В июле 2014 года в Новосибирской области был торжественно открыт первый в России цельнокомпозитный автодорожный мост. Проект обошелся бюджету в 43,2 млн рублей, что в 1,5 раза выше стоимости железобетонного. Цена связана со стоимостью полимерных материалов, применявшихся в строительстве. Как утверждают представители компании «Опора», цена установки полимерного автодорожного моста в будущем компенсируется отсутствием расходов на эксплуатационные и ремонтные работы.
Эксперты мостостроения отнеслись к новинке скептически: их недоверие вызывала сама возможность создания сооружения целиком из полимерных материалов. Тем не менее, такие проекты не являются чем-то необычным в мировой практике. На Западе полимеры нередко становятся основным материалом для мостового сооружения благодаря преимуществам, которыми обладает полимерная композитная конструкция. Они не подвержены коррозии и гниению, не требуют покраски, обладают высокой огнестойкостью и устойчивостью к агрессивным средам. В сравнении с бетоном и сталью полимеры значительно легче, а в некоторых случаях – прочнее. Они не гнутся и не деформируются под воздействием высоких температур. Подобного рода мосты представляют собой единое целое, а не склеенные между собой секции. Особое внимание стоит уделить возможностям более смелых дизайнерских решений, применяемых при сборке композитных мостов, что выгодно отличает их от традиционных железобетонных мостовых сооружений.
Впервые о полимерных материалах применительно к строительству мостов заговорили после Второй мировой войны. В странах Западной Европы и США стал актуальным поиск материалов, которые могли бы заменить традиционные бетон и сталь. Впервые полимеры при мостостроительстве начали применять в США, в 1950-х гг. Впрочем, на тот момент они использовались лишь в качестве материалов для армирования несущих конструкций (Fiber Reinforced System): на стальную арматуру наносились эпоксидные и цинковые покрытия. В 1980-х гг. в Министерстве транспорта США был запущен проект «Применение технологии композитных материалов в проектировании и постройке мостов». В рамках этого проекта стеклопластиковая арматура показала свою эффективность и долгосрочность.
В Европе полимерные материалы в композитном мостостроении начали применяться начиная с 1980-х гг. Первой была ФРГ, где во время строительства автодорожного моста в 1986 году, была использована стеклопластиковая арматура. Вслед за Германией такие проекты появились в Великобритании и Франции, а чуть позже вышли за пределы Европы – в Тайване, Гонконге и Индии.
Первый автодорожный мост, созданный полностью из полимерных материалов, был спроектирован и построен в Великобритании в 2002 году. Длина пролета этого сооружения насчитывала 10 метров, а масса достигла 37 тонн.
К 2014 году в мире было изготовлено более 50 мостов, целиком состоящих из композитных материалов, и не менее 360, чьи основные несущие элементы выполнены из полимеров. Однако основной формой до сих пор считается гибридное мостостроение: практически в каждом современном мостовом сооружении присутствует комбинация традиционных (сталь, бетон, стекло) и полимерных материалов.
Автодорожный полимерный мост в Новосибирской области – первый и единственный подобный проект в нашей стране. Материалы, из которых создавался цельнокомпозитный мост в селе Сосновка, использовались до этого лишь в аэрокосмической области. Речь идет о слоистом стеклопластике с синтетическим армированием, который применялся для сооружения основного несущего элемента моста.
При этом пешеходные мосты из полимеров в России строятся. Одним из лидеров российского полимерного мостостроения считается группа компаний «Рускомпозит», на счету которой есть несколько успешно реализованных проектов пешеходных мостов из композитных материалов. Как говорят в компании, «технологии полимерного мостостроения заимствованы из западного опыта, однако речь идет не о заимствовании полимеров (смол, оснастки и т.д.), потому что этим была сильна и советская школа». «В СССР проводились глобальные исследования в области нефтехимии и химии полимеров, которые создали уверенный базис для развития композитных материалов в современной России. Мы позаимствовали за рубежом технологии расчетов самих конструкций, так как своего специального программного обеспечения в нашей стране не было», — говорит представитель «Рускомпозита». Партнером компании стал голландский интегратор ИТ-решений Polyworx. Стороны разработали, адаптировали и внедрили на отечественном заводе «Тверьстеклопластик» технологию производства цельнокомпозитных пролётов мостов и пешеходных переходов. Специалисты голландской компании обучили российских коллег работе в специализированной программе, способной рассчитывать технические параметры, форму, соотношение длины, ширины пролётов, толщины композитного материала в конструкции моста или пролёта пешеходного перехода, исходя из показателей нагрузки, климатических условий и характеристик местности.
