Первый полностью алюминиевый мост был построен в США вблизи города Massena в американском штате Нью-Йорк в 1946 году. Этот железнодорожный мост первоначально был построен как двухколейный стальной мост. В 1946 году пролет длиной 30,5 м был заменен на клепаную пластинчато-балочную алюминиевую конструкцию из сплава 2014. Нужно отметить, что эта железная дорога не была магистральной, а служила для местного завода по выплавке алюминия. Всего в Северной Америке в период между 1946 и 1963 годом было построено 9 мостов, 8 из которых еще стоят.
Что касается «старого света», то там первый алюминиевый мост датируется 1949 годом (Sutherland, Великобритания). Еще 35 мостов было построено между 1949 и 1986 годом, большинство из них – между 1950 и 1970 годами. В Нидерландах первый алюминиевый мост был сооружен в Амстердаме в 1955 году и еще один вблизи города Anna Paulowna в 1961 году.
История алюминиевых мостов показывает, что во всем мире всего лишь несколько алюминиевых мостов было построено между 1970 и 1995 годами. Однако, начиная с 1995 года в Соединенных Штатах, а также в Европе и Японии, были предприняты новые инициативы по разработке и продвижению конструкций алюминиевых мостов. В Европе, в частности, в Норвегии и Швеции, было установлено около 80 алюминиевых настилов мостов, которые заменили старые деревянные или бетонные настилы.
А что Россия? Спросите Вы! В России также в 60-х годах прошлого века был спроектирован, а в последующем воплощён проект алюминиевого моста. Случилось это в городе на Неве – Санкт-Петербурге. В 1967 году по инициативе профессора В. И. Крыжановского, поддержанной специалистами Ленмостотреста, на кафедре металлических конструкций ЛИСИ был разработан эскизный проект сварного алюминиевого моста. В разработке проекта принимали участие сотрудница ЛИСИ И. П. Артемьева и инженеры Ленгипроинжпроекта Н. Г. Бонч-Осмоловский и Б. Э. Дворкин. Строительство Коломенского моста, соединяющего Коломенский и Покровский острова через канал Грибоедова в Адмиралтейском районе Санкт-Петербурга осуществлялось в 1968—1969 годах. 30 сентября 1969 года мост был открыт для движения. Мост однопролётный. Несущими элементами являются алюминиевые трубы диаметром 270 мм, изогнутые в виде двухшарнирной арки параллельно-каркасной системы. Конструкцией, передающей нагрузки на арки, является объёмная, изогнутая по фасаду система из четырёх наклонных по длине моста стенок, служащих опорами рифлёному мосту из алюминиевого сплава.
Преимущества…
Причинами, которые вызвали повышение интереса к алюминиевым мостам, являются следующие.
1) Коммерческая выгода применения более легких конструкций, чтобы:
- увеличить переменную нагрузку на мост, что важно для обновления существующих мостов;
- снижение стоимости механизированных (например, подъемных) мостов и мостов с длинными пролетами, у которых вес конструкции является основной нагрузкой;
- расширение существующих мостов путем добавления легких конструкций;
- упрощение сборки и строительства;
- снижение транспортных расходов.
2) Выгода с точки зрения принципа устойчивого развития:
- минимизация потребления материалов;
- снижение стоимости и влияния на окружающую среду от операций технического обслуживания.
3) Возможность поставки прессованных алюминиевых профилей с большим разнообразием поперечных сечений, обычно высотой до 600 мм и шириной до 400 мм.
4) Значительный рост понимания алюминия как конструкционного материала, который произошел за последние десятилетия.
5) Конкурентная стоимость алюминиевых конструкций. При правильном конструировании начальная стоимость алюминиевых конструкций может конкурировать со стальными, тогда как анализ полного жизненного цикла обычно показывает преимущество применения алюминиевых конструкций за счет меньших затрат на техническое обслуживание и более длительный срок службы.
Еврокоды для алюминиевых мостов
В Европе при конструировании алюминиевых мостов опираются на следующие нормативные документы — Еврокоды:
- Расчетные нагрузки для алюминиевых мостов: EN 1991-1-3 (Еврокод 1): Воздействия на конструкции, часть 1-3: Конструкции, подверженные усталостным нагрузкам.
- Расчет статической прочности алюминиевых мостов: EN 1999-1-1, (Еврокод 9), часть 1-1: Общие правила проектирования.
- Расчет усталостной прочности алюминиевых мостов: EN 1999-1-3 (Еврокод 9), часть 1-3: Конструкции, подверженные усталостным нагрузкам.
Алюминиевыми сплавами, которые в настоящее время применяют для мостов, являются сплавы серий 5ххх, например, 5083, и 6ххх, например, 6061 и 6082. Эти сплавы имеют достаточную прочность, как статическую, так и усталостную, хорошую свариваемость и хорошее сопротивление коррозии.
Важные особенности алюминиевых мостов
1) Низкий модуль упругости алюминия:
- повышенные прогибы,
- увеличение риска вибрации и
- склонность к потере устойчивости.
2) Склонность к усталостным разрушениям:
- переменные нагрузки имеют высокие значения по сравнению с постоянными нагрузками;
- усталостная прочность алюминия примерно в два раза ниже, чем у стали.
3) Риск гальванической коррозии при прямом контакте между алюминием и сталью.
Бесспорно, алюминиевые мостовые конструкции выигрывают перед стальными по многих характеристикам.
Российское настоящие…
В рамках недавно прошедшего Восточного экономического форума, состоялась серия переговоров о применении конструкций из алюминиевых сплавов на Дальнем Востоке. Администрации Хабаровского края и Приморья рассматривают возможность строительства в регионах мостов с применением алюминиевых сплавов, пилотный проект может быть реализован во Владивостоке.
По словам представителя правительства Хабаровского края, регион заинтересован в строительстве алюминиевых мостов, так как территория нуждается в современных, эффективных, эстетичных объектах.
В частности, прорабатывается проект пешеходного перехода на въезде из аэропорта во Владивосток, а также на острове Русский при въезде к комплексу Дальневосточного федерального университета, где проходит ВЭФ. Кроме того, обсуждается строительство первого в России автомобильного алюминиевого моста на территории Дальнего Востока.
Стоит отметить, что строительство алюминиевых мостов на 20% дешевле стальных аналогов и в пять раз легче. Мосты из алюминия не требуют антикоррозийного покрытия, быстро возводятся и обладают высокой доходной утилизацией. В Европе из 250 тыс. пешеходных мостов около 50% алюминиевые.
Хочется надеяться, что уже в 2017 году жители и гости Дальневосточного федерального округа, смогут оценить пешеходный мост, построенный российской компанией из отечественного сырья с привлечением отечественных технологий.