Вантовые мосты — дань моде или экономическая целесообразность?

В России сегодня эксплуатируется около 100 тысяч мостовых сооружений разного класса. Основная масса из них — безымянные мосты-труженики, расположенные на всевозможных трассах, которые проезжают, не особо замечая. Другое дело — городские мосты. Каждый из них имеет свое название, свое место в городской жизни.

Вантовые против арочных

— Мосты, а особенно городские, всегда привлекают к себе внимание, — говорит доцент МАДИ Алексей Агеев. — Их строительство обсуждается на самом высоком уровне — с одной стороны, потому что это дорогие сооружения, с другой — каждый мост имеет для данного региона огромное экономическое значение. И, конечно, они привлекают внимание общественности, потому что оказывают большое влияние на формирование архитектурного облика городов.

В СССР было построено несколько крупных вантовых мостов: в Грузии через реку Магану (введен в эксплуатацию в 1932 г.), через реку Нарын в Киргизии, в Киеве были построены два вантовых моста — Рыбальский (1963 г.) и Московский (1976 г.), в Риге через реку Даугаву (1981 г.). Первый мост на территории Российской Федерации был построен через реку Шексну в Череповце (1979 г.).

Московский мост через Днепр, г. Киев, Украина

Обе столицы избегали возводить вантовые мосты, потому что, по мнению Алексея Владимировича, для Москвы и Петербурга больше характерны арочные мосты. Они не подавляют вид на город, на набережные. К сожалению, габариты пологих мостовых арок нередко подрывают безопасность судоходства.

В обеих столицах вдоль русла рек построено очень много красивых зданий, но такой вантовый мост, как Живописный в Москве (введен в 2007 г.), «тянет одеяло» на себя своей необычностью, насыщенно-красным цветом арочного пилона, множеством вант и до сих пор не нашедшим себе какое-либо применение остекленным шаром под аркой. Поэтому многие москвичи, особенно определенная часть архитектурной общественности столицы, относятся к этому « шедевру» мостостроения без каких-либо восторгов.

Живописный мост, г. Москва

В русле мировых тенденций

Существует множество конструктивных форм мостов. Это сооружения с балочными, рамно-балочными, балочно-консольными, арочными, висячими, вантово-балочными пролетными строениями. Выбор конструктивных решений городских мостов в каждом конкретном случае зависит от комплекса условий: природных, экономических, градостроительных и во многом — от темпов и сложности строительства, подчеркивает Алексей Агеев. Например, когда выбирали тип моста между городами Муром Владимирской области и Навашино Нижегородской, предпочтение было отдано вантовой конструкции, потому что Ока славится крутыми берегами, быстрым течением, а ставить большое количество промежуточных опор, которое потребовали бы традиционные балочные конструкции пролетных строений, экономически невыгодно. Вантовые мосты позволяют перекрывать водные преграды большой протяженности с незначительным количеством промежуточных опор.

Увлечение вантовыми мостами в России в последние годы во многом объясняется мировыми тенденциями, считает д. т. н., профессор МИИТ Владимир Фридкин (фото слева). Они начали завоевывать все большую популярность с 50-х годов прошлого века, а в последние 20—30 лет во всем мире наблюдается бум строительства вантовых мостов. Особенно их много в США и Европе. По мнению Владимира Фридкина, в инженерном творчестве, как и в искусстве, каждое поколение хочет привнести что-то свое. Для нынешнего поколения инженеров — это вантовые мосты. Подтверждение тому — при выборе равнозначных вариантов — висячий кабельный или вантовый мост — нередко предпочтение отдается вантовому, хотя, как считает Фридкин, висячие кабельные мосты имеют неоспоримые преимущества перед вантовыми, если необходимо перекрывать главные пролеты больше 600—800 метров.

За последние годы достигнуто несколько мировых рекордов по длине пролетов вантовых мостов. Еще совсем недавно считалось, что предел протяженности пролета вантового моста — 500—600 метров. И вдруг один рекорд за другим. В 1995 г. во Франции был построен вантовый мост Нормандия через Сену с длиной главного пролета 935 м. В 1999 г. — мост Татара в Японии между островами Икучидзима и Охимисима — 970 м. Затем новый рекорд поставил Китай своими мостами Сутун через реку Янцзы (2008 г.) с длиной главного пролета 1088 и Мост камнерезов в Гонконге — 1018 м (2009 г.).

Вантовый мост камнерезов, Гонконг, Китай. Длина основного пролета 1018 м

В 2012 г. эти мировые рекорды побила Россия, построив мост, соединивший материковую часть Владивостока с островом Русский, с длиной главного пролета 1104 м. Русский мост вызывает много споров, экономически он начнет себя оправдывать еще не скоро — когда будет существенно освоена территория острова. Но, как считает Алексей Агеев (фото слева), и не только он, такие прорывы нужны стране. Однако, как показали результаты проектных проработок, выполненных в МИИТ, висячий вариант этого моста при главном пролете 1300 м мог бы быть возведен в те же сроки, что и осуществленный проект, но обошелся бы по меньшей мере на 20% дешевле — без ущерба комплексной безопасности и долговечности сооружения. Правда, тогда бы не было российского рекорда, потому что на сегодня мировой рекорд протяженности пролета висячего моста Акаши (Япония) — 1991 метр.

Бал правит экономика

Вантовые мосты строили, конечно, и в прежние времена. Но благодаря достижениям в науке и технике последних десятилетий, внедрению компьютерных технологий в проектирование инженерных сооружений появились технические и экономические условия для быстрого возведения такого типа мостов и удешевления их эксплуатации.

