Этот вопрос постоянно встает в профессиональном сообществе мостовиков, и мнения специалистов часто расходятся. В этой связи наша редакция обратилась за комментариями к генеральному директору ГК «Стройкомплекс-5» Станиславу Шульману, чей многолетний опыт в области как типового проектирования, так и разработки уникальных объектов дает ему право выступать в качестве эксперта по данному вопросу.
Беседовала Регина Фомина
— Станислав Александрович, в мостостроении постоянно идут споры — что лучше применять: железобетон сборный или монолитный? Каково ваше мнение — что же выбрать?
— Ответ неоднозначный. На самом деле, конечно, нужно разобраться в нюансах.
У сборного железобетона, как и у монолитного, есть как положительные, так и отрицательные качества.
В эту тему я погружен, можно считать, с 1960 года, когда пришел в институт «Ленгипротрансмост». Там я попал в отдел типового проектирования и занимался, в основном, железобетоном. Поначалу мы были ориентированы только на сборный железобетон, и первым моим проектом, который я уже более-менее сознательно выпускал, был типовой проект свайно-эстакадных железнодорожных мостов.
— Поясните, что это за мосты…
— Это конструкция, состоящая из свай, забиваемых в грунт. Сваи (их несколько в опоре) объединяются насадкой, преимущественно, сборной, но бывают и монолитные, а прямо на насадки устанавливаются балки пролетных строений. Эта система очень эффективна, так как требует минимум материалов, но надо иметь в виду, что свая здесь — это не просто элемент фундамента, как мы привыкли. Дело в том, что в свайно-эстакадном мосте свая оказывается вынужденной работать в трех средах. Понятно, что своей нижней частью она работает в грунте. Это ее нормальная работа. Но она оказывается и в водной среде в пределах переменного уровня воды, то есть от уровня грунта до наивысшего уровня воды. Плюс к этому сюда добавляется и ледоход, и это тоже водная среда, при этом верхняя часть сваи оказывается в воздушной среде, а значит подвергается температурным воздействиям от – 50°С до +50°С. Таков диапазон комплексного воздействия на сваю природных факторов, и она должна работать в таких условиях! Именно поэтому я призываю беречь эти сваи, буквально «молиться на них», потому что такая свая является одним-единственным несущим элементом, на котором держится и насадка или ригель, и балки пролетных состояний, и вся временная нагрузка. Над такими типовыми проектами я работал еще в 60-х годы и эти мосты до сих пор еще живы. Время от времени, когда мне приходится заниматься экспертизой различных проектов, все еще встречаются свайно-эстакадные мосты.
Ну и не могу не вспомнить еще один свой объект. Это тоже сборный железобетон, но уже с добавлением монолитного. Это мост Дружбы в Выборге. Еще его называют мостом через Гвардейский (бывш. Западный) пролив, по которому проходит судоходный фарватер Сайменского канала. Канал пересекают два моста, железнодорожный и автодорожный. Русловой пролет железнодорожного моста перекрыт сборной железобетонной аркой с ездой понизу. Эта интересная конструкция пролетом 55 м — типовой проект московского института «Гипротрансмост». А вот всеми остальными пролетами длиной 27–33 м занимался наш «Ленгипротрансмост». Я же был привлечен к работе только над автодорожным мостом. Мост этот большой, интересный, пролеты по 42 м из сборного железобетона. Для строительства там был создан целый строительный полигон. Почему? Да потому, что 42-метровые балки не цельноперевозимые, их перевозили отдельными блоками и объединяли на стапелях рядом с мостом. Использовались два больших П-образных портальных крана, которые поднимали готовую балку за концы и ставили в пролет. Краны перемещались по временным подкрановым мостикам. Величина руслового пролета требовалась не менее 50 м. Это было обеспечено с использованием неразрезного пролетного строения по схеме 42 + 50.0 + 42 м, с применением в максимальном количестве блоков типовых балок. При этом надопорные участки длинами порядка 10 м над каждой из русловых опор были выполнены в монолите, остальное — сборные блоки. Основные конструкции моста прекрасно себя чувствуют и сегодня. Относительно недавно мне довелось там побывать, пофотографировать его для очередного сюжета «Мировых мостов*».
— Какие преимущества у сборного железобетона?
— Преимущества те, что основная часть работ по строительству моста выполняется в заводских условиях: на заводе изготавливаются балки, элементы опор, те самые сваи, о которых я упоминал. На месте строительства необходимо только все собрать, омонолитить узлы сопряжения сборных элементов, и быстро можно открывать движение.
