Инновации в мостостроении
Страница 6 из 12
Заведующий кафедрой «Мосты и транспортные сооружения» Саратовского государственного технического университета, заслуженный деятель науки РФ, академик Академии Транспорта РФ, член Американского общества Гражданских инженеров (ASCE), Международной Ассоциации по мостам и конструкциям (IABSE), Международного союза исследовательских лабораторий и экспертов по материалам и конструкциям (RILEM), доктор технических наук, профессор Овчинников Игорь Георгиевич и эксперт Академии Транспорта РФ, кандидат технических наук Макаров Владимир Николаевич выступили с сообщением: «Прогрессивные технологии устройства мостового полотна (дорожной одежды, деформационных швов, гидроизоляции), опорных частей, антикоррозионной защиты в современных мостовых сооружениях», однако их сообщение было гораздо шире приведенного названия.
Они отметили, что Федеральный закон 184 ФЗ «О техническом регулировании…» и его Изменения 65 ФЗ требуют соответствия принимаемых решений современному уровню научно – технического развития дорожно – мостового комплекса, что должно подталкивать и заказчиков и подрядчиков внедрять инновационные решения.
Но анализ структуры стоимости мостовых объектов за рубежом и у нас показывает следующее:
• за рубежом: 70% стоимости составляет заработная плата, а 30% - материалы и технологии; поэтому внедрение новых, даже в 2 раза более дорогих, инновационных материалов и технологий, если это снижает в 2 раза зарплату – оправдано, ибо в целом уменьшает стоимость объекта.
• в России: 20% стоимости составляет заработная плата, а 80% - материалы и технологии. Следовательно, при такой структуре стоимости объекта внедрение более совершенных, но и более дорогих инновационных материалов и технологий затруднено.
Где же выход? А выход заключается в том, что нужно найти такие узлы (болевые точки) транспортных сооружений, стоимость которых в общей стоимости сооружений невелика, но их влияние на потребительские свойства сооружений (и особенно на долговечность) велико.
Авторы полагают, что к таким «болевым точкам транспортного сооружения» можно отнести:
• квалификацию специалистов (знание ими инновационных технологий);
• дорожную одежду мостового полотна,
• гидроизоляцию,
• деформационные швы,
• опорные части,
• антикоррозионную защиту,
• проект эксплуатации,
• прочностной мониторинг.
Рассматривая вопрос о подготовке квалифицированных специалистов с учетом действия ФЗ 184 «О техническом регулировании» следует заметить, что ранее транспортные сооружения, кроме внеклассных мостов, возводились по типовым проектам. В результате целые поколения заказчиков, проектировщиков и строителей были воспитаны на принципах привязки типовых решений к местным условиям, а у всех инженерных служб творческое начало было сведено к минимуму. Причем основным в деятельности инженерных служб стало строгое соблюдение нормативных документов, СНиП, в которых было прописано, что нужно делать и как нужно делать. При этом типовые проекты не пересматривались десятилетиями и новые достижения науки в области мостостроения или не внедрялись в практику мостостроения или внедрялись с большим трудом и на момент внедрения устаревали морально. Подготовка же специалистов в вузах основывалась на изучении принципов типового проектирования.
ФЗ 184 и его изменения требуют нового подхода к подготовке специалистов, так как одним из принципов технического регулирования является соответствие принимаемых технических решений уровню научно-технического развития соответствующей отрасли. Это должно направить деятельность служб заказчиков (в первую очередь) и проектных организаций на постоянное непрерывное изучение всей непрерывно изменяющейся информации о новых конструктивных решениях, материалах и технологиях, то есть требует постоянно проводить патентный поиск. Заказчику необходимо перенацелиться на проектные работы, а службы заказчика уже сейчас могут и должны разрабатывать технические задания с учетом требований закона «О техническом регулировании» (применение технических решений, соответствующих современному уровню научно-технического развития), для чего необходимо изучить новейшие достижения (в том числе проведя и патентный поиск) и в заданиях на проектирование ставить эти задачи. Заключения о соответствии продукции дорожно-мостовой отрасли означенным требованиям должны давать вузы, имеющие соответствующие кафедры. Такой подход заставит повысить свой квалификационный уровень и преподавателей вузов, и студентов, привлеченных к этой работе. Эти же кафедры вузов могут составлять квалифицированные задания на проектирование, поскольку эти задания становятся не формальной бумагой с перечислением нормативных документов, как сейчас, а, в свете положений закона «О техническом регулировании», должны содержать в себе творчески увязанные с реалиями местности самые передовые достижения науки.
