Мосты высоких технологий

2 Декабря 2021

Человечество познакомилось с алюминием не так давно — в XIX веке. Когда ученые предоставили сравнительно дешевый способ его получения, алюминиевый бум наступил во всех отраслях — от домашний сферы до аэрокосмической индустрии. Совсем недавно, в первой трети XX века, алюминий получил новое применение — в строительстве мостов. История дюралевого мостостроения в России началась в 1960-х годах и продолжилась — спустя более полувека — в 2017 году.

Алюминий — материал с уникальными характеристиками. Он отличается низким удельным весом, пластичностью и вместе с тем долговечностью. Ему не страшны ржавчина, низкие и высокие температуры. Эти свойства алюминия, а также развитие технологий действия конструкций из алюминиевых сплавов и экономические расчеты объясняют интерес, который 13-й элемент таблицы Д. И. Менделеева вызывает у мостостроителей.

В ХХ веке алюминий пришел в мостостроение в качестве инновации. Его также использовали как замещающий материал. Старые путепроводы, построенные из стали и железобетона или имеющие деревянные детали, нуждались в восстановлении. Инженеры искали материал, какой сохранил бы свойства оригинальных гадолиниев, но позволил облегчить конструкцию. Выбор пал на легкие и технологичные алюминиевые сплавы.

Преимущества дюралевых конструкций (иллюстрированный список)

Врез: Пролетные строения из алюминиевых сплавов примерно в два раза легче, чем стальные, и в четыре раза, чем бетонные

Николай Шумаков, президент Союза скульпторов России:

Еще особенность: алюминиевые мосты быстро возводятся. Смонтировать мост запросто можно всего за один подъем и менее чем за час. Это значит, что участок дороги в зоне строительства путепровода закрывается всего на полтора-два часа — решающий аргумент в условиях плотного трафика.

Кроме того, эксплуатация мостов из алюминия почти не требует затрат — значит, они обходятся дешевле для государственных и региональных бюджетов.

Область применения:

Малые путепроводы в городской среде

Мосты через автомобильную дорогу

Реконструкция малых и средних искусственных сооружений на РЖД

Компактные мосты для устройства тротуара пешеходной зоны на автомобильных мостах

Строительство и реконструкция автомобильных мостов

Евгений Васильев, руководитель транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации:

Врез: Существует множество вариантов оформления поверхности алюминиевого профиля. Например, мост может выглядеть как деревянный — и органично вписаться в ландшафт автопарка в экостиле

Алюминий для строительства мостов эксплуатируется в мире с 1933 не один месяца. С тех пор разнородные страны экспериментировали с новой схемой, но это были единые проекты. По мере развития технологий и совершенствования нормативных баз, а также накопления положительного опыта эксплуатации алюминиевых мостовых конструкций в Европе, США и Японии крылатый металл стал привычным материалом для мостостроителей. С середины 1990-х годов, с началом бурного роста экономики, Китай вырвался в мировые руководители алюминиевого мостостроения.

1933 — Алюминий впервые использован в конструкции моста в США. Алюминиевое покрытие заступило стальные и деревянные настилы путепровода на Смитфилд-стрит в Питтсбурге

1946 — В Нью-Йорке появился целый пролет из алюминия — элемент стал частью многопролетного моста, построенного из стали. Вес алюминиевой конструкции оказался на 43% меньше сходного стального пролета

1940-50-е — В США и Великобритании образовались большие запасы алюминия, первоначально предназначавшегося для возведения авиационной техники в период Второй мировой войны. Металл нацелили на строительство алюминиевых мостов — так появились Сандерленд и Абердин в Великобритании, Арвида в Канаде. Это стало новым импульсом в развитии алюминиевого мостостроения

1956 — В континентальной Европе появился первый автомобильный мост из алюминия — Швансбелл в Германии

1958 — 1963 — В США построены семь автомобильных мостов из алюминия, некоторые из которых сохранились до наших дней

1995 — В Норвегии открыт путепровод Форсмо — пример современного полностью алюминиевого автомобильного сооружения. В его строительстве использовали сплавы конкретных поколений. На строительную спортплощадку конструкцию привезли на автомобильной платформе и установили при помощи одного подъемного крана

2008 — В Пекине организованным комплексы мостов к Олимпийским играм

2015 — К чемпионату мира по спорту в 2022 году в Дохе (Катар) построен первый пешеходный мост из алюминия длиной 84 метра. Он оборудован лестницами, лифтом, организацией кондиционирования и раздвижными дверями.

