АО "СПЕЦРЕМПРОЕКТ"

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ

Д.т.н. Еремеев В.П. , д. пед.н. Гатиятуллин М.Х.

О РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ И СОХРАНЕНИИ

КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ

В процессе эксплуатации мостов на завершающем этапе их жизненного цикла возникает необходимость их замены или реконструкции. Оценивается ремонтопригодность мостов, т. е. возможность приведения их в нормативное состояние методами ремонта. Обычно используется метод вариантного проектирования, при котором из сравнения вариантов ремонта и реконструкции делается вывод о целесообразности проведения ремонта, реконструкции или строительства нового моста. Замена существующего мостового сооружения новым в большинстве случаев проще и выгоднее как в процессе проектирования , так и при строительстве поскольку не требует принятия трудоемких индивидуальных технических решений и технологий производства работ. Многое зависит от выбора конкурирующих вариантов и критериев их сравнения.
В качестве примера на рис.1 показан фасад моста через р. Тумбарлинка на автомобильной дороге Казань-Оренбург. Мост построен в 60-е годы прошлого века из металлических труб. Его примерная продольная схема 5х5 м при ширине габарита проезжей части 7 м. Уникальность моста в том, что он полностью до деталей повторяет конструкцию деревянных балочных мостов с разбросными прогонами на свайных однорядных опорах, являясь при этом цельнометаллическим. При этом диаметры труб свайных опор, расстояния между ними, диаметры труб насадок свайных опор, толщины стенок труб существенно отличаются друг от друга. На территории Республики Татарстан подобные мостовые сооружения не редкость. Их строили в период интенсивного освоения месторождений нефти Закамья практически из всех возможных видов металлических труб и проката, нередко копируя из стальных труб даже конструкции деревянных ферм Гау-Журавского. Очевидно, что этот мост построен без расчетных обоснований, что подтвердилось и поверочными расчетами. Кроме того, коррозионный износ прогонов из бывших в употреблении стальных буровых труб местами доходил до 30%..По всем признакам сооружение являлось непригодным для ремонта. Однако главным фактором, определившим принятое решение явилось стесненное расположение сооружения на улице сельского поселения, невозможность устройства объезда в пределах разумных затрат на отвод земли.
Рис. 1. Мост через реку Тумбарлинка
В рамках капитального ремонта мост был уширен, а опоры и пролетные строения усилены. Трубчатые насадки опор были заключены в железобетонные обоймы и объединены с дополнительными сваями, а каменная засыпка на пролетных строениях заменена монолитной неразрезной плитой. Настил из буровых труб использован в качестве несущей опалубки. На рис.2 показан вид снизу на береговую опору и пролетное строение моста после капитального ремонта.
Мост через р. Тумбарлинка, построенный фактически из металлического лома, вряд ли можно отнести к объектам культурного наследия по признакам выдающихся инженерных и архитектурных решений, но это мостовое сооружение является характерным признаком эпохи послевоенного дорожно-мостового строительства, участия в нем инженеров, имевших военный опыт строительства мостов из подручных средств.
Рис. 2. Мост через реку Тумбарлинка после ремонта. Вид на устой и пролетное строение снизу
В 2012 году исполняется столетний юбилей каменного моста с железобетонными арочными сводам и на 193 км автомобильной дороги Казань-Оренбург (рис.3).. Опоры с облицовкой из штучного пиленого камня –известняка на цементном растворе по контуру и каменной забутовкой внутри несут три арочных свода пролетами 5,3, 6,8 и 5,3 м. За время эксплуатации из-за разрушения швов и каменной облицовки опор в зоне переменного уровня воды опоры усилили стальными бандажами (рис. 3). В начале 70-х годов прошлого века из-за недостаточного габарита проезжей части мост был уширен приставными балками, опирающимися на дополнительные свайные опоры из стальных труб.
Известно, что арочные и балочные элементы плохо сочетаются в совместной работе пролетных строений из-за различных расчетных схем при работе на внешние нагрузки, а именно: наличия распора - горизонтальной составляющей опорной реакции в арочной части пролета и значительных вертикальных прогибов под нагрузкой балочных элементов. Недостаточная несущая способность железобетонных арок наряду с упомянутыми выше недостатками расчетной схемы, устранены переустройством арочного моста в балочный (рис. 4). Для этого забутовка над арками частично разобрана, по оси каменных опор устроены железобетонные надстройки, а пролеты между опорами перекрыты монолитными плитными пролетными строениями (рис.4).
