ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ МОСТОВ

 Коротков Л.И. – филиал АО ЦНИИС НИЦ «Мосты».

 

Посвящается Скопичу Василию Моисеевичу - исследователю и разработчику нормативных документов для строительства железобетонных конструкций мостов в «северной строительно-климатической зоне».

 

В ближайшее время потребуется построить большое количество объектов транспортного строительства (в том числе мостов) в арктической зоне России в связи с развитием Северного морского пути и разработкой полезных ископаемых в этих районах.

 

Конструкции мостов эксплуатируются в очень сложных природных условиях и относятся к объектам наивысшего (1 уровня) ответственности по возможным экономическим, социальным, экологическим и политическим последствиям в случае их отказа. В качестве примера можно привести недавнее разрушение путепровода и выключение из работы на 6 часов Транссибирской магистрали или строительство с помощью военных (временного на год) обхода г. Велиж в Смоленской обл. в связи с обрушением пролета моста (стратегического значения) через р. Западная Двина.

 

Кроме того следует отметить, что расчетный срок службы мостов составляет 100лет.    И среди них в нашей стране имеются «мосты – долгожители». Можно отметить городские мосты через р. Волга в г. Тверь – Староволгжский возраст более 110лет и Нововолжский, пролетные строения которого были изготовлены в Англии еще в 1834г, т.е. еще при жизни А.С. Пушкина. Автор принимал активное творческое участие в обследованиях этих мостов (начало нашего века), по результатам которых было дано заключение о возможности их эксплуатации без каких-либо ограничений.

 

Также необходимо учитывать, что к городским мостам, кроме технических требований, предъявляются высокие архитектурные требования -  в качестве примера следует привести более 600 Санкт-Петербургских мостов, включая современный большой железобетонный через р. Неву мост Александра Невского (находясь на преддипломной практике, автор принимал участие в его строительстве, в том числе и в перевозке на плаву первых двух «птичек» длиной по 129 м и весом по 5,5тыс. т каждая. Потом полученный опыт использовал в своем дипломном проекте). К сожалению, последний вантовый мост через р. Нева уродует весь исторически сложившийся облик города. (Автор принимал участие в испытаниях этого моста).

 

В процессе строительства и последующей эксплуатации мосты воспринимают комплексное воздействие  ветра и осадков, солнечного излучения и перепадов температуры, воздействие низких отрицательных температур в северной строительно- климатической зоне (конструкции северного исполнения) и высоких с низкой или очень высокой относительной влажностью в южных районах (особенно Дальний Восток с очень высокой влажностью) , агрессивной среды и воздействие морской воды при значительных временных нагрузок от подвижного состава  – особенно железнодорожных мостов -  включая пульсационные (выносливость) и знакопеременные деформации при очень высокой интенсивности движения грузовых составов (Транссибирская магистраль, особенно при освоении современного шелкового пути, доставки грузов из Китая в Западную Европу).

 

Поэтому для определения возможности и условий применения новых материалов для мостостроения необходимо выполнять дополнительные нестандартные испытания, учитывающие эти сложные условия окружающей среды и условия эксплуатации.

 

При разработке нормативных документов и последующем проектировании и строительстве на территории с низкими отрицательными температурами (объекты северного исполнения) необходимо предусматривать дополнительную их надежность в связи с низкой населенностью этих районов и трудностями с доступностью для их осмотров и обследований, а также сложностями организации их ремонта.   К территориям северного исполнения относились территории, на которых средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки согласно данных главы СНИП II-А.6-62 «Строительная климатология и геофизика. Основные положения проектирования», имеет значения ниже минус 400С.  Впоследствии вместо пятидневки ввели однодневку.

 

Исследования по этой тематике были начаты в начале 60 –х годов прошлого века и продолжались почти 20 лет. Все это время ее бессменным руководителем и исполнителем был В.М.Скопич.

