Конструктивные особенности моста не могут застраховать его от террористических угроз, но делают потенциальные повреждения локальными

№42

Конструктивные особенности моста не могут защитить его от террористических угроз, но они делают любой ущерб локализованным.

Ранним утром 8 октября на Крымском мосту взорвался грузовик с бомбой. В результате взрыва загорелись семь цистерн с топливом на железнодорожном пути близлежащего железнодорожного моста, погибли три человека. Предварительные сообщения с места происшествия - два участка дороги обрушены, огонь, автомобили и поезда неподвижны - указывают на потенциально значительный ущерб. Однако в тот же день была частично возобновлена работа одной из четырех полос дороги на мосту (40 минут в каждом направлении) и одной железнодорожной линии. И уже на следующий день машины ехали в обоих направлениях по двум полосам, освещение моста было отремонтировано, а знаки заменены.

Управление дорожного хозяйства Тамани, организация, ответственная за мост, запросила всю необходимую проектную документацию у главного проектировщика сооружения, института "Гипростроймост - Санкт-Петербург", и немедленно приступила к исследованию повреждений, в том числе подводных, и подготовке к восстановительным работам на месте. По словам вице-премьера Марата Хуснуллина, диагностика "показала, что повреждение деформационного шва одной из опор нуждается в ремонте". Деформационный шов - это конструкция, устанавливаемая между жесткими элементами опор моста именно для таких случаев: она позволяет элементам моста "дышать" в случае перепада температур или деформации в аварийной ситуации. Замена такого сустава не является сложной операцией. Если в ходе обследования не будет обнаружено никаких дополнительных повреждений, необходимо будет заменить только два пролета дорожного полотна (частично) и два пролета любой из двух железнодорожных линий. По словам г-на Хуснуллина, в восстановлении Крымского моста задействовано 250 человек и 30 единиц техники.

Мост из модулей

Какие конструктивные особенности моста, по предварительным данным, ограничили местные повреждения? Инженеры и управляющая организация пока воздерживаются от комментариев. Однако проектировщики института "Гипростроймост - Санкт-Петербург" рассказали журналу о некоторых важных аспектах этапа строительства моста (см. "Сколько стоит построить мост", "Эксперт", № 11, 2018).

Во-первых, в результате взрыва обрушилась только половина ширины проезжей части, поскольку Крымский мост был построен с использованием отдельных пролетов и отдельных пролетов, стоящих рядом на общих опорах. Другими словами, разные, насильственно разделенные параллельные структуры - одна для двух из четырех полос движения и одна для двух веток железной дороги. В интернете даже предлагалось наградить "неизвестного инженера" медалью за "технологическую прочность стратегической структуры". Однако сами мостостроители говорят, что это решение современное, но далеко не уникальное, и включено в рекомендации действующих норм и правил проектирования.

Насколько нам известно, противодействие террористическим или военным угрозам не было включено в техническое задание на проектирование Крымского моста, но несколько конструктивных особенностей работают на противодействие внешним воздействиям, включая аварийные воздействия.

Во-вторых, между опорами и колоннами моста были установлены так называемые амортизаторы - гидравлические устройства, которые действуют как амортизаторы и позволяют элементам двигаться в разумных пределах в нормальных условиях, но жестко удерживают сваи на месте во время внезапного удара.

Игорь Колюшев, технический директор института "Гипрострой Мост - Санкт-Петербург", объяснил принцип их действия: "Они похожи на автомобильные ремни безопасности. Они позволяют элементам моста "дышать", т.е. двигаться, не подвергаясь незаметным движениям, вызванным температурными условиями. Во время землетрясения они разжимаются и равномерно распределяют сейсмическую нагрузку по столбам". Всего на участке дороги было установлено более 760 таких устройств - возможно, что некоторые из них также сработали в результате взрыва.

Некоторые решения по повышению надежности мостовой конструкции были обусловлены необходимостью обеспечения сейсмической устойчивости, другие - экономической и технической эффективностью. Крымский мост, например, на самом деле представляет собой два моста, собранных параллельно, - железнодорожный и автомобильный.

