Вантовые мосты: «летящие» конструкции high tech

Вантовое мостостроение в России переживает период расцвета. О реализации проектов строительства этих сложных большепролетных сооружений рассказывает Олег Скорик, заместитель генерального директора по проектированию ЗАО «Институт Гипростроймост — Санкт-Петербург»
— Вантовые мосты — это совершенно новое техническое решение в мостостроении или оно уже применялось в советские времена?— В Советском Союзе проектировались вантовые мосты, однако их количество можно сосчитать по пальцам — это Московский мост через Днепр в Киеве, мост в Риге через Даугаву. Все эти мосты были запроектированы киевлянами. Ленинградским институтом «Ленгипротрансмост» был запроектирован мостовой переход через реку Шексну в г. Череповце. Технологию сооружения вантового моста в Череповце проектировал петербургский филиал СКВ Главмостостроя, преемником которого в настоящее время является ЗАО «Институт Гипростроймост Санкт-Петербург». Прежде всего, с чем связана необходимость проектирования именно вантовых искусственных сооружений? Российские водные пути характеризуются интенсивным судоходством. И в соответствии с условиями судовождения величина судоходного пролета моста может превышать 150 м и более. Пролеты мостов до 150 м традиционно перекрываются балочными пролетными строениями. При пролетах более 200-250 м становится рациональным применение пролетных строений вантовых конструкций. Второй момент связан со строительством опор мостов в условиях, когда глубина воды в районе строительства достигает 30-40 м, что значительно увеличивает стоимость их сооружения. Но классикой мостостроения является правило, согласно которому стоимость строительства опоры должна быть равна стоимости строительства пролетного строения. Исполнение данного правила может быть достигнуто за счет увеличения пролетов мостов. Однако до перестройки в нашей стране строительство вантовых мостов было сопряжено с большими трудностями. Связано это с тем, что ванты так называемого закрытого типа выпускались на одном заводе — Днепропетровском. Они имели диаметр 70 мм и были рассчитаны на определенные нагрузки. Но мир не стоит на месте, и технологии интенсивно развиваются. За последние 20-30 лет всплеск строительства вантовых мостов во всех странах был сопряжен именно с развитием технологий антикоррозионной защиты вант (см. «Стройметалл» № 3 (3). — Ред.) и связан с удешевлением этого строительства, а также с сокращением расходов на содержание мостов. Сейчас в мировой практике мостостроения существуют две технологии устройства вант, благодаря которым срок эксплуатации вантовых сооружений по нормативам составляет не менее 100 лет — это ванты цельноготовые с параллельными проволоками и ванты формируемые на монтаже, изготовленные по монострендной технологии. Именно второй тип технологий применен на вантовом мосту через Неву. — Не могли бы вы рассказать о новых решениях и технологиях, закладываемых в проекты специалистами вашего института? Используете ли вы в сложных случаях опыт зарубежных коллег? — В настоящее время в мировой практике существует порядка 50-60 современных аналогов вантовых сооружений с пролетами более 300 метров. Есть откуда почерпнуть знания. Наш институт является членом Международной ассоциации мостостроителей, и мы много работаем с зарубежными партнерами. Если говорить о проектировании вантовых мостов, здесь нужна высочайшая квалификация специалистов — расчетчиков, конструкторов, главных инженеров проекта, так как вантовые висячие сооружения — это системы high tech. Что касается самих конструкций моста, специфичными являются несколько вещей. Одними из основных несущих элементов вантовых мостов являются пилоны. Например, 126-метровые металлические пилоны Большого Обуховского моста — самые высокие сооружения Санкт-Петербурга, которые «переросли» шпиль собора Петропавловской крепости. Не удивительно, что при сооружении подобных высотных конструкций возникают некоторые сложности. Тем более что для отечественного мостостроения, с его мощностями и оборудованием, возведение вантовых мостов является существенным новшеством. А металлические пилоны даже в практике мирового мостостроения применяются достаточно редко. Специально для их сооружения генподрядчик строительства «Мостоотряд-19» приобрел кран Potain грузоподъемностью 40 тонн, высотой 160 метров. Субподрядной компании ОАО «Мостотрест», работавшей на сооружении правобережного пилона, также пришлось купить специальное оборудование — кран Liebherr на гусеничном ходу грузоподъемностью 300 тонн. Безусловно, строительство вантовых мостов требует применения новой техники. — Чем объясняется выбор металла для создания пилонов Обуховского моста? — Строительство вантового моста началось в январе 2001 г. А сдать первую очередь планировалось к 300-летнему юбилею города — 28 мая 2003 г. Установленные сроки сооружения мостового перехода диктовали целый ряд его конструктивных особенностей, в том числе — выбор металла в качестве материала для производства пилонов. Хотя традиционно используют железобетон, так как выполненные из него конструкции обладают лучшей демпфирующей способностью и, несомненно, меньшей стоимостью. В качестве материала для изготовления балки жесткости моста тоже был использован металл. Такое конструктивное решение обычно применяется при величине пролета свыше 600 метров. В случае Большого Обуховского моста длина центрального пролета составляет 382 метра, и сталежелезобетон был бы более экономичным решением. Решение о применении цельнометаллической балки жесткости было продиктовано желанием подрядчиков отказаться от бетонирования железобетонной плиты проезжей части в зимнее время. Во всех проектах вантовых сооружений используются металлоконструкции из низколегированных