Строительство мостового перехода на остров Русский
через пролив Босфор Восточный во Владивостоке

Крупнейшие вантовые мосты мира на примере моста через пролив Босфор Восточный
Крупнейшие вантовые мосты мира на примере моста через пролив Босфор Восточный

Уважаемые коллеги!

Считается, что один из первых в истории вантовых мостов был построен в XVI-XVIII веке в Италии. За период своего существования вантовые мосты прошлидостаточно большой путь развития: от полного затмения этих конструкций, считавшихся абсолютно ненадёжными, до строительного бума. За последние несколько десятков лет в мире было построено большое количество вантовых мостов. Как минимум 60 таких сооружений имеют пролёт более 800 м. и как минимум 20 сооружений имеют пролёт от 500 до 1000 м. Наиболее интересные, на мой взгляд, конструкции представлены мною в презентации: это мост Нормандия во Франции, мост Татара в Японии, мост Камнерезов и Сутонг – в Китае и мост через пролив Босфор Восточный, возле которого мы сейчас с вами находимся.

Слайд 3. Мост «Нормандия»

Это сооружение сразу существенно увеличило рекорд по центральному пролёту. Величина основного пролета моста – 856 м. , что на 70% было больше предыдущего вантового сооружения. Этот мост держал рекорд в течении 5 лет и его общая длина мостового перехода составляла более 2 км. Проектировался и строился этот мост с 1988 по 1995 годы.

Слайд 4.

Характерной особенностью сооружения является балка жесткости. В основном пролёте балка жесткости выполнена из металла, а в боковых пролётах – из железобетона. Это позволило обеспечить как анкерное закрепление центрального пролёта, так и обеспечить аэродинамическую устойчивость сооружения в целом.

Слайд 5.

Балку жесткости поддерживают две плоскости вант, расположенных по схеме «веер» и длина самой длинной ванты составляет 450 метров, ширина балки жёсткости – 23 метра. Высота А-образных пилонов моста составляет 215 метров. Фундаменты моста – на буронабивных сваях длиной до 56 метров. При строительстве мостового сооружения было принято несколько разных интересных решений. В частности: балка жесткости собиралась на уклоне порядка 6% - это очень большой уклон и была предложена система специальных вертикальных и горизонтальных домкратов, которые позволили выполнить надвижку этого сооружения. Кроме того с самого начала ведения строительных работ была разработана система мониторинга, которая отслеживала строительство моста на всех этапах и даже эта система была внедрена уже в готовое сооружение и до сих пор действует.

Слайд 6. Мост «Татара»

Величина основного пролёта – 890 метров, Проектировался и строился мост с 1990 по 1999 годы. Характерной особенностью моста явилось проектирование его пилонов.

Слайд 7.

Было предложено несколько конструкций моста. На проектной стадии предлагался А-образный пилон, но, к сожалению, его горизонтальная жесткость в плоскости пилона не позволила применить эту конструкцию, поэтому было предложено еще несколько решений и в конечном итоге выбор был остановлен на пилоне в виде перевёрнутой буквы «Y». Высота пилона составила 226 метров.

Слайд 8.

Для обеспечения устойчивости моста по итогам аэродинамических испытаний в аэродинамической трубе была предложена 3-х секционная металлическая балка жесткости с устройством внешних обтекателей. Высота балки составила 2,7 метра и общая ширина – порядка 32 метров. В связи с высокой сейсмоопасностью района строительства, мост считался под сейсмическую нагрузку 8,5 баллов, что является самым большим показателем сейсмичности в Японии.

На стадии проектирования данного моста так же были проведены испытания полномасштабной модели моста в аэродинамической трубе, причём испытывался не только сам мост, но и прилегающие территории. После проектирования мост прошёл испытания и показал полный успех японских проектировщиков-строителей.

Слайд 9. Мост «Камнерезов»

Величина основного пролёта – 1018 метров при полной длине моста – 1600 метров. Проектировался и строился данный мост с 2002-го по 2009 годы.

Уникальность данного сооружения состоит, прежде всего, в величине основного пролёта и в конструкции балки жесткости.

Слайд 10.

Балка жесткости сделана 2-х секционной из двух отдельных балок, соединенных между собой поперечными связями. Балку жесткости поддерживают две плоскости вант, собранных из параллельных прядей в плотной компоновке Шаг анкеровки вант в основном пролёте – 18 метров, в боковом пролете – 10 метров. Пилоны моста – одностоечные, причем до высоты 175 метров пилоны выполнены из монолитного железобетона, далее до высоты 293 метра пилоны выполнены из сталежелезобетона, внешняя оболочка выполнена из нержавеющей стали.

Слайд 11.

Строительству моста предшествовала большая группа изысканий. Также была испытана полномасштабная модель и её прилегающие территории, для того, чтобы выбрать наиболее оптимальное решение для строительства.

Слайд 12. Мост «Сутонг»

Величина основного пролета – 1088 метров, при общей длине вантовой части – 2088 метров. Полная длина мостового перехода в целом – порядка 7 км.

Мост проектировался и строился с 2003-го по 2008 годы. На сегодняшний день этот мост пока является самым крупным в мире.

Слайд 13.

