Создавая мосты
В России активно ведется строительство современных мостов-гигантов. Государственная поддержка и передовые технологии способствуют успешной реализации этих проектов.
За последние шесть лет в России ввели в эксплуатацию более 1,8 тыс. мостов и путепроводов в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги». В их числе — мосты-гиганты протяженностью более тысячи метров.
Напомним, самым длинным мостом в России и одним из крупнейших в Европе считается Крымский. Его протяженность составляет 19 км, был открыт в 2018 году. Это один из самых значимых проектов в сфере транспортной инфраструктуры России, обеспечивающий непрерывное сообщение между Крымом и остальной частью страны.
За последнее десятилетие были введены в эксплуатацию в России и другие мосты-гиганты, меньшие в сравнении с Крымским по протяженности, но также важные для развития региональной, федеральной и международной транспортной инфраструктуры. Так, в 2024 году были открыты мост через Волгу в обход Тольятти (общая протяженность 3750 м), мостовой переход в районе Уфы (2670 м), мост через Суру в Чувашии (2416 м), мост через Каму на обходе Нижнекамска на строящемся продолжении трассы М-12 «Восток» (1300 м) и др.
В рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» до 2030 года планируется построить более 100 мостов общей протяженностью более 40 км, включая и мосты-гиганты. Самым большим из них должен стать 12-километровый мост через Волгу на южном обходе Саратова, который станет вторым по протяженности после Крымского.
Государственный интерес
По словам главного инженера АО «Институт “Стройпроект”» (входит в ГК «Нацпроектстрой») Бориса Суровцева, рост числа знаковых объектов, в том числе больших мостов, напрямую связан с общим ростом инвестиций в дорожно-строительную отрасль, а именно: в крупные государственные проекты федеральных трасс и развитие ГЧП-договоров в регионах. За последние 25 лет в России реализовано огромное количество таких объектов. Выделить особые в определенной степени затруднительно. Но, конечно, это Крымский мост, мосты-гиганты на Дальнем Востоке. Интересные проекты – Живописный мост в Москве, Бугринский мост в Новосибирске.
«Как житель Санкт-Петербурга я не могу не отметить проект Западного скоростного диаметра. Совершенно уникальный проект и для своего времени, и в целом. Из реализуемых сейчас объектов особо выделяется мост через реку Лену в Якутии. Проект во всех смыслах выдающийся, мост с такими рекордными параметрами в настолько суровых условиях строительства, пожалуй, не имеет никаких даже приближенных мировых аналогов. И еще долгое время, полагаю, не будет их иметь», — считает эксперт.
Мосты-гиганты действительно сейчас активно строятся в России, подтверждает главный эксперт направления «Дороги и мосты» ГК «Нацпроектстрой» Сергей Минаев. Из построенных компаниями НПС за последние два года можно отметить мосты через Волгу около Казани на обходе Тольятти, через Каму на обходе Нижнекамска: «Чтобы построить мосты такого уровня, необходимо объединять ресурсы — как денежные, так и технические. Например, сейчас в Перми строится внеклассный железнодорожный мост через Каму. В этом задействованы ресурсы сразу четырех мостоотрядов компаний, входящих в НПС».
Директор по развитию ГК ПСК Рубен Чинарьян считает, что упор на строительство мостов-гигантов — это, безусловно, непосредственное решение высшего руководства страны. «Мы в ПСК хорошо помним, какое внимание Владимир Путин, а также Дмитрий Медведев уделяли строительству вантовых мостов во Владивостоке. С тех пор тренд на мосты-гиганты уже 15 лет идет только по нарастающей. Нам как производителю приятно, когда президент страны открывает вантовый мост через Оку в Муроме и слышит от строителей М-12 положительный отзыв о нашей скользящей опалубке. В целом незначимых мостов в стране не строится, это всегда очень продуманные проекты», — добавляет он.
Ускорить процесс
По мнению экспертов, ускорить реализацию проектов помогают новые технологии в проектировании и строительстве мостов, использование инновационных методов работ, принятие нестандартных решений.
