В муниципалитете рассказали о технологии строительства и реконструкции мостов через Белую

Проект моста 1956 года был разработан Институтом «Гипрокоммундортранс» с применением сталежелезобетонных проектных строений индивидуальной проектировки государственного проектного института «Проектстальконструкция». Русловая часть моста перекрыта комбинированной системой: неразрезная трехпролетная стальная балка жесткости усилена в центральном пролете гибкой аркой с ездой посередине, в крайних пролетах – подпружными полуарками с ездой поверху. Схема русловой части - 68,0+148,0+68,0 м. Пойменная левобережная часть перекрыта неразрезным семипролетным сталежелезобетонным строением с ездой поверху по схеме 40,0+3х48,0+3х56,0 м (в расчетных длинах пролетов). Общая длина моста с учетом обратных стенок устоев 670 м. Проектирование моста велось по нормам и техническим условиям 1948 года Министерства жилищно-коммунального хозяйства РСФСР, временные нагрузки были приняты: автомобильная – по схеме Н-13 с толпой на тротуарах интенсивностью 400 кгс/м2, одиночная тяжелая – гусеничная НГ-60. Строительство моста осуществлялось Мостопоездом 414 Мостостроительного треста №4.

В 2014 году по заказу Управления по строительству, ремонту дорог и искусственных сооружений было произведено обследование «моста 1956 года», по результатам которого сделаны выводы о неудовлетворительном состоянии пролётных строений и несоответствии их технических параметров по габариту проезжей части действующим нормативным документам. В результате было принято решение о необходимости реконструкции мостового перехода. Об этом сообщил на оперативном совещании в Администрации городского округа город Уфа, которое состоялось 6 февраля, руководитель проектов ОАО «Гипростроймост» (г. Москва) Саид Сизо.

Как отметил Саид Гучипсович, транспортно-экономические исследования и анализ транспортной ситуации в городе, выполненные Институтом, показали необходимость увеличения пропускной способности данного транспортного узла вследствие исчерпания пропускной способности существующих мостовых переходов.

Согласно выполненным замерам в 2015 году, интенсивность движения по мостовому переходу через реку Белая составляла около 105 тыс.  прив. авт./сут, из которых более около 30% - по старому арочному мосту через р. Белая.

Интенсивность движения на крупных транспортных узлах в районе тяготения проектируемого объекта (для справки)

Транспортный узел	Интенсивность движения в утренний час «пик», прив. авт/ч	Интенсивность движения в вечерний час «пик», прив. авт/ч	Среднегодовая суточная интенсивность движения, прив. авт/сут
Старый мостовой переход в створе ул. Воровского в сторону области	2696	3526	31110
Новый мостовой переход в створе ул. Воровского в сторону области	1403	3506	24545
Новый мостовой переход в створе ул. Воровского в сторону центра	5450	4375	49095
Дёмское ш. в районе пересечения с ад. Уфа-Аэропорт (2 направления)	4128	4702	44150
Проспект Салавата Юлаева в районе пересечения с ул. Заки Валиди и Сочинской ул. (под путепроводом) (2 направления)	10064	10804	105920
Сочинская ул. (ул. Заки Валиди) в районе пересечения с просп. Салавата Юлаева (путепровод) (2 направления)	3084	4084	33810

 

Рассматривались различные концепции реконструкции мостового перехода.

По результатам технико-экономического сравнения наиболее оптимальной оказалась концепция реконструкции мостового перехода, позволяющая исключить ограничение движение автотранспорта на весь период строительно-монтажных работ и дает возможность оптимизировать капиталовложения за счет выделения этапов строительства. Данный вариант реконструкции мостового перехода предусматривает на строительство нового (третьего) моста под три полосы движения между двумя существующими – 1956 года и 1993 года постройки на первом этапе, перепуск автомобильного движения на вновь построенный мост, с последующей реконструкцией существующего моста 1956 года на втором этапе.

Саид Сизо подробно остановился на конструктивных решениях  по рекомендуемому варианту.

 

Этап 1. Новый мост

 

Расположение проектируемого моста между существующими  мостами предопределило разбивку опор, расположенных в одном створе с опорами моста 1993 года по схеме 90,5+96,0+112,0+125,0+150,0+102 м. На основе технико-экономического сравнения различных вариантов было принято единое цельнометаллическое пролетное строение длиной 671м, которое обладает рядом технологических преимуществ в стесненных условиях производства работ.

