Как в Москве строят мосты — от создания 3D-модели до запуска движения
Москва. 24 июня. Mos.ru — Чтобы жителям было комфортно передвигаться по городу, в Москве действует масштабная программа по строительству автомобильных, железнодорожных, пешеходных мостов, а также метромостов. Как их сооружают — в материале mos.ru.
Мосты не только украшают столицу, но и играют важную связующую роль, соединяя берега. С 2011 года в городе возвели 38 автомобильных, железнодорожных и пешеходных мостов через Москву-реку, Яузу, Сетунь, Сходню и другие водоемы. Сейчас в работе еще 10. Например, велопешеходный через Нагатинский затон. При этом мосты — сложные инженерные сооружения, каждое из них требует уникальных технических решений. От начала проектирования до запуска движения проходит до пяти лет.
Мы продолжаем рассказывать об этапах строительства транспортных объектов в Москве. В прошлых материалах речь шла о станциях метро и дорогах. Теперь исследуем процесс возведения мостов. Почему не бывает двух одинаковых переправ, какие новые технологии помогают проектировать неординарные конструкции, что такое метод надвижки и как «приручают» привередливый бетон в морозы — в нашем материале.
Балочный, подвесной или в виде паруса. Шаг первый: проектирование моста
Строительство мостов, как и других объектов, заложено в генплане города. Но в нем лишь обозначены перспективы соединить берега. К разработке проекта приступают, когда в переправе возникает необходимость.
«При развитии города следует смотреть на перспективу с горизонтом планирования 10–15 лет. Если нагрузка на автомобильный мост растет, мы рассчитываем, есть ли возможность возвести еще один, будет ли он эффективен, не лучше ли проложить тоннель. Также мы оцениваем, какие районы свяжет переправа, как она повлияет на движение. По результатам исследований принимаем решение о строительстве. Сегодня в Москве действует масштабная программа по сооружению мостов — автомобильных, пешеходных, железнодорожных, метромостов», — рассказал заместитель председателя Москомархитектуры Максим Кандыбайло.
Взять типовой проект и поместить его в нужную точку на карте города не получится. В мире не существует одинаковых мостов, каждый из них уникален. Техническое решение зависит от типа сооружения (автомобильный или пешеходный, совмещенный), ширины судоходного русла, глубины водоема, состояния дна.
Поэтому в разработке проекта участвует большая команда — градостроители, архитекторы, топографы. Геологи и гидрологи проверяют дно с помощью эхолокации и состояние почвы под водой. Они должны определить, где проходят грунтовые воды и подземные реки, найти несущие почвы, то есть те, которые выдержат вес моста. Например, специалисты бурят дно до глубины 20–30 метров, где берут образцы грунта.
Сначала продумывают планировку территории: где переправа пересечет реку, какие дороги нужно будет реконструировать, какие инженерные коммуникации переложить (если часть из них спрятана в дюкерах, их маршруты скорректируют). После приступают к конструированию моста.
Самый древний тип — балочный. Его «предком» был ствол дерева, переброшенный через ручей. Это самый удобный в строительстве мост: дорожный настил просто опирается на балки. Но в Москве нередко отходят от традиционных балочных и создают переправы неординарной формы, которые становятся произведениями искусства. Помогают в этом новые технологии.
«Креатив должен быть реализуем. Можно придумать самую причудливую конструкцию, но будет ли она надежной? Рассчитать прочность будущего строения позволяет компьютерное моделирование. Например, его использовали при проектировании моста через Москву-реку в Хорошево-Мневниках около улицы Новозаводской. Пролет получался длинным, около 250 метров, поэтому мы выбрали вантовый тип сооружения (висячий мост, на котором пилоны соединены с дорожным полотном стальными тросами, иначе говоря — вантами). Появилась идея: решили соединить ванты конструкцией в виде огромного белого паруса. И программа подтвердила, что задумку можно воплотить в жизнь», — поделился Максим Кандыбайло.
А технологии информационного моделирования упростили работу в команде. Если раньше проект передавали из отдела в отдел, то сейчас специалисты взаимодействуют в единой программе и одновременно дополняют 3D-модель переправы. Надвижка или монтаж готового моста.
Шаг второй: выбор метода строительства
На чертежах мост протянулся над гладью воды. Но как его возвести и не помешать движению речного транспорта? Определиться с методом строительства — тоже задача не из легких, утверждает Максим Кандыбайло.