Боковые пролёты данного сооружения, в отличие от всех предыдущих, сделаны металлическими, т.е. этот мост полностью металлический. Подмостовой габарит в основном пролёте составляет 62 метра. Высота пилонов сооружения – 308 метров. В основании каждого пилона устроен свайный ростверк из буронабивных свай разного диаметра до 2,8 метра и глубиной свай до 120 метров. Ширина металлической коробчатой балки жесткости – 41 метр, высота – 4 метра.

Слайд 14.

Мост поддерживают две плоскости вант, выполненных из параллельных проволочных прядей. Длина самой длинной ванты составляет 577 метров. На сегодняшний день это является рекордом.

Слайд 15. Мост через пролив Босфор Восточный.

Величина основного пролета – 1104 метра, при общей длине мостового перехода – 1885 метров, а вместе с подходами и эстакадами – более 3 км. Строительство моста осуществляется в рамках подготовки к саммиту АТЭС, который пройдёт летом в г.Владивостоке в 2012 году. При этом продолжительность строительства моста составит всего 43 месяца. Уникальность данного сооружения, конечно, прежде всего, заключается в величине основного пролёта. Это будет самый большой пролет в мире на момент строительства моста.

Кроме того район строительства мостового перехода характеризуется очень сложными климатическими условиями: перепады температур колеблются от -40 до +40 о С; штормовые ветра, высокие волны, ледовые нагрузки (лёд толщиной до 70 см.) и т. д. Данное сооружение запроектировано с разбивкой на пролеты от 60 до 1104 метров.

Слайд 16.

Общая ширина проезжей части моста составляет 23 метра. Мост рассчитан под 4 полосы движения: по две в каждую сторону и общая ширина пролётного строения – 26 метров. Балка жёсткости центрального пролёта – цельнометаллическая, коробчатого сечения с четырьмя стенками, металлическая часть балки жесткости будет заходить на боковые пролёты на величину до 70 метров от оси пилонов. Боковые пролёты будут собраны из железобетона. Ванты моста приняты по монострендной технологии с разрывным напряжением прядей 1860 МПа. Шаг вант в центральном пролёте принят 24 метра; в боковых пролётах шаг переменный с уменьшением длины панели вантовой конструкции от пилонов в сторону краёв моста. Длина самой длинной ванты будет составлять 280 метров.

Слайд 17.

Навигационный подмостовой габарит принят равным 70 метров. Высота пилонов при этом составит 320 метров. До начала рабочего проектирования моста были разработаны специальные технические условия выполнения проектных работ. Эти условия отражают не только общие требования, принятые в нашей стране для проектирования вантовых сооружений, но и опыт строительства зарубежных мостов-аналогов. В частности, в эти технические условия вошёл расчет по требованиям на обрыв вант. В качестве временной нагрузки, согласно российским нормам, принята нагрузка А14, но основными и определяющими работу конструкции воздействиями будут являться ветровые и сейсмические воздействия. Принятая при проектировании, расчетная скорость ветра составляет 38,2 м/с , сейсмическое воздействие принято 8 баллов. Аэродинамические исследования проводились в Дании с проведением продувки полномасштабной модели моста. Причем продувка проводилась как для состояния «готовый мост», так и на промежуточных стадиях строительства сооружения. Все статические и динамические расчеты конструкции и инженерные расчеты осуществлялись с помощью современных программ, в том числе программ, которые были написаны нашими российскими проектировщиками. Следует добавить, что к концу строительства моста, на нём будут применены достаточно новые уникальные решения в части давления конструкции, в части применения аэросейсмических устройств, в части применения специальных деформационных швов и опорных частей, а также в части применения вант и систем гашения их колебаний.

Слайд 18.

Общий сравнительный анализ тех сооружений, которые были названы, представлен на данном слайде. Здесь можно видеть характеристики достаточно похожие для этих мостов, а есть характеристики абсолютно уникальные, в частности касающиеся именно моста через пролив Босфор Восточный. Длина ванта будет составлять 580 метров. По таблице видно, что эта длина не имеет аналогов, высота пилона 320 метров также аналогов не имеет. Что касается ширины балки жёсткости, то по этому показателю мост через пролив Босфор восточный аналогов также не имеет. И если посмотреть на опыт проектирования и на рекомендации по назначению ширины балки жёсткости, то будет видно, что для висячих вантовых мостов обычно соотношение ширины и длины балки жёсткости к длине пролёта не назначают менее, чем 1/40. В нашем случае соотношение равно 1/44.

В заключении хотелось бы сказать следующее:

В последние годы, читая лекции студентам специальностей «Мосты и тоннели» в Санкт-Петербургском Государственном Университете Путей Сообщения (в Бывшем ЛИИЖТе), мы часто говорили, что некоторые основания нашей страны в части строительства вантовых мостов больших и сверхбольших пролётов связаны с разными факторами. Сейчас, в последнее время, имея перед глазами опыт зарубежного строительства вантовых мостов, например мост Сутонг, имея опыт проектирования моста через бухту Золотой Рог здесь во Владивостоке, и имея опыт проектирования и строительства моста через пролив Босфор Восточный, ни о каком основании, мы ,конечно же, уже не говорим. И я считаю, что современная отрасль мостостроения в нашей стране сейчас находится на передовых рубежах.

Спасибо за внимание!

Главный специалист ЗАО «Институт Гипростроймост – Санкт-Петербург»
Алексей Анатольевич Барановский