Стальные мосты & инфраструктура — Большепролётные конструкции над водой, дорогами & железными дорогами

Мост — единственная стальная конструкция, которую фотографирует публика, единственная, чей отказ неприемлем, и единственная, что должна нести временные нагрузки больше любого пола здания. Это также конструкция, где точность изготовления встречает самое публичное испытание: 748-метровый крытый мост перекрывает городскую реку элементами, которые были нарезаны и сварены за сотни километров, а затем смонтированы с замыканием, измеряемым миллиметрами. Вот дисциплина инженерии стальных мостов — и причина, по которой наши клиенты в Австралии, на Ближнем Востоке и в Африке доверяют нам свои переходы.

748м
Первый в Китае стальной ландшафтный мост в циньском стиле
100т
Крупнейший элемент
±2мм
Производственный допуск
120лет
Расчётный срок службы
GB/EN/AASHTO
Проектные нормы
Стальная конструкция крытого моста в Сяньяне через реку Вэй с ферменными и арочными элементами
Стальная конструкция крытого моста в Сяньяне через реку Вэй с ферменными и арочными элементами
Мостовая инженерия

Что мосты требуют сверх строительной инженерии

Расчётные нагрузки, усталость, производственные допуски и последовательность монтажа моста — отдельная дисциплина, с числами другого порядка величины.

Временные нагрузки определяют проектирование моста. Дорожный мост несёт временные транспортные нагрузки 0,6–1,8 кН/м² на полосу (эталонное транспортное средство GB 50917-2014, модель нагрузки 1 EN 1991-2 или AASHTO HL-93), но определяющим является условное транспортное средство 300–600 кН или ось 25–40 тонн, создающая сосредоточенные эффекты. Железнодорожный мост добавляет ось 22,5 тонны с шагом 1,5 м (норма GB) или 25 тонн (UIC 71), умноженную на динамическое усиление 1,1–1,5 в зависимости от скорости. Эти нагрузки лежат на настиле, чей собственный вес составляет 10–30% полной — так что сталь настраивается так, чтобы быть лёгкой там, где оператору нужна скорость монтажа, и прочной там, где нижний пояс пересекает шоссе.

Усталость — постоянная величина мостового инженера. Тогда как здания проверяются на 2 миллиона ветровых циклов, сварные детали дорожного моста проверяются на 10–20 миллионов циклов транспортной амплитуды (EN 1993-2 с категориями деталей 36–112 МПа при 2 миллионах циклов), а железнодорожные мосты — на 50–100 миллионов циклов. Результат меняет детали: стыковые швы с полным проплавлением вместо угловых в стыковых пластинах, никаких острых вырезов в фасонках и неизменный нижний порог категории деталей, исключающий дешёвые приёмы, используемые в зданиях.

Допуски ±2 мм, а не ±20 мм. Каркас здания замыкается с допуском ±20 мм; мостовой настил, перекрывающий шоссе, замыкается с допуском ±2–5 мм, потому что шов настила, опорная часть и температурный шов должны все работать с этой точностью, иначе они изнашиваются — или отказывают. Наша производственная линия для мостов держит допуски элемент–элемент ±1 мм в болтовых стыках и ±2 мм по общей высоте сечения, с полноразмерной плазовой разметкой и контрольными сборками для каждого блока опоры до отгрузки.

Монтаж без лесов над действующими реками и дорогами. Мост обычно монтируется без временных опор под ним — над судоходной рекой, действующим шоссе или железнодорожной линией. Последовательность монтажа (консольная, вантовая секционная, продольная надвижка или подъём полного пролёта) прорабатывается так, чтобы конструкция была самонесущей на каждой промежуточной стадии, с проверкой монтажных напряжений в проектном бюро по тем же нормам, что и финальный мост. Крытый мост 748 м из нашего портфеля был замкнут 24-часовой консольной последовательностью над рекой Вэй в Сяньяне; каждая стадия моделировалась до того, как хоть один элемент покинул завод.

Коррозия — решение на весь жизненный цикл. Мостовая сталь живёт в атмосфере, которая её атакует: противогололёдные соли на настиле, соляные брызги над приливными водами, промышленный SO₂ у заводов. Система защиты (ISO 12944 C5-M или C5-I, дуплексное цинкование + краска, либо атмосферостойкая сталь в подходящем климате) выбирается под расчётный срок службы 100–120 лет, а программа обслуживания (интервалы инспекции 1–6 лет, перекраска через 15–35 лет) закладывается в стоимость решения клиента. Доступ для ремонта и замены — переходы, галереи и анкеры под настилом — проектируется сразу, а не добавляется позже.

