Конструктивные решения при проектировании во время ремонта и реконструкции мостовых сооружений
В. Ю. Казарян, генеральный директор ООО «НПП СК МОСТ», доктор транспорта Российской академии транспорта, действительный Член Инженерной академии Армении, Член Всероссийского общества изобретателей и рационализаторов, Член Международной ассоциации мостовиков IABSE
О проблемах проектирования
Предпроектное обследование — это ключевой этап, без которого невозможно получить реальную картину состояния сооружения. Дело в том, что паспорта объектов, хранящиеся в архивах заказчиков, часто бывают устаревшими и не отражают текущего состояния. Несмотря на это, их используют при разработке проектов капремонта или реконструкции, что приводит к серьезным проблемам на этапе реализации. Иногда у заказчиков даже нет возможности провести полноценный осмотр всех сооружений, и обновленные документы создаются в кабинетах, без выезда на объект. Это крайне негативно сказывается на качестве проектирования, так как работы начинаются без понимания реальной ситуации. В результате строительно-монтажные работы проводятся вслепую, что чревато ошибками и дополнительными затратами.
Яркий пример — случай, с которым мы столкнулись недавно: данные из проектной документации полностью расходились с реальным состоянием объекта. Это лишний раз подтверждает, насколько важно проводить детальное, быстрое и точное предпроектное обследование. Оно позволяет избежать многих проблем на этапе строительства и реконструкции.
Еще одна серьезная проблема — слабая работа проектировщиков. В 90-е годы многие крупные проектные институты разорились или разделились на мелкие фирмы. Те учреждения, которые раньше обладали мощной базой, геологоразведочными данными и высокопрофессиональными специалистами, сегодня представляют собой небольшие организации, часто работающие буквально на дому. В условиях необъявленного кризиса в стране таких фирм стало особенно много. Они не имеют доступа к необходимым данным и ресурсам, что негативно сказывается на качестве проектирования.
Особенности проектирования при ремонте и реконструкции
Принципиальное отличие ремонта и реконструкции от нового строительства заключается в подходе к работе. Если при новом строительстве процесс идет снизу вверх — от фундамента к верхним конструкциям, то при реконструкции мы движемся сверху вниз. Сооружение уже существует и функционирует, поэтому мы начинаем с разбора верхних слоев: снимаем асфальт, тротуары и постепенно опускаемся до основания опор. Все вспомогательные конструкции, такие как подмости, временные опоры и платформы, также ориентированы вниз.
Еще один важный принцип — минимизация помех движению. При выполнении работ мы стараемся никогда не перекрывать дорогу полностью, всегда оставляем хотя бы одну полосу свободной или организуем реверсивное движение с реверсивными светофорами. Полное перекрытие возможно только в исключительных случаях, как, например, в городе Демидове Смоленской области, где пришлось разрабатывать схему объезда. Это увеличило сроки работ на пару месяцев и потребовало длительных согласований.
О необходимости перераспределения нагрузки
Одна из ключевых задач при проектировании — правильно распределить нагрузку на балки в поперечном сечении. Согласно старым нормам СНиП, движение по двум балкам недопустимо, так как это может привести к их разрушению. Однако габариты старых сооружений часто не позволяют равномерно распределить нагрузку. Обычно такие мосты состоят из пяти-шести или семи балок с шириной проезжей части 7–8 метров. Если транспорт движется только по двум балкам, любая неровность покрытия или малейший маневр грузовика может вызвать их деформацию или даже обрушение.
Мы сталкивались с такими случаями и искали способы оптимизации движения. Например, при реконструкции моста, изначально возведенного в 20-х годах в Германии и перевезенного после 1945 г. в город Кинешму Ивановской области, пришлось полностью пересмотреть поперечное сечение. Его уникальная конструкция не позволяла использовать стандартные решения, поэтому мы установили железобетонные парапетные ограждения вместо металлических. Это увеличило вес, но исключило риск деформаций и повреждений, поскольку у железобетонных конструкций нет прогиба.
О проблемах с барьерными ограждениями
Сегодня наблюдается тревожная тенденция — установка барьерных ограждений без компенсаторов, что является прямым нарушением ГОСТ. Такие ограждения производятся, например, в Самаре и в Рязани, но их испытания либо не проводились, либо проводились формально. Раньше в этом процессе участвовала ГИБДД, но сейчас ее исключили из процедуры, что привело к снижению контроля.
