О нас Новости Реклама Партнёры Контакты
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА
Учредители
Наши рекламодатели

    Алюминиевые мосты: спрос отстает от предложения

    За рубежом Мнение Экономика Право Ж/д транспорт Водный транспорт Безопасность Инновации Авиатранспорт Автотранспорт Строительство Пасс. транспорт Логистика Официально История Международный опыт ВСМ Кадры Образование Экология Морской транспорт Маглев Аналитика Футурология Инфраструктура Госполитика
    Валентин Трищенко
    председатель Алюминиевой Ассоциации
    Валентин Трищенко Алюминиевые мосты: спрос отстает от предложения
    Активно развивающаяся в последние десятилетия мировая инновационная практика возведения мостов из алюминиевых сплавов, к сожалению, пока остается невостребованной в России. Виной тому состояние нормативной базы, нехватка квалифицированных кадров, а часто и просто сила инерции.

    В программе развития транспортной системы России на период до 2021 г. центральное место занимает решение задачи строительства и реконструкции автодорог. Неудовлетворительное состояние и недостаточность дорог современного уровня в настоящее время приводят к потере почти 3 % ВВП, что равносильно сумме расходов на оборону страны.

    Характерный показатель в оценке этой отрасли — плотность дорожной сети. По этому индикатору даже в европейской части Россия занимает одно из последних мест среди развитых стран, а ситуация в регионах, таких как, например, Дальневосточный федеральный округ, по наличию и плотности автодорог с твердым покрытием — еще хуже. Для решения подобной масштабной задачи потребуется привлечение значительных финансовых средств и мобилизация производственных ресурсов.

    При этом важно отметить, что у нас наблюдается существенный дефицит мостовых сооружений. Очевидно, что для развития дорожной инфраструктуры следует максимально использовать инновационные решения при возведении мостов, являющихся важной составляющей строительства и реконструкции автодорог. В этой связи большое значение имеет опыт мировой практики использования  алюминия в мостовых конструкциях. Это направление в нашей стране только сейчас начало занимать соответствующее место в структуре решения современных задач строительства. 

    Преимущества алюминиевого мостостроения 

    Одной из важнейших современных тенденций развития промышленности и строительства является все более расширяющееся внедрение современных инновационных материалов и технологий. К таким материалам, безусловно, относится и алюминий, по праву носящий название «материала 21 века» и находящий широчайшее применение во всех сферах промышленного производства.

    Современное состояние достижений металлургической промышленности, производящей алюминий и сплавы на его основе, развитие инновационных технологий производства алюминиевых конструкций, экономические и экологические требования к строительству заставляют обратить самое серьезное внимание на использование алюминия в такой важной сфере современного строительства, как мостостроение. Это обусловливается уникальными особенностями алюминия и алюминиевых конструкций: а) низким удельным весом (треть от удельного веса стали); б) высокой удельной прочностью, превосходящей сталь и железобетон; в) превосходной коррозионной стойкостью (вплоть до использования в условиях морского климата); г) практически абсолютной хладостойкостью при низких отрицательных температурах.

    Все это позволяет на основе уникальных физико-механических свойств алюминиевых сплавов получить следующие неоспоримые преимущества перед традиционными стальными и железобетонными мостами.

    1. Коммерческая выгода от применения более легких конструкций позволяет:

    • увеличить переменную нагрузку на мост при его обновлении;

    • снизить стоимость подъемных мостов и мостов с длинными пролетами, у которых вес конструкции является основной нагрузкой;

    • расширить существующие мосты путем добавления легких конструкций;

    • упростить сборку и строительство, снизить транспортные расходы.

    2. К преимуществам с точки зрения развития окружающей среды следует отнести:

    • минимизацию потребления материалов;

    • снижение стоимости и влияния на окружающую среду от операций техобслуживания.

    3. Выгоды от использования современных технологий изготовления конструкций из алюминиевых сплавов —

    • применение алюминиевых профилей с большим разнообразием поперечных сечений (высотой до 600 мм и шириной до 400 мм);

    • повышение качества сборки крупногабаритных фрагментов в заводских условиях.

    4. Стоимость алюминиевых конструкций конкурентоспособна:

    • при оптимальном конструировании начальная цена алюминиевых изделий может быть сопоставима со стальными аналогами;

    • в течение полного жизненного цикла алюминиевые конструкции имеют преимущество за счет меньших затрат на техническое обслуживание и более длительного срока службы.