Это, позволит: - довести уровень проектов и проектных организаций до современных требований и сделать их конкурентоспособными не только на внутреннем рынке; - подтянуть состояние подрядных дорожно-мостовых организаций до современных требований; - повысить уровень преподавания технических профильных дисциплин с включением в них анализа современных научно-технических достижений; - участие студентов в этой работе позволит готовить и выпускать специалистов, востребованных современным рынком труда.
Для устранения первой болевой точки – повышения квалификации специалистов в мостовой отрасли - на кафедре «Мосты и транспортные сооружения» Саратовского государственного технического университета была разработана специальная Программа повышения квалификации «Совершенствование конструктивно-технологических решений при проектировании, строительстве и эксплуатации транспортных сооружений», включающая следующие вопросы:
1. Современные нормативные документы.
1.1. Федеральный закон о техническом регулировании и особенности его применения в области транспортного строительства. Потребительские свойства транспортных сооружений. Типовое и индивидуальное проектирование. Достоинства и недостатки. Необходимость применения современных методов проектирования, расчета, конструирования с применением новых материалов. О подготовке современных специалистов в условиях действия ФЗ 184 «О техническом регулировании».
1.2.Отраслевые дорожные нормы по применению закона о техническом регулировании и разработке соответствующих документов. Особенности новых нормативных документов. Нормирование и подтверждение соответствия в условиях технического регулирования. Необходимые и достаточные условия подготовки качественной проектной документации Возможность использования существующих (рекомендательных) нормативных документов.
2. Современные конструкции и материалы.
2.1. Современные конструкции дорожных одежд на мостовых сооружениях.
Используемая терминология. Современные требования к дорожным одеждам на мостовых сооружениях (интенсивность движения, температурный диапазон). Существующие конструкции дорожных одежд на мостах, их особенности и недостатки. Дефекты существующих конструкций дорожных одежд. Общие принципы конструирования дорожных одежд на мостовых сооружениях.
Основные типы дорожных одежд нового типа на мостовых сооружениях (с применением литого асфальтобетона, с применением серного бетона, с применением нового материала БИТРЭК, с применением щебеночно-мастичных смесей). Преимущества дорожных одежд нового типа. Современные конструкции дорожных одежд на железобетонной плите проезжей части мостов. Современные конструкции дорожных одежд на ортотропной плите проезжей части мостов. Материалы для современных конструкций дорожных одежд и требования к ним. Технологии устройства современных конструкций дорожных одежд по железобетонной плите проезжей части мостов. Технологии устройства современных конструкций дорожных одежд на ортотропной плите проезжей части мостов. Показ фильма по устройству современных дорожных одежд на мостовых сооружениях. Технологии ремонта современных конструкций дорожных одежд на мостовых сооружениях. Обобщение имеющегося опыта устройства и эксплуатации современных типов дорожных одежд. Тонкослойные полимерные покрытия проезжей части на металлических мостах с ортотропной плитой.
2.2. Современные конструкции деформационных швов на мостовых сооружениях
Общие сведения о типах деформационных швов. Анализ поведения, дефекты и повреждения существующих типов деформационных швов. Воздействия на деформационные швы мостовых сооружений. Требования к деформационным швам. Деформационные швы как элементы системы защиты мостового сооружения от внешних воздействий. Методология подбора деформационных швов для мостовых сооружений. Примеры подбора швов. Рекомендации по подбору деформационных швов. Современные типы деформационных швов. Материалы для деформационных швов. Каталог деформационных швов. Сайт по деформационным швам и его использование. Испытания деформационных швов. Технология монтажа современных деформационных швов. Рекомендации по установке деформационных швов. Особенности конструкции деформационных швов в подземных переходах тоннельного типа и в тоннелях. Особенности технологии монтажа и ремонта деформационных швов с учетом реальных условий их эксплуатации. Щебеночно-мастичные деформационные швы и их применение.
2.3. Современные конструкции опорных частей на мостовых сооружениях
Общие сведения о типах опорных частей. Анализ поведения, дефекты и повреждения существующих типов опорных частей. Подбор опорных частей. Особенности установки и эксплуатации опорных частей. Особенности монтажа больших опорных частей. Обобщение опыта по применению обычных и современных деформационных опорных частей. Методы обеспечения сейсмобезопасности на мостах. Демпфирующие устройства на мостовых сооружениях, сейсмогасители. Их виды и особенности применения. Проблемы строительства в зонах повышенной техногенной вибрации.