Учитывая крайне непростые гидрогеологические условия, в которых находится город Уфа, специалистами отдела инженерной геологии института, совместно с ЗАО «ЗапУралТИСИЗ», был выполнен комплекс инженерно-геологических изысканий площадки строительства, детально изучены архивные материалы геологических условий строительства мостов прошлых лет. В отношении карстовой опасности участок строительства мостового перехода был отнесен к V категории устойчивости по отношению к карстовым провалам и к категории устойчивости «Г»  относительно средних диаметров провалов. Данные выводы инженерно-геологических исследований позволили не применять дополнительных дорогостоящих противокарстовых мероприятий и отнести участок строительства к благоприятному для размещения проектируемых сооружений с мероприятиями профилактического характера.

Опоры нового моста запроектированы на буронабивных сваях диаметром 1,5 м длиной от 17 до 23 м. Ростверки опор монолитные железобетонные. Верх ростверков промежуточных опор на левобережной пойме (№2 и №3) располагается на 0,5 м ниже  поверхности земли, в русле ростверки опор запроектированы на отметках, обеспечивающих гарантированную глубину судового хода не менее 2,5 м от проектного уровня судоходства на всей ширине судоходного габарита. Тело всех промежуточных опор в зоне переменного уровня воды массивное железобетонное монолитное, обтекаемой формы. Все боковые грани массивной части опор вертикальные, тем самым габаритные размеры поперечного сечения опоры постоянные по высоте, в верхней части массивного участка опоры предусмотрен прокладник. Верхняя часть промежуточных опор – две монолитные железобетонные стойки, объединенные ригелем.

Устои №1 и №7 монолитные железобетонные обсыпного типа с обратными стенками на фундаменте из буровых свай диаметром 1,5 м.

Габарит проезжей части сформирован тремя полосами движения шириной 3,75 м каждая и двумя полосами безопасности по 1,5 м.

В поперечном сечении пролетное строение состоит из одной трапециевидной коробки. По верху к коробчатому блоку присоединены два (по одному на каждой стороне) блока консольных ортотропных плит.

Деформационные швы предусмотрены резинометаллическими. Опорные части шаровые сегментные индивидуальной проектировки с применением в качестве пары трения полиэтилена с ультравысокой молекулярной массой (типа MSM) и полированного листа.

Система гидроизоляции металлической плиты проезжей части  предусмотрена со сроком безремонтной службы не менее 25 лет. Дорожное покрытие моста - двухслойное асфальтобетонное покрытие суммарной толщиной 110 мм.

Водоотвод с проезжей части пролетных строений осуществляется через водоотводные устройства, расположенные у нижнего бортового листа в водоотводной лоток, расположенный с верховой стороны моста, затем по водоотводному лотку за счет продольного уклона трассы к очистным сооружениям.

Для доступа эксплуатирующих служб ко всем элементам пролетного строения  запроектированы смотровые агрегаты на комбинированном ходу, перемещающиеся по путям катания.

 

Организации строительства нового моста

 

Строительство опор №1-№4 и №7 осуществляется с технологических площадок, отсыпанных на десятипроцентный  уровень вероятности превышения паводковых вод. Особенность производства работ заключается в стесненных условиях между двумя существующими мостами. Фундаменты сооружаются в шпунтовых ограждениях.

Опора 5 расположена в центре русла р. Белая. Для ее сооружения проектом предусмотрено строительство рабочего моста пионерным способом. С сооруженного временного моста осуществляется отсыпка островка  в месте расположения опоры №5 с укреплением его откосов от возможного размыва. По рабочему мосту доставляется буровой агрегат для сооружения буронабивных свай фундамента опоры. Бурение скважин предусмотрено с применением глиноземного раствора для компенсации бокового давления на сооружаемую сваю. Это позволяет исключить разуплотнения грунтового массива под кессоном опоры №9 стоящего рядом моста 1956 года в случае опережения буровым инструментом обсадной трубы.

Опора №6 сооружается практически аналогично опоре №5, за исключением того, что рабочий мост для доступа к опоре не строится, а вместо этого используются плавсредства, с которых осуществляется отсыпка рабочего островка, доставка техники и материалов.