Мост, в итоге, — доказательство заявления изготовителя. Каждое здание, которое мы поставляем, судит его владелец; каждый мост судят публика, инспекция и история. Мы строим мосты так, как подсказывает наше имя: по постоянному стандарту, с числами, которые двигают движение, — и с допусками, которые замыкают 748-метровый переход до миллиметра.

Типы мостов

Шесть мостовых конфигураций, которые мы поставляем

Ферменные

Ферменные мосты со сквозным проездом & ездой по низу

Классические стальные ферменные мосты пролётом 50–200 м: со сквозным проездом для судоходных рек (просвет под настилом) и с ездой по низу для дорожных переходов. Схемы Уоррена и Пратта с болтовыми или сварными полевыми стыками.

  • Пролёт: 50–200 м, отношение высоты к пролёту 1/6 — 1/12
  • Нагрузка: эталонное транспортное средство GB, EN LM1 или AASHTO HL-93
  • Полевой стык: болтовой на 12–18 м, допуск ±2 мм
  • Монтаж: консольный или надвижкой, без лесов
Арочные

Стальные арочные & арочно-вантовые мосты

Арочно-вантовые (луковые) мосты пролётом 60–300 м для рек и шоссе, с настилом, связанным с аркой для исключения горизонтального распора на устои. Растянутые элементы — канаты из параллельных проволок или закрытой свивки.

  • Пролёт: 60–300 м, отношение подъёма к пролёту 1/5 — 1/7
  • Затяжка: канаты с разрушающей нагрузкой 50–100 т, стыкуемые анкеровки, т.е.
  • Настил: композитный сталебетонный, плита 200–300 мм
  • Замыкание: замыкание арки ±5 мм с домкрачением по затяжке
Крытые

Крытые & ландшафтные мосты

Крытые пешеходные, велосипедные и живописные мосты с архитектурными кровлями над стальными фермами — наша специализация с 748-метрового крытого моста в Сяньяне, первого в Китае двухуровневого стального пешеходного ландшафтного моста в циньском стиле.

  • Пролёт: 60–748 м, отдельные арочные или ферменные блоки
  • Кровля: клеёная древесина или сталь с облицовкой, самонесущая на фермах
  • Пешеходная нагрузка: 5,0 кН/м², с проверкой на толпу
  • Vibration: natural frequency > 1,5 Гц (групповое возбуждение)
Композитные

Композитные балочные & многобалочные мосты

Экономичные композитные мосты из двутавровых балок пролётом 20–80 м для шоссе: стальные сварные балки со стенкой и бетонной плитой, работающей композитно через упоры сдвига, изготовляемые блоками 6–18 м для перевозки.

  • Пролёт: 20–80 м обычный, 5–7 балок в поперечном сечении
  • Балка: сварная двутавровая из листа, высотой 1,5–3,0 м
  • Упоры: упоры Nelson φ19–25 мм с шагом 125–200 мм
  • Монтаж: секционный на опорах или подъём полного пролёта
Вантовые

Вантовые & висячие мосты

Для самых длинных переходов — пролётов 200–1000+ м — где настил поддерживается вантами от пилона или подвесками главного каната. Усталостно-критичные анкеровки вант проработаны по EN 1993-1-11.

  • Пролёт: 200–1000+ м, пилоны 100–300 м
  • Ванты: пряди из 7–139 проволок, разрушающая нагрузка 100–1500 т
  • Настил: ортотропный или композитный, высотой 2–3 м
  • Аэродинамика: проверки на флаттер и срыв вихрей при 1,2× расчётного ветра
Железнодорожные

Железнодорожные мосты & виадуки

Стальные мосты, несущие железнодорожное движение, с самыми высокими пределами усталости и прогиба: осевые нагрузки 22,5–25 т при 120–350 км/ч, прогибы по выверке пути ограничены L/1200–1/2000, усталостные детали на 50–100 миллионов циклов.

  • Пролёт: 30–300 м, скорость 120–350 км/ч
  • Ось: 22,5–25 т при шаге 1,5 м (GB/UIC 71)
  • Прогиб: L/1200 для балластного пути, L/2000 для пути на плите
  • Усталость: 50–100 миллионов циклов по EN 1993-1-9
Технические особенности

Шесть инженерных деталей стального моста

Производственный допуск ±2 мм

Элементы режутся, свариваются и сверлятся с допуском ±1 мм по отверстиям стыков (сверлятся в полный размер после контрольной сборки), ±2 мм по общей высоте, и проверяются полноразмерной плазовой разметкой до отгрузки. Полевые стыки болтовые, никогда не регулируются на площадке.

