Ефективни решения за пътните проекти със стоманени и комбинирани мостови конструкции

Разговор с проф. д-р инж. Николай Рангелов и доц. д-р инж. Цветан Георгиев, катедра „Метални, дървени и пластмасови конструкции“, УАСГ

проф. д-р инж. Николай Рангелов, доц. д-р инж. Цветан Георгиев

Проф. Рангелов, бихте ли разказали малко за историята на стоманените мостове у нас, като акцентирате върху предимствата им?
Още в края на XIX и първата половина на XX век, когато развитието на пътната и железопътната инфраструктура разчита на вносни стоманени мостове, у нас са изградени стотици стоманени мостове по железопътната мрежа. С годините нашите специалисти натрупват опит и резултат от това е първото изцяло българско постижение – Аспаруховият мост във Варна, с отвори 80+160+80 m, изпълнен със стоманена връхна конструкция (1973-1976 г.). За пример ще дам и двата виадукта на АМ „Хемус“, на km 26+884 и km 27+500, също със стоманена връхна конструкция, вторият от които с рекорден централен отвор 162 m.

Редица са предимствата на стоманените мостове. Висока носимоспособност при ниско собствено тегло, което позволява преодоляване на по-големи отвори; лека връхна конструкция, съответно облекчено долно строене; бърз и лесен монтаж; екологично строителство. Искам да обърна внимание и на предимството, което имат стоманените мостове в сеизмични райони. Поради по-малката маса на конструкцията се генерира по-малка инерционна сила, съответно и по-малко сеизмично въздействие върху съоръжението. Съществено предимство, спрямо стоманобетонните алтернативи, имат и по отношение експлоатационните разходи за поддръжка. Ако се базираме на един екпслоатационен период от 100 години, стоманените мостове може да се окажат икономически по-изгодни. Да, първоначалната инвестиция за стоманено съоръжение е по-голяма, но в експлоатационния период то изисква по-малко разходи за поддръжка. Могат да се използват и иновативни материали, като атмосфероустойчивата стомана, която няма нужда от антикорозионна защита и съответно поддържане. В рамките на експлоатационния срок стоманените конструкции показват и по-малко дефекти. Достатъчно е да отбележим, че много стоманени мостове у нас са достигнали проектния експлоатационен срок от 100 години и все още са в експлоатация. Няма и данни за преждевременно демонтиран стоманен мост заради корозия. Докато има примери за подмяна на връхни стоманобетонни конструкции в рамките на 30-35 годишен експлоатационен период. А това предполага допълнителни разходи. Именно в тази посока бих искал да насоча вашето внимание – когато се възлага поръчка, да се анализират няколко възможни решения и да се избере най-ефективното. А цената да се определя и сравнява за целия експлоатационен срок. Практиката последните десетилетия е в прилагането на стоманобетонни конструкции и, бих казал, стоманените мостове се превърнаха в една преднамерено забравена алтернатива.

Доц. Георгиев, какъв е Вашият коментар относно описаната от проф. Рангелов ситуация и това, че строителството на стоманени мостове не е застъпено в съвременната ни инфраструктура?
През 70-те години на миналия век е взето централизирано решение в България да се развива технологията с предварително напрегнати стоманобетонни греди, която, разбира се, също има своите предимства. И макар в същия този период в страната ни да се появяват два последователни рекорда в областта на стоманените мостове, проф. Рангелов вече спомена, се запазва инерцията, зародила се през 70-те години, та чак до наши дни. И какво наблюдаваме в момента? Тук като че ли няма развитие. От години се прилагат едни и същи решения. А това е предпоставка за липса на конкуренция. Именно тя е в основата на развитието, защото ако има конкуренция, ще го има и стремежа към нещо по-добро. Да вземем за пример съседните на нас държави – Гърция, Румъния, където има впечатляващи примери за стоманени и комбинирани конструкции. В сравнение с тях, ние сме в застой. Затова и се стремим както да популяризираме стоманените конструкции, така и да покажем колко по-добро решение може да се окаже в редица случаи прилагането на стоманени или комбинирани стомано-стоманобетонни мостове.

