ОАО "Институт Гипростроймост" © 1945-2017
Разборка руслового пролетного строения Ворошиловского моста через реку Дон в городе Ростове-на-Дону

Конструктивно мост состоит из трех частей: правобережной эстакады по схеме 2 × 32,4 м, левобережной эстакады по схеме 8 × 32,4 м и русловой части по схеме 79,38 + 131,8 + 79,38 м. Пролетные строения эстакадных частей выполнены из сборных предварительно напряженных железобетонных балок с расчетным пролетом 32,4 м. Русловое пролетное строение выполнено по балочно-консольной схеме. Судоходный пролет образован двумя консолями длиной по 49,2 м и подвесным пролетным строением длиной 32,4 м.

По архитектурным соображениям снизу и по боковым граням подвесное пролетное строение закрыто навесным железобетонным декоративным кожухом переменной высоты, что создает впечатление единой конструкции в среднем пролете. Общий вид моста представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Фотоврисовка общего вида моста после реконструкции

Русловое пролетное строение выполнено из сборных железобетонных блоков коробчатого сечения, объединенных предварительно напряженной арматурой. Сборные блоки длиной 2 и 3 м и весом до 45 т изготавливались на полигоне по методу отпечатка. Анкерные пролеты длиной 79,38 м собирались на подмостях с устройством монолитных арматурных стыков, толщиной 20 см. Консольные части монтировали внавес на клеевых стыках. Каждый блок крепился напрягаемой арматурой, выполненной из стальных канатов диаметром 45 мм. Канаты размещались в нише в верхней части плиты коробчатых блоков. После установки всех блоков поверх арматуры уложили бетон омоноличивания. Максимальное усилие в канатах, согласно проекту, составляло от 86 до 96 тс. Анкерные пролеты дополнительно армировались напрягаемой арматурой в зоне нижней плиты.

С момента ввода в эксплуатацию мост неоднократно обследовался и испытывался различными специализированными организациями. В 2013 году по заказу дирекции по строительству объектов транспортной инфраструктуры города Ростова-на-Дону ЗАО «Институт Имидис» выполнило комплекс обследований и испытаний конструкций моста. В составе выполненной работы был приведен анализ результатов предыдущих обследований. В частности, в отчете указывалось, что с момента ввода моста в эксплуатацию (в 1965–1966 годах) отмечалось появление наклонных, горизонтальных и поперечных трещин в стенках коробчатых балок.

В 1976 году количество трещин возросло, их раскрытие достигало 0,8–0,9 мм. В 1980 году впервые обратили внимание на провисание концов консольных частей руслового пролетного строения. В 1984 году провисание составляло 35 см, в последующие годы прогиб достиг 60 см.

С первых лет эксплуатации при всех обследованиях указывалось на застой воды по нижней плите в анкерных пролетах, что способствовало активной коррозии нижней пучковой проволочной напрягаемой арматуры. В результате в 2007 году произошел разрыв всех пучков в стыке между блоками 45 и 46 в низовой коробке правобережного пролетного строения. Для ликвидации аварийной ситуации и проведения ремонтных работ движение на мосту было закрыто.

По совокупности результатов обследования и испытаний конструкции моста в заключении 2013 года ЗАО «Институт Имидис» рекомендовало:

  1. осуществить реконструкцию моста с заменой пролетных строений;

  2. до реконструкции допустить к обращению на мосту только легковые автомобили с исключением автобусного движения.

В 2012–2013 годах ЗАО «Институт Стройпроект» разработало проект реконструкции мостового перехода, который предполагалось осуществить в 2 этапа:

  1. строительство с верховой стороны существующего моста нового сооружения с последующим переносом на него автомобильного движения;

  2. замена существующих пролетных строений, усиление опор.

Генеральной подрядной организацией по реконструкции Ворошиловского моста по итогам конкурса стало ПАО «Мостотрест» в лице его РТФ «Мостоотряд № 10».

Разработка рабочей документации и реализация проекта начались практически параллельно, в мае 2014 года. ОАО «Институт Гипростроймост» были поручены разделы рабочей документации: СВСиУ и ППР, включая разборку существующих пролетных строений, а также разработка конструкции русловых пролетных строений.

Ранее мы рассказывали о монтаже руслового пролетного строения.

В связи с ухудшающимися условиями эксплуатации моста заказчиком было принято решение о закрытии движения по мосту еще до ввода в эксплуатацию нового сооружения с верховой стороны. Это решение также позволило сократить конечный срок реконструкции мостового перехода.

С целью уточнения конструктивных параметров, усилий натяжения высокопрочной арматуры и ее состояния, толщин элементов пролетного строения и пр. по заданию ОАО «Институт Гипростроймост» субподрядной организацией, ООО «Т.К.М.», было выполнено обследование, в результате которого была получена следующая информация:

  • обмерочные чертежи руслового пролетного строения;
  • толщины дорожной одежды на мостовом полотне;
  • состояние верхней предварительно напряженной арматуры и выборочный замер усилий натяжения;
  • нивелировка проезжей части.

