Особенностям проектирования мостовых конструкций из алюминиевых сплавов и расширению нормативной базы применения алюминия в мостостроении была посвящена одна из сессий деловой программы Второго международного форума «Алюминий в архитектуре и строительстве» (AlumForum 2021). Модератором сессии выступил руководитель направления развития транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации Евгений Васильев.
«Автодорожные мосты с конструкциями из алюминиевых сплавов. Изменение №1 СП 443.1325800.2019» – такова была тема доклада руководителя научно-исследовательской лаборатории инженерных исследований и мониторинга строительных конструкций (НИЛ ИИМСК) МГСУ Андрея Коргина. Эксперт представил основные экономико-социальные преимущества мостов из алюминиевых сплавов и мировой опыт строительства и эксплуатации автодорожных мостов с алюминиевыми конструкциями, начиная с 1950-х годов – в Канаде, Германии, Франции, Италии, Нидерландах и Норвегии.
Особое внимание докладчик уделил проектированию, изготовлению и испытаниям алюминиевых ортотропных плит на полигоне НИУ МГСУ в Мытищах. Эти работы проводились в рамках НИОКР по расширению действия Свода правил «Мосты с конструкциями из алюминиевых сплавов» (СП 443.1325800.2019) для автодорожных мостов. Завершая свое выступление, Андрей Коргин продемонстрировал чертеж и рендер с изображением первого в России и Восточной Европе алюминиевого автодорожного моста, строительство которого планируется начать в Нижегородской области в 2022 году.
Руководитель отдела конструкторов «Алюминиевые мосты» ПИ-2 Роман Зорин представил доклад о проектировании несущих конструкций мостов из алюминиевых сплавов. Он подробно остановился на перечислении областей применения алюминиевых конструкций: малые мосты в городской и парковой среде, мосты через автодороги, реконструкция малых и средних искусственных сооружений на объектах РЖД, «компактные» мосты для устройства тротуара (пешеходной зоны) на автомобильных мостах, а также строительство и реконструкция автомобильных мостов. Он рассказал о характеристиках основных алюминиевых сплавов, используемых в мостостроении: АД35Т и АД35Т1, 6082Т6, 1915Т и 1915Т1, 1565чМ.
Как отметил Роман Зорин, принципиальных отличий в методике расчета алюминиевых несущих конструкций от стальных нет. Однако следует учитывать, что алюминиевые сплавы имеют другие физические и механические свойства. Докладчик представил примеры проектируемых и уже установленных в российских регионах мостов из алюминия. Об алюминиевых сплавах и полуфабрикатах, применяемых в мостостроении, рассказала руководитель проекта департамента деформируемых сплавов и композиционных материалов ИЛМиТ Ирина Матвеева. Она назвала основные преимущества алюминиевых конструкций, применяемых в мостостроении.
Представитель ИЛМиТа упомянула возможность вторичного использования, что обеспечивает частичный возврат средств, затраченных на строительство. В контексте концепции «зеленого» строительства спикер отметила, что алюминий соответствует «зеленым» стандартам LEED, BREAM, DGNB и производится с минимальными выбросами СО2 в атмосферу.
С особенностями производства алюминиевых мостов ознакомил собравшихся директор по развитию бизнеса ООО «КраМЗ» Сергей Бурцев. Первый заказ на два алюминиевых моста для Красноярска предприятие получило в 2018 году. Пешеходные переходы на улицах 9 Мая и Партизана Железняка были изготовлены из сплавов АД35Т1 и АД31Т1. Специалистам завода потребовалось освоить 12 новых шифров профилей для основных несущих элементов конструкций. Профили были произведены на современном прессовом комплексе усилием 4500тс. Для достижения высокой точности механической обработки деталей – это необходимо для сборки конструкции – использовался пятиосевой обрабатывающий центр.
Докладчик представил весь производственный цикл: от изготовления основных несущих элементов конструкций до финишной обработки и сборки. Эксперт подчеркнул, что производственные площади КраМЗ позволяют выполнять и контрольную сборку конструкций (пролет моста), и окончательную. Мостовые конструкции поставляются на объект в уже собранном виде. Сергей Бурцев напомнил, что одним из преимуществ применения в строительстве мостов из алюминия является скорость монтажа.
Для производства мостовых конструкций из алюминиевых сплавов применяются самые современные технологии. Так, в Лаборатории легких материалов и конструкций Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) для соединения передовых алюминиевых сплавов используют метод сварки трением с перемешиванием (СТП). В ходе сессии на AlumForum 2021 заведующий лабораторией Олег Панченко представил типы соединений и параметры СТП, инструментарий для данного метода, а также затронул тему целесообразности использования СТП.
Компетенции, накопленные в СПбПУ, позволяют университету участвовать в создании алюминиевых конструкций для алюминиевого пешеходного моста в г.о.г. Бор Нижегородской области – реализовывать инновационную научную разработку инженеры намерены на базе вуза.
Важным фактором, способствующим развитию алюминиевого мостостроения, является контроль состояния действующих мостов. Методики и результаты обследований и испытаний построенных пешеходных алюминиевых мостов представил в ходе сессии заместитель генерального директора Центрального научно-исследовательского института транспортного строительства (АО ЦНИИТС), руководитель Научно-исследовательского центра «Мосты» Игорь Сухов. Он сообщил, что в 2020 году были проведены статические и динамические испытания мостовых конструкций, построенных в Нижегородской области и Красноярске в период с 2017 по 2018 год. По словам эксперта, при визуальном осмотре видимой части конструкций пролетных строений дефекты снижающие грузоподъемность, долговечность и безопасность не выявлены. Основные геометрические размеры мостов соответствуют проектным параметрам.
Завершая сессию, модератор мероприятия Евгений Васильев отметил, что Алюминиевая Ассоциация ведет комплексную работу по расширению использования алюминия в мостостроении. «Мы способствуем внедрению новых материалов, технологий производства и конструктивных решений, а также при участии корпуса экспертов и регулятора совершенствуем нормативную базу. К развитию данного направления привлечены представители научного сообщества в лице ведущих профильных организаций – МГСУ, МАДИ, ЦНИИТС. Все проектные решения реализуются с научно-техническим сопровождением. Для регионов у нас есть как типовые решения, исключительно функциональные, так и уникальные разработки, которые призваны сделать алюминиевый мост эстетической доминантой и центром притяжения для горожан», – сообщил Евгений Васильев.
Сессия «Особенности проектирования мостовых конструкций из алюминиевых сплавов» стала составной частью трека деловой программы AlumForum 2021, посвященного алюминиевому мостостроению. В ходе Форума также была организована стратегическая сессия «Новые тренды в мостостроении и дорожной инфраструктуре» с участием российских и иностранных экспертов. Кроме того, в экспозиционной части AlumForum 2021 на стендах Алюминиевой Ассоциации, предприятия КраМЗ, компании «Несущие системы» можно было увидеть как полноразмерные мостовые конструкции из алюминиевых сплавов, так и макеты мостов.