100% УЗК на швах полного проплавления

Все стыковые и тавровые соединения с полным проплавлением на полках, стенках и узловых пластинах проходят 100% ультразвуковой контроль по ISO 17640 класса B, с 10–20% радиографией на критичных стыковых швах — тот же критерий приёмки, что у усталостно-критичных деталей EN 1090-2 EXC4.

Детали, проверенные на усталость до 100 млн циклов

Каждая деталь соединения классифицируется по EN 1993-1-9 (категории деталей 36–112 МПа при 2 миллионах циклов, снижаемые для 100 миллионов), с краевыми расстояниями пластин, формами швов и схемами отверстий, проработанными под конкретный транспортный спектр.

Антикоррозионная защита ISO 12944 C5

Цинкнаполненный грунт + эпоксидный промежуточный слой + полиуретановое верхнее покрытие (ISO 12944 C5-I/C5-M, расчётный срок 120 лет) либо дуплексное цинкование + краска для приливного воздействия, с документированной программой обслуживания с циклами перекраски 15–35 лет.

Самонесущие стадии монтажа

Монтаж консольный, надвижкой или подъёмом полного пролёта — никогда леса в воде или через шоссе — с проверкой каждой промежуточной стадии монтажа в расчётной модели по тем же коэффициентам нагрузок GB/EN/AASHTO, что и финальная конструкция.

Проверка аэродинамической устойчивости

Длиннопролётные мосты проверяются на флаттер при 1,2× расчётной скорости ветра, а амплитуда срыва вихрей проверяется по комфортным пределам ISO 10137 — испытаниями CFD и, для знаковых пролётов, в аэродинамической трубе на секционной модели.

Стандарты

Нормы, применяемые к проектированию & изготовлению мостов

Проектирование

GB 50917-2014 (проектирование стальных мостов) с эталонными транспортными средствами и динамическими коэффициентами GB; EN 1991-2 + EN 1993-2 для европейских проектов (модель нагрузки 1, модель усталостной нагрузки 3); AASHTO LRFD для североамериканских проектов (HL-93). Особые сооружения следуют EN 1993-1-11 (растянутые элементы и канаты), с аэродинамической проверкой по EN 1991-1-4 приложение E для длинных пролётов.

Изготовление

EN 1090-2 (класс EXC3, EXC4 для усталостно-критичных элементов), сварка ISO 3834-2, сталь по EN 10025 S355J2+N или S460M, УЗК по ISO 17640 класса B, радиографическая выборка по ISO 17636-1 и полноразмерная контрольная сборка блоков опор каждого моста.

Защита

Классификация ISO 12944-2 C5, коррозионный запас или дуплексные системы для расчётного срока службы 120 лет, огнезащита поддерживающих конструкций над шоссе по местным нормам и деталировка под морское воздействие для приливных зон и зон брызг.

Мостовой портфель

Стальные мосты, которые мы изготовили & смонтировали

Мост, определяющий наши возможности, — это крытый мост в Сяньяне через реку Вэй : при 748 м первый в Китае двухуровневый стальной пешеходный ландшафтный мост в циньском стиле. Это не один пролёт, а последовательность арочно-ферменных блоков, замкнутых консольно над рекой, с пешеходным настилом, крытой кровлей и исторически вдохновлённым ограждением, интегрированными в стальную конструкцию. Та же мостовая линия производит стальные конструкции развязок и виадуков для китайских автотрасс, стальные ферменные мосты для железнодорожных коридоров, а также экспортные мостовые металлоконструкции, документированные по EN 1090-2 EXC3/EXC4 для европейских инженеров-заказчиков.

Для инфраструктурных клиентов важно производственное досье: годовая мощность 200 000 тонн, швы полного проплавления со 100% УЗК, допуски элементов ±2 мм и цех контрольной сборки, где каждый блок опоры замыкается до отгрузки. Когда ваш проектный документ говорит «NB 25 м свободного пролёта ферма с ездой по низу, HL-93, EN 1090-2 EXC3, ISO 12944 C5-M», ответ не о том, сможем ли мы это построить, — а о том, какие из записей качества нашего 748-метрового моста мы подадим первыми.

Планируете стальной мост или инфраструктурный переход?

Пришлите переход (пролёт, ширина, класс нагрузки, скорость для железной дороги), ограничения площадки (судоходная вода, действующее шоссе, занятость железнодорожного пути), предпочтительную конструктивную форму и действующие нормы (GB, EN, AASHTO). Мы вернём схему с ведомостью элементов, планом производственных допусков, последовательностью монтажа, спецификацией защитного покрытия и оценкой бюджета.

Эл. почта: market@permanentsteelstructure.com