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.
Пенополистирол: энергоэффективная защита
Применение пенополистирола в строительстве является одним из ключевых способов повышения энергоэффективности домов и комфортности проживания.
Пенополистирол (ППС) — один из наиболее распространенных материалов, используемых в строительстве. Он обладает отличными теплоизоляционными свойствами, что делает его идеальным материалом для создания теплозащитной оболочки здания.
В настоящее время ППС задействуется при строительстве так называемых «пассивных домов», их основной особенностью является низкое энергопотребление за счет применения пассивных механизмов энергосбережения. Данные механизмы включают в себя качественную теплоизоляцию и вентиляцию, особую конструкцию стен и фундамента, энергоэффективное остекление и т. д. Благодаря такому комплексному подходу энергоэффективность жилых объектов существенно повышается.
Самый первый в России «пассивный дом» был возведен в Москве в районе Южное Бутово в 2011 году. В его строительстве принимала участие ГК «Мосстрой-31», входящая в тройку крупнейших российских производителей пенополистирола. В настоящее время ППС компании задействуется и на других подобных объектах.
Представители ГК «Мосстрой-31» отмечают, что использование ППС упрощает процесс строительства и улучшает устойчивость здания к воздействию внешних факторов, таких как влага и тепловые изменения. Благодаря легкости материала усиление всей структуры здания не требуется, что сокращает стоимость и время строительства.
При возведении стен «пассивных домов», поясняют специалисты, используется несъемная опалубка из пенополистирола. Ее основными конструктивными элементами являются легкие пенополистирольные блоки. В их верней части имеются гребни, в нижней — аналогичные им по размеру и месту расположения пазы. Элементы плотно смыкаются между собой. Во внутренние полости блоков горизонтально и вертикально укладывают арматуру, а затем производят бетонирование. Коробка дома, созданная по данной технологии, отличается прочностью и короткими сроками строительства, что позволяет отнести объект к разряду быстровозводимых. И если хорошо утеплить кровлю и подвал, то строение будет являться единым тепловым контуром, что позволит значительно снизить расходы на отопление.
Применяемая теплоизоляция в «пассивном доме» должна обладать высокими теплотехническими характеристиками и без зазоров закрывать всю площадь наружных стен здания. Такими качествами и обладает пенополистирол. Он занимает одно из первых мест среди тепло- и звукоизоляционных материалов. ППС экологически чистый, нетоксичный, с низкой теплопроводностью и паропроницаемостью, удобный в применении. Эти качества он приобретает благодаря своей необычной структуре. Пенополистирол на 98% состоит из воздуха, а неподвижный воздух, как известно, является лучшим изолятором. Он не выделяет никаких опасных соединений, легко утилизируется, при сгорании выделает меньше токсичных веществ, чем натуральная древесина. Еще одно важное свойство материала: он не поражается микроорганизмами.
Во всем мире, подчеркивают в ГК «Мосстрой-31», большое внимание сейчас уделяется теплосбережению за счет использования новых строительных технологий. Одно из наиболее перспективных направлений — использование пенополистирола. Особо актуально применение данного энергоэффективного материала в России с ее климатическими условиями. Его можно использовать не только в строительстве «пассивных», но и обычных домов, а также задействовать в реконструкции и капитальном ремонте зданий с минимальными затратами. Россия — северная страна, а потому наши дома должны быть теплыми и комфортными для проживания.
BAXI представляет на российском рынке новый компактный настенный газовый котел ECO Star для систем поквартирного отопления
Компания «БДР Термия Рус» выводит на российский рынок новинку – тендерные настенные газовые котлы BAXI ECO Star. Модели относятся к компактному классу оборудования и оснащены раздельными теплообменниками отопления и ГВС. ECO Star – разработка специалистов исследовательского центра BAXI в Италии. Котлы выпускаются на оснащенном по последнему слову техники заводе в г. Цзясин, КНР.
Идеальное проектное решение
Данная модель разработана специально для российских потребителей и сочетает в себе такие параметры, как привлекательная цена, с одной стороны, и надежность, простота в установке, эксплуатации и обслуживании, с другой стороны. Для котельного оборудования, устанавливаемого в системах поквартирного отопления, эти критерии являются приоритетными.
Котлы ECO Star оснащаются всем необходимым для работы системы отопления и имеют закрытую камеру сгорания. Котел ECO Star двухконтурный, то есть гарантирует возможность производства горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд. Котлы адаптированы к российским условиям и устойчиво работают при понижении входного давления природного газа до 5 мбар в диапазоне питающего напряжения 170–270 В, обеспечивая не менее 50% мощности.
Простой монтаж и обслуживание делают этот продукт привлекательным как для строительных и обслуживающих организаций, так и для конечных потребителей.
Преимущества изделия
ECO Star – новый проектный котел, который характеризуется следующими преимуществами.
Оптимальная цена
- Специальные тендерные цены;
- Самый доступный продукт в линейке;
- Закрепление и защита проектов.
Надежное и простое решение
- Разработка специалистов итальянского завода BAXI S.p.A., сборка производится в Китае;
- Европейские комплектующие;
- Латунная гидравлическая группа.