Так, стало возможным быстро и с большой точностью производить сложнейшие расчеты при их проектировании. Важно правильно рассчитать нагрузки и учесть все факторы. Например, после ввода в эксплуатацию вантового моста через Обь в Сургуте было замечено, что при определенной ветровой нагрузке ванты вибрируют. К решению проблемы были привлечены ведущие специалисты-мостовики, было разработано и реализовано техническое решение, исключившее вибрацию.

Русский мост, г. Владивосток

На первых вантовых мостах для изготовления канатов использовали отечественную высокопрочную проволоку. На новых мостах чаще используют ванты зарубежного производства. Так, для моста на остров Русский их поставляла французская фирма, которая теперь считает российский мост отчасти французским, поскольку ванты — одна из главных составляющих конструкции моста. Для моста на трассе Адлер—Сочи ванты также закупали за границей. Современные вантовые канаты формируются из параллельных прядей диаметром 15,7 мм, каждая из которых состоит из 7 стальных оцинкованных проволок. Ванты включают в себя от 12 до 127 прядей и комплексно защищены от неблагоприятных внешних воздействий внутренней защитой и внешней оболочкой.

Научные разработки в области совершенствования вантовых систем продолжаются. Внедряются все более надежные марки стали, японские ученые предложили новые технологии создания вант на основе полимерных материалов из углеволокна. Такие ванты в несколько раз прочнее стальных.

Значительно удешевили, ускорили строительство и эксплуатацию вантовых мостов мировые достижения в области разработки новых полимерных материалов, современной мощной техники, антикоррозийной защиты сооружений. Все эти достижения целесообразно быстрее внедрять и в отечественное мостостроение.

Например, когда строили Большой Обуховский мост в Петербурге (2004 г.) — первый вантовый мост в городе — подрядная фирма, чтобы смонтировать пилон высотой 126 м, приобрела кран грузоподъемностью 400 тонн и длиной стрелы 160 метров. Также для строительства этого моста был использован кран на гусеничном ходу грузоподъемностью 300 тонн. Использование такого мощного современного грузоподъемного оборудования позволило значительно сократить срок строительства моста.

Большой Обуховский мост, г. Санкт-Петербург

Кстати, в развитие мысли Алексея Агеева о городских доминантах — Большой Обуховский мост — нынче самое высокое сооружение Петербурга, он выше Адмиралтейского шпиля. Но, правда, он возведен вне исторической зоны, в рамках Кольцевой автодороги. Огромное его достоинство в глазах жителей Петербурга — он не разводной, а значит, по нему можно проехать в любое время суток.

«Хороших» берегов всё меньше

 Есть и еще одно объяснение, возможно, субъективное. В России, конечно, мостов не хватает. Их число на федеральных и региональных автодорогах оценивается в 65—70 тысяч. Кроме того, множество мостов существует на местных дорогах, данные по их количеству отсутствуют. На железных дорогах страны — более 30 тысяч мостов. Для сравнения: в США — около 615 тысяч.

Но для тех мостов, которые уже построены, подобраны наиболее подходящие участки в речных руслах.

Интенсивность строительства нарастает, поскольку существующие трассы, особенно автомобильные, не справляются с транспортной нагрузкой, а любая новая дорога — это новые мосты. Выбрать же подходящее место не так-то просто. Большая ширина реки, оползневые явления, интенсивное судоходство, большие перепады между высотой левого и правого берега, стремительное течение, глубина свыше 30—40 метров — все это факторы, заставляющие склоняться к выбору в пользу вантовых мостов. По классическим канонам расчета экономичности мостов стоимость строительства опоры должна быть близка к стоимости строительства пролетного строения. А при прохождении через широкие, глубокие водные преграды этого можно достигнуть за счет увеличения длины пролетов мостов, что позволяют делать висячие и вантовые конструкции, и не только на водных преградах. В Петербурге в 2008 г. открылся единственный в России вантовый путепровод через пути Октябрьской железной дороги в створе проспекта Александровской Фермы. Путепровод перекрывает без промежуточных опор пространство почти в 200 метров, под ним проходит 21 станционный путь.

Такие же труженники

Строительство вантовых мостов в России стало обычным явлением. Их открытием отмечают юбилеи, важные события в жизни страны или региона. Так, Большой Обуховский планировалось сдать к 300-летию Петербурга. Вантовый мост Миллениум в Казани (2007 г.) был возведен к 1000-летнему юбилею татарской столицы. Это самый высокий мост в городе. Он пересекает реку Казанку, соединяя улицу Вишневского с проспектом Амирхана в рамках Малого Казанского кольца. Мост необычен тем, что его пилон выполнен в форме буквы «М».

Вантовый мост Миллениум, г. Казань

Золотой и Русский мосты во Владивостоке были возведены в рамках подготовки к саммиту АТЭС в 2012 г.

Заканчивается строительство вантового моста на трассе Адлер—горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» в Сочи, которая будет введена к Олимпийским играм 2014 года. Трасса протяженностью 50 км сложная, проходит в горной местности, поэтому на ней будет почти 70 мостов, вантовый — один из основных. На Юге России он первый.

Впрочем, какой мост ни возьми, он прежде всего — труженик, красавец он или выполнен по типовому проекту.

— В России есть планы по дальнейшему строительству вантовых мостов, — говорит исполнительный директор Ассоциации мостостроителей России Сергей Мозалев. — В Благовещенске — через Зею. Возможно, в Москве — в районе ММДЦ «Москва-Сити». Решается вопрос с выбором конструкции моста через Лену в районе Якутска, где одним из вариантов рассматривается вантовая конструкция. Есть проектные решения по мосту через Волгу в Дубне и много других; в России, чтобы решать транспортные проблемы, нужно строить сегодня тысячи мостов в год. Но вантовые мосты всегда будут уникальными

Татьяна ШАВИНА