Апатек
АпАТэК — Прикладные перспективные технологии 
рус | eng
Главная/Пресс-центр/Публикации/№ 3 2007 (12) года - журнал "Композитный мир" - Применение в мостостроении мегаполиса Москва композиционных материалов
Применение в мостостроении мегаполиса Москва композиционных материалов

Успешность развития мегалополиса Москва во многом зависит от того, удастся ли в сегодняшних благоприятных внешнеэкономических условиях сформировать инфраструктуру, которая в будущем обеспечит развитие экономики вне зависимости от влияния внешних факторов. Одной из основных причин неудовлетворительного состояния элементов инфраструктуры в настоящее время является ускоренное старение и деградация конструкций в условиях существенного несоответствия темпов работ по модернизации и роста нагрузок на дорожную сеть. Кроме того, особого внимания заслуживает экологическая проблема. Она имеет несколько аспектов:

- научно-технический, связанный с минимизацией воздействий на окружающую среду за счет внедрения прогрессивных научно-технических достижений;

- временной, связанный с необходимостью сокращения сроков строительства и уменьшением за счет этого степени риска по причинению ущерба;

- экономический, так как следует учитывать ценность земель, временно занимаемых для нужд строительства, и затраты на их восстановление (рекультивацию) после его завершения, а также мероприятия по утилизации отходов.

Мировой опыт применения КМ в мостостроении показал перспективность этих материалов для решения указанных проблем, поэтому, начиная с 1998г. при непосредственном участии НПП "АпАТэК" в России началось их внедрение. Краткая история этого процесса включает следующие этапы:

1998 - Предложение НПП АпАТэК в РЖД

2001 - Временные технические условия (НИИ Мостов, РЖД)

2002 - Фрагмент пешеходного схода

2003-04 - два Технических свидетельства РОССТРОЯ России

2003-04 - Первый в России композитный мост (Чертаново)

2004 - Первый в России композитный мост со сходами

2005 - Временные технические условия (ЦНИИС)

2005-06 - Мобильный мост

2005-07 - Парковые мосты

2007-... - Раздел по КМ в строительных нормах г. Москвы (МГСН)

Работы по созданию в России мостовых конструкций из композитных полимерных материалов были начаты в конце 1998 по инициативе НПП "АпАТэК" в связи с возникшей проблемой по обеспечению безопасности мостовых конструкций РЖД в условиях резкого сокращения финансирования на текущее содержание инфраструктуры. По заданию МПС РФ НПП «АпАТэК» совместно с отраслевым институтом НИИ мостов и дефектоскопии МПС РФ (Санкт-Петербург) в течение 2000 - 2001гг. на основании выполненных исследований разработали отраслевые технические условия, регламентирующие основные этапы создания пешеходных мостов из КМ. Кроме того, НПП «АпАТэК» для проведения долговременных эксплутационных испытаний в 2002 году в Санкт-Петербурге был установлен натурный фрагмент пешеходного схода из пултрузионного стеклопластика шириной 4 м и длиной 4.5 м. До настоящего времени сход эксплуатируется без каких либо замечаний со стороны железнодорожников.
 

Рисунок 1

Первый в России пешеходный мост из КМ был создан и спроектирован на основе существующих нормативных документов для мостов из традиционных материалов, ТУ на пултрузионный стеклопластик АпАТэК и ТУ РЖД на применение КМ в пешеходных мостах. Мост (рисунок 1) создан совместно с фирмой Fiberline (Дания) и установлен в ноябре 2004г. Время монтажа 12 часов. Вес моста около 10 тонн, ширина 3 м, длины пролётов: два по 13 м и один 15 м. Опыт эксплуатации показал правильность выбранного направления по внедрению КМ в мостостроение, так как, например, эксплутационные расходы на его содержание снизились более, чем в 100 раз. В 2004г. в г. Москве возникла необходимость срочно возвести мост через высокозагруженную железнодорожную линию (четыре пути). Дополнительной проблемой было ограниченное пространство, которое можно использовать под строительную площадку и складирование стройматериалов. Применение КМ для конструкции моста позволило возвести конструкцию весом 55 т (рисунок 2) за один месяц от начала строительства опор до его сдачи. Монтаж потребовал минимального места для размещения конструкции и техники. Два пролетных строения шириной 5 м и длинами пролётов 17 м установлены с двух стоянок автомобильного крана за общее время 4,5 часа без демонтажа контактной сети.
 