Одно из главных достижений последних лет — это ускоренный рывок в развитии информационных систем, рассказывает Борис Суровцев. BIM-технологии прочно вошли и закрепились на всех этапах жизненного цикла сооружений, в том числе в мостостроении. «Также можно отметить, что постепенно в РФ начали разрабатываться стали повышенной прочности, в том числе отлажено производство высокопрочной проволоки, необходимой для вантовых систем. Большое развитие получили системы мониторинга, диагностики строительных конструкций. Развивается и заводское производство мостовых конструкций — как металлических, так и железобетонных. Надо понимать, что мосты относятся к очень сложным инженерным сооружениям как с точки зрения проектирования, так и строительства. Для реализации таких объектов требуется очень высокая квалификация специалистов».
Схожие выводы делает и Сергей Минаев. Принципиально новые технологии относятся, скорее, к теме проектирования — в первую BIM-технологии. Новшества непосредственно в строительстве есть, но, видимо, это развитие уже имеющихся технологий сварки и резки металла, контроля за состоянием сооружений, использования более современной и эффективной техники. «В частности, при строительстве мостов через Волгу применялось такое новшество, как плавучий бетонный завод. Он позволил вести непрерывное бетонирование русловых опор. Разработаны и применяются новые типы опускных ящиков и скользящей опалубки».
Внедрение новых технологий в массовое мостовое строительство, полагает Рубен Чинарьян, — это во многом бюрократический и организационный процесс, где много и долго необходимо взаимодействовать с профильными институтами. «Так, очень важный итог 2024 года — введение нового ГОСТ 34278-2024 по механическим муфтовым соединениям, которые все больше заменяют сварку. Похожие процессы происходят и в других отраслях строительства, например, в 2024 году вместе с Госкорпорацией “Росатом” мы доработали СТО СРО-С 60542960 00011-2024 ”Требования к механическим соединениям арматуры железобетонных конструкций при строительстве”».
В ходе реализации проектов довольно часто требуется внедрение новых производственных решений для достижения наилучших результатов, отмечает генеральный директор ООО «Мостмеханика» Григорий Яблочков. В частности, это произошло при строительстве моста через Суру. «Основной особенностью при выполнении работ было совместное с заказчиком БТС-Мост решение по изменению проектного решения по технологии надвижки пролетного строения моста суммарным весом 10 500 тон и длиной 930 метров. Выполнив анализ вспомогательных конструкций, нам удалось существенно сократить их объем за счет применения прядей из высокопрочного каната и тросовой гидравлической системы, при этом обеспечить достаточно высокие скорости движения не менее 15 м/час, в том числе в зимний период», — подчеркнул он.
Светотехнический расчет
После завершения строительства моста не менее важно обеспечить его качественную эксплуатацию. На ряде мостов-гигантов нашей страны установлены опоры освещения нашей компании, отмечает коммерческий директор АО «АМИРА» Андрей Ермаченков. В их числе — Президентский мост через Волгу в Ульяновске, Николаевский и Высокогорский мосты через Енисей в Красноярском крае, Красный Дракон через Иртыш в Ханты-Мансийске, мост через Кольский залив в Мурманске. На мостовых сооружениях, эстакадах и подъездных дорогах используются разные опоры — чаще обычные граненые конические силовые и несиловые. К примеру, для моста через Суру в Чувашии установлены 200 таких опор. Они удобны тем, что при относительно небольшом весе устойчивы к ветровым и климатическим нагрузкам; легки в монтаже; цинковое покрытие защищает изделие от коррозии, продлевая срок службы опоры и сохраняя ее внешний вид.
«Но не всегда на мостах используется именно это решение для освещения. Для Высокогорского моста через Енисей, например, выбрали граненые изогнутые опоры, продолжая линию подъездной дороги. Таким образом, сложился единый ансамбль, где ряд изогнутых, арочных опор плавно перетекает в конструкцию моста. В целом особых сложностей в области освещения мостов нет. В плане импортозамещения и нормативной базы все отрегулировано, много крупных российских производителей, способных сделать грамотный светотехнический расчет. Как правило, производственные мощности крупных производителей и квалификация их сотрудников позволяет воплотить в жизнь любые идеи проекта», — резюмирует он.
