Алюминий в строительстве: проблемы и перспективы «крылатого металла»: Ольга Огородникова

Сегодня компания «РУСАЛ» совместно с Алюминиевой ассоциацией и Московским государственным строительным университетом (МГСУ) разрабатывают Свод правил по строительству мостов из алюминиевых сплавов. В результате планируем получить документ, который будет носить название «Свод правил применения и проектирования алюминиевых сплавов в пролетных строениях». Основная часть работы здесь заключается в проведении натурных испытаний тех сплавов, которые будут записаны в разрабатываемом Своде правил. После этого появится возможность применения алюминия при расчете пролетных конструкций. Однако для этого нам потребуется провести полный цикл испытаний на все три сплава, которые будут записаны для применения в проектировании.

В Европе, да и во всем мире, уже сложилась история мостостроения на основе алюминиевых сплавов. Первый алюминиевый мост был построен в Америке в 1936 году, перенес капремонт в 1980-х и до сих пор успешно эксплуатируется. Реконструировался он только в части опорных конструкций - железобетон за полвека разрушился. Эта история, наверное, главное доказательства того, что у алюминиевого мостостроения есть право на жизнь. Преодоление всех преград, которые стоят на пути у разработки нормативно-технической документации, более чем реально. Мы совместно с Алюминиевой ассоциацией выведем этот Свод правил и начнем его применять.

В части применения этого металла на пешеходных мостах ограничений нет. Мы не одно технико-экономическое основание и сравнение типовых решений по мостам провели. В результате была доказана эффективность относительно стальных конструкций. У алюминия наиболее выигрышная позиция с точки зрения эксплуатационных затрат, а также того, сколько металла использовано, его долговечности, веса и эстетики. Самым эффективным является применение алюминия в пролетном строении – когда безопорный пролет составляет от 30 до 90 метров.

Что касается автомобильных мостов – это будет второй этап нашей работы. Здесь нам еще предстоит подключить Росавтодор. Если «пешеходники» делаются с пролетами безопорных конструкций до 90 м, то на автомобильных мостах такие пролеты должны быть более частыми (до 25 м). Вне всяких сомнений, алюминий можно применять и здесь, эффективность включается в части ортотропной плиты (настил, который обеспечивает поверхностную эксплуатацию моста).

Как только у нас начинают ремонтировать мост, обычно закрывают половину полосы. Год-полтора мост ремонтируют, верхнее железобетонное покрытие с асфальтом снимают, опорные части восстанавливают, а уже после этого возвращают настил обратно. Все это время жители стоят в пробках, пытаясь объехать ремонтные работы. При этом, замена железобетонной плиты на ортотропную алюминиевую плиту увеличивает, во-первых, стойкость этого покрытия (минимум 25 лет). Во-вторых, вес алюминия в 10 раз легче по сравнению с железобетоном. Представим мост, который эксплуатировался 30 лет, и по регламенту требует аудита опорных частей. При снятии алюминиевого настила, который в 10 раз легче железобетонного, можно провести ревизию и не менять или не усиливать опорные части, а продолжить эксплуатацию моста с тем же трафиком, с теми же нагрузками, но с использованием алюминиевой ортотропной плиты, которая может простоять еще 50 лет. В мире это уже давно и повсеместно применяется.

Мы не говорим о применении алюминия везде, а только лишь об использовании в конструкциях, где он действительно необходим по требованиям долговечности, снижения эксплуатационных затрат. К сожалению, у нас никто не считает эти затраты. Перекрыли половину моста на целый год, не подумав о том, как увеличилось количество выбросов CO2 от машин в воздухе, сколько людей потеряли времени в пробках, вместо того, чтобы провести его более эффективно. Мы предлагаем решать проблемы комплексно, думать не только про стоимость самого металла при строительстве того или иного объекта, но и закладывать расходы на эксплуатацию, выполнение ремонтных работ. Кроме этого, даже с точки зрения подъёмных механизмов, которые необходимы для возведения моста, алюминий снова выигрывает у стальных конструкций из-за своего веса. Поднять алюминиевую конструкцию гораздо легче.

Сейчас в Нижнем Новгороде заканчивается строительства пешеходного моста из алюминия. Металлоемкость конструкции всего 64 тонны. В смете на производство работ по установке заложено полтора месяца, или 45 дней, на монтаж пролетного строения. У нас сейчас пролетное строение монтируется всего за один день: перекрывается трасса «М-7», четыре дня строители собирают эту конструкцию и одним поднятием крана устанавливают. То есть на 4 часа перекрыл дорогу – вот и весь монтаж. Фактически это даже ночью можно сделать, когда трафик минимальный.

Но нам всем продолжают доказывать, что применения алюминия в строительство – дорого. Обычно при сравнении начинается подмена понятий: сравнивают тонну стали и алюминия, не принимая во внимание затраты на разработку, изготовление и дальнейшую эксплуатацию. Например, в технических условиях на эксплуатацию стальных пролетных строений ясно сказано, что каждый 10 лет вы обязаны проводить их реконсервацию. То есть снять старое покрытие, буквально счистить до нуля всю поверхность, обработать какой-то химией, покрасить – и опять на 10 лет, до следующего ремонта. При такой обработке весь мусор летит на землю и в воду, превращаясь в мелкую пыль и ржавчину. Бюджет на утилизацию этих отходов тоже никто не считает.

Алюминиевый же мост не требует покраски. Он обрабатывается пескоструем, далее - идет покрытие оксидной пленкой. Не нужно тратиться на покрытие, консервацию и реконсервацию. Самый примитивный расчет показывает, что даже если при начальной стадии весь проект строительства моста с применением алюминия стоит на 15-20% дороже, чем из стали, с точки зрения эксплуатационных затрат уже на этапе проведения второго ремонта весь проект выходит в ноль, а остальная эксплуатация – только в плюс. В конечном итоге 15%-ая разница в цене при начальных затратах на строительство дают 30%-ый выигрыш при десятилетнем сроке эксплуатации.

Сегодня Минстрой РФ поставил задачу просчитывать проекты на всем жизненном цикле, включая утилизацию объекта. Это как раз укладывается в концепцию применения алюминия в качестве наиболее долговечного материала для мостостроения. Статистика показывает, что первичная стоимость расхода материала на строительство в общей стоимости затрат на эксплуатацию составляет 15%, если используется дорогостоящая технология – до 20%. При этом затраты на эксплуатацию составляют 50% - то есть в 2 раза больше. Но у нас, к сожалению, на этом этапе происходит разрыв: одни строят и быстро продают, а другие эксплуатируют. В результате первые получают прибыль за то, что они хорошо и дешево построили, другие получают убыток, потому что неэффективно эксплуатируют. На самом деле, если бы эта цепочка ответственности была бы от начала до конца, на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации, стала очевидней выгода в рамках всего жизненного цикла объекта.