабели, а вантовые элементы присоединяются к пролетным строениям.
Завершающие работы
На заключительном этапе строятся подходы к мосту, организуется освещение, наносится дорожная разметка, устанавливаются знаки.
Обязательно проводятся пусконаладочные работы, статические и динамические нагрузочные испытания.
Проблемы современного мостостроения
Одной из базовых проблем мостостроения в России всегда были сложные геологические и климатические условия. На внушительной части нашей страны присутствуют вечномерзлые, заболоченные, заторфованные и другие виды неустойчивых грунтов.
Ряд регионов характеризуется сейсмической активностью. Погоду определяет континентальный климат с перепадами температур, заморозками и оттепелями. Кроме того, большинство рек зимой замерзает, а, как известно, ледообразование требует дополнительной защиты мостовых конструкций. Возведение мостов в таких условиях существенно усложняет работу инженеров и увеличивает стоимость строительства.
Вторая проблема, связана с возведением вантовых мостов. В России отсутствует национальный стандарт по их проектированию. В связи с этим возникают вопросы, связанные с безопасностью эксплуатации самих мостов, долговечности используемых материалов. Отсутствие единых принципов и методов проектирования вантовых мостов усложняет их строительство и эксплуатацию и мешает оптимизировать затраты, связанные с организацией строительства.
Также в России нет стандарта по использованию несъемной сталефибробетонной опалубки при возведении пролетов монолитного типа. Сталефибробетон известен своей повышенной трещиностойкостью. К тому жен он позволяет сократить сроки работ и трудозатраты на проект. Бетон этого вида применяется в мостостроении для увеличения несущей способности и повышения устойчивости к деформациям.
Недостаток производства полимерных композиционных материалов – тоже является одной из проблем современного мостостроения. Их дефицит ограничивает возможность использования новейших конструкций и форм мостовых сооружений, увеличивает сроки строительных работ в сравнении с другими странами.
Импортозамещение в строительстве мостов
Международные санкции достаточно сильно повлияли на сферу российского мостостроения. Рынок покинула американская компания «Maurer», производившая деформационные швы, норвежские и немецкие производители антикоррозийных системы защиты. Однако им на место пришли российские компании с менее известными именами, но качественной продукцией, которая почти не уступает импортным аналогам.
У ряда строительных организаций возникли проблемы с обслуживанием уже имеющейся спецтехники «New Holland», «JCB», «Liebherr», «Bauer». Решением стали поставки деталей и техники через ОАЭ, Казахстан и Армению. Конечно, цена закупок и сроки поставок увеличились, но не то, чтобы очень критично.
Большой выбор мостостроительной техники предлагает Китай. При этом в плане качества и надежности спецтехника из Поднебесной мало в чем уступает европейцам и американцам. Российские производители также увеличили выпуск буровых установок, гидроподъемников и автовышек.
Оснащение для вантовых мостов долгие годы закупалось в Швейцарии и Франции. Например, ванты для знаменитого Русского моста во Владивостоке поставляла французская компания Freyssinet. В настоящее время мостовые канаты закрытого типа производятся на российском предприятии «Северсталь», а системы преднапряжения выпускаются компанией «СТС» (Современные Технологии Строительства).
Выпуск шпунтовых свай налажен на предприятиях концерна «Северсталь». Холодногнутые шпунты позволяют снизить стоимость строительства почти на 30%, а многогранные можно использовать даже в Арктической зоне.
Инновационные проекты
Одним из самых амбициозных и обсуждаемых проектов является массовое возведение алюминиевых мостов. В Европе подобные искусственные сооружения возводятся с 1990 года, в России первый алюминиевый мост был построен еще в 1969 году в Ленинграде. При этом последние его исследования показали, что даже спустя более чем полвека, ни его несущая способность, ни отдельные элементы не пострадали.
С 2017 года в России было возведено несколько пешеходных мостов, однако к строительству автодорожных видов еще не приступили. Их возведение требует модернизации нормативной базы. Так, в 2019 году Минстрой РФ принял по алюминиевым мостам свод правил СП 443.1325800.2019, теперь же изменений ждут своды и нормативы, регулирующие процессы монтажа и обследования.
Строительство алюминиевых мостов в России активно поддерживается на государственном уровне как эффективный способ развития инфраструктуры в труднодоступных районах и на территориях Арктической зоны.
Как утеплить баню или сауну без помощи специалистов. Пять простых шагов
Лето – лучшее время для строительства и ремонта бань и саун. Чтобы парная нагревалась быстро, жар сохранялся долго, а постройка не страдала от перепадов температуры, помещение нужно правильно утеплить. Компания ROCKWOOL провела эксперимент и доказала, что даже хрупкая девушка легко справится с этой задачей – всего за пять шагов.