Сравнение механических соединений арматуры с конической резьбой
В прошедшем 2023 году механические соединения арматуры вышли на новый уровень в России, после активного использования на десятках сооружений трассы М-12 «Москва-Казань», торжественно открытой в конце декабря. По мнению экспертов, работавших на данном проекте и опрошенных АСН, муфты для арматуры позволяют сокращать затраты на арматурные работы, а главное гарантируют надёжность конструкции даже в сейсмоопасных регионах. В России производятся муфты всех типов, включая обжимные, с цилиндрической и конической резьбой.
У всех видов соединений есть свои достоинства, как и в целом у технологии МСА. С каждой из них построено множество значимых объектов, о которых писал «Строительный еженедельник». При этом у компании, производящей даже широкой номенклатуры муфт могут быть свои предпочтения, основанные на их опыте. Так по мнению специалистов завода ПромСтройКонтракт по технико-экономическим обоснованиям муфты с конической резьбой могут быть оценена как более экономичные по цене за стык, вне зависимости от производителя, а в силу самой технологии. Опрошенные эксперты описывают это так:
- Деформативность конических муфт показывает более низкие значения на разных диаметрах арматуры, что подтверждается протоколами испытаний НИИЖБ и НИИОСП им. Н.М. Герсеванова
- Монтаж муфт с конической резьбой, по мнению инженеров ПСК, позволяет легче монтировать конструкцию, не нужно скручивать резьбу на всю длину муфт, арматурный стержень практически до конца устанавливается за счёт формы конуса, когда достаточно несколько оборотов ключа для затяжки
- Большая номенклатура производимых муфт c конической резьбой для различных конструктивных решений. На рынке существует несколько видов позиционных муфт, которые не только позволяют соединять арматурные стержни без возможности вращения арматуры, но и компенсировать разбежку арматуры при тыковке каркасов
- Т.н. «Равнопрочность» в конусе, которая по мнению производителей таких муфт, достигается за счёт угла резьбы в муфтах. В самом тонком сечении на арматуре нагрузки перераспределяются на муфту и наоборот, в результате чего не происходит разрушения.
Эти аргументы приводятся различными производителям рекомендовать подобную технологию, без привязки к конкретным брендам или патентам. Следует помнить, что у других технологий арматурного соединения есть свои достоинства и апологеты: от обжимных муфт до технологии сварки, популярной, например, во многих республиках Северного Кавказа. Выбор в итоге всегда остается за проектировочной организацией, которая часто учитывает мнение подрядчика. Факторы, оцениваемые подрядчиком, бывают самые разные: от облученности персонала и ранее полученном опыте (включая скорость поставок) до анализа последних крупных проектов с той или иной технологией.
В 2023 году была открыта трасса М-12, включающая мосты через Оку и вокруг Казани, построенные как с коническими, так и с цилиндриечскими муфтами для арматуры. Среди выдающихся объектов, достроенных с муфтами в этом году: небоскреб «Moscow Towers» в и десятки высотных ЖК в Санкт-Петербурге и других крупных городах. Одновременно через реку от «Москва-Сити» началось строительство уникального жилого комплекса на территории Бадаевского завода, также с муфтами с конической резьбой под маркой «КонКон». В 2024 года завершится строительство новой Олимпийской спортивной арены на севере Москвы. При этом немало крупных объектов строятся с цилиндрическими и обжимными муфтами. Рост числа таких грандиозных объектов с различными технологиями для соединения арматуры покажет в будущем какая технология победит.
ТИМ на стройке
Ровно десять лет назад отрасль познакомилась с технологиями информационного моделирования. За это время ТИМ прочно освоился в сфере проектирования, стал обязательным для госзаказов, а сегодня делает первые уверенные шаги на строительной площадке. Эксперты отмечают, что к управлению проектом с помощью 4D-ТИМ готовы и заказчики, и разработчики отечественного софта.