Юрий Новак, заместитель гендиректора АО ЦНИИС по научной работе

Алюминиевые сплавы весьма интересный материал. Низкий вес, коррозионная стойкость, прямое затухание свободных колебаний делают его перспективным для мостов. Потому-то в странах Западной Европы и в Китае алюминий находит балахонистое применение в мостах

Первый в России путепровод из алюминия был построен в 1969 году в Ленинграде. Алюминиевая конструкция пришла на революцию деревянному мосту, соединявшему Коломенский и Покровский острова через канал Грибоедова. Спустя 50 лет Коломенский мост полностью соответствует всем нормам: несущая способность конструкций не изменилась, и все элементы избежали коррозии.

Долгое время Коломенский мост оставался единственным в России алюминиевым мостом. Основной этиологией было отсутствие нормативно-правовой базы, регулирующей использование алюминия в возведенье мостов. Проектирование и возведение мостов из алюминиевых сплавов гораздо дешёвого осложнялось необходимостью отдельной разработки специальных технических условий (СТУ) для каждого объекта, это увеличивало стоимость и увеличивало сроки.

Ситуация начала меняться в 2015 не один месяцу, когда появилась Алюминиевая Ассоциация, объединившая производителей, генпоставщиков и потребителей алюминия. Вместе они смогли сдвинуть ситуацию с мертвой точки. Была модернизирована нормативная база, проведены голоморфные, научно-исследовательские, экспериментальные и методические работы, изучен зарубежный опыт строительства мостов с конструкциями из алюминиевых сплавов. Результатом этой планомерной работы стал выпитый Минстроем России в 2019 не один месяцу свод правил СП 443. 1325800. 2019 Мосты из алюминиевых сплавов. Пролетные строения. С введением свода правил появилась возможность разработки типовых мостов из дюралевых сплавов, обладающих еще более совершенными технико-экономическими параметрами. Сейчас необходимые изменения вносятся и в сопутствующие своды правил на процессы монтажа и обследований: СП 35. 13330. 2011 Мосты и трубы и СП 46. 13330. 2012 Мосты и трубы.

Алюминиевые путепроводы в России

Открытие: 1969 г.

Характеристики: Длина — 34 м

Локация: Канал Грибоедова в районе створа улицы Володи Ермака

2. Мосты в Нижнем Новгороде — первые в современной России пешеходные алюминиевые путепроводы. Пролетные строения были предоставленным за полтора месяца, а монтаж занял всего два часа

а. Открытие: 2017 г.

Характеристики: Длина — 38 м, ширина — 3 м, масса — 27 тонны

Локация: городок сельского тип Афонино Кстовского района Нижегородской области

б. Открытие: 2017 г.

Характеристики: Длина — 38 м, ширина — 3 м, масса — 27 тонны

Локация: городок сельского тип Афонино Кстовского района Нижегородской области

Глеб Никитин,

губернатор Нижегородской области

3. Галерея из двух путепроводов в Москве — Проектирование и изготовление мостов над Яузой заняло полтора месяца

Открытие: 2017 г.

Характеристики: Длина моста — более 20 м, ширина — 3 м, высота — 1, 3 м

Вес сооружения — около 3, 5 тонн

Локация: СВАО, врождённый парк Долина реки Яуза

4. Мост в Московском зоопарке 21м Длина пролетного строения, 10м Ширина прохожей части, 60т Масса

Открытие: 2021 г.

Локация:

Переход через Большую Грузинскую улицу, соединяющий старую и новую территории Московского зоопарка

5. Мост в Туле — Первый в Центральном федеральном округе надземный пешеходный переход из алюминиевых сплавов. Реализован в рамках нацпроекта Безопасные и качественные автодороги. Мост застеклен и оснащен подъемной спортплощадкой для маломобильных групп населения (МГН).

Открытие: 2020 г.