Для работы понадобятся молоток, гвозди, нож, рулетка, специальная алюминиевая клейкая лента, шуруповерт, перчатки и, конечно же, утеплитель. Последний должен обладать эффективными теплоизолирующими свойствами, быть устойчивым к огню, влагостойким и экологичным.
«Чтобы утепление бани или сауны прошло без проблем, лучше всего использовать самые современные материалы, которые широко представлены в известных торговых сетях – тогда на все работы уйдет не больше одного дня. Например, недавно в “Леруа Мерлен” появились специальные плиты из каменной ваты САУНА БАТТС. Можно заехать в ближайший магазин сети в пятницу после работы, если у вас вместительный багажник, или заказать доставку прямо на дачу. В субботу у вас будет все, чтобы заняться обустройством бани, а уже в воскресенье вы будете наслаждаться новой парной!» – рассказывает Светлана Юхина, бренд-менеджер сегмента DIY компании ROCKWOOL Russia.
Шаг первый. Делаем каркас
Плиты утеплителя укладываются в каркас, соответственно, нужно соорудить его на потолке и стенах. Для этого к поверхностям прибивают деревянные направляющие с шагом 590 мм в свету.
Шаг второй. Монтируем утеплитель
При утеплении внутренней стены помещения бани или сауны достаточно установить плиты САУНА БАТТС толщиной 50 мм. Для стены, выходящей на улицу, можно использовать комбинацию ROCKWOOL СКАНДИК 50 мм и САУНА БАТТС 50 мм.
«Фольга, которой покрыты плиты для утепления саун, выполняет функцию пароизоляции, отражает инфракрасное излучение и, тем самым, создаёт дополнительную преграду на пути тепла. Еще один плюс решений из каменной ваты – высокий уровень противопожарной защиты: волокна материала выдерживают высочайшие температуры», – поясняет Светлана Юхина.
Плиты устанавливаются враспор между направляющими каркаса плотно и ровно, за счет чего не требуют механического крепления. Проще говоря, нужно всего лишь вставить утеплитель в пространство между направляющими. Плиты следует устанавливать фольгированной стороной внутрь помещения, то есть – к себе. При необходимости их можно подрезать.
В одной упаковке САУНА БАТТС восемь плит из каменной ваты длиной 1 метр и шириной 60 сантиметров. Таким образом, на утепление небольшой бани или сауны 3х2 метра при высоте потолков 2,2 метра вам понадобится около 8 упаковок – 2 для потолка и 6 для стен.
Шаг третий: изолируем швы и стыки
Отдельное внимание следует уделить швам между плитами. Их нужно проклеить алюминиевой клейкой лентой. Она герметизирует стыки между плитами, что существенно повышает пароизоляционные свойства конструкции. Не забудьте уделить внимание и местам соприкосновения с деревянными направляющими.
Шаг четвертый: монтируем контробрешетку
Финал близок! Сейчас вам понадобится шуруповёрт – с его помощью нужно зафиксировать контробрешетку. Это внутренний каркас из деревянных планок, на которых будет держаться внутренняя отделка.
Контробрешетка обязательно должна создавать воздушный зазор шириной в 10-20 миллиметров. Это необходимо для лучшей вентиляции и отвода лишней влаги.
Шаг пятый: крепим обшивку и наслаждаемся результатом
Последнее, что необходимо сделать прежде, чем можно будет опробовать парную — крепление внутренней отделки. Чаще всего для этого используется деревянная вагонка. Вот и всё, браво! Вы великолепны!
Как видите, с современными материалами утеплить баню или сауну самостоятельно под силу каждому – специальная подготовка здесь не нужна. Эксперимент ROCKWOOL показал, что даже хрупкая девушка может справиться с задачей, не повредив маникюр.
О компании
Подразделение ROCKWOOL Russia входит в Группу компаний ROCKWOOL – одного из мировых лидеров в производстве решений из каменной ваты. Продукция применяется для утепления, звукоизоляции и огнезащиты и предназначена для всех видов зданий и сооружений, а также промышленного оборудования. ROCKWOOL оказывает консультационные услуги в области повышения энергоэффективности зданий, поставляет системные решения для утепления фасадов, кровель и огнезащиты, декоративные панели для фасадов, акустические подвесные потолки, звукоизолирующие барьеры для защиты от дорожного шума и антивибрационные панели для железных дорог, субстраты для растениеводства.
