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.
Кровля «по классике»: преимущества новинки Унифлекс PRO для устройства водоизоляционного ковра

Устройство водоизоляционного ковра со сплошной приклейкой к поверхности плит из каменной ваты требовало предварительной обработки поверхности горячим битумом или применения специальных плит, кашированных стеклохолстом. Компания ТехноНИКОЛЬ предложила новое решение: материал Унифлекс PRO, который можно использовать по теплоизоляционным плитам без дополнительных процедур. Это позволяет сократить время работ и затраты инвестора, не снижая качества и надежности покрытия.
Техническая эволюция
Сплошная приклейка водоизоляционного ковра к поверхности теплоизоляционных плит из минеральной ваты выполнялась с применением разогретого битума или горячей мастики. Количество крепежа при сплошной приклейке материала меньше, чем в решениях с механической фиксацией, за счет фиксации только теплоизоляционных плит. Также этот способ позволяет уйти от крепежа в случае приклейки всех конструктивных слоев при капитальных ремонтах крыш, на которых сложно или невозможно выполнить механическое крепление материалов кровельной системы в несущее бетонное основание (например, ребристые или пустотные ж/б плиты).
В ответ на запросы рынка команда ТехноНИКОЛЬ разработала специализированные кровельные продукты, с которыми монтаж кровли можно выполнять без вспомогательных материалов. Так, в ассортименте компании появились материалы для нижнего слоя водоизоляционного ковра Унифлекс ЭКСПРЕСС и плиты каменной ваты с покрытием из стеклохолста (Техноруф В Экстра С). Наличие стеклохолста на минераловатных плитах и высокая скорость расплавления битумно-полимерного вяжущего в составе Унифлекс ЭКСПРЕСС обеспечивают необходимое сцепление водоизоляционного слоя и утеплителя, не допуская каких-либо повреждений последнего. Для устройства верхнего слоя могут применяться материалы Техноэласт Декор, Техноэласт ЭКП, Техноэласт Пламя Стоп ЭКП.
Наглядное видео по работе с данными материалами можно посмотреть по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=kwOitKCJoxU
Теперь специалистам ТехноНИКОЛЬ предстояло решить новую задачу: создать решение для устройства кровли по классической каменной вате без кашированной поверхности. При этом нужно было добиться сопоставимых показателей по прочности сцепления слоев. Успешным итогом данной работы стало появление нового материала Унифлекс PRO, который можно применять по традиционным плитам теплоизоляции.
Особенности монтажа
Унифлекс PRO имеет стеклотканевую основу, на которую нанесено битумно-полимерное вяжущее. С нижней стороны материал защищен легкоснимаемой антиадгезионной пленкой, сверху покрыт легкоплавкой полимерной пленкой. Сцепление уложенного материала к поверхности минераловатных плит осуществляется в момент наплавления верхнего слоя гидроизоляции, и это главное преимущество продукта. Никаких дополнительных операций по установке крепежа или применения горячего битума не требуется, поэтому работы выполняются быстрее.
Верхним слоем водоизоляционного ковра могут выступать стандартные и уже проверенные временем материалы: Техноэласт Декор, Техноэласт ЭКП, Техноэласт Пламя Стоп ЭКП.
Особенности монтажа Унифлекс PRO
– при раскатывании рулона удаляется антиадгезионная пленка с нижней стороны рулона (а);
– формируются смежные нахлесты с соседними рулонами (б);
– полное приклеивание материала к поверхности основания из плит каменной ваты происходит в момент наплавления материала верхнего слоя (в).
Данная технология проверена и одобрена АО «ЦНИИПромзданий», разработчиком документа СП 17.13330.2017 «Кровли».
