Мосты из металла: технологичность и стиль

Металл начали использовать для возведения мостов достаточно давно. Сегодня благодаря внедрению разного рода инноваций и специальных инженерных разработок железные крепи соединяют все большее число берегов во всем мире.

Вечность, построенная за месяц

Металлоконструкции позволяют создавать мосты значительно большей длины, чем при использовании других конструкционных материалов. Кроме того, к безусловным их преимуществам стоит отнести индустриальный способ изготовления и сборки, что исключает возможные ошибки и брак, совершенно недопустимый на подобных объектах.

Возьмем совсем свежий пример: на юго-западе Финляндии строительная компания Skanska Infra совместно с известным поставщиком металлоконструкций Ruukki возводит пятисотметровый мост. При его сооружении будут применяться готовые секции длиной 100 метров каждая. Стальные конструкции для моста позволят значительно сократить время строительства, также этому будет способствовать выбранный способ установки конструкций. Крупные секции будут установлены на объекте в течение одной недели весной 2010 года. Общее же время установки стальных модулей на объекте составит всего один месяц, а не полгода, как это происходит при традиционных способах монтажа.

К преимуществам металлических мостов можно отнести и то, что существует много вариантов их монтажа – это сборка навесным методом или методом надвижки, которые подходят для рек с интенсивным судоходством или в условиях гор. Также используется доставка пролетов моста на плаву. Благодаря тому, что металлоконструкции доставляются к месту монтажа уже в практически готовом виде, уменьшаются не только сроки сборки; минимизируется возможный риск нанесения вреда окружающей среде, экологии побережья при проведении строительных работ.

И хотя строятся такие сооружения быстро, служат они практически вечно. Ведь по сравнению с железобетонным у стального моста есть большое преимущество: со временем его секции можно заменять, давая «вторую жизнь» возведенной когда-то конструкции. Например, в 2006 году один из крупнейших железнодорожных мостов Европы, перекинутый через Волгу в районе Ульяновска, отметил свое 90-летие. Недавно он был реконструирован с заменой всех секций новыми, изготовленными из высокопрочной стали. Теперь по мосту смогут проходить тяжеловесные составы, а прослужит он еще ни один десяток лет.

За нами не заржавеет

Объективный анализ свойств металлических мостов позволяет говорить не только о преимуществах, но и таком их недостатке, как подверженность коррозии. Однако уже существуют и продолжают разрабатываться различные варианты решения этой проблемы. Например, один из известнейших металлических мостов в мире, мост «Золотые ворота» в Сан-Франциско, известен своей ярко-оранжевой окраской. Выбор цвета не был случаен: его определяет специальный свинцовый компонент, обеспечивающий защиту конструкций от ржавчины. Кроме того, яркий цвет обеспечивает хорошую видимость моста в условиях тумана. Правда, как выяснили ученые, именно в туман краска разлагается на элементы, вредные для окружающей среды. Поэтому в настоящее время разрабатываются новые безвредные соединения.

Современные металлоконструкции обычно защищает отнюдь не оранжевая краска, а способ, основанный на нанесении цинка холодным методом. Метод «холодного цинкования» наиболее перспективен для комплексной системы антикоррозионной защиты. Кроме цинконаполненной грунтовки такая система включает нанесение последующих слоев пассивной защиты и декоративного, стойкого к ультрафиолетовому излучению слоя. Причем с учетом региона расположения моста можно выбрать свой оптимальный способ защиты. Например, разработки немецкой компании Стилпейнт позволяют создать более 50 различных систем антикоррозионной защиты в зависимости от среды и условий эксплуатации.

Уже в ближайшее время защитить металл от коррозии помогут нанопокрытия, созданные специалистами крупнейшей в мире опытно-конструкторской организации Battelle. Ими разработано напыление, которое может распознавать места, где ржавление металла уже началось, даже если это и незаметно глазу. Таким образом, появилась возможность восстановить металл еще до того, как коррозия станет визуально заметной.

Также ученые работают над повышением надежности конструкций. Американские инженеры, например, предложили в качестве «дублеров» стальных заклепок использовать композитные материалы. Они не только возьмут на себя разрушающее давление, но и вовремя просигнализируют об износе определенных узлов конструкции.

Уже сейчас для повышения надежности мостов применяются трапециевидные ребра жесткости, позволяющие существенно снизить металлоемкость и трудоемкость при сохранении прочности и надежности конструкции. Ребра привариваются к листу настила двусторонними швами лишь снаружи. Снижается объем сварочных работ, что напрямую приводит к производственной экономии. Также в результате применения закрытых ребер может быть увеличено расстояние между поперечными балками, чем также достигается экономический эффект.
Подобные элементы будут использованы для возведения самого длинного моста в России. Он соединит берега бухты «Золотой рог» во Владивостоке. Длина сооружения составит порядка 1,4 километра, максимальная высота – 60 метров, а длина центрального пролета – 750 метров. Элементы жесткости для этого моста будут изготовлены из высокопрочной стали С 420 МС. Нужно добавить, что трапециевидные ребра могут выполняться и из стали так называемого «северного исполнения». Например, такой материал был применен компанией Ruukki при строительстве объездной дороги Ханты-Мансийска. Сталь в этом случае работает в условиях температуры до минус 50 градусов Цельсия и ниже.

Красивая работа

Говоря о сооружении мостов, нельзя ограничиваться только их функциональными характеристиками. Мост – это всегда особенный объект, который часто становится архитектурной доминантой. Весьма серьезным аргументом в пользу того, что этот аспект мостостроения весьма важен, стало решение ЮНЕСКО об исключении из списка Всемирного культурного наследия немецкого Дрездена. В ЮНЕСКО решили, что строительство нового транспортного моста через Эльбу нарушает исторический ландшафт города.

Говоря об архитектурном значении мостов, нужно отметить, что металл прекрасно подвергается различной обработке, благодаря чему можно создавать из него различные, самые современные формы и конструкции.

Упомянутый уже мост «Золотые ворота» или «Харбор-Бридж» в Сиднее – это металлические мосты, ставшие еще и образами своих городов, важными туристическими достопримечательностями.

Недавно в российской столице появился «Живописный мост» через Москва-реку. Этот вантовый мост в районе Серебряного бора, спроектированный авторским коллективом НПО «Мостовик», представляет собой сложный инженерный объект, на котором задействованы тонны металлоконструкций. Из них же изготовлен не только сам мост, но и его «изюминка» - ресторан, размесившийся на верхней точке арки на высоте 103 метра.

Благодаря возможностям металла в настоящее время из него создают не только мосты, выполняющие транспортную функцию, но и во многом чисто «художественные произведения» из стали. Таков, например, мост для молодоженов, перекинутый через искусственный водоем в Воронеже. Резная переправа с обручальными кольцами стала прекрасным местом для крепления свадебных замочков – символов семейного счастья.

Юрий СТРОЕВ