Виктор Галас, заместитель директора по проектированию института "Гипрострой Мост - Санкт-Петербург", объяснил, как возникла эта идея: "Вариант строительства двух отдельных мостов позволил снизить нагрузку на фундаменты и использовать сваи с трубой диаметром 1420 мм, что фактически является стандартом для труб большого диаметра, широко применяемых при строительстве крупных трубопроводов в России".

Обратите внимание: Погружные насосы: особенности оборудования для автономной подачи воды из скважин.

В-третьих, Крымский мост характеризуется относительно короткими пролетами и большим количеством опор. Пролет составляет 55 метров на суше и 64 метра на воде, всего 595 колонн, 288 под автомобильным мостом и 307 под железнодорожным. По мнению дизайнеров, это решение также является модным: оно делает мост более модульным и локализует риски.

Расчет на девять баллов

Решение о длине пролетов и количестве свай было принято на основании технико-экономических расчетов, на основе исследования грунта, что местами очень сложно, и требования обеспечить сейсмостойкость даже при сильных землетрясениях (до 9 баллов по 12-балльной шкале).

На этапе проектирования анализ сейсмической опасности был проведен Институтом географии имени Шмидта. Институт физики Земли имени Шмидта провел анализ сейсмической опасности на этапе проектирования. По мнению исследователей, на месте строительства моста нет зон тектонических сдвигов, но возможны движения, вызванные вибрацией. Эксперты оценили вероятную частоту землетрясений в этом районе: магнитуда до 8,6 раз в 500 лет, до 9 раз в 1000 лет и до 9,3 раз в 2000 лет. Несмотря на то, что в этом районе никогда не регистрировались сильные землетрясения, в проектное положение были включены требования по сейсмостойкости сооружения. Кроме того, вдоль трассы будущего моста геологи из Московского государственного университета обнаружили в верхних слоях морского дна грунты, которые теряют жесткость при сейсмической активности. Этот фактор также учитывался при проектировании количества и глубины пирсов.

Для моста были использованы три различных типа свай. Буронабивные сваи были установлены там, где слои прочного грунта были относительно неглубокими - в среднем на глубине 35 м на Таманском берегу. Призматические сваи с сечением 400 × 400 мм были использованы на стороне Керци, где почва наиболее стабильна, и располагались на глубине около 16 м над землей. Сложные морские условия потребовали применения стальных трубчатых свай диаметром 1420 мм, которые должны были быть забиты на глубину до 94-95 м, в зависимости от геологии. И снова были использованы самые современные решения, как в плане материалов, так и геометрии свай - например, некоторые сваи были забиты в наклонном положении. "В условиях керченской соли верхний слой песчаных грунтов может разжижаться, а наклонные сваи более устойчивы к горизонтальному сейсмическому воздействию", - пояснил Игорь Колушев.

Это также является глобальной тенденцией: именно так был построен двухуровневый мост из стали и железобетона через реку Падма в Бангладеш. Но там глубина заложения была около 50 метров - гораздо меньше, чем на Крымском мосту. Российские проектировщики также отмечают, что крыши с наклонными сваями (вершинами свайных фундаментов) более устойчивы к воздействию льда.

Установка морских свай была предметом нескольких исследований, как общих, так и специфических для свай. В частности, оценивалась скорость коррозии металла в соленой воде (что привело к использованию антикоррозийного напыления) и устойчивость к нагрузкам - расчеты проверялись в конкретных условиях. Для оценки глубины залегания каждой сваи и свойств грунта были пробурены скважины для определения необходимой длины конструкции.

В целом можно сказать, что Крымский мост спроектирован в соответствии с современными тенденциями в мостостроении, но с использованием элементов, которые уже применялись в России и других странах мира и надежность которых проверена. Сроки, доступные материалы и решения привели инженеров к идее модульной конструкции с относительно коротким пролетом и двумя мостами в одном. Крымский мост отличается от других подобных сооружений своей длиной (самый длинный мост в Европе и России) и расположением в сейсмически нестабильном районе, поэтому было использовано несколько уникальных решений, таких как заделка наклонных металлических свай с антикоррозийным покрытием на глубине 95 м и использование специально разработанных сейсмостойких устройств. Возобновление работы моста после замены поврежденных пролетов и анализ последствий аварии, вероятно, подтвердят правильность примененных проектных решений.

Больше интересных статей здесь: Технологии.

Источник статьи: Конструктивные особенности моста не могут застраховать его от террористических угроз, но делают потенциальные повреждения локальными.

