Как стальные мосты станут легче, прочнее и долговечнее?

21 января 2023

Применение в строительстве мостов традиционных сталей имеет ряд недостатков, в числе которых увеличение толщин элементов поперечных сечений пролетных строений, ведущее к удорожанию моста. Благодаря сталям классов с460 и с690 можно оптимизировать проекты мостов, что повысит эффективность строительства, прочность и долговечность объектов.

Николай Смирнов
Руководитель проектов в направлении
перспективного инжиниринга
Марки стали 15ХСНД и 10ХСНД классов прочности С345, С390 ограничивают возможности оптимизации проектов с точки зрения металлоемкости и сроков их реализации, а также не позволяют оптимально использовать ресурсы с точки зрения нагрузки на экологию. Альтернативой являются новые марки классов прочности С460, С690.
Строительство моста
Новая марка стали

Результаты сравнения

Инженерная оценка и технико-экономическое сравнение старых марок С345, С390, новых Powerweld 460 (С460), Powerweld 690 (С690) и разрабатываемых С1100, С1300 проводились АО «Институтом «Стройпроект». Целью исследования было определение экономического эффекта от сокращения расхода стали в различных типах пролетных строений на примере расчетной схемы Западного скоростного диаметра в Санкт-Петербурге. Рассматривались несколько конструкций.
Новая марка стали высокой прочности
Powerweld 460
Новая марка стали высокой прочности
Powerweld 690
Сталежелезобетонное пролетное строение по схеме 3×84 м рассчитано на четыре полосы автомобильного движения и обладает шириной 19,8 м. Пояса главных балок имеют постоянную ширину 2,4 м и переменную толщину от 16 до 50 мм, что соответствует действующим расчетным усилиям. Длина монтажных блоков — 12 и 15 м.

Сталежелезобетонное пролетное строение по схеме 102+126+102+2×84 м рассчитано на восемь полос автомобильного движения и имеет ширину 38 м: две проезжих части шириной по 17,5 м, с разделительным ограждением между ними, два служебных прохода шириной по 0,75 м.
Прикрепления элементов решетки главных ферм к фасонкам-вставкам на поясах выполнены на высокопрочных болтах. Главные фермы объединены между собой поперечными связями с шагом 12 м, расположенными в плоскости раскосов решетки. Ортотропная плита — сварная по листу настила и с фрикционными соединениями на высокопрочных болтах М22 по продольным и поперечным ребрам жесткости.

Поперечные ребра ортотропной плиты — таврового сечения. Стенка высотой 680 и 780 мм, толщиной 12 мм. Высота ряда участков плиты, на которых предусмотрена установка опор освещения и рам дорожных знаков, различается. Пояса поперечных ребер — разного сечения. В зависимости от действующих усилий, от 260×16 до 400×32 мм.

Рекомендации

Инженерная оценка и технико-экономическое сравнение старых марок С345, С390, новых Powerweld 460 (С460), Powerweld 690 (С690) и разрабатываемых С1100, С1300 проводились АО «Институтом «Стройпроект». Целью исследования было определение экономического эффекта от сокращения расхода стали в различных типах пролетных строений на примере расчетной схемы Западного скоростного диаметра в Санкт-Петербурге. Рассматривались несколько конструкций.
1
Применение сталей высокой прочности класса С460 является перспективным направлением развития стального мостостроения. При их использовании расход металлоконструкций может быть уменьшен в среднем на 4−6%. Применение сталей высокой прочности класса С690 также является перспективным, При их использовании расход металлоконструкций может быть уменьшен в среднем на 10−15%.
2

Применение стали С460 и С690 возможно для следующих элементов пролетных строений: нижние и верхние пояса главных балок, стенки опорных блоков, опорные ребра и диафрагмы, накладки в стыках главных балок

3

При экономическом сравнении не учтен положительный экономический эффект от применения стали марки С460 и С690. Затраты могут быть снижены за счет перевозки пролетного строения железнодорожным транспортом, окраски пролетного строения как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации сооружения. Уменьшение веса пролетного строения поспособствует снижению затрат на строительство опорных частей и фундаментов моста.

4

Дополнительным преимуществом от изготовления пролетных строений из сталей С460 и С690 видится уход от использования пакетных поясов, а при возможности изготовления проката с шагом 2 и 3 мм — снижение веса металлоконструкций за счет более полного использования сечений элементов пролетного строения.

5
С 1 июля 2021 года марка С460 включена в перечень применяемых материалов СП 35.13 330.

Похожие публикации