Дорога завтрашнего дня

«Росатом» построил первый в России углепластиковый автомобильный мост: по нему вот уже полгода жители села Языково Ульяновской области ездят через реку Соловей.
Мосты из композитов для России не диковинка. Пешеходные из стекло- и базальтового волокна строятся уже давно, а первый автомобильный мост из стеклопластика перекинули через реку Пашенку в селе Сосновка Новосибирской области в 2014 году. Но углекомпозиты до недавнего времени применяли только для реконструкции мостов. Первыми использовать перспективный материал для этих сооружений решились «НИИграфит» и Всероссийский НИИ авиационных материалов (ВИАМ).

ВИАМ выиграл конкурс Минпромторга по тематике быстровозводимых мостов и пригласил в напарники «НИИграфит»: организации имеют положительный опыт взаимодействия в этом направлении — совместно исследовали возможность применения трубобетонных конструкций и арочных элементов из композитов в строительстве. ВИАМ взялся за разработку технологии изготовления углепластика и стеклопластикового профилированного настила, а на «НИИграфит» легло все, что касалось стройки: проектирование, испытания, расчеты и непосредственное строительство.
Мостовая синергия
У нового моста особенная конструкция. Евгений Михалдыкин рассказывает: «Это грунтозасыпной мост арочного типа, у которого в качестве несущих конструкций используются углепластиковые трубы с бетонным сердечником. Конструкции в таком сочетании в России ранее не применялись и даже не исследовались». Сочетание конструкции и материалов дает целый ряд преимуществ перед самыми распространенными балочными мостами. Во-первых, относительная простота монтажа. «Оболочки из углепластика легкие, они могут монтироваться вручную, без кранового оборудования. Расход бетона на пролетное строение значительно ниже, при установке не нужна тяжелая техника и много людей. В конструкции моста 19 композитных труб, которые потом заполняют бетоном. На монтаж одной уходило около 30 минут, то есть за день смонтировали все 19 труб. На следующий день мы уже были готовы их бетонировать», — говорит Евгений Михалдыкин. Во-вторых, материал дешевле. «15 м конструкции нашего моста стоят примерно 22 млн рублей, в то время как традиционный мост такой же длины обойдется в 30 млн с лишним», — сравнивает Евгений Михалдыкин. В-третьих, надежность и долговечность: углепластик имеет высокую стойкость к агрессивной среде. Композиты не подвержены коррозии, их не нужно ежегодно подкрашивать. В-четвертых, сроки строительства меньше: два месяца на углепластиковый мост против трех на обычный, железобетонный. В-пятых, мобильность производства, простая доставка до строительной площадки. «Арки могут быть изготовлены непосредственно на объекте — для этого нужен только разборный стапель и вакуумный насос, они могут поместиться даже в легковой автомобиль. Это позволяет значительно снизить транспортные расходы и применять технологию в труднодоступных районах», — объясняет Евгений Михалдыкин.
Перспективы
Итак, мост сдан, прошел государственную экспертизу и успешно эксплуатируется. Но еще долго будет находиться под наблюдением. Вопрос с нормативами до конца не закрыт. Чтобы внести новый материал в строительные стандарты, нужно по мере эксплуатации «пилота» некоторое время проверять, соответствуют ли эксплуатационные характеристики расчетным. Для этого на арочные несущие элементы поставили оптоволоконные датчики деформации и температуры, а также детекторы интенсивности транспортного потока — данные с них будут поступать в «НИИграфит».

«Дело движется. С сертификацией несущих конструкций проблем не возникло. Кроме того, по техрегламенту о безопасности зданий и сооружений все новые конструкции и материалы должны получать техническое свидетельство, а при его получении полнота существующих нормативных актов большой роли не играет — надежность ты подтверждаешь не ссылкой на ГОСТы, а протоколами испытаний и экспертными заключениями», — объясняет Евгений Михалдыкин.
Уже понятно, что этот мост не последний. «Тиражирование напрямую прописано в гранте Минпромторга. Сейчас ведем переговоры с несколькими потенциальными заказчиками. Планируем строительство двух мостов подобного типа в Ульяновске, поступил запрос из Казани», — говорит Евгений Маянов. Конструкции быстровозводимых мостов востребованы и в других регионах.

Тем временем специалисты «НИИграфита» и ВИАМ думают, как еще применить углекомпозиты в мостостроении. Например, за рубежом углеволокно используют в качестве материала вант (тросов) крупных мостов, конструкций причальных сооружений, шпунтовых укреплений береговой полосы, рубленое углеродное волокно добавляется в фибробетон в качестве армирующего материала. «Углепластик в мировой практике мостостроения чаще всего применяется для внешнего армирования или для изготовления удерживающих канатов. В России пока идет активный поиск сегментов, в которых применение углеволокна в строительстве целесообразно, и эффективных решений для них», — заключает гендиректор «НИИграфита» Евгений Маянов.