Полученная информация потребовалась для оценки фактических постоянных нагрузок, действующих на пролетное строение, уточнения геометрических размеров, сечений несущих элементов.

Для принятия решения по технологии разборки руслового пролетного строения была создана расчетная модель и произведены постадийные расчеты по определению деформаций и напряжений в элементах на различных этапах демонтажа конструкций. Исходные данные для расчета принимались из результатов последних обследований.

Предполагалось, что разборку следует производить в обратной последовательности по отношению к технологии сооружения пролетного строения.

Технологические операции выполнены в следующей последовательности:

  • до начала основных работ были смонтированы несущие подмости в анкерных пролетах 2–3 и 4–5;
  • были произведены работы по демонтажу проезжей части, тротуаров, перил и мачт освещения;
  • специальными монтажными агрегатами демонтировали подвесное пролетное строение;
  • с помощью этих же агрегатов демонтировали блоки консольных частей и анкерных пролетов. Последние элементы анкерных пролетных строений, расположенных на несущих подмостях, были демонтированы краном снизу.

Для каждого этапа демонтажа производились расчеты, в результате которых определялись деформации и напряжение в наиболее нагруженных элементах.

Расчеты производились последовательно для каждого этапа:

  • существующее состояние – все постоянные нагрузки;
  • снятие части постоянных нагрузок (проезжая часть, тротуары, перила, мачты освещения);
  • установка монтажных агрегатов на консольных частях руслового пролетного строения;
  • демонтаж подвесного пролетного строения;
  • последовательный демонтаж блоков консольной части от Б22 до Б2.

Для каждого этапа в результате расчетов были проанализированы графики перемещений конца разбираемой консоли и графики напряжения в корневом блоке Б2.

Расчетная схема при демонтаже подвесного пролетного строения и блока Б22 показана на рисунке 2. Графики перемещений, усилий и напряжений для одного из этапов демонтажа консольной части представлены на рисунке 3. Анализ произведенных расчетов подтвердил безопасность и обоснованность принятой технологии разборки.

Рисунок 2. Модель расчетной схемы демонтажа подвесного пролета

Рисунок 3. Результаты расчета одного из этапов демонтажа консольной части

Для подтверждения расчетных данных и контроля за состоянием разбираемой конструкции была разработана и создана система мониторинга, включающая в себя установку на стенках блока Б2 тензодатчиков и датчиков деформаций, с помощью которых получали информацию об изменении напряжений и деформаций после завершения работ на каждом этапе. Кроме того, на верхней плите в каждом блоке устраивались маяки, по которым осуществлялось нивелирование после демонтажа очередного блока пролетного строения с целью определения фактических деформаций по длине разбираемой консольной части пролетного строения.

После выполнения работ на каждом этапе (демонтаж подвесного пролетного строения или снятие очередного блока) данные мониторинга (изменение напряжений и деформаций) направлялись в ОАО «Институт Гипростроймост» для оценки фактических результатов с расчетными данными. Разрешение на дальнейшее производство работ выдавалось Институтом после сопоставления результатов мониторинга и расчетных данных. В процессе всех этапов разборки значительных расхождений фактических и расчетных данных зафиксировано не было, что является подтверждением правильности модели расчета и принятых исходных данных.

Разборка пролетного строения осуществлялась в период с июня по декабрь 2015 года. Монтажные работы были выполнены специальными агрегатами, разработанными ОАО «Институт Гипростроймост», которые были ранее задействованы для подъемки руслового пролетного строения нового моста.

Перемещение агрегатов с нового моста на разбираемую часть существующего производилось по поперечным мостикам. Всего было задействовано 4 агрегата. Агрегаты располагались по центру каждой коробки со стороны левого и правого берегов (рисунок 4). Декоративные железобетонные плиты подвесного пролетного строения обстраивались подмостями и разбирались вручную с последующим демонтажем разобранных элементов краном, установленным на проезжей части подвесного пролетного строения.

Рисунок 4. Схемы расстановки агрегатов на демонтируемом пролетном строении (фото предоставлено РТФ «Мостоотряд - 10» ПАО «Мостотрест») 
 

Подвесное пролетное строение, состоящее из 8 балок длиной 34,0 м и массой 60 т каждое, демонтировалось двумя агрегатами, установленными по оси верховой коробки с правого и левого берегов.

Для строповки балок использовалась траверса, состоящая из подхватных балок и тяжей. Перемещение балок на ось установки агрегатов осуществлялось по поперечным путям домкратами. Во время опускания балок судоходный пролет закрывался для движения судов (рисунок 5).