конструкционных сталей типа 10 ХСНД, 15 ХСНД с расчетным сопротивлением 300 и 350 мПа соответственно. Величина центрального пролета в 382 м также была продиктована директивными сроками строительства мостового перехода, поскольку при увеличении пролета до 500 м (возможность устройства обоих пилонов на берегах Невы) увеличивались бы и сроки его строительства. Сжатыми сроками реализации проекта продиктовано также и разделение работ на очереди строительства. В силу того что по КАД должно осуществляться движение по 8 полосам (по 4 полосы в каждом направлении), было принято решение о строительстве двух мостов под 4 полосы движения каждый с расстоянием между осями 36,4 м. С точки зрения аэродинамики возведение двух мостов в непосредственной близости друг от друга — задача достаточно неординарная. В мире немного примеров подобных решений — например, Second Meiko Bridge в Японии, построенный в 1997 г., с центральным пролетом 405 м (расстояние между мостами 50 м). Технология устройства вант тоже была определена сроками окончания работ по объекту. Цельноготовые ванты имеют некоторые эксплуатационные преимущества по сравнению с формируемыми на монтаже, но их проектирование требует детальной проработки конструкции до момента начала строительства. Проектирование мостового перехода через Неву совпало по времени с процессом строительства. Поэтому на Обуховском мосту использован тип вант, формируемых на монтаже. — Насколько мне известно, сами ванты, выполненные по монострендовой технологии, также являются металлоконструкциями? — Да, конечно. Основу стренда составляют семь высокопрочных проволок диаметром 5 мм каждая, расчетное сопротивление которых может составлять 1860 или 1770 мПа. — Возникают ли сложности при прохождении экспертизы столь нетрадиционных проектов? — Эксперты — в силу нетрадиционности наших подходов (решений) — зачастую не готовы принимать подобные проекты. Возмущает даже то обстоятельство, что экспертное заключение, проведенное ведущими иностранными специалистами (проектными организациями), в наших органах экспертизы не принимается во внимание. Поэтому приходилось применять административные ресурсы или собственный интеллект. Та же ситуация возникает с любым вантовым мостом, который находится в экспертизе. Сейчас на стадии прохождении экспертизы у нас находится проект мостового перехода через пропив Восточный Босфор на остров Русский во Владивостоке. Тем не менее, жизнь идет — вантовые сооружения проектируются, согласовываются и строятся, в том числе и в Северо-Западном регионе. В настоящий момент в Петербурге по проекту нашего института строится вантовый путепровод в створе проспекта Александровской Фермы. Руководство железной дороги поставило непременное условие: создать без промежуточных опор перекрытие 180-метрового пролета. Необходимость возведения на данном участке именно вантовой конструкции вызвана наличием 21 станционного пути под путепроводом, а также его расположением по кривой постоянного радиуса. В соответствии с проектом балка жесткости центрального пролета — сталежелезобетонная. Иными словами, несущие металлические балки объединены сверху железобетонной плитой проезжей части. Строительство путепровода планируется завершить в августе текущего года. Генподрядчиком проведения работ выступает наш давний партнер — ОАО «Мостоотряд-19», субподрядные работы выполняет московская компания ОАО «Мостотрест». Также ЗАО «Институт Стройпроект» разработало проект вантового моста через фарватер Большой Невы, и ЗАО «Институт Гипростроймост» разработало проект через Петровский фарватер моста по системе extra dosed, входящий в состав Западного скоростного диаметра. По завершении концессионных торгов в 2008 г. проект вступит в фазу строительства. Кроме того, недавно прошли экспертизу проекты мостового перехода через Малую Неву (в створе Ременной улицы через о. Серный) и Лазаревского моста, разработанные институтом ЗАО «Институт Стройпроект». Под руководством генподрядной компании «Мосто-строй-6» строительство Лазаревского моста уже начато. Вскоре должны быть объявлены торги и на право строительства моста через остров Серный. — Насколько востребованы разработки петербургских проектировщиков-мостовиков в других регионах России? — Мост, запроектированный консорциумом питерских институтов «Ленгипротранс» и «Гипростроймост», пройдет по самому центру Владивостока и соединит основную часть города с полуостровом Голдобина. Его строительство будет осуществляться в условиях перепада высот между берегами порядка 100 метров. Кроме того, в бухте Золотой Рог, над которой пройдет мост, базируется несколько пароходств и Тихоокеанский военно-морской флот, соответственно, никаких опор на данном участке бухты быть не может. Это обстоятельство, а также условия судовождения предопределили величину главного пролета моста, которая будет равняться 737 метрам. По величине это пятый в мире пролет, выполненный для мостов подобного класса. Балка жесткости среднего пролета моста — цельнометаллическая. Пилоны, подходные пролеты — железобетонные, так как требовалось уравновесить вес центрального пролета. 4 мая было получено положительное заключение Главгосэкспертизы на этот проект, что является огромной победой. Второй объект — мостовой переход через пролив Восточный Босфор между материковой частью Владивостока и островом Русский. Запроектированная величина центрального пролета сооружения является мировым рекордом для реализованных проектов такого класса — 1 километр 100 метров. Строительство моста с гигантскими величинами пролета связано с требованиями судоходства и средней глубиной пролива, которая достигает более 50 метров. Длина центрального пролета является мировым рекордом среди построенных и проектируемых вантовых мостов.
Беседу вела Ирина Кириллова