Во второй половине 60 –х годов были выполнены уникальные испытания крупномасштабных железобетонных изгибаемых образцов до разрушения ударной нагрузкой при воздействии отрицательных температур ниже минус 550С. Работа выполнена в г. Кызыл-Можалык (Красная Гора) в Тувинской республике. Далее выполнены долговременные наблюдения за мостами, расположенными в различных климатических зонах.  На основании результатов собственных исследований и результатов исследований и проектных разработок, выполненных НИИЖТ, НИИмостов ЛИИЖТ и Союздорпроекте были разработаны Ведомственные строительные нормы (ВСН) – «Указания по проектированию и строительству железобетонных и бетонных конструкций   автодорожных и городских мостов и труб, предназначенных для эксплуатации в условиях низких отрицательных температур (северное исполнение)»  ВСН 155-69 и ВСН 155-78  , а также Указания ………. железнодорожных мостов и туб ……..(северное исполнение) ВСН 151- 68, ВСН 151-78. В этих документах вводились дополнительные требования к основным строительным материалам, некоторым нормативных положениям по расчету, конструированию и по технологии производства работ. В «Указаниях…. )  60-х годов впервые предусматривалось применение уникальной новой специальной «северной» арматурной стали марки 10ГТ, производства Макеевского металлургического завода им. С.М. Кирова (в настоящее время Луганская народная республика). В разделе, посвященном требованиям по производству работ, было указано, что изготовление элементов железобетонных конструкций должно производится только на постоянно действующих специализированных предприятиях.  Среди основных требований выделяется наличие на этих предприятиях лабораторий, отделов технического контроля и заводской мостовой инспекцией, которые должны осуществлять систематический квалифицированный контроль за качеством применяемых материалов, соблюдением технологического процесса и качеством готовой продукции, квалифицированными кадрами ИТР и рабочими. К сожалению в современных условиях об этом приходится только мечтать. Предприятия, которые стремятся выполнять эти требования ведут тяжелую борьбу за свое выживание. А процветают такие предприятии как печально известный Усть- Лабинский завд ЖБК.

 

Эти нормативные документы были рассмотрены Главмостостроем (14 мостостроительных трестов, 7 крупнейших заводов МЖБК и несколько заводов по производству металлических мостов), Главстройпромом, Главтранспроектом , Минавтошосдорм РСФСР, Союздорнии, Ленгипртрасмост, Техническим управлением и секцией строительства мостов Технического совета Минтрасстроя, Главным управлением пути и Научно-техническим советом МПС. Очень часто эти рассмотрения сопровождались жаркими аргументированными спорами, где разработчику приходилось отстаивать свои предложения. При этом в этих организациях работали не современные менеджеры и экономисты, а высококвалифицированные опытные специалисты. Указанные документы были особенно востребованы при возведении БАМа.

 

В середине 80-х годов работы по Северному исполнению были отмечены бронзовой медалью ВДНХ СССР.  К сожалению, эту награду В.М. Скопич не успел получить. Ее справедливо вручили постоянному и верному его помощнику технику В.И. Яковлеву.

 

В.М. Скопич работал в Союздорнии и его кандидатская диссертация была посвящена деревянным мостам. Первые его публикации по тематике преднапряженного железобетона появились в 1950г, а по исследованию стальных канатов для преднапряженного железобетона в 1955г. После выхода его монографии «Автодорожные мосты из напряженно-армированного бетона» в 1957г (объем 310 страниц и 129 литературных источника в том числе 32- иностранных) он стал одним из самых «продвинутых» специалистов в области преднапряженного железобетона. Поэтому его пригласили в отделение Искусственных сооружений ЦНИИСа заведующим лаборатории железобетонных мостов. Однако он не выдержал конкуренции с таким «тяжеловесом» как Н.М. Колоколов и остался старшим научным сотрудником руководителем группы.