Рисунок 2

Создание указанных конструкций сопровождалось обширными экспериментальными исследованиями. В частности были выполнены испытания для определения:

- параметров прочности и долговечности материала пултрузионных профилей

- статической прочности и долговечности основных узлов конструкции моста (рисунок 3а)

- статической прочности, вибрационных характеристик и ползучести фрагмента конструкции (рисунок 3б)

статической прочности и вибрационных характеристик натурной конструкции (рисунок 3в).

а) б) в)
Рисунок 3

Полученные экспериментальные данные и опыт конструирования и строительства пешеходных мостов из КМ позволил «АпАТэК» в 2004г. получить сертификаты Госстроя России на применении КМ в строительстве и мостостроении, а в 2005г. по заказу правительства г.Москва разработать Технические условия (ТУ) для создания мостов из КМ в Москве. Технические условия включают следующие разделы:

- требования к материалу и конструкции;

- допустимые отклонения конструкций и элементов;

- требования к расчету конструкций, элементов и соединений;

- правила приемки;

- правила транспортирования и хранения;

- правила сборки, монтажа и эксплуатации конструкций пешеходных мостов из стеклопластиковых элементов;

- требования по безопасности.

Первым объектом, спроектированным в соответствии с ТУ, стал мобильный мост со сходами, изготовленный по заказу правительства г. Москва. 

а) б) в)
Рисунок 4

Мост предназначен для быстрой установки через высокозагруженные магистрали г. Москвы во время проведения ремонтных и строительных работ (рисунок 4а). Основные требования к конструкции:

- минимальное время монтажа и площадь, необходимая для установки конструкции;

- установка на легкие временные опоры;

- перевозка неспециальным транспортом;

- хранение на открытом воздухе.

Комплект моста состоит из пролётного строения: 6 легко соединяемых между собой блоков (4 по 6 м и 2 по 9 м) и 2 цельнокомпозитных схода. Первая установка мобильного моста (рисунки 4б и 4в) осуществлена 3 декабря 2006г. в г. Москва через Садовое кольцо в районе станции метро Смоленская. Время перекрытия движения 3 часа. Время монтажа пролётного строения 20 минут.

На рисунке 5 представлен настил из КМ профилей на металлическом пролетном строении через федеральную автомобильную трассу недалеко от Москвы. Основной проблемой при строительстве моста являлись сжатые сроки возведения и необходимость выполнения работ при отрицательных температурах. Первоначальный проект предусматривал заливку бетоном настила в полевых условиях, строительство промежуточной опоры и две остановки движения по автомобильной трассе. Замена железобетонного настила на КМ позволило выполнить установку пролётного строения за один подъём без строительства промежуточной опоры и отказаться от бетонных работ. Время остановки движения по шоссе 1 час. В таблице 1 приведён расчёт технико-экономической эффективности применения настила из ПКМ вместо железобетонной плиты прохожей части. Параметры сооружения: длина пролетного строения 56м, ширина пролетного строения в осях перильного ограждения 4м. Основной технико-экономический эффект: уменьшение массы элементов пролётного строения на 63% и уменьшение стоимости устройства элементов пролётного строения на 12%

Таблица 1

 

Наименование элементов и работ

Первоначальный проект пешеходного моста

Вариант моста с применением настила из ПКМ

масса, т

стоим. тыс.руб.

масса, т

стоим. тыс.руб.

1

Металлоконструкции пролётного строения

84,01

6918

63,01

5188

2

Монтаж пролетного строения (включая сборку, перевозку, монтаж) без учета стоимости м/к

84,01

2358

63,01

1768

3

Ж/б плита пролетного строения (включая гидроизоляцию, плиточное покрытие)

110,22

482

-

-

4

Устройство ж/б плиты пролетного строения (включая гидроизол. и плитку покрытия) без учёта стоимости ж.б. плиты

110,22

4363

-

-

5

Настил из ПКМ

-

-

8,4

5343

6

Устройство настила из ПКМ

-

-

8,4

127

 

ВСЕГО:

194,23

14121

71,41

12427



Рисунок 5

Кроме ферменных мостов в 2005 ¸ 2006 гг. были спроектированы и построены вантовый мост, а также несколько балочных мостов (рисунок 6). Все мосты установлены в парках или зонах отдыха, где эксплутационное обслуживание затруднено. В таблице 2 приведён расчёт технико-экономической эффективности перильных ограждений из стеклопластика по отношению к ранее устанавливаемым чугунным. Основной эффект: уменьшение массы перильного ограждения в 13 раз, уменьшение эксплуатационных затрат в 80 раз, расчётный срок окупаемости 7лет.

