Проектирование мостов
Источник: Журнал "Наука и жизнь", №9, 2007 год
Автор: Борис РУДЕНКО.
Мосты - продукт, как правило, штучный. Абсолютно похожих среди них почти не попадается, хотя уже тысячи лет создают их с единственной целью: соединить берега, разделенные водным или иным непреодолимым пространством. Оттого строительство мостов давно уже не просто ремесло, а искусство. На свете немало мостов, через которые специально прокладывают туристические маршруты, потому что люди специально едут любоваться их совершенными формами. Мосты могут выглядеть монументально-могучими или ажурно-воздушными, но всегда - прекрасны, как всякое совершенное творение человеческих рук и разума. Теперь и в Москве станет одним таким творением больше: в декабре 2007 года намечено завершить строительство моста через Москву-реку в районе Серебряного Бора.
АРКА ИЛИ ПИЛОН?
Новый мост строился, чтобы соединить проспект Маршала Жукова с Московской кольцевой автодорогой и тем существенно разгрузить улицы города, давно уже задыхающегося в транспортном удушье. Сложность и необычность технической задачи заключались в том, что строить его предстояло в самом неудобном месте, там, где река, совершив поворот, почти километр течет фактически вдоль проектируе мой магистрали, точнее, под ней. Иначе - никак: с одной стороны водозабор, заповедная территория, с другой - густо застроенный жилой район. Потому и мост надо было возводить тоже вдоль, а не поперек водного потока.
Пилоны - основа большинства мостов. Это массивные опоры, поддерживающие мостовые пролеты. Другой вариант поддержки - арка. Опираясь концами в противоположные берега, она несет на себе тысячетонную тяжесть пролетных конструкций. В данном случае ни то, ни другое не подходило. По руслу пилоны устанавливать нельзя, поскольку река должна оставаться судоходной; возводить поддерживающую арку километровой протяженности неимоверно сложно технически и чудовищно дорого. Висячая или вантовая конструкция откровенно не вписывалась бы в окружающий пейзаж и основательно его портила.
Бoльшую часть моста пришлось вести вдоль реки.
Найденное решение было абсолютно оригинальным. Нигде в мире подобного еще не строили. Его автор - профессор Сибирского автомобильно-дорожного института в г. Омске П. П. Ефимов - соединил в своем проекте оба принципа поддержки. В результате получился арочный пилон.
Стальная ажурная арка, перекинутая с берега на берег над центром моста, упирается концами в мощные бетонные основания. Многочисленные ванты - обоймы толстых стальных канатов воспринимают нагрузку главного пролета длиной 400 метров.
ЧЕТЫРЕ БЕРЕГА ОДНОЙ РЕКИ
Строить мост начали в конце 2004 года, то есть три года назад. Если бы заснять на кинокамеру весь процесс строительства, а потом воспроизвести съемку в очень сильно ускоренном режиме, зрелище получилось бы завораживающим. Мост в Серебряном Бору возникал сразу с четырех направлений. Поперек потока с берегов вырастали решетчатые конструкции поддерживающей арки; вдоль, навстречу друг другу, двигались пролетные строения. Двигались и одновременно росли в ширину. Настал момент - и арочный свод замкнулся, а конструкции пролета соединились в единое целое. Затем от арки к нему протянулась густая паутина вантовой сети…
На самом деле, конечно, все происходило намного медленнее и отнюдь не так просто.
Прежде чем начать строить главный силовой элемент моста - арку-пилон, следовало соорудить основания для ее концов. Для этого насыпали искусственные, временные острова, в которых выкопали котлованы 13-метровой глубины, тщательно изолировав их от речной воды. Потом в каждый забили по сотне бетонных свай длиной по 42 метра. Точнее, не забили, а отлили сваи в скважинах, пробуренных с уклоном 1:10. Буровой стол, кстати, для работы под наклоном пришлось существенно модернизировать: вся работа, как чаще всего бывает у мостостроителей, была сугубо индивидуальной. Потом в котлованах разложили по 300 тонн арматурных решеток и залили все это бетоном. Так возникли ростверки - опорные части свайных фундаментов арки.
