Крупнейшие транспортные проекты требуют расширения марок стали и новых технологий прокатки

08.09.2023

На координационном совете, прошедшем в мае в металлургическом комбинате «Уральская Сталь», Антон Корнишев, руководитель группы Института «Стройпроект», рассказал о металлоёмкости крупных транспортных сооружений.

Потребности в стальном прокате

В инфраструктурных национальных проектах доля мостов и искусственных сооружений занимает 50–60%. Современные мосты должны быть одновременно надёжными, прочными, лёгкими и красивыми. Новые виды стали и новые технологии прокатки и термообработки помогают решить эти задачи. 

В мостостроении должен быть выбор из 5–6 видов стали, но сегодня мостостроители выбирают всего из двух – 10ХСНД и 15ХСНД. Высокая потребность в прокате связана с металлоёмкостью современных проектов. Сроки поставки строительных материалов, в том числе стального проката, напрямую влияют на сроки реализации проектов. Институт «Стройпроект» участвует в разработке крупнейших стратегически важных транспортных проектов России, которые строятся форсированными темпами и требуют больших объёмов стального проката.

Автодорога М-12 «Восток» Москва — Нижний Новгород — Казань

«Стройпроект» участвует в проектировании четырёх из девяти участков автодороги: головного, второго, третьего и четвёртого общей протяжённостью 335 км, в том числе внеклассного моста через Оку длиной 1378 метров, единственного вантового моста на трассе М-12. Пролётные строения моста через Оку запроектированы сталежелезобетонными со сборно-монолитной плитой.
Проект автодороги М-12 «Восток» металлоёмкий, поскольку содержит большое количество мостов и других искусственных сооружений.

Технические характеристики мостового перехода через Оку:

• русловая часть длиной 650 м — вантовой системы по схеме (75+120+254+120+74) м
• пойменная часть длиной 728 м — балочной системы по схеме (74+2х75+66+65,1) + (65,1+3х66+2х50) м
• высота пилонов — 57 м от проезжей части
• схема (75+120+254+120+74) +(74+2х75+66+65,1) +(65,1+3х66+2х50)
• 34 пары вант общим весом 380 т, изготовленных по монострендовой технологии
• масса металла 7000 т 10ХСНД и 10ХСНД-2 К
• полосы движения – 4

Обход Нижнекамска и Набережных Челнов

В составе обхода запроектирован мостовой переход через Каму – самое протяжённое искусственное сооружение обхода длиной 1300 м. Проектом предусмотрено возведение 22 опор, 15 из которых ‒ опоры эстакадной части и 7 ‒ русловой. Пролётные строения левобережной эстакады выполняются из сборных железобетонных балок длиной 33 м. Пролётные строения русловой части ‒ из металлических неразрезных балок коробчатого сечения с ортотропной плитой проезжей части общей длиной 792 м.
При строительстве используются стали двух марок ‒ 10ХСНД и 15ХСНД.

Технические характеристики обхода:

• категория дороги – IБ
• протяженность трассы – 80,5 км
• длина русловой части моста через Каму – 800 м
• транспортные развязки — 5
• искусственные сооружения — 25
• общий расход стали на мост 10900 т, из них 8600 т – сталь 10ХСНД и 2300 т – сталь 15ХСНД
• расчётная скорость – 120 км/ч
• число полос движения – 4

Центральный мост через Обь в Новосибирске

Технические характеристики Центрального моста:

• схема: (42+60+72+72+60) +(77,2+110+110+110+126+126+116,8) +(229,03+102+48) +(39+39) м
• длина моста по задним граням открылков устоя – 1555 м
• судоходный габарит - 2× (120×13,5) м
• высота пилона – 114,4 м
• ширина моста – 30–32 м
• количество полос движения - 3+3
• общий расход стали на мост 19 500 т, из них 90% - 10ХСНД-2
• общий вес вант – 550 т

Широтная магистраль скоростного движения с мостом через Неву в Санкт-Петербурге

Технические характеристики Широтной магистрали:

• протяжённость – 27,4 км
• категория – магистральная дорога скоростного движения
• транспортные развязки – 10
• полосы движения – 4–6
• общая масса металла на 1 этап – около 15 000 т 10ХСНД и 10ХСНД-2

Расширение ассортимента металлопроката – ключ к ускорению транспортного строительства

• высокопрочные стали (С460 и более);
• прокат больших толщин (более 50 мм);
• трубный прокат больших диаметров и толщин;
• широкополочные прокатные двутавры из сталей 15ХСНД,10ХСНД;
• отечественные вантовые системы (высокопрочные канаты класса 1860 МПа и более).

Каждый вид сталей и металлопроката решает свои задачи:

• высокопрочные стали (С460 и более) позволяют уменьшить металлоёмкость и уйти от широких и пакетных поясов;
• прокат больших толщин (более 50 мм) является альтернативой пакетным поясам главных балок и используется в сильно нагруженных узлах, сокращая трудозатраты при изготовлении и монтаже;
• трубный прокат больших диаметров и толщин (до 1420 мм, до 50 мм) позволяет развивать новые направления в архитектурных решениях мостовых сооружений;
• широкополочные прокатные двутавры из сталей 15ХСНД,10ХСНД позволяют заменять сварные балки прокатными, применяются в качестве поперечных балок в сталежелезобетонных пролётных строениях, в качестве главных балок в сталежелезобетонных пролётных строениях небольших пролётов;
• отечественные вантовые системы (высокопрочные канаты класса 1860 МПа и более для вант монострендовой технологии) позволяют строить большепролетные вантовые мосты в соответствии с мировыми стандартами (CIP, FIB, PTI) в условиях импортозамещения независимо от западных поставок;
• атмосферостойкие стали позволяют отказаться от окрашивания конструкций мостов и снижать капитальные и эксплуатационные расходы. Однако, атмосферостойкие стали используются реже из-за более высокой стоимости по сравнению со сталями 10ХСНД и 15ХСНД, ограниченности применения по атмосферным условиям и характерного окраса (не всегда приемлемого для условий городского ландшафта), отсутствия широкого опыта применения и эксплуатации мостов из такой стали.

Транспортное строительство — динамичная отрасль, поэтому большой выбор марок сталей, видов прокатов и изделий из них позволяет проектировщику создавать более совершенные, прочные и долговечные мостовые сооружения, а мостостроителям – сокращать сроки строительства.

Автор: А. Корнишев
Издание: Журнал Мостостроение. XXI век № 3 (сентябрь 2023)
Файл: загрузить » (PDF, 1.87 Mб)