Получить чек-лист
Строительство мостов через проливы: общие принципы, амбициозные проекты
28 апреля 2021

Строительство мостов через проливы: общие принципы, амбициозные проекты

В этой статье мы расскажем:

  • 5 этапов проектирования мостов через проливы
  • 3 этапа строительства мостов через проливы
  • Опыт строительства моста через Керченский пролив: технические характеристики готового сооружения

Строительство мостов через проливы – одна из сложнейших инженерных задач сегодняшнего дня. Мир знает не так уж и много современных проектов по возведению мостовых сооружений через обширные водные пространства. Один из них, безусловно являющийся гордостью нашей страны - мост через Керченский пролив.

Однако, какой бы сложной не была конструкция моста, общие принципы проектирования и строительства схожи. Существует несколько способов возведения переправ через проливы, широкие реки, другие водные преграды. Из нашего материала вы узнаете об особенностях мостостроения, а также сможете углубиться в детали строительства наиболее значимых объектов подобного рода.

5 этапов проектирования мостов через проливы

5 этапов проектирования мостов через проливы

Строительство больших и средних мостовых конструкций чаще всего осуществляется по индивидуальным проектам, работа над которыми происходит в несколько этапов.

Этап 1: Подготовка к проектированию моста

Для разработки проектов на строительство мостов через проливы необходимо провести предварительные мероприятия по сбору первичной информации. Исходные данные для расчетов получают не из статистических сводок или топографических карт. Для этого необходимо провести изыскательные работы по комплексному обследованию участка, где предстоит построить мост. В таких исследованиях принимают участие инженеры, геодезисты, гидрологи, геологи, экологи, сейсмологи и другие специалисты, которые могут сделать грамотный анализ воздействия различных факторов на проектируемую мостовую конструкцию. Только после сбора всех необходимых данных можно переходить к работе над проектом моста.

Этап 2: Расчеты и оформление проектной документации

Важная ступень, на которой проводятся анализ и исследование собранной информации. На данном этапе определяют основные параметры будущей конструкции. Благодаря сведениям, полученным при проведении инженерных изысканий, можно выбрать оптимальные стройматериалы и подходящий участок для моста. Конечно, во внимание также принимаются тип конструкции и его назначение. Эти параметры оказывают влияние на разработку проекта, поскольку каждый мост имеет специфические характеристики. Например, размеры дорожного покрытия могут сильно различаться, когда мост необходим для пешеходов, скоростной автомобильной езды или движения локомотивов и поездов. Отсюда следует вывод, что оказываемое давление и нагрузка на строение будут разными. Таким образом проектировщики планируют использование разных строительных материалов и элементов (опор и балок).

Чаще всего мост устанавливают над водным потоком. При создании конструкторской документации в рамках техпроекта необходимо рассчитать параметры мостового отверстия. Оно зависит от уровня воды и ее безопасного движения даже в сезон половодья и размывания берегов. Определяют необходимость в дополнительных опорах и укреплениях.

Проектировщики с особой тщательностью подходят к вычислению расстояния между пролетами и схеме объекта. При нерациональном планировании возможны дополнительные расходы на материалы и сооружение в целом. Неверная установка балочных и опорных конструкций может стать причиной затора, что спровоцирует непредвиденные расходы.

При определении размеров пролетных строений моста опираются не только на экономическую ситуацию, но и на условия судоходства данной территории и требования, предъявляемые к безопасному и надежному проходу льдов и снегов. Конструкция, которая будет установлена для обслуживания автомобилей над ж/д дорогой, улицей или водоканалом, должна иметь пролеты соответственно размерам моста. Пролетные строения через овраги рассчитывают исходя из экономической целесообразности.

В последнее время наблюдается развитие унифицированного направления в строительной отрасли, что говорит о масштабной стандартизации и проектировании объектов. При разработке конструкции моста советуют использовать единые элементы, которые уже положительно зарекомендовали себя. Чтобы определить наилучший вариант будущего моста, создают несколько презентаций объектов, включая их технические и экономические параметры. Проектировщики используют современные инструменты и программы для создания максимально точного расчета будущей конструкции.