Новый этап развития ТИМ начался 1 сентября 2023 года, когда приказ Росстандарта ввел в действие национальный стандарт ГОСТ Р 57363-2023 «Управление проектом в строительстве. Деятельность управляющего проектом (технического заказчика)». Документ сменил прежний ГОСТ Р 57363-2016, уточнив процессы, связанные с цифровизацией управления строительством и применением технологий информационного моделирования (ТИМ).
«В документе закреплены очень интересные зрелости заказчика, в том числе на стадии строительства», — обращает внимание Марина Романович, кандидат технических наук, доцент Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, эксперт в области технологии 4D-моделирования. Так, в пункте 3.7 отмечается, что зрелость заказчика (застройщика, инвестора и технического заказчика) определяется готовностью организации к внедрению ТИМ на различных стадиях жизненного цикла инвестиционно-строительного объекта. Если говорить конкретно про этап строительства, то речь идет о визуализации до начала проведения работ; управлении рисками при реализации инвестиционно-строительного проекта; возможности контроля хода проектирования и строительства на основе информационной модели в режиме реального времени благодаря использованию облачных сервисов; оптимизации проектных и технических решений, а также контроле соответствия проектных решений и результатов строительства.
К внедрению ТИМ на стройплощадки активно приступают заказчики. Например, сегодня в Москве подведомственные организации столичного Департамента строительства реализуют уже 61 объект с применением ТИМ на этапе строительства. Речь идет о работах в части возведения жилья, дорожной инфраструктуры, объектов здравоохранения и образования. О необходимости использования технологий информационного моделирования на всех этапах жизненного цикла говорят и в Росавтодоре. «Действительно, цифровизация, и в частности информационное моделирование, — это наше будущее. Да, есть вопросы и проблемы, но есть и точки роста: это и вопросы обеспечения информационного моделирования на этапе строительства, и необходимость учета затрат как подрядных организаций, так и заказчика на этапе строительства, и, заглядывая в будущее, — это вопросы информационного моделирования на этапе эксплуатации автомобильных дорог», — отмечает Георгий Гончаров, заместитель начальника Управления научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Росавтодора.
Экономия без ущерба качеству
Интерес со стороны заказчиков подтверждают и разработчики отечественного программного обеспечения. «Преимущества информационного моделирования в первую очередь заключаются в эффективном управлении данными, — считает Степан Воробьев, руководитель Департамента внедрения и технического сопровождения программного обеспечения АО «СиСофт Девелопмент» (CSoft Development). — Насколько удобнее труд любого специалиста и качество принимаемых управленческих решений, когда нужная для этого информация «под рукой» — правильно и удобно структурирована. И заказчик также несет меньше издержек на всех этапах — от проектирования до вывода из эксплуатации за счет контроля за различными параметрами и ресурсами объекта, а также ускорения формирования разных видов документации и повышения их качества. Одновременно ИМ выполняет требования законодательства и обеспечивает актуальными данными государственные информационные системы как часть цифровой вертикали».
Никита Чернов, директор по развитию «АР СОФТ», соглашается: для заказчика крайне важны сроки и расходы на этапе строительства. «Использование ТИМ-модели поможет как минимум на 10% сократить расходы за счет того, что она дает возможность обнаруживать коллизии и несоответствия на более ранних стадиях, чем при использовании 2D-чертежей. В этом им помогут различные CAD-программы, имеющие функционал автоматического поиска коллизий. То есть визуально можно оценить 3D-модель, насколько она реально соответствует плану реализации строящегося объекта. Также применение ТИМ-модели на этапе строительства приводит к тому, что по итогу самого строительства мы получаем соответствующую действительности 3D-модель, которую в дальнейшем можно использовать на этапе эксплуатации. Что нас приводит к системе 4D-BIM, 5D-BIM и т. д.», — говорит эксперт.
Отметим, что 4D-технология информационного моделирования относится к стадии строительства и активно применяется в России и мире. Для этого специалисты берут сводную информационную 3D-модель и синхронизируют ее с соответствующими работами в календарном плане строительства. По данным Марины Романович, клиент в 63% случаев запрашивает 4D-модель и оценивает результаты на четыре и пять баллов по пятибалльной шкале. Например, такую модель готовили для строительства спортивно-концертного комплекса на проспекте Юрия Гагарина в Санкт-Петербурге и для реконструкции ТЭЦ в Краснодаре. В других странах 4D-модель чаще всего заказывают для объектов стоимость от 20 млн евро и выше.