Одновременно в реке строили временные опоры для пролетов, а на сборочном стапеле собирали центральные части пролетов моста длиной по 60 метров. Пролеты затем ставили на специальные лыжи и гидравлическими домкратами медленно толкали вперед, от опоры к опоре, наращивая одну секцию за другой по мере выдвижения. Конец, дотянувшегося до опоры пролета под собственным громадным весом конечно же немного опускался к воде. Его подхватывали, подтягивали с помощью домкратов и двигали дальше, к следующей опоре. К моменту соединения "половинок" моста длина каждой плети составляла более 500 метров. А точность расчетов проектировщиков и работы строителей оказалась такова, что отклонение при смыкании не превысило 30 миллиметров, то есть шести тысячных процента!
Схема главного пролета моста: 1 - арка-пилон; 2 - ванты; 3 - мостовой пролет; 4 - ростверки; 5 - сваи.
Строящиеся консоли будущей арки конечно же тоже прогибались под собственным весом. Проектировщики предусмотрели на всякий случай специальное выравнивающее устройство, если в момент стыковки консоли не сойдутся по оси, но воспользоваться им не пришлось: прочности конструкции хватило, прогиб оказался в пределах допуска…
Каждый человек, хоть немного разбирающийся в технике, согласится: соединение консолей в единое целое - чрезвычайно красивый, даже элегантный процесс. Вот как он происходил.
Консоли сблизились, и между ними установили толстую резиновую прокладку, предохраняющую металлоконструкции от повреждения в ходе окончания монтажа. Чтобы арка в соответствии с расчетами заработала на распор, консоли предстояло слегка развести и вставить между ними центральную секцию. Для этого верхние пояса консолей начали осторожно разжимать домкратами, а между нижними вставляли "таблетки" - скрепленные болтами блоки толстой фанеры. Домкраты убрали, завершающая 140-сантиметровая секция встала на положенное место, ее закрепили, а "таблетки" просто выбили. Арка-пилон оказалась полностью готовой принять нагрузку пролетного строения.
Теперь пришел черед натягивать ванты. Работа - без всяких преувеличений ювелирная. Мост нужно было приподнять над временными опорами без малейших продольных и поперечных смещений. Вес поддерживаемых пролетов разный, ванты соответственно тоже разной толщины. Поэтому контрольные промеры и геодезическую съемку процесса вели постоянно. Наконец, геодезисты промерили в последний раз, проектировщики посмотрели и дали строителям отмашку: "Все, закрепляйте намертво!" Мост, в сущности, был построен.
РЕСТОРАН В ОБЛАКАХ
Разумеется, работы еще предстояло немало. Убрать из реки временные опоры и срыть технологические искусственные острова, восстановив прежние размеры речного фарватера. Довести "до ума" дорожное покрытие моста - забетонировать, заасфальтировать, нанести разметку. Наконец, облагородить территорию, ликвидировав следы стройки, - район-то ведь из красивейших в Москве.
А еще - соорудить небесный ресторан, также предусмотренный проектом.
Фрагмент ажурной арки и схема установки ее центральной секции: 1 - консоли; 2 - домкраты; 3 - "таблетка"-распорка.
Этот ресторан из стекла и стали в форме сплюснутого сфероида, наверное, будет вызывать у многих ассоциации с летающей тарелкой или глубоководным батискафом. Его полностью смонтируют прямо на мосту, а потом поднимут и жестко закрепят под аркой-пилоном. И хотя по высоте расположения он не станет конкурентом тому, что в Останкинской телебашне, наблюдать окрестности со 130 метров над землей его посетителям будет достаточно забавно.
Ресторан и изнутри будет слегка напоминать корабль - неважно, морской или космический. Хотя бы тремя уровнями-палубами, из которых один гостевой, а два технологических. Любители заморить червячка в экзотических условиях будут прибывать туда по пешеходной галерее и на двух лифтах.
Вот, в сущности, и все. Остается лишь добавить, что разработали документацию уникального моста в Серебряном Бору и вели постоянное проектное сопровождение проектировщики института "Гипротранс мост", а возводили инженеры и строители Мостоотряда-4 ОАО "Мосмостстрой".
Остается также пожелать, чтобы тех, кто очень скоро помчится в своих машинах по мосту-вдоль-реки или удобно устроится за столиком под'арочного ресторана, хоть на минуту посетило чувство уважения к способностям, профессиональным знаниям и усилиям специалистов, создавших это уникальное сооружение.
И ясное понимание того, что без них, созидателей, ничего бы тут вообще не было.