2.4. Современные гидроизоляционные материалы. Их характеристики и особенности применения. Защита сооружений от воды и влаги (принципы, материалы, технологии). Влияние гидроизоляционной системы на состояние транспортных сооружений. Гидроизоляционные материалы фирмы «Технониколь» и других фирм и особенности их применения.
2.5. Современные материалы для укрепительных работ. Современные геосинтетические материалы, сетки, маты. Их характеристики и особенности применения. Geolon - высокопрочный геотекстиль (геоткань). Геокаркас - объемная георешетка для укрепления грунтов. Современный опыт строительства автодорог на болотах. Технология возведения и конструкции подпорных стен и устоев мостов из армогрунтовых элементов. Армирование асфальтобетонных покрытий: материалы, результаты, проблемы
2.5. Современные конструкции барьерных ограждений. Требования к ним, их конструкция. Методические рекомендации по применению барьерных ограждений. Особенности требований к ограждающим устройствам и их конструкции на магистральных автодорогах. Новые конструкции ограждающих устройств. Перильные ограждения. Требования к ним. Конструкции перильных ограждений и особенности их проектирования.
2.6. Шумозащитные экраны на транспортных сооружениях и подходах к ним. Требования к их конструкции и расчет. Виды шумозащитных экранов и особенности их применения. Экраны над мостами. Экраны на пешеходных мостах. Архитектура шумозащитных экранов. Вентиляция и мойка шумозащитных экранов.
2.7. Освещение на транспортных сооружениях. Новые типы опор и осветительного оборудования. Особенности проектирования осветительных опор на мостах с учетом вибрационных воздействий
2.8. Водоотвод на транспортных сооружениях и подходах к ним. Необходимость устройства лотков, водоотводных трубок и других приспособлений. Водоотвод при больших уклонах проезжей части. Обеспечение экологических требований.
2.9. Высокопрочные бетоны. Их свойства и особенности применения. Современные композитные и полимерные материалы в дорожном и мостовом строительстве. Примеры их применения. Фибробетоны. Их свойства и особенности применения. Арматура для фибробетона. Хаотическое и направленное армирование. Проблемы долговечности бетонных и железобетонных конструкций в современном строительстве. Опыт строительства мостов с использованием фибробетона. Повышение трещиностойкости и долговечности бетонных и железобетонных транспортных сооружений путем применения новых конструкций оснастки, способов бетонирования; технологические приемы регулирования термонапряженного состояние монолитных транспортных сооружений.
3. Современные конструкции мостовых сооружений
3.1. Новые типы конструкций пролетных строений. Металлические пролетные строения. Особенности конструкций пролетных строений на мостах через Волгу, Сургутском вантовом и Ханты - Мансийском через Иртыш, Санкт-Петербургском через Неву. Особенности надвижки пролетных строений в современных условиях. Использование шпренгельных систем. Сталежелезобетонные пролетные строения. Особенности их конструкции.
3.2. Современные конструкции мостовых опор. Их виды, архитектура, особенности применения. Опоры для висячих и вантовых мостов. Опоры для виадуков.
3.3. Современные конструкции фундаментов опор мостовых сооружений. Основные тенденции их конструирования и расчета. Современные технологии устройства фундаментов. Машины и механизмы для устройства оснований и фундаментов опор мостов (на забивных сваях, на буронабивных сваях). Примеры устройства фундаментов на мостах через Волгу, Обь, Юганскую Обь и другие реки.
3.4. Примеры современных мостовых сооружений. Мост Акаши-Кейко в Японии, мост Рион - Антирион, мосты Европы, Азии, Америки, России. Показ фотографий и слайдов о современных мостах с краткой информацией о них. Показ фильмов про современные мосты (вантовый мост Рион – Антирион, висячий мост Акаши-Кейко, виадук Мийо, другие современные мосты).
4. Коррозия и защита от коррозии мостовых сооружений.
4.1. Коррозия металлических пролетных строений. Виды коррозии и особенности ее воздействия на металлические мостовые конструкции. Прогнозирование коррозионных повреждений мостовых сооружений. Способы уменьшения коррозионного воздействия. Обеспечение продуваемости пролетных строений. Слитность. Коррозионное растрескивание мостовых металлоконструкций, его особенности и прогноз развития. Существующие рекомендательные нормативные документы по коррозии сооружений.