Бихте ли пояснили какво представляват комбинираните стомано-стоманобетонни мостове и по какъв начин могат да бъдат успешно прилагани в инфраструктурни проекти?
Доц. Георгиев: Характерно за комбинираните стомано-стоманобетонни мостове е, че пътната плоча е стоманобетонна, главните греди с комбинирани сечения, долното строене на моста и фундирането е от стоманобетон. Комбинираните сечения използват предимствата на двата основни материала – стомана и стоманобетон, чиято съвместна работа се постига със заварени болтови дюбели. В инфраструктурните проекти, визирам конкретно автомагистралите, които преминават в райони с висока сеизмична активност (около Пловдив, Югозападна България), прилагането на комбинирани мостове е много по-надеждно решение в сравнение с класическите стоманобетоннни мостове. Комбинираните конструкции са по-леки, генерират по-малка инерционна сила, товарят по-малко долното строене. Излизат и по-евтино. Поради по-леката връхна конструкция комбинираните мостове са едно идеално решение за реконструкция на съществуващи съоръжения. При ремонта на стоманобетонни мостове обикновено се подменя цялата връхна конструкция, което на практика е частично ново строителство. Ако тази подмяна се извърши с комбинирана връхна конструкция, съоръжението ще олекне многократно, ще се облекчи долното строене, с много по-малки усилия ще се покрият нормативните изисквания. Относно новото строителство ще дам пример с мостовете, които ще се изграждат по Лот 3.2 на АМ „Струма“, за които идейният проект предвижда съоръжения с отвори 24 m, с гредова носеща конструкция. Ако се приложи комбинирана конструкция, се преминава на вариант с отвор 48 m, при който ще отпаднат половината стълбове от долното строене. Какво значи това? Спестено време за изграждане, а и по-малко вредно въздействие в природата. Един аспект, който също заслужава внимание, е пътната безопасност. С прилагането на комбинирани конструкции, за надлези по първокласните пътища и магистрали, отпада междинната опора. Това предотвратява фатални удари на превозни средства в стълбове.

За съжаление подобни решения не са част от практиката на строителните фирми у нас. А и самите възложители, може би поради недобро познаване на този тип конструкции, ги възприемат като екзотична новост. В действителност няма нищо сложно, което да е извън нашите възможности.

В този ред на мисли, разполагаме ли с нужния потенциал, както производствен, така и експертен, да развиваме стоманените и комбинирани мостове?
Проф. Рангелов: Производството със сигурност има потенциал. Положителна практика в тази посока е работата на Българската асоциация за метални конструкции, която обединява водещи производители на стоманени конструкции в страната. Обединява се голям производствен капацитет и се работи съвместно за повишаване на качеството. От гледна точка проектантски потенциал, смея да твърдя, че подготвяме добри специалисти. В обучението на студентите по специалност Строителство на сгради и съоръжения, профилирани в областта на строителните конструкции, е включена дисциплината „Стоманени и комбинирани мостове“, има лекционен курс, разработва се курсов проект. Имаме и няколко научни изследвания в тази област. Отворени сме към европейското изследователско пространство. През далечните вече 1997-1999 г. катедрата участва в научноизследователски проект, посветен на проблеми в сеизмичното осигуряване на стоманени конструкции. Миналата година приключихме участие в европейски проект - INNOSEIS, отново в сеизмичната тематика. Проектът обединява 10 иновативни разработки в сеизмичното осигуряване, една от които е на доц. Цветан Георгиев. Разпознаваеми сме в Европа и, в този контекст, имаме контакти с водещи специалисти, ако се наложи да потърсим допълнително експертно мнение при една по-сложна конструкция.
Доц. Георгиев: Към казаното ще добавя, че инвеститорските агенции също би следвало да имат по-активна политика в посока налагане на стоманените и комбинирани мостове в практиката. Както и по-рано казах, движим се по инерция, рутината пречи на развитието ни, не сме конкурентоспособни на европейския пазар. В тази връзка използвам възможността да споделя, че ние сме отворени да съдействаме на държавните инвеститорски агенции. Можем да подпомагаме работата им с участия в семинари, да представим ефективни решения и добри практики от съседни държави. С експертния потенциал, който катедрата притежава, може да бъдем много полезни.