Главной темой онлайн-форума, организованного Алюминиевой Ассоциацией и Ассоциацией AluQuébec, стали опыт эксплуатации, развитие компетенций и современные тенденции проектирования мостовых конструкций из алюминиевых сплавов.
Открывая вебинар, сопредседатель Ассоциации Артем Асатур отметил, что у России и Канады, являющихся крупнейшими в мире производителями и экспортерами первичного алюминия, много общего. Их роль в глобальных производственных цепочках обусловлена большими объемами чистой гидроэнергии, питающей энергоемкое производство алюминия. Вместе с тем, как в Канаде, так и в России существуют структуры, объединяющие переработчиков алюминия и решающие сходные задачи по расширению использования алюминия внутри страны.
Внимание к строительной отрасли со стороны российской Ассоциации неслучайно. Уже сегодня на нее приходится порядка 25% потребления алюминия. При этом сохраняется огромный потенциал увеличения доли алюминия в строительстве в России и в мире, особенно в контексте современных требований к энергоэффективности, экологическим и эстетическим свойствам зданий и сооружений. 25% потребления алюминия приходится на строительную отрасль
Франсуа Расин из AluQuébec и Центра экспертизы и инноваций в алюминии подтвердил важность обмена накопленным опытом и знаниями в разных областях между двумя странами. Дело в том, что в Канаде разрабатывается долгосрочная концепция использования алюминия, а одной из сложностей на пути дальнейшего расширения применения алюминия является недостаток стандартов и процедур по использованию алюминия в архитектуре. И в этом смысле российские наработки для канадцев весьма актуальны.
В свою очередь Марио Фафард, руководитель проектов мостовой инфраструктуры и консультант Центра экспертизы и инноваций в области алюминия в AluQuébec, рассказал о существующих в Канаде стандартах по алюминиевым мостам и структурам. По словам эксперта, применительно к алюминию в стране приняты пять стандартов. Первый стандарт касается прочности конструкций из алюминия; второй представляет собой Правила проектирования автомобильных мостов, в который в 2006 году был впервые добавлен раздел об алюминии; третий – сертификация компаний для выполнения сварки алюминия плавлением; четвертый – использование сварного алюминия в строительстве; и наконец, пятый – защитные сооружения.
Недавно под редакцией AluQuébec был опубликован справочник по проектированию алюминиевых конструкций. Помимо собственно принципов проектирования с применением алюминия, в издании представлены натяжные элементы, механические и сварные соединения, параметры усталости и др. В Канаде алюминий применяют не только для строительства новых, но и для реконструкции действующих мостовых сооружений. Представляющий инжиниринговую компанию WSP, инженер-проектировщик Бенуа Куссон рассказал, что алюминиевые решения были использованы при реконструкции пешеходных мостов Hall и Wеllington. Выбор в пользу алюминия объясняется преимуществами, которыми обладают конструкции из этого металла: коррозионная стойкость, легкость, привлекательный внешний вид, экологичность (низкий углеродный след). В презентации Николя Буассонада из Университета Лаваля речь шла о научно-исследовательских разработках, одно из которых касается нового алюминиевого настила для автодорожных мостов. Предполагается, что настил будет способен выдержать интенсивное дорожное движение, как на высокоскоростных трассах. Сейчас завершаются усталостные статические и механические испытания. Эксперты университета также спроектировали специальные профили для механического соединения двух алюминиевых панелей, мост из которых будет построен в мае 2022 года.
В своем докладе «Алюминиевые решения в транспортной инфраструктуре» руководитель проектов транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации Евгений Васильев отразил эволюцию мостостроения – от арки из труб с нижним сварным поясом до гнутой арки. Он напомнил, что с 2017 года в стране установлено восемь алюминиевых пешеходных мостов – в Нижегородской области, Красноярске, Туле и Москве. Сейчас строятся еще шесть пешеходных переходов.