Конструктивные особенности моста не могут защитить его от террористических угроз, но они делают любой ущерб локализованным.

Ранним утром 8 октября на Крымском мосту взорвался грузовик с бомбой. В результате взрыва загорелись семь цистерн с топливом на железнодорожном пути близлежащего железнодорожного моста, погибли три человека. Предварительные сообщения с места происшествия - два участка дороги обрушены, огонь, автомобили и поезда неподвижны - указывают на потенциально значительный ущерб. Однако в тот же день была частично возобновлена работа одной из четырех полос дороги на мосту (40 минут в каждом направлении) и одной железнодорожной линии. И уже на следующий день машины ехали в обоих направлениях по двум полосам, освещение моста было отремонтировано, а знаки заменены.

Управление дорожного хозяйства Тамани, организация, ответственная за мост, запросила всю необходимую проектную документацию у главного проектировщика сооружения, института "Гипростроймост - Санкт-Петербург", и немедленно приступила к исследованию повреждений, в том числе подводных, и подготовке к восстановительным работам на месте. По словам вице-премьера Марата Хуснуллина, диагностика "показала, что повреждение деформационного шва одной из опор нуждается в ремонте". Деформационный шов - это конструкция, устанавливаемая между жесткими элементами опор моста именно для таких случаев: она позволяет элементам моста "дышать" в случае перепада температур или деформации в аварийной ситуации. Замена такого сустава не является сложной операцией. Если в ходе обследования не будет обнаружено никаких дополнительных повреждений, необходимо будет заменить только два пролета дорожного полотна (частично) и два пролета любой из двух железнодорожных линий. По словам г-на Хуснуллина, в восстановлении Крымского моста задействовано 250 человек и 30 единиц техники.

Мост из модулей

Какие конструктивные особенности моста, по предварительным данным, ограничили местные повреждения? Инженеры и управляющая организация пока воздерживаются от комментариев. Однако проектировщики института "Гипростроймост - Санкт-Петербург" рассказали журналу о некоторых важных аспектах этапа строительства моста (см. "Сколько стоит построить мост", "Эксперт", № 11, 2018).

Во-первых, в результате взрыва обрушилась только половина ширины проезжей части, поскольку Крымский мост был построен с использованием отдельных пролетов и отдельных пролетов, стоящих рядом на общих опорах. Другими словами, разные, насильственно разделенные параллельные структуры - одна для двух из четырех полос движения и одна для двух веток железной дороги. В интернете даже предлагалось наградить "неизвестного инженера" медалью за "технологическую прочность стратегической структуры". Однако сами мостостроители говорят, что это решение современное, но далеко не уникальное, и включено в рекомендации действующих норм и правил проектирования.

Насколько нам известно, противодействие террористическим или военным угрозам не было включено в техническое задание на проектирование Крымского моста, но несколько конструктивных особенностей работают на противодействие внешним воздействиям, включая аварийные воздействия.

Во-вторых, между опорами и колоннами моста были установлены так называемые амортизаторы - гидравлические устройства, которые действуют как амортизаторы и позволяют элементам двигаться в разумных пределах в нормальных условиях, но жестко удерживают сваи на месте во время внезапного удара.

Игорь Колюшев, технический директор института "Гипрострой Мост - Санкт-Петербург", объяснил принцип их действия: "Они похожи на автомобильные ремни безопасности. Они позволяют элементам моста "дышать", т.е. двигаться, не подвергаясь незаметным движениям, вызванным температурными условиями. Во время землетрясения они разжимаются и равномерно распределяют сейсмическую нагрузку по столбам". Всего на участке дороги было установлено более 760 таких устройств - возможно, что некоторые из них также сработали в результате взрыва.

Некоторые решения по повышению надежности мостовой конструкции были обусловлены необходимостью обеспечения сейсмической устойчивости, другие - экономической и технической эффективностью. Крымский мост, например, на самом деле представляет собой два моста, собранных параллельно, - железнодорожный и автомобильный.

Виктор Галас, заместитель директора по проектированию института "Гипрострой Мост - Санкт-Петербург", объяснил, как возникла эта идея: "Вариант строительства двух отдельных мостов позволил снизить нагрузку на фундаменты и использовать сваи с трубой диаметром 1420 мм, что фактически является стандартом для труб большого диаметра, широко применяемых при строительстве крупных трубопроводов в России".