В советское время были даже такие лозунги: «Превратим строительную площадку в монтажную! Долой «мокрые» работы! Долой монолитный железобетон!»
В сборных железобетонных мостах, кроме тех самых свайно-эстакадных конструкций, о которых я упоминал, было много других решений, в том числе и те решения, которыми я занимался уже в более поздние годы, а именно, при строительстве БАМа.
— Расскажите об этом подробнее…
— Я для БАМа работал все 11 лет, с 1974 по 1985 годы, и проезжал по БАМу очень много раз от Усть-Кута до Тынды, от Тынды до Комсомольска на Амуре. Моей задачей была координация работы проектных организаций в области малых и средних железнодорожных мостов и водопроводных труб для БАМа. Там работали все проектные институты Главтранспроекта: Ленгипротранс, Мосгипротранс, Дальгипротранс, Киевгипротранс и даже Ташкентский и Тбилисский институты. Но поскольку у всех у них были разные подходы, традиции, взгляды на строительство, Минтрансстрой и поручил нашему институту, а институт — конкретно мне — заниматься некой координацией. Я расскажу о двух решениях, которыми мне довелось заниматься и которые, на мой взгляд, в значительной степени обеспечили строительство БАМа, и, прежде всего сроки, качество, надежность. Условия БАМа известны, там есть и вечная мерзлота, и болота, и сейсмичность в 9 баллов. При этом нужно было обеспечить скоростное строительство.
Сначала как получалось? Идут земляники, отсыпают насыпь, балластный слой, далее идет путеукладчик, укладывает звенья рельсового пути, и в какой-то момент останавливается, потому что впереди – дырка, так как моста еще нет, и когда появится, неизвестно. И вот тут и земляники, и путейцы начинают обвинять мостовиков, что они вечно отстают, постоянно задерживают строительство. И тогда, чтобы как-то преодолеть эту ситуацию, придумали решение — столбчатые опоры. Я участвовал в этом вместе с коллективом института и сотрудниками ЦНИИС Минтрансстроя.
Встал вопрос — как строить малые и средние мосты, ведь там вечная мерзлота? Значит, сваи не забьешь. А, значит, наши свайно-эстакадные мосты в прямом виде не сделать. Значит, нужно бурить. Буровые сваи давно известны, и на БАМе тоже применялись. Туда привозили и японские, и германские буровые установки, которые бурили скважины, заполняли их бетоном. Бетон этот иногда набирал прочность, иногда успевал замерзнуть до того, как наберет прочность. Бывало всякое, поэтому все всегда проверяли. Но главное — было решение использовать сборный железобетон.
Были предложены, рассчитаны, разработаны, исследованы стойки или, можно сказать, даже сваи (назвали их столбы) диаметром 0,8 м, которые погружали в скважины диаметром 1,2 м. В такую скважину опускался сборный железобетонный столб диаметром 0,8 м, пространство между стенками скважины и столбом заполнялось бетоном, а дальше уже, по принципу свайно-эстакадного моста, этот столб объединялся со сборной насадкой, на которую ставились балки пролетных строений. Это решение было, в общем-то, близко к революционному. Когда стали применять столбчатые опоры, то строительство заметно ускорилось, но и это еще было не самым впечатляющим. Вторая идея, которую мы реализовали на БАМе, это — распорные мосты. У меня есть два патента на такие мосты. Это касается только малых однопролетных мостов, которых было очень много на трассе. В чем смысл этого решения? Мы допускали передачу давления грунта с одной насыпи на другую через пролетное состояние. Для этого между шкафной стенкой и балкой ставили РОЧи, иногда какие-то металлические детали, в том числе металлические клинья. Мы получили патент как раз на металлический клин, который обеспечивает гарантированную передачу усилия от давления грунта.
Еще у нас есть решение с амортизатором, который параллельно включается в работу и многое другое. Но главное — когда у нас появились распорные мосты, тут уже мостовики смогли обогнать путейцев.
Кстати технологию скоростного строительства мостов придумал великий человек — Иван Михайлович Алексеенко, который руководил «Мостоотрядом №19» до 1991 года.
