Мосты из алюминиевых сплавов в России пока редкость. На всю страну их меньше десяти. А за рубежом из легкого и не подверженного коррозии алюминия построены тысячи мостовых сооружений – автомобильных и пешеходных, гигантских конструкций и велодорожек. Сейчас эксперты ведущих научно-исследовательских институтов предлагают Министерству строительства и жилищно-коммунального хозяйства России спроектировать первый в нашей стране алюминиевый мост для автотранспорта. В чем его инновационность и каков будет эффект от расширения использования алюминия в мостостроении, разбирался «ФедералПресс».
Всего 8 на всю страну
Россия является одним из крупнейших в мире производителей алюминия – его выпускается примерно 4 млн тонн. В тоже время доля использования этого металла в мостостроении крайне невелика в силу сложившейся ориентации проектировщиков и строителей на применение конструкций из других, более традиционных для российского мостостроения материалов. Тем не менее, уже построено 8 пешеходных мостов из «крылатого» металла – в Москве, Красноярске, Туле и Нижегородской области.
Импульс же к развитию алюминиевого мостостроения дало утверждение Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства России свода правил «Мосты с конструкциями из алюминиевых сплавов. Правила проектирования» – важнейшего нормативно-технического документа, необходимого для их создания.
«Длительное время строительство мостов из алюминиевых сплавов сдерживалось отсутствием нормативно-правовой базы. Проектирование объектов происходило по разработанным и утвержденным в Минстрое России специальным техническим условиям, что в значительной мере увеличивало стоимость и сроки проектирования, а также являлось негативным фактором при выборе госзаказчиками и проектировщиками решения в пользу алюминиевых сплавов», – говорит Евгений Васильев, руководитель проектов транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации.
Пока действующий свод правил регулирует вопросы, связанные с сооружением исключительно пешеходных мостов, хотя опыт их эксплуатации и зарубежная практика позволяют говорить о необходимости распространения данного документа и на автомобильные мосты.
Сотрудники Московского автомобильно-дорожного института (МАДИ) и Московского государственного строительного университета (МГСУ) провели комплекс лабораторных и натурных испытаний, которые были положены в основу специальных технических условий для проектирования пилотного автомобильного моста из алюминиевых конструкций в Нижегородской области. В скором времени они должны быть утверждены Минстроем России.
Как показали результаты исследований, алюминиевые конструкции отличаются высокой прочностью и стойкостью к усталостным нагрузкам, возникающим с течением времени (из-за них мосты могут дать усадку). Достигается это благодаря использованию ортотропных плит, каждая из которых состоит из пересекающихся продольных ребер и поперечных балок, приваренных к настилу. Такие конструкции легко выдерживают вес легковых автомобилей и грузовиков.
Важным достоинством алюминиевых мостовых конструкций является простота их строительства: на доставку к месту установки и монтаж у сравнительно небольшой команды строителей уходят буквально часы – не нужно надолго перекрывать движение по автомагистралям.
«Автомобильные мосты из алюминиевых сплавов – это пример развития современных строительных технологий. Конструкция получается легкая, поэтому может быть целиком и качественно изготовлена на заводе. Последующая сборка и установка занимает всего несколько часов. Это экономия времени и средств. А далее такой мост практически не требует эксплуатационных затрат», – считает заведующий научно-исследовательской лабораторией МГСУ профессор Андрей Коргин.
Легкий и прочный
По мнению российских ученых, в нашей стране есть все предпосылки, необходимые для масштабного применения алюминиевых мостов. Ведь за границей мосты с алюминиевыми конструктивными элементами строятся на протяжении 70 лет – первый алюминиевый мост был сделан в Канаде в 1950 году. В Германии каждый год возводят 70 мостов из сплавов алюминия.
В России же пилотный пешеходный мост появился в Ленинграде в 1969 году, и с тех пор он успешно эксплуатируется. Лишь начиная с 2017 года у нас в стране мостостроители обратились к алюминию – были построены вышеупомянутые алюминиевые мосты в Москве, Красноярске, Нижегородской области и Туле. К слову, тульский мост был реализован в рамках национального проекта «Безопасные и комфортные автомобильные дороги».
Между тем перед Россией строит проблема реконструкции 3,5 тысяч мостов, находящихся в предаварийном или аварийном состоянии. Для ее решения как нельзя кстати подходят разработки отечественных специалистов.
Есть и экономические моменты – имея низкий удельный вес, алюминиевые мосты обеспечивают экономию на опорах и фундаментах на 30 % от общей стоимости (алюминий в 3 раза легче стали и в 6 раз железобетона) при длительном безремонтном сроке службы и низких эксплуатационных затратах на всем жизненном цикле (свыше 70 лет).
«Алюминиевые сплавы – перспективный материал. Низкий вес, коррозионная стойкость, высокий декремент колебаний делает его перспективным для мостов. В 2019–2020 годах усилиями лабораторий ЦНИИС и МАДИ были обследованы все эксплуатируемые пешеходные мосты из алюминиевых сплавов на территории России. Проблем с надежностью и безопасностью данных объектов нет», – комментирует заместитель директора по научной работе Центрального научно-исследовательского института транспортного строительства (ЦНИИС) Юрий Новак.
Низкая металлоемкость и конкурентная стоимость
И что немаловажно – алюминиевые мостовые конструкции можно серийно производить на Красноярском металлургическом заводе (КраМЗ). К слову, предприятие выпускает мосты и для Европы: как раз недавно КраМЗ заключил контракт на поставку элементов для 50 алюминиевых мостов в Германию. Для родного Красноярска крамзовцы изготовили уже три пешеходных моста из алюминия, работа над четвертым ведется.
«Алюминиевых мостов не бывает» – еще пять лет назад я часто слышала эту фразу. Но мы доказали, что бывают. Тема мостостроения возникла после досконального изучения мирового опыта по применению алюминия в гражданских сферах, в том числе в строительстве, где доля мирового потребления алюминия составляет 26 %, а в России эта доля была значительно меньше, – отмечает сопредседатель Алюминиевой Ассоциации Ирина Казовская. – Алюминиевые сплавы широко используются в мире при строительстве пешеходных переходов, автомобильных мостов, реконструкции старых аварийных мостов. И эти конструкции поразили нас своей функциональностью, легкостью, эстетикой. А главное – низкой металлоемкостью и конкурентной стоимостью на всем жизненном цикле».
Совместная работа российских ученых и производственников обеспечила нашей стране уникальные компетенции в проектировании и сооружении мостов из алюминиевых сплавов. Эти высокотехнологичные конструкции обязательно будут задействованы в ходе реализации национальных проектов, нацеленных на повышения качества и экологичности инфраструктуры и городской среды, обеспечив алюминиевым мостам достойное применение.
Фото: пресс-служба компании «Русал»