Этап 3: Составление рабочих черте­жей сооружения

Составление рабочих чертежей сооружения

Как только разработанный технический проект получил одобрение, начинается время рабочих чертежей. Все сведения, необходимые для детального и подробного конструирования, берут из этого документа. Готовые рабочие чертежи не должны противоречить информации, которая была утверждена проектом. Графические изображения содержат данные не только об основных элементах строительства, но и о всех деталях и спецификациях.

ППР (проект производства работ) создает подрядная организация после итогового согласования всех рабочих чертежей строительства.

Если готовится масштабный проект создания большого сооружения, перед разработкой техпроекта необходимо провести исследование, чтобы определить технические и экономические параметры будущих работ (включая сведения о движении транспорта на участке). Данный анализ должен содержать доказательства рациональности строительства.

При разработке унифицированного проекта с использованием типовых элементов моста два этапа могут быть объединены. Таким образом разработка технического проекта и чертежей будут проводиться параллельно.

Этап 4: Прохождение государственной экспертизы

Как утверждено законодательством, проектная документация должна обязательно проходить государственную проверку. Запрещено начинать строительные работы по сооружению моста без официального подтверждения. Данная стадия играет ключевую роль, поэтому к созданию документации необходимо отнестись очень ответственно и профессионально. Подрядная организация проводит работы по возведению моста в строгом соответствии с нормативными требованиями и спецификой местности.

Этап 5: Осуществление авторского надзора

Организация, которая осуществляла разработку проектной документации, также может контролировать соблюдение требований при строительстве объекта. Таким образом авторский надзор является комплексной операцией, задачей которой становится обеспечение соответствия между разработанными документами и фактическими действиями. К сожалению, нередки случаи, когда строительная организация решает действовать самовольно, забывая о предписанных требованиях. Такое поведение допускать нельзя. В результате конструкция будет противоречить экспертизе и правовым нормам. Ситуация может стать опасной, поскольку подрядчик начинает незаконно уменьшать количество стройматериалов, а порой и число опорных конструкций моста. Тогда расходная смета становится искусственно раздутой, что указывает на воровство подрядчиков. Также возникает проблема безопасной эксплуатации сооружения, ведь его прочность находится под вопросом.

Авторский надзор играет важную роль регулятора. Нарушение правил и норм в процессе строительства может привести к серьезным последствиям, а значит и к дополнительным финансовым расходам заказчика проекта. Допускать такое категорически нельзя.

3 этапа строительства мостов через проливы

Обычно при наличии широкого водоема устанавливают большую конструкцию моста, для которой используют опоры и пролеты. В качестве несущего элемента выступают пролетные детали, которые принимают основную нагрузку в виде пешеходной зоны, трубопроводной сети, автомобильной части. Они могут быть представлены различными сооружениями: плитами, балками и т.п. Существует несколько видов конструкций пролетных строений, от которых зависит тип будущего моста: вантовое, рамное, висячее, арочное, балочное и др. Опорная часть, в свою очередь, смещает давление на фундамент.

3 этапа строительства мостов через проливы

В 2009 году в Китае был открыт мост Чаотяньмэнь с пролетом в 552 метра. Это самый длинный арочный пролет в мире.

На фотографии, расположенной выше, можно увидеть, как выглядит удивительное строение в 1,7 км. Смотря на этот мост, нельзя не поразиться мастерству архитекторов и проектировщиков. Это настоящий шедевр, который наглядно демонстрирует, каким профессионализмом необходимо обладать для строительства мостов.

Стадии сооружения конструкции состоят из большого количества этапов. Сюда входят исследования участка, обустройство пролетов и установка опорных соединений, проверка безопасности и эксплуатационных характеристик моста и прочее.