Рисунок 5. Демонтаж балок подвесного пролетного строения

Балка опускалась на баржу грузоподъемностью 400 т с последующей ее транспортировкой к причалу для дальнейшей разборки.

Демонтаж блоков консольных частей руслового пролетного строения выполнялся одновременно на правобережной и левобережной консолях в направлении от блока Б22 к блоку Б2 (рисунок 6), при этом работы на верховой и низовой коробках осуществлялись параллельно с опережением демонтажа на один блок на верховой коробке (рисунок 7). Непосредственно перед опусканием блока выполнялись следующие подготовительные работы:

  • резка соединяющей плиты между верховой и низовой коробками по длине 2 блоков;
  • строповка блоков;
  • натяжение канатов полиспаста на усилие, равное массе блока;
  • закрепление блока тяжами к конструкции агрегата;
  • резка высокопрочной арматуры;
  • отрыв блока по границе склеивания;
  • опускание на плавсистему.

Рисунок 6. Демонтаж блоков в русловом пролетном строении

Рисунок 7. Принципиальная схема демонтажа коробчатых блоков

Строповка осуществлялась путем установки пластин с анкерными стержнями на вертикальные стенки блока с двух сторон. Работы производились с подвесных подмостей, закрепленных за конструкцию монтажного агрегата (рисунок 8). Предварительное закрепление блока тяжами к конструкции агрегата необходимо было выполнить для исключения динамического удара в момент отрыва блока.

Рисунок 8. Схемы демонтажа блоков в русловом пролете (чертеж/фото)

Далее производилась резка высокопрочной арматуры, с помощью которой блок был закреплен к ранее смонтированной конструкции пролетного строения. Каждый блок (кроме Б22) был закреплен двумя петлевыми канатами диаметром 45 мм. Резка производилась сначала путем нагрева пучка газорезательным оборудованием до темно-вишневого цвета с целью плавного отпуска напряжения, затем осуществлялась его окончательная резка в створе клеевого шва. Предварительно для освобождения пучка от сцепления с бетоном по всей его длине производилась вырубка бетона омоноличивания. Разборка бетона омоноличивания производилась сразу по всей ширине ниши, где были уложены канаты.

Отрыв блока производился по клеевому шву домкратами, установленными между стальными упорами внутри коробки, которые были выполнены на стадии монтажа для стягивания блоков.

Работы по опусканию блоков производились последовательно на правобережной и левобережной консолях и верховой и низовой коробках. Опускание всех четырех блоков производилось в одно «окно» по судовому ходу реки Дон. После отработки технологии время демонтажа четырех блоков достигало не более 2 суток, включая подготовительные работы и перемещение кранов на новую стоянку.

После завершения разборки консольных частей металлоконструкции монтажных агрегатов были демонтированы кранами соответствующей грузоподъемности, установленными внизу на площадках у опор № 4 и 3. Демонтаж анкерных пролетных строений в пролетах 4–5 и 2–3 предусматривал комбинированную технологию. Вначале с верховой стороны нового моста на демонтируемые конструкции устанавливали монтажные агрегаты УМК-2, которые последовательно перемещались к опорам № 5 и 2 соответственно, затем производили демонтаж блоков. Ввиду больших масс блоков их демонтаж производился поэлементно: верхняя плита, стенки коробки и нижние плиты. Разобранные элементы опускались агрегатами УМК-2 на плавсредства в пролете 4–5 и на технологическую площадку в пролете 2–3 (рисунок 9). Сами агрегаты и последние блоки пролетного строения, на которых они стояли, были демонтированы на завершающем этапе кранами с земли. Применение агрегатов УМК для разборки анкерных пролетов было обосновано невозможностью установки общестроительных кранов внизу ввиду расположения пролета 4–5 над акваторией, а пролета 2–3 – над косогорной частью берега реки Дон.

Рисунок 9. Схема демонтажа блоков в анкерном пролете (чертеж/фото)

Разборка руслового пролетного строения была выполнена в течение 6 месяцев, в период с июля по декабрь 2015 года. Всего было демонтировано около 9,7 тыс. тонн железобетонных конструкций. Демонтажные работы были выполнены в соответствии с запланированным графиком, в полном соответствии с проектом производства работ. При выполнении технологических операций не возникло нештатных ситуаций, что подтвердило правильность предварительно выполненных расчетов.

Выполненный комплекс работ по степени своей сложности не являлся штатной задачей. Успех его реализации стал возможным благодаря тесному сотрудничеству между специалистами подрядчика, «Мостоотряда № 10», выполнившими комплекс строительно-монтажных работ, специалистами проектной организации, ОАО «Институт Гипростроймост», разработавшими технологию, обоснованную расчетами, и специалистами ООО «Т.К.М.», которые провели предпроектное обследование конструкций и дальнейшие работы по мониторингу во время демонтажных работ.

ОАО "Институт Гипростроймост" © 1945-2017