 

Одновременно с тематикой «северного исполнения» он успешно проводил фундаментальные исследования высокопрочной проволоки и канатов для армирования предварительно - напряженных мостовых конструкций. Отличительной особенностью этой работы является налаживание тесных творческих связей со всеми производителями проволоки и канатов, а также с головной научной организацией отрасли - Магнитогорским НИИ. Во всех этих организациях он пользовался непререкаемым авторитетом и уважением. На протяжении более 15 лет он принимал творческое участие в отработке новых видов проволоки и проводил испытания продукции всех производителей высокопрочной проволоки. На основании результатов испытаний были даны предупреждения - продукцию каких предприятий не рекомендуется применять.  Следует отметить, что в лихие 90ые годы именно эти предприятия выжили, «хорошие» обанкротились. Основным вкладом проведенных исследований следует считать опубликованные требования к высокопрочной проволоке, которые и в настоящее время являются основой этой отрасли.

 

Следует отметить, что В.М. Скопич и доцент ЛИИЖТа  Н.Ф. Махновский начали проводить испытания арматуры на склонность к хрупкому коррозионному разрушению (в инженерных кругах называлось ХРКР). Последний предложил метод испытаний с базой испытаний в 1000 часов. В последствии в НИИЖБ разработал метод испытаний в кипящий нитратах с базой испытаний в 200 часов (Г. М. Красовская). Этот метод принят в ГОГСТ 10884 на термоупрочненную арматуру в другие нормативные документы.                                                                           К достижениям В.М. Скопича необходимо отнести и разработку коррозионностойкой оцинкованной высокопрочной проволоки.

 

Автор удостоился чести оформить по подготовленным им данным в виде таблиц и графиков плановый отчет. Со стабилизированной высокопрочной проволокой, способ производства которой разработанный английской фирмой «Самерсет» неудачно пытался усовершенствовать Магнитогорский НИИ, пришлось разбираться уже самостоятельно.

 

В.М. Скопич являлся прекрасным аналитиком и к нему направлялись результаты исследований и испытаний всех организаций, работающих как по северному исполнению, так и по высокопрочной проволоке и канатам. При этом выполнялся огромный объем собственных испытаний. Так постоянно проводились испытания проволоки на выносливость и воздействию низких отрицательных температур (минус 20, 40 и 600С). При этом необходимо отметить высокую трудоемкость обработки результатов испытаний графическим способом (это на заре широкого применения вычислительной техники). При этом в его группе работали лаборант и техник (Яковлев В.И.), который 25 лет (с 1965 по 1981гг) был его постоянным помощником и доверенным лицом. Он выполнял все испытания проволоки и канатов, осмотры находящихся под долговременным наблюдениям мостов, а также принимал активное участие и в испытаниях железобетонных образцов при низких отрицательных температурах в Туве. На время осмотров мостов ему придавались временные помощники.

 

Таким образом, В.М. Скопич был ярким представителем «пролетариев советской прикладной науки», работы которых успешно развивали отечественное мостостроение, отличавшееся оригинальными и необычными самобытными решениями. В настоящее время при универсальных специалистах- дилетантах приходится бороться с переделкой западных нормативных документов. К таким «достижениям» необходимо отнести принятие нового ГОСТ 34028 2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций», разработанный на основе ГОСТ 52544-2006 «Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500 и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия».  В начале 90х годов автор перекрыл доступ арматурной стали класса А500 и А500С в мостостроение. Эти стали до сих пор не вошли в нормативные документы для мостостроения.  В период разработки ГОСТа 2006г НИЦ «Мосты» дважды направлял свои отрицательные отзывы, подготовленные на основе отзывов ведущих проектных и строительных организаций. Новый документ отменяет действующие на протяжении нескольких десятилетий ГОСТ 5781 и ГОСТ10884, что может привести к разрушению основ железобетонного мостостроения.  По требованию металлургов ввод ГОСТ 34028 был перенесен на 2019г. Таким образом этот документ действует уже целый месяц, а необходимый для мостостроения ГОСТ 5781 вне закона.