Непростую задачу пришлось решать специалистам и по технологии сооружения пролетного строения.

Метод сооружения пролетного строения был определен однозначно – продольная надвижка. Ввиду плотной городской застройки и отсутствия достаточного места разместить стапель на правом берегу не представляется возможным.

На левом берегу из-за сложности подачи элементов и проблем с организацией бесперебойного движения по существующей автомобильной дороге «Уфа-Аэропорт» было принято решение по организации стапеля в пойме между опорами №1 и №2.

Стапель представляет собой сплошные подмости на временных опорах из элементов инвентарных и индивидуальных металлоконструкций. Временные опоры сооружаются на забивных сваях из металлических труб с закрытым наконечником для увеличения их несущей способности.

Учитывая крайне стесненные условия и ограниченное пространство, сборка пролетного строения производится козловым краном грузоподъемностью 100 т. Для возможности размещения подкрановых путей в пространстве между вновь сооружаемым и существующими мостами пролетное строение собирается без консольных блоков. В пролетах 1-2 и 2-3 сооружаются три временные перекаточные опоры. В качестве анкерной опоры используется капитальная опора №2 моста, соответственно, толкающие и тормозные устройства устанавливаются на ней. Надвижка осуществляется с применением аванбека длиной 75 м.

 

Этап 2. Реконструкция моста 1956 года

 

При сборе исходных данных удалось получить проектную документацию по мосту 1956 года постройки, а также 13 отчетов обследований, которые проводились с момента ввода моста в эксплуатацию до 2014 года, когда было выполнено обследование, выводы по которому определили необходимость реконструкции сооружения.

Целью реконструкции мостового перехода является доведение параметров сооружения до требований нормативных документов, действующих на момент проектирования.

Как показали результаты обследований прошлых лет, опоры моста находятся в хорошем состоянии. Для того чтобы полностью быть уверенным в состоянии кладки опор и ее заполнения, степень стойкости бетона опор к сульфатной агрессии  грунтовых вод, в рамках разработки проекта были выполнены дополнительные исследования.

Из фундаментов опор, находящихся на естественном основании и фундаментов опор на кессоном основании были отобраны керны в зоне переменного уровня грунтовых вод, обладающих сульфатной агрессией к бетону на обычном цементе. Лабораторные исследования кернов показали, что бетон и арматурные элементы кернов находятся в хорошем состоянии, то есть сам бетон фундаментов не подвержен влиянию сульфатной агрессии.

По результатам технико-экономического сравнения, в котором произведено сопоставление стоимости элементов моста для различных вариантов конструкций пролетных строений к дальнейшей детальной проработке, был рекомендован вариант 1 по схеме (42,63+3х48,0+2х58,0+44,0)+(80+148,0+62,7) м с цельнометаллическими пролетными строениями.

Таким образом, проект реконструкции моста 1956 года на втором этапе строительства включает в себя:

- полную замену руслового арочного металлического пролетного строения с железобетонной плитой;

- полную замену балочного сталежелезобетонного пойменного пролетного строения;

- демонтаж надземной части опор №№ 1, 8, 11 с последующим строительством на их месте новых опор;

- ремонт промежуточных опор №№ 2-7, 9-10 с полной заменой верхних железобетонных частей (стоек и прокладников);

- переустройство конусов и сопряжений.

 

Опоры моста 1956 года

 

Для опор моста был выполнен сравнительный расчет по величинам вертикальных нагрузок от веса пролетных строений и временных нагрузок до и после выполнения капитального ремонта. По результатам расчета можно сделать следующие выводы:

- средние и максимальные давления подошв фундаментов на основания после реконструкции для опор №№ 2, 3, 4 и 7 не превышают давления до реконструкции с запасом по несущей способности  более 30%;

- максимальные показатели давления подошв фундаментов для опор №№ 6,9 и 10 после реконструкции незначительно превышают первоначальные. При этом несущая способность основания обеспечена с запасом порядка 10%. Для опор №№ 2-7 и 9, 10 выполняется условие по несущей способности основания. Незначительное увеличение давления присутствует на опорах №№ 6, 9, 10. Полученные результаты обусловлены значительной разницей в весе железобетонной (мост до реконструкции) и ортотропной (мост после реконструкции) плиты пролетных строений.

