Виды опорных конструкций и их применение в строительстве мостов
Опорные конструкции играют ключевую роль в возведении мостов различного назначения. Их назначение заключается в поддержании несущих частей моста, обеспечении устойчивости и равномерного распределения нагрузок. Современное строительство предъявляет высокие требования к качеству и надежности опорных конструкций, ведь именно от них зависят безопасность и эксплуатационная способность всей конструкции.
Типы опорных конструкций
Существует несколько классификаций опорных конструкций, используемых в мостостроении. Наиболее распространёнными являются:
- Столбы и колонны;
- Ростверки и опоры-стенки;
- Ферменные и рамные конструкции;
- Башенные конструкции;
- Монолитные плиты и блоки.
Рассмотрим подробнее каждую категорию и особенности их применения.
Столбы и колонны
Это вертикальные конструктивные элементы, принимающие нагрузку непосредственно от пролетных строений. Обычно изготавливаются из железобетона или металла. Широко применяются в автодорожных и железнодорожных мостах малой и средней протяженности.
Преимущества столбов и колонн заключаются в их относительной простоте исполнения и экономичности. Недостатком является ограниченная высота и необходимость организации надежной анкеровки основания.
Ростверки и опоры-стенки
Используются преимущественно в условиях сложного рельефа местности или слабых грунтовых основ. Представляют собой горизонтальные площадки, объединяющие ряд отдельных опорных элементов.
Ростверк обладает хорошей сопротивляемостью динамическим воздействиям и распределением нагрузки равномерно по поверхности грунта. Чаще всего применяется в эстакадных сооружениях, переходах через овраги и железнодорожные пути.
Ферменные и рамные конструкции
Представляют собой пространственно-взаимосвязанные стержневые системы, выполняемые из стали или алюминиевых сплавов. Характеризуются повышенной жесткостью и прочностью при относительно малом весе. Используется в больших пролетах и специфических условиях эксплуатации.
Ферменные конструкции имеют преимущество в грузоподъемности и устойчивости против ветровых нагрузок. Недостатком является сложность расчета и изготовление узлов соединений.
Башенные конструкции
Особенностью башенных опор является наличие большой высоты и сложной конфигурации. Подобные конструкции используются при возведении висячих и арочных мостов, где требуется большая высота опорных точек.
Преимуществом башенных опор является обеспечение надежного крепления подвесных канатов и поддержания общей стабильности конструкции. Основной недостаток — высокая стоимость строительства и значительные временные затраты.
Монолитные плиты и блоки
Монолитные конструкции представляют собой сплошные массивные формы, выполненные непосредственно на месте строительства. Имеют высокую степень устойчивости и долговременную эксплуатацию.
При изготовлении монолитных плит возникает необходимость привлечения тяжелой техники и большого количества рабочих рук. Несмотря на трудоемкость, монолитные конструкции широко распространены в капитальном мостостроении.
Факторы, определяющие выбор опорных конструкций
При выборе типа опорных конструкций учитываются следующие факторы:
- Геологические условия участка строительства;
- Назначение и интенсивность эксплуатации моста;
- Размеры пролета и нагрузка на конструкцию;
- Климатические условия региона;
- Экономические соображения и сроки строительства.
Анализ перечисленных факторов позволяет инженерам принять оптимальное решение, которое гарантирует надежную эксплуатацию сооружения на долгие годы вперед.
Заключение
Строительство мостов — сложный технологический процесс, требующий грамотного подхода к выбору опорных конструкций. Грамотное проектирование и реализация конструкций позволяет достичь оптимального баланса между стоимостью и качеством строительства.
У нас не заржавеет. Научный подход рассеивает подозрения
Нержавеющая сталь приобрела заслуженную популярность в строительстве и архитектуре. Она используется в конструктивных элементах зданий, во внешнем декоре и убранстве интерьеров. В буквальном смысле блестящие архитектурные объекты с фасадами из листовой нержавейки известны на весь мир. Среди них — концертный зал Уолта Диснея (США, Лос-Анджелес) и музей Гуггенхайма (Испания, Бильбао).
Не блеском единым!
Состав нержавеющей стали совершенствовался более ста лет: сплав с добавлением 12,8% хрома, полученный британцем Гарри Брирли в 1913 году, современные специалисты отнесли бы лишь к категории «медленно ржавеющих». Сегодня «нержавеющей» может считаться только сталь с процентным содержанием хрома не менее 17%. Именно такой минимальный процент этого химического элемента гарантирует антикоррозийные свойства нержавейки и ее знаменитый стойкий блеск. Но красота нержавеющей стали не была бы столь востребована, если бы не подкреплялась ее высокими функциональными возможностями. Прочность, долговечность, податливость к механической обработке, хорошие теплотехнические показатели, стойкость к коррозии — вот не менее важный список неоспоримых преимуществ нержавейки. Главное — выбрать оптимальный вариант из 250 известных марок с разными техническими свойствами.
Лучший выбор для фасада
Нержавеющая сталь активно используется как материал навесных фасадных систем (НФС). При выборе этого материала для НФС необходимо учитывать несколько важнейших условий. Сталь должна
- поддерживать нормативную (не менее 50 лет!) долговечность фасадной системы даже в агрессивной среде;
- иметь широкую номенклатуру различных толщин;
- хорошо поддаваться механической обработке;
В 90% случаев современные фасадостроители останавливают выбор на ферритной стали 12 х 18 (по ГОСТ 5632) или AISI 430 (по ASTM 240). Она прекрасно зарекомендовала себя даже в создании фасадов высотных зданий, а также сооружений с эксклюзивными архитектурными решениями или возводящимися в сложных климатических условиях.