Результатом долгой работы стал созданный и установленный полимерный пешеходный мост в селе Староболтачево в Башкирии в декабре 2012 года. Через несколько месяцев после этого «Рускомпозит» получил патент на производство цельнокомпозитных пролетов мостов и пешеходных переходов длиной до 30 м. На заводе «Тверьстеклопластик» был построен отдельный цех композитного мостостроения, площадь и объёмы которого позволяют одновременно производить три и более пролётов моста. В 2013-2014 гг. «Рускомпозитом» был возведен надземный пешеходный переход на федеральной трассе М-1 (Москва-Минск), который стал первым в России цельнокомпозитным путепроводом, установленным на федеральной трассе. Переход имеет два пролёта, общая длина вместе с башенными сооружениями — 81,6 м, а ширина прохожей части — 3 м. В начале 2015 года компания планирует возведение композитных пешеходных мостов в Липецкой области. В настоящий момент на стадии производства находятся три пролёта, которые уже в ближайшее время будут установлены в качестве наземных пешеходных переходов над подъездной дорогой А-133, ведущей от федеральной трассы М-4 («Дон») к Липецку. Всего, по проекту, будет установлено три пешеходных путепровода, длинной 26 м — один и два по 20,5 м.
Почему же на этом фоне не развиваются проекты автодорожных и железнодорожных мостов из полимеров? Причина ровно та же, что и в случае полимеров в дорожном строительстве. Эксперты считают, что это связано с высокой стоимостью. Полимерные материалы зачастую дороже, чем стекло, бетон и железо. По словам Владимира Надымова, маркетолога компании «Претор-Менеджмент», спроектировать и построить даже пешеходный полимерный мост очень непросто. «Все наши проекты были отвергнуты заказчиком из-за удорожания или не прошли госэкспертизу ввиду отсутствия соответствующих нормативов, — говорит он. — Также препятствием нередко являются боязнь заказчиков к экспериментам и долгий путь от проекта до строительства — может пройти несколько лет. За такой срок успевают измениться нормативы, расценки, конструкции и технологии производства». Процессы внедрения цельнокомпозитных мостостроительных технологий осложняет то, что во всей цепочке организаций, участвующих в строительстве дорог, интерес к применению инноваций есть только у государства.
Зато объёмы эксплуатационных расходов в последующем использовании полимерных мостов окажутся значительно ниже, при том, что срок службы будет дольше. Особые надежды на перелом ситуации участники рынка связывают с комплексной отраслевой программой, принятой «Росавтодором», по широкому внедрению композитных материалов в автодорожной отрасли, благодаря которой будет разработан пакет нормативных документов и стандартов, регламентирующих применение композитных материалов при строительстве и ремонте дорог.
Заместитель генерального директора, заведующий отделения по искусственным сооружениям «РосДорНИИ» Владимир Шестириков говорит, что «при производстве компонентов автодорожных сооружений часто применяются полимерные материалы». «Однако они дорогие, и, по своим физическим характеристикам, обладают недостаточной жесткостью. Поэтому заменять железобетонную массивную конструкцию на композиционную при строительстве крупного автодорожного моста нецелесообразно. Как вариант, полимеры можно использовать для повышения несущей способности существующей конструкции», — отмечает господин Шестириков. Что касается перспектив цельнокомпозитного мостостроения, то ситуация изменится к лучшему в том случае, если один квадратный метр полимерных дорожных сооружений будет стоить меньше, чем бетонный, полагает эксперт.
Более оптимистичный взгляд на будущее цельнокомпозитного мостостроения у Анатолия Хвоинского, заместителя гендиректора СРО «СОЮЗДОРСТРОЙ». «Я считаю, что данная технология актуальна, — отмечает он. — Уже сегодня возводятся пешеходные мосты и переходы из полимерных материалов. Помимо того, что установка их не занимает много времени, полимерные мосты долговечны и не требуют затрат при содержании». Проблемы, связанные со стоимостью производств таких конструкций, по мнению Хвоинского, решаются с позиции перспективы. «Если подходить к постройке полимерного композитного моста не с точки зрения единовременного подсчета, а с точки зрения жизненного цикла данной конструкции, то цены будут или выгоднее, или сопоставимы с железобетонными мостовыми сооружениями», — считает он. С условием того, что разработка полимерных материалов не стоит на месте, ожидаемая стоимость таких конструкций будет только дешеветь. При увеличении применения подобного рода технологий производство будет становиться эффективнее, что также положительно скажется на динамике цен.