    При столь очевидных экономико-социальных преимуществах мостов из алюминиевых сплавов в настоящее время существует ряд серьезных факторов, сдерживающих в нашей стране расширенное применение алюминия в мостовых конструкциях [1]:

    А) Недостоверная оценка экономических результатов из-за нежелания заказчика при проведении технико-экономического обоснования учитывать затраты на весь жизненный цикл сооружения, включая проектирование и строительство, эксплуатационные затраты, затраты на демонтаж и утилизацию, а также возможный возврат денежных средств от повторного использования материалов с отслуживших жизненный цикл алюминиевых мостовых конструкций (АМК).

    Сокращение стоимости строительства с использованием алюминия обусловлено сравнительно малым весом АМК. Вес алюминиевого полотна («мертвая» нагрузка) моста при одинаковой грузоподъемности в 5–6 раз меньше веса железобетонного (80–120 кг/м2 для алюминиевых сплавов против 500 кг/м2 для железобетона) и в 2–4 раза меньше веса стального. Это позволяет, применив алюминиевую конструкцию и используя существующие опоры и балки, увеличить грузоподъемность моста (рабочую нагрузку) в 2–3 раза и расширить его проезжую часть. Очевидно, что, по сравнению с решением этой задачи путем сооружения нового моста или, по меньшей мере, проведения работ по усилению опор, балок и полотна из железобетона или стали, стоимость работ существенно снижается. Кроме того, малый вес АМК позволяет собирать крупногабаритные и транспортабельные конструкции высокой заводской готовности, что резко сокращает сроки их монтажа и строительства в целом.

    Сокращение стоимости эксплуатации АМК обусловлено, главным образом, высокой коррозионной стойкостью алюминиевых сплавов. Конструкции не требуют работ по окраске ни при сооружении, ни в процессе эксплуатации на весь срок службы (более 50 лет). Кроме того, алюминий отличается повышенной хладостойкостью — его прочность растет при понижении температуры. Это снимает необходимость регулярных ревизий сооружений в условиях эксплуатации при температурах ниже –35 ºС.

    Б). Недостаточный учет логистических и экономических потерь при сокращении сроков перекрытия движения автотранспорта при реконструкции или при строительстве нового моста. Алюминиевые мостовые конструкции демонстрируют наибольший эффект в снижении стоимости жизненного цикла при реконструкции мостов. Замена изношенных или устаревших железобетонных или стальных конструкций на АМК обеспечивает продление срока службы и повышение эксплуатационных характеристик мостов.

    В) Дефицит отечественной нормативно-технической документации, необходимой для эффективного и полномасштабного проектирования, строительства и эксплуатации мостов из алюминиевых сплавов. В соответствии с нынешним законодательством для каждого проекта вновь проектируемого моста из алюминиевых сплавов на текущий момент необходима разработка специальных технических условий (СТУ) с учетом всех особенностей строительства и эксплуатации объекта, которые не учитываются действующими стандартами и нормативными документами.

    Г) Ограниченный объем знаний по АМК, в т. ч. о свойствах и характеристиках алюминиевых сплавов, из-за сокращенного курса преподавания предметов в большинстве строительных и инженерно-технических университетов; нехватка практического опыта при проектировании и эксплуатации АМК, что вынуждало инженеров-конструкторов и проектировщиков применять сталь и железобетон. Недостаток профессиональной квалификации по новому материалу и, как следствие, консервативность по отношению к столь ответственным сооружениям, как мосты, препятствовали применению алюминия.

    Д) Особенности проектирования и реализации узловых соединений алюминиевых конструкций, что требует опыта проектирования металлоконструкций с применением современных методов компьютерного моделирования. Профили мостового полотна должны быть собраны в единое целое, чтобы создать требуемую ширину полотна. Во всех случаях используют механические (разъемные или неразъемные типы соединения) или сварные методы. Каждый вид соединений имеет свои недостатки.

    Однако созданный в 1991 г. способ сварки трением с перемешиванием (FSW) [2] внес кардинальные изменения в повышение качества сварных соединений. Способ использует тепло, выделяемое в процессе трения специальным инструментом. Максимальная температура при этом не превышает 480 ºС (при температуре плавления алюминия — 660 ºС). Все результаты FSW превосходят дуговую сварку MIG, включая усталостную прочность и очень малую деформативность швов. В настоящее время этот способ широко используется в зарубежном мостостроении.