Кровля как система
Уникальные материалы ТехноНИКОЛЬ успешно «встроены» в кровельные системы, разработанные компанией для плоских крыш:
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС КЛАССИК ПРОФ/
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС КЛАССИК
(вариант № 1)
- Техноэласт Пламя Стоп
- Унифлекс PRO
- Система механического крепления ТехноНИКОЛЬ
- Техноруф В Экстра
- Техноруф В Экстра клин / Техноруф Н Проф клин
- Техноруф В Экстра / Техноруф Н ПРОФ
- Паробарьер С
- Профнастил
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС КЛАССИК ПРОФ/
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС КЛАССИК
(вариант № 2)
- Техноэласт Пламя Стоп
- Унифлекс Экспресс
- Система механического крепления ТехноНИКОЛЬ
- Техноруф В Экстра С
- Техноруф В Экстра клин / Техноруф Н Проф клин
- Техноруф В Экстра / Техноруф Н ПРОФ
- Паробарьер С
- Профнастил
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС СОЛИД ПРОФ/
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС СОЛИД
(вариант № 1)
1.Техноэласт Пламя Стоп
- Унифлекс PRO
- Техноруф В Экстра
- Техноруф В Экстра клин / Техноруф Н Проф клин
- Клеевой слой БНК 90/30
- Техноруф В Экстра / Техноруф Н ПРОФ
- Технобарьер
- Праймер № 01
- Железобетонное основание
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС СОЛИД ПРОФ/
ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС СОЛИД
(вариант № 2)
- Техноэласт Пламя Стоп
- Унифлекс Экспресс ЭМП
- Техноруф В Экстра С
- Техноруф В Экстра клин
- Клеевой слой БНК 90/30
- Техноруф В Экстра
- Технобарьер
- Праймер № 01
- Железобетонное основание
Во всех вариантах систем используется утеплитель из линейки ТЕХНОРУФ. Какое именно сочетание теплоизоляционных плит будет оптимальным, зависит от степени эксплуатации крыши и указано в приложении К СП 17.13330.2017 Кровли:
- ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС КЛАССИК и ТН-КРОВЛЯ СОЛИД ЭКСПРЕСС соответствует типам I (сезонные осмотры кровель, на которых не установлено оборудование [выход на кровлю два раза в год]) и II (текущие осмотры кровель [еженедельно]) и обслуживание оборудования на крыше (выход на кровлю не более одного раза в неделю).
- ТН-КРОВЛЯ ЭКСПРЕСС КЛАССИК ПРОФ и ТН-КРОВЛЯ СОЛИД ЭКСПРЕСС ПРОФ, помимо I и II типов, указанных выше, соответствует также типу III: текущие осмотры кровель (ежедневно) и обслуживание оборудования на крыше (выход на кровлю более одного раза в неделю). Это решение не имеет каких-либо ограничений.
Появление кровельного и гидроизоляционного материала Унифлекс PRO стало значимым шагом в развитии отрасли, позволяющим увеличить скорость проведения кровельных работ и сэкономить деньги заказчика. А компания ТехноНИКОЛЬ в очередной раз доказала свою готовность к созданию новых, востребованных рынком решений.
Представлена новая система для транспортно-дорожного строительства ТН-СТЕНА Подпорная

Решение с использованием геосинтетической мембраны ПЛАНТЕР Д предназначено для устройства гидроизоляции подпорных стен и позволит продлить срок эксплуатации дорог и других транспортно-дорожных сооружений и повысить их надежность.
Из-за многообразия географических и климатических условий проектирование и строительство российских дорог является сложной задачей, требующей от инженеров тщательного выбора решений и ресурсов. Особенно это актуально для территорий со сложным ландшафтом.
Так, в холмистой местности требуется возведение подпорных стен на откосах и склонах. Это необходимо, чтобы предотвратить сползание грунта на дорогу. Конструкция должна выдерживать значительные нагрузки и при этом не разрушаться под воздействием окружающей среды, ведь от нее напрямую зависит безопасность водителей и пассажиров. Для ее возведения должны применяться только надежные и долговечные материалы. Поэтому специалисты компании ТЕХНОНИКОЛЬ разработали систему для транспортно-дорожного строительства ТН-СТЕНА Подпорная.
Решение предназначено для устройства гидроизоляции подпорных стен из монолитного и сборного железобетона. В его основе лежит сочетание гидроизоляционного слоя из мастики ТЕХНОНИКОЛЬ №21 (Техномаст) и геосинтетической мембраны ПЛАНТЕР Д. Мембрана, которая представляет собой полотно из полиэтилена высокой плотности в отформованными выступами в 9 мм, защищает гидроизоляцию от повреждений, отводит лишнюю влагу, нейтрализует воздействие подземных вод на конструкцию. Герметизация деформационных швов в бетонной конструкции подпорной стены выполняется гидрошпонками FM-140/50, которые сохраняют высокие физико-механические свойства даже под деструктивным воздействием агрессивной среды.
Благодаря применению геосинтетической мембраны в комбинации с двумя дренажными трубами полностью исключается переувлажнение грунта и снижается общая нагрузка на конструкцию подпорной стены. А удобство и скорость монтажа материала значительно экономят трудозатраты на строительство объекта.
Применение решения с геосинтетической мембраной позволит продлить срок эксплуатации конструкции подпорной стены и, соответственно, повысить надежность транспортно-дорожных сооружений.