Этап 1: Сооружение фундамента моста

Сложный и трудоемкий процесс, имеющий ключевое значение при строительстве фундаментов для мостов через проливы. На этой стадии изучают методы разработки земляного покрытия, установки бетона под водой для крепления котлованов. В некоторых случаях используют силу динамического воздействия на сваи или энергию удара. Это необходимо при конструкции свайного фундамента, на который оказывает влияние водный напор. Вибропогружатели задействуют при работе с металлическими или ж/б трубами и свайными элементами. Сваи бурового типа требуют организацию скважин и их последующее бетонирование. Плиту с ростверком в зависимости от ее расположения могут соорудить различными методами, используя соответствующие инструменты. В целом подрядная организация должна предварительно изучить условия будущего процесса строительства, чтобы подобрать оптимальный вариант устройств для проведения работ.

Этап 2: Устройство надфундаментной части моста

Для начала проводят опалубку, то есть придают бетонной массе определенную оболочку и форму. Можно задействовать различные материалы, как хвойная древесина, сталь или фанера бакелизированная. Необходимо также озаботиться защитой, чтобы опалубка не была подвержена коррозийному разрушению или появлению следов. В таком случае помогут особые составы и смазки. Помимо процесса опалубки на данном этапе проводится армирование, распалубка конструкций и финальная отделка сооружения.

Этап 3: Армирование и бетонирование конструкции

Каждый из этих процессов включает несколько стадий и является трудоемким. От качества выполнения работ зависит прочность и надежность использования всей конструкции. Также потребуется тяжелая техника. Например, кран (башенный, стреловой и пр.). Обычно его располагают непосредственно рядом с объектом. Для быстроты и точность специалисты отдают предпочтение бетононасосам, в которых имеется специальный бункер для приема бетонной смеси. Если при строительстве применялись сборные опорные конструкции, то в качестве элементов надфундаментной части используют блоки из бетона или ж/б. Затем проводят монтаж ригеля, бетонирование стыков соединяемых элементов.

Отрасль строительства постоянно изменяется, поскольку оборудование непрерывно улучшается. Необходимо организовать монтаж пролетов согласно современному производственному процессу.

Особое внимание уделяют пролетам. Их классификация достаточно обширна и зависит от множества факторов. Исходя из вида армирования пролетные строения могут быть с предварительным канатным напряжением каркасов и без. Также балочные пролеты сборного типа представлены в виде плит и ребер, состоящих из отдельных блоков.

В основном специалисты предпочитают сборные ребристые балочные строения. Эксплуатационные качества высоки, после монтажа размещают монолитную плиту. Мало распространена установка плитного типа пролетов. Они могут быть трех видов: в виде буквы п, пустотные и сводчатые. Практика показала, что данные конструкции недолговечны, появляются трещины, что требует дополнительного монтажа монолитных плит.

Специалисты четко следуют процедурам, указанным в проекте, поэтому при установке балочных конструкций на опоры моста внимательно следят за уровнем отклонения. Оно должно быть минимальным, не превышать 5-10 мм. После данной процедуры нужно прочно закрепить блоки так, как это указано в документах. Для проведения качественных работ сначала размещают вспомогательные стойки, чтобы провести монолитные работы. После эти временные конструкции убирают. Также заполняют бетоном тавровые балки: сначала устанавливают арматуру, опалубку, затем заливают бетонную смесь между стыками конструкции, проводят защитные процедуры для увеличения эксплуатационного срока бетона.

Строительство мостов через проливы требует всестороннего контроля. Для этого привлекают специалистов, заказчика, сторонние организации. Благодаря акту приемки-передачи осуществляется оценка проведенных мероприятий и планирование следующих шагов.

Опыт строительства моста через Керченский пролив: технические характеристики готового сооружения

Опыт строительства моста через Керченский пролив

Когда Крым вошел в состав Российской Федерации в 2014 году, потребность в сооружении моста стала более острой. Еще в начале того года президент заявил о необходимости строительства, а через 2 года (в 2016 году) проект получил официальное разрешение на начало работ. Размер бюджетных средств, выделенных на объект, составил более 200 млрд рублей.