«Метод укрупнительной сборки — самый простой. Засыпают часть акватории грунтом, создав искусственный островок суши, при помощи крана монтируют мост, потом этот островок убирают. Но по той же Москве-реке суда курсируют круглый год. Поэтому для столицы более оптимальный вариант — метод надвижки: многотонную конструкцию собирают по частям на отдельной площадке, называемой стапельной, и двигают мощными домкратами от одного берега к другому. Средняя скорость установки — семь метров в час. Методом надвижки создали переправу через затон Новинки», — пояснил специалист.
А метод монтажа готовой конструкции подойдет, когда нужно уложиться в короткие сроки. Уже собранное сооружение доставляют по реке на барже, на месте поэтапно монтируют в проектное положение. Таким способом сейчас возводят мост через Водоотводный канал Москвы-реки. Сваи глубоко под землей и шатры для застывания бетона.
Шаг третий: сборка
Проект утвержден и выдан подрядчику. Тот будет претворять идею в реальность. В строительстве участвует множество специалистов: инженеры, механики, геодезисты, монтажники, сварщики. На подготовительном этапе расчищают площадку, прокладывают обходные пути для пешеходов, устанавливают ограждения, склады и арматурные цеха. Затем строго по координатам, заданным проектировщиками, в грунт помещают сваи — они и станут фундаментом моста.
Сваи бывают буровые и забивные. Забивные наиболее удобны, они погружаются в почву специальными гидромолотами. Но у них есть недостаток: вибрационное воздействие на ближайшие здания, коммуникации и подземные объекты. В Москве предпочитают буровые сваи: бурят скважины и погружают в них бетонную смесь для создания ствола опоры. Такие сваи можно утопить на глубину до 100 метров, чтобы опереться на несущие грунты и при этом не оказать негативного влияния на окружающую застройку. Верхней частью фундамента служит ростверк — монолитная конструкция, распределяющая нагрузку на сваи. Одна часть ростверка скрыта под землей, другая видна на ее поверхности.
Опоры крепятся к ростверку и во многом определяют архитектурно-художественный образ переправы. Мост через затон Новинки, открытый в 2023 году, держится на тонких светлых опорах, придающих сооружению легкость. Другое дело Лефортовский мост, старейший в столице, построенный в конце XVIII века. Его массивные опоры образуют между собой арки. А парящий мост в «Зарядье» и вовсе не имеет опор, он буквально висит в воздухе над Москвой-рекой.
Следующий шаг — уложить на опоры пролетное строение. Оно может быть балочным, сталежелезобетонным, вантовым, ферменным (несущие конструкции последнего состоят из металлических треугольников, известных как фермы). Порой пролетов несколько, и тогда их объединяют общей плитой из железобетона или металла. Кстати, все материалы на стройке проходят входной контроль. Образцы бетона проверяют на прочность в лабораториях, конструкции измеряют на соответствие чертежам. За каждым этапом работ наблюдают специалисты. Они следят, чтобы подрядчик использовал современные технологии и качественные материалы.
«Например, сегодня в железобетон добавляют противоморозные модификаторы, которые не дают ему трескаться при минусовых температурах. Бетон вообще не дружит с холодом. Зимой его оставляют застывать в отапливаемом месте — огромном шатре с теплогенераторами. А ультразвуковая диагностика позволяет “просветить” швы моста так же, как рентгеном. Если прибор запищал, значит, в стыке есть пора или непровар, сварщику следует его переделать», — подчеркнул директор дивизиона «Дорожное строительство» инжинирингового холдинга «Мосинжпроект» Дмитрий Шмидт.
Асфальтирование и архитектурная подсветка. Шаг четвертый, заключительный
Поверх пролетного строения укладывают гидроизоляцию и слои «дорожной одежды», в том числе асфальтобетон. Последние штрихи — нанесение разметки, установка дорожных знаков, ограждений, опор освещения, систем водоотвода и видеонаблюдения. Иногда переправу украшают архитектурной подсветкой.
«Еще мосты оснащают автоматической противогололедной системой. Ее погодные датчики фиксируют низкие температуры и осадки, после чего форсунки, подведенные к дороге, распыляют жидкие реагенты. Система необходима, так как мосты легко покрываются льдом: у реки более резкие перепады температур», — отметил Дмитрий Шмидт.
Перед началом движения мосту предстоит заключительный тест на прочность. В уязвимое положение — на середину пролета — запускают КамАЗы, груженные песком. Пешеходный мост экзаменуют сотней мешков с песком. Если прогибов не обнаружено, можно открывать новую переправу.