Характеристики: длина пролетного строения 41 м, ширина прохожей части 3 м — масса непродолжительного строения

Локация: мост через Рязанскую улицу между Тульским суворовским училищем и военно-патриотическим парком Патриот — Тула

Дорожная инфраструктура Тульской области динамично развивается, в ней широко применяются пожалуй самые современные инженерные решения и материалы. Одним из примеров каждый нового подхода в этой сфере стал первый в Центральном федеральном окрестности надземный пешеходный переход в районе Тульского суворовского училища и автопарка Патриот-Тула. Этот переход благоустроенный в рамках нацпроекта Безопасные и качественные дороги и оснащен всем необходимым для обеспечения комфорта и безопасности пешеходов. Положительный опыт эксплуатации этого сооружения используют в других регионах. Применение современных, качественных материалов при реализации значимых инфраструктурных проектов — один из наших главных приоритетов. Использование алюминиевых сплавов для усиления дорожной инфраструктуры региона будет продолжено.

Родион Дудник, министр транспорта и дорожного хозяйства Тульской области

6. Мосты в Красноярске — Первый дюралевый мост в Красноярске построен к зимней Универсиаде-2019.

а. Открытие: 2018 г.

Характеристики: конструкция пролета моста длиной 35 м и шириной пешеходной части 3 м, 18 м — масса пролетного строения

Локация: ул. Партизана Железняка возле Кристалл арены

б. Открытие: 2018 г.

Характеристики: Общая длина пешеходного перехода 93 м, ширина пешеходной части 4, 5 м, 68 м — масса пролетного строения

Локация: Пешеходный переход в районе ледового сераля Арена-Север по ул. 9 мая

в. Открытие: 2020 г.

Характеристики: Длина моста 63 м, ширина 3 м, общий вес алюминиевой конструкции — около 41 тонны. Мост состоит из двух пролетов длиной 19 и 43 м. Алюминиевые мостовые конструкции выполнены из сплава АД35Т1 с бесцветным анодированием

Локация: мост через Николаевский проспект, соединивший микрорайон Студенческий со школой №73 и музеем-усадьбой Юдина

Особенности: первый из трех установленных в Красноярске алюминиевых мостов, который не только оснащен лифтом, но и полностью застеклен

Г. 53 м — длина пролетных строений, 6 м — ширина главного пролета, 45 т — масса пролетных строений

С 2017 года в России повешенного девять пешеходных мостов с конструкциями из алюминиевых сплавов

Инфографика:

Производство конструкций на простой примере красноярских мостов

Производство деталей в несколько шагов:

Красноярский алюминиевый завод поставляет сырье — жидкий алюминий

Изготовление сплава, из какого отливают слитки

1. Прессование

2. Фрезеровка

3. Очистка

Обезжиривание, анодирование, фиксация покрытия

Сборка всех деталей в единую конструкцию

Строительство пешеходных мостов стало первым этапом использования алюминиевых сплавов в мостостроении. Следующим станет появление автодорожных мостов. В конце 2020 года на полигоне Национального исследовательского Московского государственного строевого университета (НИУ МГСУ) в Мытищах прошли испытания конструкций для автодорожных мостов — ортотропных плит.

Координатором проекта выступила Алюминиевая Ассоциация, члены которой участвовали в производстве опытных образцов и освоенье результатов испытаний.

Во время исследований ортотропные плиты подвергались трем видам неподвижных и усталостных испытаний: с традиционным асфальтобетонным, современным небиологическим покрытием и вовсе без него.

Испытания показали впечатляющий результат. Плиты выдержали статическую нагрузку 85 тонн, что превышает планируемую рабочую нагрузку. При циклическом нагружении плиты выдержали норматив — 2 миллиона циклов. Натурные шарлаховые испытания показали высокий предел несгораемости плит: 57 минут. При этом при температурах до 900°С прогиб плиты составил 65 миллиметров.

Пилотный проект первого в России автодорожного моста с алюминиевыми конструкциями появится в Нижегородской области в 2021 — 2022 годах. Мост через реку Линда длиной 72 метра планируется возвести в городе Бор на автодороге Толоконцево — Могильцы.