Он впервые организовал такую схему для строительства мостов в Западной Сибири, и я был свидетелем этого. На базе «Мостоотряда №19» в Красном Селе собирался поезд, куда погружались сваи, насадки, балки пролетных строений, прицеплялась бетономешалка для омоноличивания, все необходимое для сварочных работ, на платформы ставились кран и буровая установка, прицеплялись два классных вагона для рабочих и ИТРовцев. Поезд приезжал на ближайшую к объекту станцию, разгружался, далее по притрассовой дороге груз отправлялся на объект. Схема была хорошо отработана. Выполняли строительные работы всего за 2-3 дня. После этого мостовики забирали все свои платформы и классные вагоны, и возвращались в Красное Село, чтобы загрузить полный комплект изделий для нового объекта.
Вот подобные организационные схемы использовались и на БАМе для строительства малых и средних мостов.
Но не только для малых и средних мостов использовали сборные железобетонные конструкции. Было построено достаточно много мостов с большими пролетами до 100 и даже до 120 м в сборном железобетоне. И вершиной этого стало создание так называемой универсальной технологии, за которую группа авторов даже получила государственную премию.
— Почему позднее стали подвергать критике сборный железобетон?
— Действительно, сборный железобетон в 80-х –90-х годах стал предаваться анафеме. К железнодорожным мостам претензий не было. Ведь что такое железнодорожный мост? Две сборные железобетонные балки, объединенные диафрагмами. Либо, если это плитные балки, не объединенные вообще, каждая плита на четырех опорных частях. Основная идея сборного железобетона в железнодорожном строительстве — это использование конструкций полной заводской готовности. Причем это была железобетонная конструкция с нанесенной гидроизоляцией, с защитным слоем, со всеми закладными деталями, чтобы можно было тротуары подвесить, объединить попарно, засыпать балластом и поехать.
А вот в автодорожных мостах балки полной заводской готовности, как в железнодорожных, применить невозможно. Нужно их объединять, омоноличивать. Почему? Потому что строительство железнодорожного моста — это работа в системе 2D. Что это значит? У нас есть координата Х (продольное направление), к ней относятся длина моста, пролеты моста, и координата Z, (высота моста), определяющая высоту опоры и глубину фундамента. Координаты Y нас нет, так как один путь. Если же имеется два пути, то, как правило, строятся два моста. Конечно, бывают случаи двухпутных железнодорожных мостов, но они редкие.
А автодорожный мост – это система 3D. Кроме длины, высоты и глубины, есть еще и ширина, т.е. габарит проезжей части. Габарит моста – это координата Y. Ширина в пределах моста может меняться, если мост на кривой, или если с моста начинается съезд с дороги или, наоборот, въезд на дорогу. Поэтому меняются и эти координаты, что не позволяет использовать балки полной заводской готовности, и появляются стыки.
Сколько разработок, сколько научно-исследовательских работ было по вопросу создания полносборной железобетонной конструкции для автодорожного моста! Ничего не получилось. И единственный стык, который себя оправдал, это стык Передерия.
— Вы имеете в виду Григория Петровича Передерия?
— Да, это был великий ученый-мостовик, у него, на мой взгляд, есть три важные заслуги в области мостостроения.
Первое – это стык Передерия, то есть равнопрочный стык сборных железобетонных элементов, работающий на изгиб. Этот стык и был взят за основу в несколько упрощенном виде и до сих пор еще используется.
Второе достижение Передерия — это трубобетон в мостостроении, прекрасно зарекомендовавший себя в арках Володарского моста через Неву, 90-летие которого недавно отмечали.
И третье, — он первым внедрил сварку в мостостроение. Первым объектом был мост лейтенанта Шмидта через Неву, ныне Благовещенский, который был запроектирован под руководством Григория Петровича Передерия. И, кстати, на Володарском мосту разводной пролет тоже цельносварной.
— Давайте перейдем к монолитному железобетону. Почему он стал широко применяться только в последние десятилетия?
— Постепенно с развитием строительной химии появился ряд новых решений, которые дали взрывной эффект. А именно, появилась возможность вводить в бетон такие добавки, которые регулируют скорость схватывания, начало схватывания, весь процесс набора прочности. Теперь мы можем укладывать бетон на протяжении длительного времени благодаря введению добавок на разных этапах укладки и можем подбирать время схватывания таким образом, чтобы набор прочности происходил везде одновременно. Это позволяет избежать возникновения термонапряжений, что очень важно. Второй фактор — появились миксеры, которые перемешивают бетон в движении, что предотвращает его расслаивание даже при перевозке на 30–40 км, а не 5 км, как это было раньше.