Уширенная часть моста из стальных свай, трубчатых прогонов и настила также сохранены практически полностью . Стальные прогоны объединены с железобетонной плитой проезжей части гибкими упорами в совместную работу, а также в единую конструкцию с монолитными плитами пролетных строений над арочными пролетами.
По сути расчетной схемы балочный разрезной мост (рис.5) сохранил свой исторический облик арочного моста и дает объективное представление о конструкциях первого поколения мостов с малыми железобетонными пролетами в России.
Рамно-неразрезной мост через р. Шешма с гибкими рамными опорами (рис.6) построен в 1913 году. Общая длина моста 147,15 м с габаритом 5,6 м. Схема моста 5,5+18,0+5х20,0 + 18,0 + 5.5 м. В поперечнике мост состоит из двух плоских рам с расстоянием 4,8 м между осями главных балок – ригелей. Высота главных балок в пролете 1,28 м, на опоре 1,78 м. В поперечном направлении главные балки соединены между собой поперечными балками через 2,5 м по длине моста, монолитными железобетонными опорными диафрагмами и железобетонными распорками в середине и четвертях пролетов. Плита проезжей части имеет толщину 15 см.
В процессе эксплуатации ледоходом была повреждена (1923 год) одна из опор и произошло обрушение одного из пролетов моста. Мост был восстановлен (1926 г.), а много позднее рамные опоры омоноличены бетоном, обеспечив в последующем устойчивость моста при работе на ледовые нагрузки. Изгибная жесткость опор увеличилась, что не могло не привести к образованию трещин в узлах объединения стоек опор с главными балками.
Рис. 6. Мост через реку Шешма
За без малого 100 лет эксплуатации мост пережил два паводка с обеспеченностью не более одного процента и до настоящего времени (после ремонта и усиления) обеспечивает проезд автомобильного транспорта по схеме А – 11, НК – 80, что свидетельствует о высоком качестве проектирования и строительства. Мост является образцом эффективности использования прочностных свойств железобетона в принятой рамно-неразрезной схеме. Очевиден высокий профессионализм проектировщиков и их познания в области строительной механики и владения методами расчета многократно статически неопределимых конструкций. Высокое качество работ строителей при сооружении монолитных конструкций, а именно: стабильность размеров линейных конструкций, ровность поверхностей, элементы декора, не превзойдены в мостовых сооружениях более поздней постройки, в том числе и последних лет.
Учитывая то обстоятельство, что габарит проезжей части составляет всего 4,5 м при требуемом Г – 10 м, необходимость замены моста очевидна. В двух предыдущих примерах ремонта мостов экономическая целесообразность сохранения основного объема конструкций существующих мостовых сооружений так же легко доказуема, как и в последнем примере – экономическая целесообразность строительства нового моста.
В данной ситуации закономерен вопрос о наличии или отсутствии культурно-исторической ценности этого и подобных ему мостовых сооружений. Не вызывает сомнений тот факт, что по мере старения мостов они будут завершать свой жизненный цикл и постепенно выводиться из эксплуатации. Что останется в качестве материального свидетельства труда и знаний ушедших поколений людей ? Что, как и с чем сравнивать ?
Представляется очевидным, что интересных, оригинальных в инженерном отношении «старых» мостовых сооружений на дорогах общего пользования остается совсем немного. Большие мосты имеют меньший ресурс по сроку эксплуатации чем малые, их первоначальный облик сложнее и много дороже сохранять при реконструкции. Известно также, что конструкции и технологии строительства мостов совпадают с определенными временными этапами и отражают как уровень знаний, так и уровень технического развития общества в соответствующий период времени. Не будет стоить больших затрат проанализировать имеющийся парк мостовых сооружений по критериям их соответствия определенным периодам нашей истории, выделить типичные и оригинальные в инженерном отношении и высококачественные в исполнении сооружения, издать их иллюстрированное описание. Сообществу инженеров, участвующих в строительстве и эксплуатации мостов, необходимо выработать критерии отнесения мостовых сооружений к исторически значимым объектам. Нужно попытаться максимально долго сохранить заслуживающие того мостовые сооружения в состоянии полезного использования, придав им соответствующий статус охраняемого объекта.