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.
Гладко и легко: готовые финишные шпаклевки Kiilto XM и XF
Чтобы облегчить подготовку оснований перед поклейкой обоев или покраской, компания Kiilto выпустила серию готовых шпаклевок со смесями для самых разных целей — от заделки и обработки простых швов до выравнивания стен во влажных помещениях.
Шпаклевки Kiilto XM и XF представляют собой готовые смеси с легким наполнителем для финишного выравнивания стен и потолков до их окраски или оклейки обоями в сухих внутренних помещениях.
Преимущества новинок
Основное отличительное преимущество новых смесей — низкий расход продукта. Он составляет 1,0 кг на кв. метр в слое 1 мм (для сравнения: в среднем выравнивающие смеси имеют показатель 1,6–1,8 кг на кв. метр в слое 1 мм). Соответственно, стоимость квадратного метра обработанной поверхности тоже становится существенно ниже, как и общие затраты на ремонтные работы.
Специалисты Kiilto объясняют, за счет чего удалось достичь такого показателя. Основную роль играет наполнитель. От него зависит не только расход, но и слой нанесения, пластичность шпаклевки, легкость шлифования и гладкость поверхности. В шпаклевках Kiilto XM/XF используется смесь легкого наполнителя и известняка.
Толщина слоя от 0 мм
Толщина слоя — весьма важный показатель, обеспечивающий идеально гладкую поверхность под покраску или поклейку обоев. Наполнитель финишных шпаклевок Kiilto XM и XF состоит из мельчайших частиц, благодаря чему их можно наносить тонким слоем. Шпаклевка Kiilto XF содержит более мелкий наполнитель и подходит для нанесения от 0 до 2 мм. В XM наполнитель чуть крупнее и подходит для нанесения от 0 до 3 мм сплошного слоя и до 5 мм для устранения локальных дефектов поверхности.
Легко, быстро, гладко
Шпаклевки Kiilto XM/XF можно наносить как ручным, так и машинным способом. Скорость высыхания смесей Kiilto XM/XF — 2–3 мм/ч, в то время как средняя скорость высыхания одного слоя — 2–3 мм/сутки. Это стало возможно благодаря специальным компонентам, ускоряющим высыхание. Высокая скорость высыхания позволяет не тратить время на технологическую паузу перед шлифовкой и окрашиванием.
Благодаря своим свойствам готовые шпаклевки Kiilto XM/XF без труда устранят обнаруженные в процессе работы неровности, а вы получите безупречно гладкую поверхность стен и потолков.
Kiilto Russia
196105, Россия, Санкт-Петербург
ул. Решетникова, 14А
Тел. 8 800 333 30 33
MAPEI: устойчивое развитие как ключевая ценность
Более 80 лет строительные компании по всему миру полагаются на опыт и качество продукции MAPEI. Компания вносит немалый вклад в развитие «зеленого строительства» — применение легких, инновационных, перерабатываемых материалов MAPEI с низкой эмиссией летучих органических соединений способствует уменьшению энергопотребления и сокращению выбросов углекислого газа.
«Наш мир углубляется в глобализацию, все в нем движется быстрее и быстрее. Устойчивое развитие бизнеса, ответственность перед природой и обществом будут основополагающими требованиями, без которых лучшая жизнь наших потомков не представляется возможной», — подчеркивают исполнительные директора компании MAPEI Вероника и Марко Сквинси.
Мыслить глобально
Созданная Рудольфо Сквинси как небольшое производство клеев для напольных и настенных покрытий в пригороде Милана в 1937 году, сегодня MAPEI — компания, выпускающая 5500 наименований строительных материалов и предлагающая рынку 1000 новых рецептур каждый год. В 90 подразделениях предприятия в 57 странах мира работает более 10,5 тысячи сотрудников. 83 завода в 36 странах на пяти континентах ежедневно отгружают более 25 тонн продукции. Совокупная выручка компании в 2019 году составила 2,8 млрд евро.
На территории России работают три производственные площадки, 220 сотрудников. 90% объема оборота обеспечиваются силами местного производства, выпускающего более 70 продуктов. За двадцать лет коммерческой деятельности в нашей стране более 200 компаний в России и странах СНГ стали партнерами MAPEI. Особой гордостью российского представительства и достойным участником большой интернациональной семьи MAPEI является тренинг-центр MAPEI Academy.
Образовательная концепция тренинг-центра строится на сочетании теоретических знаний и практических мастер-классов, которые проводят высококвалифицированные специалисты компании. Сотрудники технического отдела и опытные инженеры разработали пять основных тренинг-программ, посвященных линейкам продукции MAPEI: укладка плитки, ремонт и защита бетона, фасады, бассейны, напольные покрытия.
На территории тренинг-центра оборудованы две практические площадки, где профессиональные тренеры выполняют наглядное нанесение материалов и дают возможность всем желающим лично попробовать их в работе.
