Стабильный рост объёмов производства металлических гофрированных конструкций (МГК) показывает, что проектные и строительные организации страны всё больше уделяют внимания и доверяют этим несложным и экономически эффективным сооружениям. Однако до настоящего времени массовость применения МГК на российских дорогах ограничивалась круглыми трубами в рамках типового проекта, а упрощённый подход к расчётам и проектированию ограничивал размеры и условия применения труб под высокими насыпями.

Строительство селезащитной галереи на автодороге вдоль реки Мзмыты, Красная Поляна, Краснодарский край

  Предлагаемый отечественным рынком спектр различных видов металлических гофрированных конструкций не отстаёт от зарубежного и позволяет значительно расширить условия и возможности их применения при возведении транспортных сооружений.

  Специалистами ЗАО «Гофросталь» непрерывно ведётся работа по оптимизации конструктивных решений на основе современных технологий и с учётом различных природных факторов. Цель такой работы — обеспечить включение всех имеющихся местных особенностей в достижение заданных параметров. Например, при строительстве путепровода на обходе Калининграда применение МГК двухрадиусного очертания позволило максимально приблизить сечение к заданному габариту без увеличения высоты земляного полотна автомагистрали.

  Всё чаще МГК становятся востребованными в таких условиях, где традиционные мостовые конструкции экономически не оправданы либо вовсе непригодны. В 2010–2011 году специалистами ЗАО «Гофросталь» разработаны и внедрены проекты с применением МГК большого диаметра при строительстве железных и автомобильных дорог в отдалённых районах с суровыми климатическими условиями взамен множества железобетонных и металлических мостов длиной до 200 м. Это значительно сократило сроки строительства.

  Например, на Юрубчено-Тохомском месторождении в Красноярском крае взамен железобетонного капитального моста длиной 46 м было возведено двухочковое водопропускное сооружение в виде горизонтальных эллипсов размерами 7 х 8,5 м с армированием насыпи композитными материалами. Проект успешно согласован в федеральном агентстве по рыболовству и имеет положительное заключение Главгосэкспертизы. Сооружение было построено в летне-осенний период 2011 года за 4 месяца без применения бетона.

  Для получения современных, практически отсутствующих в стране данных о работе арочных систем пролётом 20 м и более, продолжаются их статические и динамические испытания, доказывающие надёжность применяемого метода и подтверждающие данные подобных испытаний за рубежом. Результаты исследований учитываются при дальнейшем проектировании арочных мостов из МГК.

  Весьма важные данные получены также при динамических испытаниях арки на воздействие сейсмических нагрузок до 10 баллов включительно. Испытания позволили подтвердить данные зарубежных исследований (Канада, США), демонстрирующих высокую устойчивость арочного сооружения из МГК к сейсмическим воздействиям. При одинаковой надёжности стоимость и трудозатраты по устройству сооружений из МГК меньше, чем аналогичные показатели железобетонных конструкций: по стоимости в 1,5–2 раза, по трудозатратам в 4–5 раз.

  С учётом результатов испытаний выполнен проект и заканчивается строительство селезащитной галереи общей протяжённостью более 180 м для кабельной ЛЭП и автодороги вдоль реки Мзымты в районе Сочи. Ведётся работа по согласованию проектной документации ещё для двух селеопасных участков с применением МГК других систем. Общая длина галерей составит 450 м. Полученные данные использованы также при проектировании ряда аналогичных сооружений для олимпийских объектов и в целом для северного Кавказа.

  Анализ применения МГК, опыт проектирования и результаты испытаний подтверждают конструктивную надёжность сооружений из МГК различных типов, а многообразие вариантов конструкций искусственных сооружений, предлагаемых ЗАО «Гофросталь», дают возможность выбора оптимального решения для конкретного места строительства из десятков возможных решений.

  Диапазон выбора таких решений велик. Это могут быть конструкции замкнутого сечения — круглые, эллиптические, полицентрические и другие, одно-, двух- и многоочковые, а также конструкции арочного типа с различным очертанием арочного свода, соответствующим образом описывающим подмостовой габарит.

Двухочковое водопропускное сооружение на р. М. Юрубчен, Красноярский край

  В климатических условиях Дальнего Востока при наличии многолетнемёрзлых грунтов, образования наледей и сейсмической активности становится востребованным комбинированный способ применения МГК в сочетании с фильтрующими насыпями, который позволяет максимально упростить конструктивные решения и снизить стоимость строительства. Подобные решения применены совместно с ОАО «ЦНИИС» (Москва) и ЗАО «Востсибтранспроект» (Иркутск) для искуственных сооружений на железной дороге к Эльгинскому месторождению углей.

  К сожалению, в современной практике проектирования не уделяется должного внимания анализу возможных вариантов конструкций из МГК. Всё чаще встречаются случаи неудачных проектных решений, например, низкопрофильные арки на высоких насыпях, что ведёт к усложнению и удорожанию строительства. Очень часто специалисты проектных организаций используют в замкнутых конструкциях полицентрическое сечение, при котором, как правило, необходимо усиление оболочки, а также грунтовой обоймы в нижней части сооружения.

  Отсутствие должного контроля за уплотнением «проблемных» зон ведёт к искажению проектного очертания. В таких случаях применение круглой трубы, в схеме которой практически отсутствуют изгибающие моменты, исключает необходимость усиления грунтовой обоймы, что приводит к снижению стоимости на 15–20 %, упрощению технологии строительства и повышению надёжности сооружения при незначительном различии эксплуатационных характеристик подмостовых габаритов. При проектировании многоочковых труб следует рассматривать более дешёвые варианты труб эллиптического сечения или низкопрофильных арок.

Возведение путепровода из МГК на обходе Калининград

  Специалистами ЗАО «Гофросталь» проанализировано множество проектных решений водопропускных сооружений. В большей части проектов могли быть применены более экономичные варианты. Обобщение этих материалов для представления широкому кругу заинтересованных специалистов — ближайшая задача ЗАО «Гофросталь». Наряду с работой по оптимизации конструктивных решений, в настоящее время изучаются требования к материалам грунтовой обоймы сооружения. Цель работы — создание рекомендаций по применению местного грунта для засыпки сооружения и возведения земполотна дороги.

  На основе испытаний и десятилетнего опыта проектной работы ЗАО «Гофросталь», в ближайшее время планируется разработка унифицированных вариантов конструктивных решений для МГК различного очертания. По объёму проектных материалов эти варианты будут сопоставимы с объёмом типового проекта, что позволит сделать вариантное проектирование, расчёты и конструирование более простыми, надёжными в различных климатических условиях, включая экстремальные.