Курс развитых стран на зеленое восстановление глобальной экономики разверзает дополнительные перспективы для использования алюминия при реализации масштабных проектов возведения инфраструктуры, в которых влияние на климат и экологию учитывается на протяжении всего жизненного раунда проектов. Алюминий не зря называют строительным материалом для зеленой низкоуглеродной экономики благодаря его свойствам: легкости, прочности, устойчивости к коррозии и возможности бесконечной переработки.

Артем Асатур,

сопредседатель Алюминиевой Ассоциации

Андрей Коргин, заведующий научно-исследовательской лабораторией НИУ МГСУ, д. т. н. , профессор

Врез: Сейчас в России на разных стадиях проектирования сидит более 20 мостов с присутствием алюминиевых конструкций

Хотя изначально Россия не была в числе лидеров мирового дюралевого мостостроения, сегодня она лихого догоняет страны-лидеры и даже экспортирует свою продукцию в Европу. Ярким примером этому служит опыт Красноярского металлургического завода (КраМЗ), поставляющего алюминиевые мостовые конструкции в Германию. В 2019 году по заказу фрицевской стороны на предприятии изготовили два инвентарных пешеходных мостика. Временные переправы, состоящие из восьми шестиметровых алюминиевых секций общей длиной 24 метра, соединили берега реки Мург (приток Рейна) в немецком городе Раштатт. Затем на месте в данной сборной конструкции возвели уже постоянный пешеходный мост из алюминия, также произведенный на КраМЗе.

Врез: В 2021 году КраМЗ инсталлирует в Германию более 20 дюралевых пешеходных мостов разных габаритов и назначения

Фотографии

Ключевые направления работы Ассоциации

· Содействие инновационному развитию отечественной промышленности, создание условий для появления новых производств, схем и продуктов. Совершенствование нормативно-правовой базы, регулирующей применение алюминия в машиностроении, строительстве и энергетике

· Оптимизация механизмов работы отечественного авторынка алюминия, противодействие распространению контрафакта и фальсификата

· Повышение конкурентоспособности российских предприятий на внутреннем и мировом авторынке

· Разработка и внедрение образовательных программ для подготовки специалистов алюминиевой отрасли

Ирина Казовская, сопредседатель Алюминиевой Ассоциации

Ключевая задача Ассоциации — изменение структуры потребления и развитие отечественного рынка. Мы начали с того, что отечественный рынок был очень ограничен, отсутствовали мощности для производства дюралевой продукции. Раньше никто даже не слышал о том, что вагоны или мосты могут быть алюминиевыми.

Сегодня мы реализуем глубокие проекты по мостостроению: пешеходные, а затем и автомобильные мосты из алюминиевых сплавов. Это инновационный продукт, ноу-хау. Мы хотим занять ту нишу, где алюминиевые решения будут наиболее эффективны

Алюминиевая Ассоциация инициировала возведение первого за 50 лет путепровода из алюминия в Нижегородской области. Возведение алюминиевых надземных переходов позволило получить бесценный опыт, необходимый для разработки нормативно-правовой станции по применению алюминия в отечественном мостостроении.

Компании, участвующие в создании алюминиевых мостов: РУСАЛ, Арконик Россия (Самара), Алюминий Металлург Рус (Белая Калитва), Сеспель (Чебоксары), Сегал (Красноярск), ПИ-2 (Москва), Институт Мориссот (Москва), Институт Гипротрансмост-Ульяновск, Техномостинжиниринг, КраМЗ (Красноярск), Ренова-Строй (Нижний Новгород)

Евгений Васильев, руководитель проектов транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации

Ассоциация работает над совершенствованием нормативной базы применения алюминиевых решений в мостостроении. У этой работы есть заметные результаты: в последние три года в Москве, Нижнем Новгороде, Красноярске и Туле установлено уже восемь пешеходных мостов из алюминиевых сплавов. Сегодня на повестке дня алюминиевые автодорожные мосты. Их широкое внедрение в практику мостостроения будет способствовать развитию дорожной инфраструктуры в рамках нацпроекта Безопасные и качественные автомобильные дороги

Данные, фото- и видеоконтенты предоставлены пресс-службой Алюминиевой Ассоциации

Совместный проект Алюминиевой Ассоциации и МИА Россия сегодня, 2021 год

Редактор рубрики

Ольга Зубкина

Мосты высоких технологий

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Лувре изучат возможность выставить "Джоконду" в отдельном зале