Обратите внимание: Погружные насосы: особенности оборудования для автономной подачи воды из скважин.

В-третьих, Крымский мост характеризуется относительно короткими пролетами и большим количеством опор. Пролет составляет 55 метров на суше и 64 метра на воде, всего 595 колонн, 288 под автомобильным мостом и 307 под железнодорожным. По мнению дизайнеров, это решение также является модным: оно делает мост более модульным и локализует риски.

Расчет на девять баллов

Решение о длине пролетов и количестве свай было принято на основании технико-экономических расчетов, на основе исследования грунта, что местами очень сложно, и требования обеспечить сейсмостойкость даже при сильных землетрясениях (до 9 баллов по 12-балльной шкале).

На этапе проектирования анализ сейсмической опасности был проведен Институтом географии имени Шмидта. Институт физики Земли имени Шмидта провел анализ сейсмической опасности на этапе проектирования. По мнению исследователей, на месте строительства моста нет зон тектонических сдвигов, но возможны движения, вызванные вибрацией. Эксперты оценили вероятную частоту землетрясений в этом районе: магнитуда до 8,6 раз в 500 лет, до 9 раз в 1000 лет и до 9,3 раз в 2000 лет. Несмотря на то, что в этом районе никогда не регистрировались сильные землетрясения, в проектное положение были включены требования по сейсмостойкости сооружения. Кроме того, вдоль трассы будущего моста геологи из Московского государственного университета обнаружили в верхних слоях морского дна грунты, которые теряют жесткость при сейсмической активности. Этот фактор также учитывался при проектировании количества и глубины пирсов.

Для моста были использованы три различных типа свай. Буронабивные сваи были установлены там, где слои прочного грунта были относительно неглубокими - в среднем на глубине 35 м на Таманском берегу. Призматические сваи с сечением 400 × 400 мм были использованы на стороне Керци, где почва наиболее стабильна, и располагались на глубине около 16 м над землей. Сложные морские условия потребовали применения стальных трубчатых свай диаметром 1420 мм, которые должны были быть забиты на глубину до 94-95 м, в зависимости от геологии. И снова были использованы самые современные решения, как в плане материалов, так и геометрии свай - например, некоторые сваи были забиты в наклонном положении. "В условиях керченской соли верхний слой песчаных грунтов может разжижаться, а наклонные сваи более устойчивы к горизонтальному сейсмическому воздействию", - пояснил Игорь Колушев.

Это также является глобальной тенденцией: именно так был построен двухуровневый мост из стали и железобетона через реку Падма в Бангладеш. Но там глубина заложения была около 50 метров - гораздо меньше, чем на Крымском мосту. Российские проектировщики также отмечают, что крыши с наклонными сваями (вершинами свайных фундаментов) более устойчивы к воздействию льда.

Установка морских свай была предметом нескольких исследований, как общих, так и специфических для свай. В частности, оценивалась скорость коррозии металла в соленой воде (что привело к использованию антикоррозийного напыления) и устойчивость к нагрузкам - расчеты проверялись в конкретных условиях. Для оценки глубины залегания каждой сваи и свойств грунта были пробурены скважины для определения необходимой длины конструкции.

В целом можно сказать, что Крымский мост спроектирован в соответствии с современными тенденциями в мостостроении, но с использованием элементов, которые уже применялись в России и других странах мира и надежность которых проверена. Сроки, доступные материалы и решения привели инженеров к идее модульной конструкции с относительно коротким пролетом и двумя мостами в одном. Крымский мост отличается от других подобных сооружений своей длиной (самый длинный мост в Европе и России) и расположением в сейсмически нестабильном районе, поэтому было использовано несколько уникальных решений, таких как заделка наклонных металлических свай с антикоррозийным покрытием на глубине 95 м и использование специально разработанных сейсмостойких устройств. Возобновление работы моста после замены поврежденных пролетов и анализ последствий аварии, вероятно, подтвердят правильность примененных проектных решений.

Больше интересных статей здесь: Технологии.

Источник статьи: Конструктивные особенности моста не могут застраховать его от террористических угроз, но делают потенциальные повреждения локальными.