Таблица 2

Статьи расходов,

за 1 погонный метр, рублей

СТЕКЛОПЛАСТИК

ЧУГУН

Стоимость ограждения

5400

3647,17

Установка ограждения

38,99

568,71

Доставка

3,24

43,49

Эксплуатационные затраты в год

1,47

120,47

ВСЕГО:

5455,70

4379,84



Рисунок 6

На рисунках 7 и 8 представлено несколько перспективных мостовых конструкций, проекты которых были разработаны, но по различным причинам пока не реализованы. На рисунке 7а изображен мобильный типовой пешеходный арочный мост с длиной пролёта до 15 м. Предназначен для установки на малых реках города Москвы в основном в зонах отдыха. Мост изготавливается полностью в заводских  условиях и устанавливается за один подъём, создавая минимальный неудобства отдыхающим и не оказывая вредного воздействия на окружающую среду, как во время установки, так и в процессе эксплуатации. Дополнительным плюсом конструкции является возможность выполнения работ по установке в зимнее время. 


Рисунок 7

Торгово-пешеходный мост (рисунок 7б) позволяет решать наряду с упомянутыми выше проблемами мегалополиса дополнительно вопрос с финансированием строительства, за счёт того, что вместе с созданием пешеходного перехода создаётся и коммерческая недвижимость, привлекательная для потенциальных инвесторов. Применение традиционных материалов для выполнения подобного проекта затруднительно по условиям эксплуатации, так как обслуживание силовой конструкции при большом количестве собственников неминуемо столкнётся с большими проблемами.


Рисунок 8

На рисунке 8 представлен проект увеличения пропускной способности существующих автомобильных дорог за счёт строительства эстакады. Каркас эстакады стальной, настил из КМ. Преимуществом проекта является малая площадь опор и возможность возведения конструкции без длительного закрытия движения по автостраде.

Выполненные и перспективные проекты подтвердили основные преимущества применения КМ в густонаселённых районах:

- снижение времени и стоимости монтажа;

- минимальная площадь строительной площадки и опор;

- низкие затраты при транспортировке и складировании;

- минимальное время остановки движения;

- возможность строительства в холодное время года;

- повышение долговечности и надежности сооружений и их элементов при снижении эксплуатационных затрат;

- продление срока службы и увеличение пропускной способности существующих конструкций.

На основании выполненных проектов начаты работы по включению в Московские городские строительные нормы (МГСН) "Проектирование городских мостовых сооружений" раздела с новым строительным материалом - пултрузионным стеклопластиком в разделы Пешеходные мосты и Пешеходные сооружения тоннельного типа. Таким образом, за последние 10 лет в России пройден путь от ведомственных стандартов для единичных объектов из КМ до общероссийских норм для массового их применения.
Продукция и предложения
Железные дороги
Автомобильные дороги
Мостостроение
Инфраструктура
Энергетика и связь
Транспорт
Конструкционные профили
Восстановление и ремонт
Метрополитен
Каталог продукции
О компании
Миссия
Структура
История
Партнеры
Награды
Особая экономическая зона
Вакансии
Научно-технологический испытательный центр
Нанотехнологии
Клеевые препреги
Полимерные связующие
Математическое моделирование
Вакуумная инфузия
Пултрузия
Испытания и сертификация
Серийное производство
Технологии серийного производства
Серийная продукция
Конкурентные преимущества композитов
Пресс-центр
Новости
Контакты
Публикации
 
29 сентября 2016

29 мая 2016

6 апреля 2016

Железные дорогиАвтомобильные дорогиМостостроениеИнфраструктураЭнергетика и связьТранспортМетрополитен
+7 (495) 287-12-92; 287-12-93; 287-12-94
Rambler's Top100
© «АпАТэК — Прикладные перспективные технологии», 2005—2008
Россия, 107078, г. Москва,
ул. Новая Басманная д. 14 стр. 2
Rambler's Top100