«4D-технология позволяет нам решать очень сложные задачи. Например, при строительстве подземно-надземного тоннеля, который пересекал существующие железнодорожные пути, мы разрабатывали несколько 4D-моделей, чтобы найти оптимальную стратегию строительства и разделить объект на участки. В результате выбрали оптимальную по срокам, стоимости и, конечно, соблюдению необходимого уровня качества», — приводит пример Марина Романович.
Эффективность от подобного подхода используют и крупные подрядчики сферы дорожного строительства. Например, специалисты «Автобан-Digital» разработали собственное программное решение с учетом специфики возведения линейных объектов. В результате внедрения на 25–30% сократилось время на формирование и согласование производственной программы, а на 35–40% повысилась точность распределения работ между подрядчиками. Впрочем, в целом по строительной отрасли цифры эффективности использования ТИМ на стройке несколько отличаются. Эксперты констатируют сокращение ошибок проектирования на 80%, сроков обработки документов в ЕИП — на 50%, повышение точности определения объемов СМР — на 45% и сокращение сроков строительства — на 10–15%.
«Застройщик может получить колоссальный эффект, — уверена Анна Николаева, генеральный директор компании-проектировщика ТИМ «БИМПРО». — Но когда мы говорим “ТИМ”, то нужно рассматривать два основных варианта, которые могут использоваться на стройке. Они дают примерно равный эффект, но в сумме определяют двойной». Первый — использование трехмерной модели, которая создается проектировщиком на специализированном ПО. Уже сейчас по ней застройщики проводят тендеры, то есть из модели автоматизированно выгружается большинство укрупненных объемов работ, в результате чего качество смет и расчетов становится выше, а тендеры проводятся более достоверно. Второй вариант использования ТИМ относится к оптимизации строительства. Это автоматизация процессов (может проходить с информационной трехмерной моделью или без нее), которая содержит цифровой график работ, стоимость работ, ведение электронной документации, электронный документооборот, выдачу заданий, просмотр проекта, выдачу итераций исполнительной документации и другие показатели. По расчетам «БИМПРО», эффект от ее использования варьируется от 7 до 20% экономии от стоимости строительства объекта.
Богатство отечественного рынка
Разработчики отмечают, что на рынке достаточно отечественных решений для активного использования информационного моделирования на стройке. «В качестве иллюстрации уровня готовности российских ТИМ можно назвать объекты, реализованные на основе информационного моделирования в отечественных продуктах. Это и бесперебойное электроснабжение на Крайнем Севере с помощью строительства воздушных линий электропередачи в Югре и Ямало-Ненецком автономном округе, и энергоцентр в Тульской области, и нефтеперекачивающая станция АО «Гипротрубопровод» площадью 12 000 кв. м, энергообъекты и котельные компании «Энерготехмонтаж», промышленные объекты АО «Гипровостокнефть»… Все это лишь небольшая часть проектов из нашего портфолио, созданных с помощью ТИМ и воплощенных в жизнь, — говорит Степан Воробьев, добавляя, что сфера гражданского строительства внедряет в работу новые технологии значительно медленнее. — Возникает встречный вопрос: а насколько эта отрасль строительства готова в плане финансов и кадров обращаться к ТИМ и использовать информационную модель? Динамика здесь очень неоднородная, и именно в этом поле находится значительная часть препятствий на пути к тому уровню массового применения ТИМ, которого всем ратующим за цифровизацию российского строительства хотелось бы достичь».