    Все вышеперечисленное позволяет выделить наиболее эффективные объекты использования АМК в мостостроении, это:

    • реконструкция мостов с железобетонным полотном, опирающимся на стальные балки (сталебетонные мосты), где при отсутствии возможности увеличения собственного веса перекрытия («мертвой» нагрузки) за счет использования алюминиевого полотна решается задача увеличения грузоподъемности моста и расширения его проезжей части;

    • сооружение или реконструкция мостов в труднодоступных районах, где ограничены возможности доставки материалов, конструкций и оборудования по весу или по срокам (ограничение сезона работ);

    • реконструкция мостов на загруженных трассах, где отсутствует возможность длительного ограничения или прерывания движения;

    • реконструкция исторических мостов, когда требуется увеличение грузоподъемности при сохранении внешнего вида;

    • сооружение мостов в местах исторической застройки, где необходимы наименьшие размеры, минимальное физическое и эстетическое воздействие на среду;

    • сооружение и реконструкция мостов во всех остальных случаях, когда величина «мертвой» нагрузки является критичной.

    Автомобильные и железнодорожные мосты в мировой истории

    За прошедшие годы в мире накоплен богатый опыт создания и эксплуатации алюминиевых мостов разнообразного назначения. История использования алюминия в мостостроении началась с замены существующих тяжелых стальных и деревянных настилов моста Smithfield Street Bridge в Питтсбурге на алюминиевое покрытие в 1933 г. Полученное уменьшение собственного веса моста позволило значительно увеличить его несущую способность.

    Первым примером использованием алюминия для строительства целого пролета моста был мост Grasse River Bridge в г. Массена, штат Нью-Йорк, построенный в 1946 году. Элемент был частью многопролетной конструкции, остальная часть которой была построена из стали. Алюминиевый пролет имел вес 43 % от сопоставимого стального пролета. 

    ....................................................................................................................................

    Полностью статья опубликована в № 5 журнала "Транспорт Российской Федерации"

    Алюминиевый мост в Арвиде (1).JPG


    Количество показов: 283


    Текст сообщения*
    Защита от автоматических сообщений
     
    Комментировать vkontakte Комментировать в facebook
    .
    Регистрация Заявка на ведение блога
    Войти как пользователь
    Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:
    Перевозки

    Портал, посвященный перевозкам
    и перевозчикам. Более 20000 компаний
    Библиотека Блоги Наука для транспорта

    Перспективные и новейшие
    разработки ученых
    Константин Гриневич
    генеральный директор логистической компании «Глогос проект»
    В последнее время запросы на перевозку или буксировку катеров, ледоколов и траулеров участились в разы. И большинство из них предполагает логистику на другой конец страны.   ...
    2017-11-21
    Петр Атаев
    директор по развитию ООО «Дорнадзор»
    Создание системы рельсового транспорта – это единственная возможность обеспечить качественный перевозочный процесс в Санкт-Петербургской агломерации. Причем формирование такой системы должно базироваться на существующей железнодорожной сети. ...
    2017-11-20
    Наши блоггеры
    Андрей Заручейский
    к.т.н., заведующий отделением «Тяговый подвижной состав» ВНИИЖТ
    Виталий Хорошев
    д.т.н., научный руководитель – начальник отделения ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
    Виктор Похмелкин
    председатель "Движения автомобилистов России"
    Василий Демин
    к.т.н., директор НОЦ-ТЛ МАДИ, заместитель директора Координационного совета по логистике
    Виктор Чечет
    профессор РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, к.т.н.
    Леонид Мазо
    доктор экономических наук, независимый эксперт
    Игорь Моисеенко
    генеральный директор Госкорпорации по организации воздушного движения
    Александр Фридлянд
    директор НЦ № 19 ФГУП «ГосНИИ ГА», профессор МГТУ ГА, д.э.н.  
    Николай Асаул
    заместитель министра транспорта Российской Федерации
    Ирина Капитанова
    заместитель генерального директора ГК "Балтика-Транс"
    В.П.Соколов
    В. П. Соколов, канд. техн. наук, главный конструктор ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
    Л.Н.Карклин
    докт. физ.-мат. наук, профессор, ректор Российского государственного
    гидрометеорологического университета (РГГМУ), научный руководитель Института Арктики и Субарктики  (ИАС) РГГМУ  
    Г.Л.Гладков
    докт. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой водных путей и водных изысканий Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова
    Иван Беседин
    к.т.н., начальник департамента по управлению транспортно-логистическим бизнес-блоком ОАО «РЖД»
    Олег Белозеров
    президент ОАО "Российские железные дороги"
    В.М. Евдокименко
    генеральный директор АО "Федеральная грузовая компания"
    Ефим Фиш
    директор по развитию бизнеса Microsoft Dynamics, компания TOPS Consulting
    С.М. Бабаев
    вице-президент ОАО "РЖД" по коммерческой деятельности
    Все>>>


    Яндекс.Метрика