Компания ROCKWOOL основана в 1909 году, ее центральный офис находится в Дании. ROCKWOOL принадлежит 51 производственная площадка в Европе, Северной Америке и Азии. Штат насчитывает около 12 000 специалистов. Российские производственные предприятия ROCKWOOL находятся в г. Балашиха, мкрн. Железнодорожный Московской области, в г. Выборг Ленинградской области, в г. Троицк Челябинской области и в ОЭЗ «Алабуга» (Республика Татарстан).
Как спасти деревянный дом от огня? Советы от экспертов по огнезащите
Сводки о пожарах в жилых домах продолжают поступать. Начало дачного сезона — 2022 уже ознаменовалось серией серьезных возгораний. Только по официальной статистике за последние пять лет в России произошло 512 тысяч пожаров в жилых домах и надворных постройках. В них погибли 37 533 человека. Это население целого города. Имущественные потери тоже колоссальны.
Самое обидное, что большинства этих пожаров, жертв и потерь можно было бы избежать, соблюдая меры безопасности и заботясь должным образом о своем жилище.
Как же обезопасить деревянный дом от возгорания?
К сожалению, большинство домовладельцев до сих пор не знают или не задумываются об огнезащите деревянных конструкций. В лучшем случае для стропил и чердаков используют обычные вымываемые пропитки, которые всего лишь делают древесину трудновоспламеняемой (II группа огнезащитной эффективности).
Но не нужно питать иллюзий — даже металлические конструкции не могут устоять перед огнем, что говорить об изначально горючем дереве. Сделать деревянные конструкции негорючими, конечно, нельзя, но можно минимизировать риск случайного возгорания (искра от короткого замыкания, тлеющий уголек от дров) и дать время на спасение жизни и вызов пожарных при стремительно развивающемся и сильном пожаре.
Какие материалы использовать? Как мы уже сказали, вымываемые огнебиозащитные пропитки — временное спасение. Да, в идеальных атмосферных условиях качественная пропитка может прослужить больше года, но, как правило, такого не происходит. Проконтролировать процесс вымывания антипиренов (огнезадерживающих веществ) крайне сложно, а ежегодно обрабатывать весь деревянный дом огнебиозащитой — дорого.
Альтернатива — огнезащитная краска для дерева ОГНЕЗА-ВД-Д. Это более надежная защита минимум на десять лет. Обработка деревянных конструкций огнезащитной краской позволяет контролировать качество покрытия. При воздействии огня краска вспучивается, образует плотный теплоизоляционный слой, который не позволяет огню разрушить дерево. Еще один плюс — краску можно локально подкрасить при появлении дефектов. А если покрытие сработало во время пожара, то после можно удалить теплоизоляционную «шубу» и нанести краску заново.
Самое эффективное решение — использовать пропитку и краску в системе. Пропитка проникает в волокна древесины и связывается с ними на химическом уровне, а краска запечатывает защищенную древесину сверху. Таким образом антипирены из пропитки не вымываются и деревянные конструкции защищены вдвое надежнее — сначала работает краска, а если воздействие огня продолжительное и сильное, то в дело вступает пропитка, продлевая шансы дома на дальнейшую жизнь.
Какие конструкции обрабатывать?
Самое распространенное место использования огнезащитных пропиток и красок — стропильные системы, чердаки, мансарды. Крыши горят чаще всего — огонь быстро поднимается вверх и перекидывается с кровли на кровлю при плотной застройке.
Популярны решения, когда на чердаках и мансардах деревянных домов оборудуют жилые комнаты. В таких случаях можно использовать огнезащитные лаки, чтобы сохранить натуральный вид древесины, или колерованную огнезащитную краску на водной основе.
Обрабатывать огнезащитной краской нужно также фасады деревянных домов, хозпостройки и деревянные заборы. К сожалению, на рынке нет эффективных огнезащитных составов для наружных работ, которые одновременно будут защищать от огня, осадков, ультрафиолета и являться декоративными покрытиями. Почему таких материалов «3 в 1» не может быть? Дело в том, что яркие колеры и добавки, а также атмосферостойкие компоненты угнетают огнезащитные свойства красок.
Как же защитить от огня деревянные конструкции на открытом воздухе? Технологи «Огнезы» рекомендуют использовать двухступенчатую систему защиты: огнезащитную краску на водной основе ОГНЕЗА-ВД-Д и финишное декоративное покрытие. Таким образом краска закрывается от атмосферных осадков и вымывания антипиренов, которые защищают дерево при пожаре, а финишный слой является износоустойчивым и декоративным.