Уже через 2 года с начала строительства была открыта одна часть моста для автомобилей. А к концу 2019 года по Крымскому мосту стало доступно движение поездов. Успех строительства положительно отразился на жизни многих граждан.

1. Параметры автодорожного Крымского моста

№ п/п

Основные технические показатели

1

Проектное назначение — транспортный переезд через Керченский пролив

2

Вид конструкции пролетов (центральный русловой пролет) — Арка

3

Высота арки — 45 м

4

Габариты для судов: 185 м — ширина, 35 м — высота.

5

Русловой пролет — 227 м

6

Число полос для транспорта — 4

7

Максимальный продольный уклон 40 ‰

8

Сейсмическая устойчивость — до 9 баллов

9

Протяженность ЖД перехода 16857,28м

10

Число опор моста — 288 (свыше 2500 свай)

2. Параметры железнодорожного Крымского моста

№ п/п

Основные технические показатели

1

Проектное назначение — транспортный переезд через Керченский пролив

2

Вид конструкции пролетов (центральный русловой пролет) — Арка

3

Высота арки — 45 м

4

Габариты для судов: 185 м — ширина, 35 м — высота.

5

Русловой пролет — 227 м

6

Число полос для транспорта -2 пути

7

Максимальный продольный уклон 6 ‰

8

Сейсмическая устойчивость — до 9 баллов

9

Протяженность ЖД перехода 18,1 км

10

Число опор моста — 307 (свыше 3000 свай)

Объект состоит из двух мостовых, идущих параллельно. Крымский мост соединяет между собой два полуострова — Керченский и Таманский, проходя по острову Тузла через Керченский пролив. Это первый мост, построенный в России, который имеет протяженность в 19 км. Автомобильная часть по классификации относится к категории IБ, имеет четыре полосы с максимальной скоростью движения 90 км/ч. Средняя пропускная способность по дорогам составляет не менее 35 тыс. ТС.

Вторая мостовая предназначена для перемещения поездов. Рассчитана нагрузка на ж/д магистральную часть моста, которая относится ко II категории и имеет длину в 18,1 км. Организовано не только движение грузовых и пассажирских вагонов, но и электричек, соединяющих Керчь и Анапу. Ежедневно мост может пропускать до 45-47 пар поездов.

Мост состоит из эстакад с пролетами, для поддержания которых задействовано около 595 опорных конструкций. Автомобильный и железнодорожный мост расположены параллельно друг другу, дистанция между осями варьируется от 35 до 50 метров. Конструкция может выдерживать движущийся поезд массой до 7 тыс. тонн.

На каждом участке моста, в зависимости от пересекающей местности, используются разные пролетные строения. Участок конструкции, находящийся над открытым водным пространством, перекрыт цельными металлическими пролетами балочного типа.

При прохождении участков земли оборудуют нарезные стальные ж/б пролеты, которые разделены в соответствии с направлением транспортного движения. Пересечение протока сопровождается установкой разрезных стальных ж/б пролетов.

Также мост проходит через Керчь-Еникальский канал. Чтобы сохранить движение габаритных судов через Азовское и Черное море, использовали арочные пролеты с особыми подвесными конструкциями, которые позволяют движение понизу.

При строительстве Крымского моста были задействованы самые современные инструменты и технологии. Специалисты заявляют, что в ближайшие 100 лет не потребуется проведение ремонтных мероприятий.

По всей длине, кроме конструкции над фарватером, ЖД участок мостового перехода перекрыт разрезными балочными пролетными конструкциями, удерживающими 2 пути для железнодорожного транспорта. Над сухопутными участками ширина пролетов составляет 55 метров, а над морем 63 метра. Часть железнодорожного мостового перехода над Керчь–Еникальским каналом так же, как и у автомобильного моста перекрыта пролетами шириной 227 метров из цельнометаллических конструкций.

Возврат к списку