Особую опасность представляют тросовые ограждения, которые в мире используются только для ограничения выхода животных на дорогу. У нас же их устанавливали на центральной оси, сокращая полосу безопасности или пренебрегая ей. Сейчас от этой практики постепенно отказываются, но на федеральных трассах, таких как Москва–Минск, продолжают устанавливать барьерные ограждения по центральной оси без компенсаторов. Это серьезное нарушение, которое может привести к авариям.
Испытательные стенды и инновационные методы монтажа при реконструкции мостов
Для проведения комплексных испытаний пролетных строений и отработки их компоновки мы создали на нашей производственной базе ООО «НПП СК Мост» специализированный испытательный стенд. На этом стенде нам удается моделировать различные типы пролетных строений, включая немасштабные модели, что позволяет детально изучать их поведение под нагрузкой. Особое внимание уделено воссозданию реальных условий эксплуатации — для этого мы оборудовали стенд полным комплектом подмостей и вспомогательных конструкций, тщательно учитывая все технологические нюансы. Силовые характеристики превышают Р = 750 т.
Особый практический интерес представляет разработанная нами методика использования строительных лесов при ремонтных работах. В отличие от традиционного подхода, когда леса монтируются снизу вверх, мы применяем инвертированную схему:
- Крепление осуществляется непосредственно к плите проезжей части;
- Конструкция опускается вниз, формируя рабочий настил;
- Используется деревянное покрытие, выполняющее несколько функций: обеспечивает безопасную рабочую площадку, эффективно защищает от разлета абразива при пескоструйной обработке, предотвращает загрязнение окружающей среды при дробеструйных работах, служит звукоизолирующим барьером.
Такое решение очень ценно при работах в городской среде, где экологические требования особенно строги, а пространство для размещения оборудования ограничено. Нисходящая схема монтажа не только повышает безопасность работ, но и значительно сокращает время на организацию рабочего пространства. При испытании мостовых конструкций критически важным моментом является правильное расположение испытательной нагрузки с учетом полосы безопасности. Однако на практике часто встречается ситуация, когда нагрузку устанавливают «впритык», без соблюдения этого требования. В нашем случае такой подход привел к получению крайне неудовлетворительных данных, особенно для уже находящегося в аварийном состоянии моста. Это наглядно демонстрирует, как нарушение методики испытаний может исказить реальную картину несущей способности сооружения.
Сложившаяся ситуация вынудила заказчика инициировать повторный расчет несущей способности. Для этих целей были привлечены специалисты из лаборатории МИИТа — безусловно, уважаемые профессионалы, но, как выяснилось, не вполне знакомые с современными технологиями и материалами. В частности, при анализе нашей конструкции они учитывали только количество применяемых прядей, совершенно не принимая во внимание, что мы использовали 18-миллиметровые пряди — факт, который оказался для них неожиданным. Этот эпизод наглядно показывает разрыв между академическими знаниями и современной строительной практикой, где постоянно появляются новые материалы и технологические решения.
Усиление опор и применение анкеров из буровой стали
Один из наших ключевых методов — усиление опор с помощью анкеров из буровой стали. Эта технология была разработана для работы с массивными опорами, в которых, как выяснилось, часто отсутствует продольная арматура. Мы исследовали 70 сооружений по всей стране и обнаружили, что армирование есть только в эллиптической части, и то в минимальном объеме.
Технология усиления выглядит следующим образом:
- Вокруг опоры забиваются анкеры из буровой стали (марки 45 или 70), которые обладают высокой прочностью.
- Если ростверк слишком широкий, мы используем алмазный инструмент, чтобы пройти через бетон и протолкнуть преднапрягаемую прядь с уширителем на конце.
- Анкер раскрывается (по принципу якоря моторной лодки), и через него подается инъекционный раствор, вытесняющий грунт и создающий мощную «грушу» укрепления.
- Прядь затем уходит на опору, создавая преднапряжение, после чего конструкция бетонируется.
Этот метод позволяет сделать опоры, ростверки и фундаменты преднапряженными, значительно повышая их надежность.
Пока все объекты, усиленные по этой технологии, демонстрируют отличные результаты.