Большой цех внутри центра оборудован для крупномасштабного нанесения продукции ручным или механическим способом, а также для проведения профессиональных испытаний. Для нанесения и проведения испытаний материалов вне помещения предусмотрена специальная зона во внутреннем дворе.
АО «МАПЕИ»
Отвечать вызову времени
Миссия создавать только лучшие и самые инновационные материалы, позволяющие проектировать и строить наиболее экологичные здания, накладывает ответственность и стимулирует реализовывать на практике решения для снабжения проектировщиков, подрядчиков, рабочих и заказчиков безопасной, надежной и долговечной продукцией, которая оказывает минимальное воздействие на экологию.
Движущим фактором развития компании является научно-исследовательская деятельность, в которую MAPEI вкладывает крупные человеческие и финансовые ресурсы. Работу 31 научно-исследовательской лаборатории в двадцати странах координирует главный корпоративный исследовательский центр в Милане. Оснащенные новейшим оборудованием центры сотрудничают с университетами и научно-исследовательскими институтами по всему миру.
Твердо веря, что устойчивое развитие — это не только общая ответственность, но и ценность компании, MAPEI производит свою продукцию и решения из материалов, безопасных как для окружающей среды, так и для здоровья укладчиков и конечных пользователей, а также позволяющих снижать энергопотребление. Благодаря разработкам и внедрению инноваций, компании удалось сократить эмиссию углекислого газа на 50 тыс. тонн.
Удовлетворять все потребности отрасли
Группа MAPEI производит материалы для любых сфер строительства. Полный ассортимент из двадцати продуктовых линеек охватывает все области применения. Это укладка керамической плитки и эластичных покрытий, добавки в бетон, системы тепло-звукоизоляции, продукты для структурного усиления, материалы для ремонта и реставрации, нишевые рыночные продукты, такие как интенсификаторы помола для цементных заводов, системы для строительства туннелей и подземных работ, а также продукты для судостроительной промышленности.
Клиенты, особенно дизайнеры и установщики, ценят техническую поддержку и консультирование на объектах. Широкий ассортимент и внимательный сервис делают возможным участие MAPEI в тысячах проектов по всему миру: от крупных инфраструктурных объектов до значимых сооружений. В их числе Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке, Лувр в Абу-Даби, отель Marina Bay Sands в Сингапуре, башни-близнецы Петронас в Куала-Лумпуре, футуристичный аэропорт Чанги в Сингапуре. Среди наиболее грандиозных сооружений: Панамский канал, самая большая в Африке гидроэлектростанция Гилгель Гибе III в Эфиопии, крупнейшая в мире система общественного транспорта — метрополитен Эр-Рияда в Саудовской Аравии.
Новинки ассортимента
Новые продукты в широком ассортименте MAPEI — линейка наливных полов Ultraplan Renovation и Novoplan Мaxi R, гидроизоляционные материалы Mapelastic Smart и Mapelastic Chiaro, ремонтные материалы Mapegrout SV-N Fiber.
Быстротвердеющий самовыравнивающийся наливной пол Novoplan Мaxi R создает надежную основу под плитку, ламинат и ковровое покрытие. Быстротвердеющий самовыравнивающийся наливной пол, армированный фиброй, Ultraplan Renovation предназначен для выравнивания разных по природе оснований одним материалом. Высокая прочность на сжатие и стойкость к истиранию позволяют выдерживать высокий пешеходный трафик и нагрузки от офисной мебели.
Двухкомпонентный, эластичный защитный состав на цементной основе для гидроизоляции Mapelastic Chiaro благодаря физико-механическим свойствам и светло-серому цвету может использоваться в качестве декоративного финишного слоя на инфраструктурных сооружениях. Двухкомпонентное высокоэластичное гидроизоляционное покрытие на основе цемента Mapelastic Smart со способностью перекрывать трещины более 2 мм применяется для защиты бетонных конструкций, конструкций, имеющих волосяные трещины, а также конструкций, испытывающих динамические нагрузки, склонных к образованию трещин.
Быстросхватывающаяся ремонтная смесь Mapegrout SV-N Fiber предназначена для быстрого ремонта или восстановления бетонных конструкций в диапазоне температур от +15 до +35.
История успеха
Во главе MAPEI всегда стояла семья Сквинси. В октябре 2019 года Лаура Сквинси сменила своего брата на посту президента компании. Вероника и Марко Сквинси занимают должности исполнительных директоров и продолжают руководить направлением глобального развития и научно-исследовательской деятельности. Симона Жоржетта является членом совета директоров.
В чем заключается успех Группы MAPEI, по мнению ее руководителей? «Мыслить за пределами рамок и предоставлять единый стандарт качества во всех странах, не теряя душевности семейной компании».
АО MAPEI
Москва, Дербеневская наб., 7, стр. 4
Тел. +7 (495) 258 55 20