Опора №8 переустраивается заново в связи с вероятностью недопустимого размыва при расчетном 1%-м паводке. Положение новой опоры назначено со смещением по отношению к старой на расстояние 12,5 м в осях так, чтобы существующий фундамент не мешал строительству нового. Существующая опора разбирается до отметок поверхности земли в месте ее расположения. Новая опора запроектирована как анкерная на период надвижки руслового пролетного строения.

Габарит проезжей части сформирован тремя полосам движения (4,0+3,75+3,75 м), а также полосами безопасности шириной по 1,5 м с каждой стороны. В отличие от нового моста, на реконструированном мосту имеется тротуар шириной 2,5 м.

Пойменное пролетное строение в осях опор 1-8 в поперечном сечении состоит из двух коробчатых главных балок с наклонными наружными стенками. По верху коробчатые блоки объединены двумя блоками ортотропных плит. Между главными балками дискретно устанавливаются поперечные связи. С наружных сторон к блокам главных балок присоединены блоки консольных ортотропных плит. Остальные конструктивные элементы проезжей части аналогичны новому мосту.

 

Организация работ по реконструкции моста 1956 года

Разборка пролетных строений

 

При рассмотрении технологии разборки русловых пролетных строений рассматривались два варианта:

- вариант 1 предусматривал демонтаж руслового пролетного строения при помощи плавсредств. Данный вариант требовал значительного объема дноуглубительных работ, а также продолжительную аренду речного флота.

- вариант 2 предусматривал строительство вспомогательных опор в русле реки под мостом, и поэлементный демонтаж пролетного строения.

На основании технико-экономического сравнения предпочтение было отдано варианту 2.

Расчетной группой ОАО «Институт Гипростроймост» были проведены детальные поверочные расчеты на каждую демонтажную операцию с учетом фактического состояния арочного пролетного строения.

Для сооружения временных опор под демонтируемым пролетным строением запроектированы рабочие мосты от технологической площадки в районе опоры №8  и от дамбы в районе опоры №10. Эти рабочие мосты сохраняются для ремонта и усиления опор №9 и №10.

Работы по демонтажу пойменных пролетных строений моста 1956 года предусмотрены с применением временных опор.

 

Технология сооружения русловых пролетных строений

 

Русловое пролетное строение 8-11 реконструируемого моста сооружается методом продольной надвижки с применением аванбека длиной 80 м. Для этого между опорами 6-8 устраивается сборочный стапель на временных опорах. Анкерной опорой является капитальная опора №8, на которой установлено толкающее и тормозное устройства. Технология надвижки руслового пролетного строения аналогичная надвижке нового моста.

Пойменные пролетные строения в осях опор 1-7 сооружаются на вспомогательных опорах.

На период реконструкции моста 1956 года движение автотранспорта будет осуществляться по восьми полосам. При движении по направлению В ЦЕНТР сохраняется движение по четырем полосам моста 1984 года. Движение из ЦЕНТРА организовано по трем  полосам нового моста и одной полосе моста 1993 года по существующей траектории. Эксплуатация по временной схеме, согласно проекту организации строительства, составит три года.

После завершения второго этапа строительства движение автотранспорта осуществляется по 11 полосам движения. Из ЦЕНТРА движение организовано по трем полосам нового моста и трем полосам моста 1956 года, после реконструкции. В обратном направлении (В ЦЕНТР) задействованы все пять полос существующего моста 1984 года постройки с шириной полос движения по существующему мосту 1984 г. и подходов к нему равной 3,5 м.

Проектные решения по реконструкции мостового перехода увязаны с перспективным увеличением пропускной способности транспортной развязки на пересечении улиц Заки Валиди с проспектом Салавата Юлаева

Проект по титулу «Реконструкция мостового перехода через  реку  Белая в створе ул. Воровского в Кировском  районе городского округа город Уфа Республики Башкортостан» 25 января 2016 года получил положительное заключение ФАУ «Главгосэкспертиза России», где были утверждены все проектные решения предложенные ОАО «Институт Гипростроймост».

Как отметил в завершение выступления глава столичного муниципалитета Ирек Ялалов, проект масштабный, нужный. «Уверен, что при поддержке руководства республики эти проблемы мы решим. Но чтобы не получить потом проблемы в процессе эксплуатации моста, необходимо особое внимание обратить при строительстве вопросу качества».