Третий фактор. Появилась опалубка из бакелитовой фанеры, к которой бетон не пристает. И благодаря этой опалубке можно обеспечивать любые очертания поверхностей пролетных строений. Появилась и высокопрочная сталь со стабильным модулем упругости, с хорошей защитой от коррозии. Сейчас компания «Северсталь» изготавливает из этой стали прекрасные канаты. Ее отличает повышенная прочность — не 15 тыс., а 19 тыс. кг/см², стабильный модуль упругости, наличие оцинковки, дополнительной защиты и так далее. Для таких канатов появились и системы анкеров и домкратов для натяжения.
Это все вкупе дало возможность проектировать и строить конструкции из монолитного преднапряженного железобетона при больших пролетах.
— У вас большой опыт проектирования мостов из преднапряженного монолитного бетона?
— Да, мне доводилось проектировать такие конструкции. Причем, что интересно, первый объект у меня был во Вьетнаме. Пролетное строение трехпролетное, коробчатого сечения, неразрезное с максимальным пролетом порядка 50 м. Получилось очень изящное сооружение.
Потом были еще разные объекты, в том числе один из моих последних проектных объектов — это мост через реку Эмайыги в городе Тарту. Мост с арочным пилоном и подвешенными на вантах железобетонными конструкциями пролетного строения, с двухосным обжатием, вдоль и поперек моста.
Кроме этих двух объектов еще мои объекты, — это третье кольцо Москвы, в частности, развязка в Лужниках, где были и монолитный, и сборный железобетон. Там было все, включая железнодорожные монолитные преднапряженные трехпролетные конструкции пролетных строений под железную дорогу на одном берегу и двухпролетные на другом. А в целом там было запроектировано около двух километров эстакад. Еще один объект — это Тульская развязка, где тоже был преднапряженный монолитный железобетон, 13 эстакад, кривые, косые, во всех направлениях съезды и въезды.
И нельзя не вспомнить 2.5 километров эстакад из монолитного преднапряженного железобетона на железной дороге Адлер – аэропорт и Адлер – Красная Поляна, включая и два больших моста через реку Мзымту. Это были наши Олимпийские объекты.
— И все-таки, что же предпочтительнее: сборный или монолитный железобетон?
— Если у нас идет 5–9 км эстакады с одинаковыми пролетами, на мой взгляд, однозначно нужно применять сборный железобетон, но, к сожалению, мощностей тех немногих заводов железобетонных конструкций, которые остались в стране, не достаточно.
В настоящее время идет проектирование, подготовка к строительству ВСМ «Москва — Санкт-Петербург». Для того, чтобы можно было изготавливать балки (а сегодня ориентация на балки коробчатого сечения сразу под два пути) на полигоне рядом с этим объектом нужно смонтировать соответствующие стенды, опалубки и прочее-прочее, и изготовить нужное количество этих балок на месте (к сожалению, мощностей тех немногих заводов железобетонных конструкций, которые остались в стране, не достаточно), а потом ставить эти балки одну за другой. Тогда мы обеспечим скоростное строительство.
А когда у нас будет какой-то уникальный объект, допустим, мост через Волхов на той же ВСМ, мост через Волгу, какие-то еще виадуки, то тогда там нужно применять монолитный железобетон.
При этом я не говорю, что не следует применять металл. Но я против того, чтобы применять металл без оглядки. Металл можно применять там, где без этого не обойтись. Например, для пролета 200 м железобетонную конструкцию для железнодорожного моста мы не порекомендуем, так как собственный вес этой конструкции будет слишком большой. В этом случае, наверное, нужно применять металл, в виде какой-то комбинированной системы, например, арочной, вантовой и так далее. Но для пролетов до 100 м монолитный железобетон имеет все права на жизнь.
К слову хочу процитировать Мао Цзэдуна, который сказал: «Пусть расцветают сто цветов, пусть соперничают сто школ»!
____________
*) «Мировые мосты» — серия видеофильмов о разных интересных мостовых сооружениях, к которым С.А. Шульман имеет непосредственное отношение. Автор фильмов — Анна Пейчева. https://мировыемосты.рф/category/блог/
ГК «СТРОЙКОМПЛЕКС-5»
192171, Санкт-Петербург
ул. Бабушкина, дом 36, к. 1, лит. В
тел./факс: (812) 560-71-69
е-mail: info@sc-5.ru
stroycomplex-5.ru
«Мосты и время». Специальный выпуск журнала «ДОРОГИ. Инновации в строительстве», декабрь 2025, № 130.