Установка и обслуживание
- Компактные размеры (70 x 40 x 30 см);
- Адаптирован к российским условиям.
Особенности изделия
Серия ECO Star состоит из четырех моделей с закрытой камерой сгорания мощностью 10, 14, 18 и 24 в двухконтурном исполнении. В комплекте поставляется крепежная пластина, что повышает удобство монтажа и обслуживания оборудования в условиях ограниченного пространства.
ECO Star – один их самых компактных котлов в линейке BAXI. Компактных размеров удалось достичь за счет оригинальной компоновки с С-образным несущим каркасом и «единым пространством», а также расширительного бака (8 л) специальной формы. При этом особая конструкция крепления боковых панелей и расширительного бака обеспечивает беспрепятственный доступ ко всем узлам котла и упрощает его обслуживание.
Устройства контроля и безопасности
В газовых котлах ECO Star установлен жидкокристаллический дисплей. ЖК-дисплей с кнопочным управлением предоставляет пользователю самую полную информацию о работе котла, обеспечивая, в том числе, расширенную самодиагностику. Ясные и простые символы делают управление котлом легким и понятным. Интерфейс аналогичен интерфейсу котлов BAXI серии ECO Home.
Автоматика обеспечивает максимальный уровень безопасности в различных условиях эксплуатации. Безопасное удаление продуктов сгорания контролирует датчик тяги – пневмореле. Котел оснащен коаксиальным выходом для удаления дымовых газов и забора воздуха с улицы.
Каждые 24 часа автоматически включается система защиты от блокировки насоса и трехходового клапана. На выходе из основного теплообменника имеется защитный термостат от перегрева воды. Прессостат в системе отопления срабатывает при недостатке давления воды. В контуре отопления установлен предохранительный клапан (3 атм.), и предусмотрена система защиты от замерзания в контурах отопления и ГВС. Защита срабатывает при падении температуры ниже +5 °С, автоматически включая котел и нагревая теплоноситель до +30 °С, защищая тем самым от замерзания гидравлические узлы и соединения.
Кроме того, котлы серии ECO Star оснащены встроенной погодозависимой автоматикой – достаточно подключить датчик уличной температуры. В них заложена возможность диспетчеризации, т.е. удаленного контроля работы котла, что особенно удобно при поквартирном отоплении в случае установленных в одном доме нескольких десятков котлов одной модели.
Также существует возможность подключения комнатного термостата. Для соединения с «умными» устройствами предусмотрен протокол OpenTherm. Таким образом, новинка полностью совместима с системой удаленного управления и мониторинга BAXI Connect+.
Котлы ECO Star имеют класс защиты IPX5D. Класс IPX5D означает, что распыленные струи воды не оказывают вредного воздействия на котел. Кроме того, котлы можно устанавливать на кухне, т.к. их компоненты надежно защищены от брызг и паров масла и жира при приготовлении пищи.
Системы поквартирного отопления на территории России
С каждым годом автономное индивидуальное поквартирное отопление и отопление объектов малоэтажной застройки (коттеджи и таунхауcы) получает все большее распространение на территории России. Капитальные затраты на организацию индивидуальной системы отопления более чем в 2-3 раза ниже, чем в случае централизованной системы.
Поквартирное отопление (ПО) широко применяется в таких регионах России, где системы централизованного отопления от ТЭЦ или районных котельных изношены, перегружены или убыточны. Речь идет о социальном, коммерческом или даже элитном жилье. В сегменте премиум-класса находят применение котлы повышенной комфортности, но в 90% случаев для систем ПО подходят наиболее доступные модели эконом-класса.
Поставки котлов для систем ПО составляют около 20% от общего объема реализации котельного оборудования BAXI.
Обширный опыт поставок оборудования BAXI на строительные объекты с ПО
Являясь одним из ведущих производителей HVAC-индустрии, компания «БДР Термия Рус» обладает рядом существенных преимуществ при организации поставок оборудования BAXI на строительные объекты с поквартирным отоплением и коттеджные застройки:
- Известная европейская торговая марка;
- Гарантийный срок – 2 года;
- Высококачественное современное оборудование итальянского бренда;
- Специальные тендерные цены;
- Широкий модельный ряд;
- Оборудование, адаптированное для российских условий;
- Запчасти и комплектующие, склады запчастей на базе местных служб;
- Обучающие семинары для сотрудников строительно-монтажных организаций и газовых хозяйств;
- Техническое сопровождение объекта со стадии проектирования и в течение всего срока эксплуатации.
Особенности сервисного обслуживания систем поквартирного отопления
Сервисное обслуживание систем поквартирного отопления достаточно легко поставить на поток. Особенно упрощается сервис, если применяются однотипные котлы одного производителя. Таким образом, для обслуживания до 500 котлов требуется всего один сервисный инженер.
Компактный, экономичный, надежный котел BAXI ECO Star, разработанный с использованием проверенных временем решений, способен удовлетворить запросы самых взыскательных потребителей. Модели данной серии являются оптимальным вариантом для применения как в многоэтажных домах, так и в небольших коттеджах.