На долговечность не влияет!
По иронии судьбы именно функциональные возможности марки AISI 430 в последнее время подверглись наибольшим сомнениям со стороны участников строительства. Их настораживал желтый налет в местах присоединения кронштейнов к внутренней поверхности зданий. Разработчики и производители НФС давно знают, что это не коррозия, а лишь визуальный эффект. Развеять сомнения скептиков смогла научная экспертиза.
Как известно, лучшие специалисты по нержавеющей стали находятся в НИТУ «МИСиС». Именно они провели оценку коррозийной стойкости образцов на основе углубленного лабораторного анализа элементов подсистем ДИАТ. Действительно, в зонах царапин и задиров были обнаружены незначительные следы ржавчины. Но они, как сказано в заключении (№ 067/18-501-10/1 от 10.06.2024), «не влияют на долговечность несущих конструкций навесной фасадной системы, так как в течение полутора суток под слоем ржавчины вновь происходит образование пассивной пленки, что приводит к самоторможению коррозионного процесса». Также в заключении утверждается, что «обнаруженные коррозионные повреждения не влияют на общую долговечность подсистемы из стали 430, которая составляет не менее 50 лет».
Эстетика диктует выбор
Дополнительная экспертиза показала, что потемнение ржавчины возникает при окислении поверхности и при воздействии агрессивных сред. Например, в местах соприкосновения терморегулирующих паронитовых прокладок, в производстве которых используют серную кислоту, с металлическими креплениями НФС. Такие потемнения являются лишь внешним проявлением взаимодействия материалов и никак не изменяют их основные свойства, однако ради сохранения блеска нержавейки можно подобрать парониту альтернативу. Например, сделать прокладки из ПВХ пластика, как поступили в компании ДИАТ. Этот материал не изменяет цвет при соприкосновении с металлом, по своим свойствам не уступает парониту и уже прошел успешное тестирование на практике.
Демонтаж: путь эволюции
Индустрия демонтажных работ в настоящее время проходит ощутимые технологические изменения. По словам специалистов ГК «АРАСАР», двигателем преобразования отрасли являются сами участники рынка.
В сравнении с настоящим временем, около двух десятилетий назад и ранее многие демонтажные работы были более трудоемкими и длительными по времени. Изменения в отрасли начались после внедрения в работу новых технологических решений и совершенствования спецтехники.
Пионерами внедрения инновационных практик демонтажа являются отраслевые компании Запада и ряда стран Юго-Восточной Азии. Однако и некоторые российские участники рынка сейчас начинают использовать собственные новаторские решения, меняющие принцип проведения работ. По словам экспертов, трансформация отрасли связана также с ростом интереса бизнеса к рециклингу и повторному использованию строительных материалов. Специалисты внедряют методы, позволяющие сохранять и перерабатывать ценные ресурсы. В ближайшие годы технологии демонтажа продолжат прогрессировать, будет меняться и сам подход к работе. В том числе на отрасль будут влиять цифровизация и 3D-моделирование.
Эволюция технологий демонтажа происходила прямо на наших глазах, рассказывает основатель ГК «АРАСАР» Александр Штарёв. За последние 20 лет серьезно усовершенствовались экскаваторы и то навесное оборудование, которым они могут работать, увеличилось количество операций, производимых ими, мощность, высота, на которой можно производить работы. Расширилось количество производителей. Внедрились и распространились алмазные технологии, появился лазер.
Основные факторы, которые влияют на внедрение новых решений, — это безопасность, скорость производства работ, рассказывает Александр Штарёв. К примеру, сейчас распространен механизированный демонтаж при помощи экскаваторов. Если компания использует специализированную современную технику со специальным навесным оборудованием, то это, безусловно, уже передовые методы работы. Также популярны у участников рынка взрывные технологии и алмазные технологии резки железобетона. Говоря о географических особенностях, можно отметить, что в менее развитых странах, пожалуй, еще можно встретить шар-бабу. Также там гораздо выше, чем у нас, процент ручного труда. В России сравнительно недавно появились технологии ГДШ и даже лазер для дистанционного демонтажа.
Основатель ГК «АРАСАР» признается, что пока далеко не все заказчики интересуются методом проведения демонтажных работ. Многие из них безответственно относятся к выбору подрядчиков на такие сложные и опасные работы, уделяя внимание в первую очередь цене. К чему это приводит — можно было увидеть на примере несчастного случая при демонтаже СКК в Санкт-Петербурге.
Двигателем же внедрения новых технологий у нас всегда выступают сами подрядчики, специализирующиеся на демонтаже, которые хотят производить работы безопаснее и быстрее, подчеркивает Александр Штарёв. «Наша компания использует все известные технологии, да и в целом на рынке мы известны как новаторы. Именно мы первыми в Европе, а может, и мире применили установку дистанционной лазерной резки для промышленного демонтажа аварийных металлоконструкций с расстояния в 60 метров. Также мы являемся пионерами внедрения алмазных технологий и одной из старейших компаний в этом направлении демонтажа в нашей стране. Суть этой технологии в том, что специальными пилами железобетон режется как масло на части, и затем эти части аккуратно снимаются краном. В перспективе, я думаю, будут развиваться лазерные технологии, а также больше будет использоваться цифровое построение моделей для прогнозирования демонтажа, оптимизации и максимальной безопасности производства работ», — резюмирует основатель ГК «АРАСАР».