Анна Николаева добавляет, что на рынке присутствуют две группы продуктов для внедрения ТИМ в процесс строительства. Первая касается информационной модели, а вторая — оптимизации и автоматизации строительных процессов, которые могут и не использовать трехмерную модель. И картина по этим двум продуктам разная. «Если мы говорим о ТИМ-модели, ее внедрении и авторском надзоре по ней, то пока что недавно созданные российские продукты проигрывают конкурентам на международном рынке, особенно тем, что были разработаны давно: Autodesk, Revit Civil 3D. У них есть, конечно, российские аналоги (Renga Software), но на данный момент проектный бизнес не подтверждает соразмерность данных программ, российские ПО пока что отстают на пять-десять лет от зарубежных аналогов. Но если мы обратимся к стороне оптимизации строительства, а именно к стройке и автоматизации процессов, то здесь достаточно хорошего российского ПО», — говорит эксперт.
В то же время можно с уверенностью сказать, что российский рынок богат ПО российского производства. Многие ведущие застройщики выпускают собственные продукты, которые появляются в открытом доступе для изучения. Например, такое имеется у SetlCity, «Самолета» и других крупных застройщиков. Для компаний поменьше отечественная IT-отрасль предлагает готовые продукты, например для управления строительством подойдут «Адепт» и его аналоги.
«Интерес заказчиков к качественному ПО не просто есть, он активно реализуется нами и нашими коллегами по IT-отрасли. Российские компании, которые стремятся к технологическому лидерству, поэтапно цифровизируют свои подразделения, производственные процессы и процессы управления. Все это верно и для строительной сферы. Не так давно «Самолет» сообщал о тестировании робособак для мониторинга работ на площадке. Очевидно, что собранная роботами информация должна передаваться и обрабатываться с помощью IT-решений и в идеале интегрироваться в ту самую информационную модель. Чем доступнее будут становиться компоненты цифровых комплексов, тем более массовым станет такой подход. И мы готовимся к этому уже сейчас», — резюмирует Степан Воробьев.
При этом некоторые компании начали внедрять отечественное ПО еще до введения санкций. «За прошедшие три года произошли качественные изменения в области контроля СМР и управления строительством; работы и ведения документооборота в ЕИП и СОД; формирования и ведения ИД в электронных форматах. Мы это наблюдаем и на примере своих продуктов: постоянно растет количество пользователей Plan-R (календарно-сетевого планирования) и платформы Larix (от проверки BIM-моделей до формирования ведомостей и проведения тендеров), — говорит Андрей Андреев, главный инженер-технолог строительства Айбим. — Однако для большинства строительных организаций малого и среднего бизнеса достижение цифровой «зрелости», внедрение ТИМ и формирование команды специалистов — сложная и затратная задача. И проблема даже не в замещении иностранного ПО, а в выживании на конкурентном рынке. Впрочем, компании, которые затягивают с цифровизацией, рано или поздно станут точно не конкурентоспособными».
Никита Чернов подчеркивает, что проблемы внедрения ТИМ на стройку могут возникнуть не от нежелания заказчика, а от неготовности подрядчика, хотя сегодня программные продукты уже подстроены под разный уровень цифровой зрелости: «Чаще всего на строительных площадках возникают проблемы, что кто-то неправильно прочитал чертеж либо вообще его некачественно сделали. В итоге смонтировали, как поняли. А если бы у застройщика было визуальное представление об объекте, то таких проблем можно было бы избежать. И следовательно, когда объект будет на более поздней стадии строительства, не нужно будет исправлять какие-либо замечания. В “АР СОФТ” часто поступают запросы на разработку подобного ПО. Сейчас мы кастомизируем свои программные решения под запросы клиента. В итоге получается более качественный программный продукт для строительства». Например, уже сейчас компания располагает решением, которое позволяет сжать файл 3D-модели в 11–20 раз с сохранением всех атрибутов, чтобы была возможность открыть его на строительной площадке буквально на ноутбуке или мобильном устройстве с поддержкой LiDAR.
Впрочем, пока государство не обязывает всех привносить ТИМ на стройку. Чтобы не усугублять проблему нехватки квалифицированных кадров, в пункте 5.7 нового стандарта ГОСТ Р 57363-2023 оговаривается: уровень применения технологии определяется заказчиком в зависимости от потребностей проекта, квалификации и компетенции команды проекта, интегрального показателя зрелости применения ТИМ.