В числе перспективных направлений применения мостов из алюминиевых сплавов представитель Алюминиевой Ассоциации назвал малые мосты в городской среде, надземные переходы через автомобильные дороги, реконструкцию малых и средних искусственных сооружений, компактные мосты для устройства пешеходных зон, строительство и реконструкцию автодорожных мостов.
Знаковый для Алюминиевой Ассоциации пилотный проект – автодорожный мост длиной 72 м, который предстоит возвести в 2021-2022 годах. Предполагается изучить поведение алюминиевых элементов этого 4-пролетного моста (каждый пролет по 18 м), чтобы затем оптимизировать его конструкцию и разработать типовое решение. По словам Евгения Васильева, уже подготовлены пять типовых альбомов с характеристиками самых распространенных пролетов на российских автомобильных дорогах. Наличие этих документов позволит быстро принимать проектные решения без дополнительных расчетов – по шаблонам.
К техническим аспектам конструирования мостов из алюминиевых сплавов обратился в своей презентации инженер-конструктор проектного института ПИ-2 Михаил Дубко. Он обратил внимание аудитории, в частности на то, что с точки зрения российских норм расчеты выносливости стали и алюминия различаются не только по методике, но и по логике. Согласно диаграмме напряжения, у стали предел выносливости выше, чем у алюминия примерно на 30%. Между тем расчет стального моста на выносливость не является определяющим при подборе конструктивных решений, а для алюминия он основополагающий.
– Мы рассматриваем возможность приведения расчета по стали и алюминия к одной методике, – говорит Михаил Дубко. – Чтобы при сравнении вариантов стального моста и алюминиевого у нас была идентичная методика расчета.
Директор департамента деформируемых сплавов и композиционных материалов ИЛМиТ Александр Градобоев рассказал о сплавах, которые разработал институт для применения в строительных конструкциях, в частности в мостах. Это, сплав АД35ч - аналог сплава АД35. Мостостроителям нужен был сплав, не склонный к межкристаллитной коррозии, сопоставимый по пределу прочности со стандартным сплавом. Исследования характеристик нового сплава и сварных соединений, полученных с применением аргонно-дуговой сварки и сварки трением с перемешиванием – подтвердили его стойкость к коррозии.
Другой сплав, разработанный специалистами ИЛМиТ, – это сплав 1939 системы алюминий-цинк-магний, аналог сплава 1915. Известно, что сплавы данной системы склонны к коррозионному растрескиванию, в том числе сварных соединений. По прочностным характеристикам сплав 1939 превосходит сплав-аналог и не склонен к коррозии под напряжением.
Ирина Казовская, сопредседатель Алюминиевой Ассоциации, отметила, что «алюминиевое мостостроение для нас – вызов. Этот новый для всего российского мостостроения проект мы, можно сказать, начинали с нуля. Ведь первый и полвека единственный в стране мост из алюминия построили более полувека назад в северной столице. Пришлось доказывать перспективность нашей идеи, преодолевать неверие в алюминиевые мосты. Помню, как сложно было найти проектировщиков для первых в современной России пешеходных алюминиевых мостов, которые были построены в Нижнем Новгороде в 2017 году.
Сейчас сняты все ограничения на применение алюминия в мостостроении. Мы создали проектное управление, свой проектный институт – ему год. Он востребован и выходит на окупаемость. Наш опыт показывает, что в сравнении со сталью применение алюминиевых решений дает больший простор для архитекторов, проектировщиков и строителей.
Кроме того, мы видим большой потенциал снижения себестоимости мостовой конструкции из алюминия. Есть два направления развития алюминиевого мостостроения: типовые проекты на федеральных трассах с доступной средой и уникальные по красоте сооружения, вписанные в инфраструктуру городов. И те, и другие мосты мы считаем арт-объектами. Региональные заказчики успели оценить качество и эстетические свойства алюминиевых мостов.
Поэтому нам очень интересны решения, отработанные коллегами из Канады, – опираясь на североамериканский опыт, мы сможем быстрее обеспечить отечественную инфраструктуру надежными, функциональными и экономичными на всем жизненном цикле алюминиевыми мостами».
Пресс-службе Алюминиевой Ассоциации