4.2. Защита от коррозии металлоконструкций транспортных сооружений. Окраска как способ предотвращения коррозии. Стандарты противокоррозионной окраски. Очистка и подготовка поверхности. Адгезионная окраска. Временная грунтовка. Устройства и методы окрашивания для предотвращения коррозии. Типы красок. Системы окраски при первичной и ремонтной окраске. Затраты и экономичность противокоррозионного окрашивания. Качество работы по защите поверхности от коррозии. Охрана труда и окружающей среды. Технологический регламент по антикоррозионной защите металлоконструкций мостовых сооружений. Контроль и приемка лакокрасочных покрытий. Проект производства работ по окраске мостовых металлоконструкций.
4.3. Коррозия железобетонных конструкций транспортных сооружений (карбонизация, хлоридная коррозия, электрокоррозия, сульфатная коррозия). Примеры коррозионных повреждений железобетонных мостовых конструкций. Агрессивные среды и особенности их воздействия на железобетонные мостовые конструкции. Источники появления агрессивных сред, влияющих на мостовые конструкции. Механизм коррозионного повреждения мостовых железобетонных конструкций в случае хлоридной коррозии.
4.4. Защита от коррозии железобетонных транспортных сооружений. Рекомендации по защите поверхностей бетонных и железобетонных конструкций способом пропитки при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог и искусственных сооружений. Защита от коррозии железобетонных элементов моста через р. Волгу.
5. Диагностика транспортных сооружений.
5.1. Правила и методика обследования и испытаний мостов, используемые приборы и оборудование. Проведение статических и динамических испытаний. Особенности технической диагностики железобетонных мостов.
5.2. Дефекты и повреждения мостовых сооружений. Особенности их развития и диагностики. Влияние дефектов и повреждений на прочность, жесткость и долговечность мостовых сооружений. Пример анализа дефектов Шлюзового моста в Балаково. Причины недостаточной долговечности отечественных мостов. Методы обследования оснований и фундаментов при реконструкции и ремонте мостов.
5.3. Базы данных и информационно-поисковые системы, их виды и особенности. Информационно-поисковая система «МОНСТР», автоматизированная информационная система АИС ИССО их особенности и примеры использования. Экспертные системы по оценке состояния мостовых сооружений.
6. Ремонт мостовых сооружений.
6.1.Основные конструктивные решения по ремонту, капремонту и реконструкции мостовых сооружений. Основные конструктивные решения по уширению и усилению пролетных строений, по уширению и усилению опор и фундаментов. Способы реконструкции сталежелезобетонных мостов.
6.2. СВСиУ, применяемые при строительстве и ремонте мостов (шпунты, подмости, понтоны и т.д.). Мероприятия по технике безопасности в проектах строительства и ремонта мостовых сооружений. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций и защите окружающей природной среды в проектах по строительству и ремонту мостовых сооружений.
6.3. Современные монолитные железобетонные конструкции, оснастка и опалубка для их изготовления. Фильм о применении опалубки «Пери».
7. Водопропускные трубы на автомобильных дорогах. Типовые конструкции водопропускных труб. Характерные дефекты и повреждения водопропускных труб. Методика диагностики водопропускных труб и оценки их эксплуатационного состояния. Способы ремонта и усиления водопропускных труб. Современные конструкции водопропускных труб. Арочные трубы. Гофрированные трубы. Особенности расчета, конструкции и устройства современных водопропускных труб. Опыт проектирования и строительства металлических гофрированных структур большого диаметра и возможности их применения при тоннельном строительстве.
8. Обеспечение долговечности транспортных сооружений на стадии проектирования.
Применение новых конструктивных решений при проектировании мостовых сооружений. Мониторинг мостовых сооружений в процессе эксплуатации. Виды мониторинга и необходимое приборное и информационное обеспечение. Непрерывный мониторинг состояния мостов. Мониторинг процесса продольной надвижки пролетных строений моста через реку Волгу у села Пристанное Саратовской области Разработка и реализация проектов эксплуатации мостовых сооружений. Структура проекта эксплуатации. Особенности различных типов проектов эксплуатации. Совершенствование проектов содержания больших мостов.
9. Научные исследования в сфере транспортного строительства. Инновационные решения в мостостроении. О путях развития мостостроения в Российской Федерации. Научное обеспечение транспортного строительства в мегаполисах.
10. Аварии транспортных сооружений. Аварии мостов на Юге России в 2002 году. Авария путепровода в Екатеринбурге. Аварии при надвижке пролетных строений.
11. Применение современных информационных технологий в области транспортного строительства. Дорожно-мостовые сайты и их использование для решения возникающих задач.
Публикации 