Использование новых марок стали позволит снизить металлоёмкость мостовых конструкций до 10%

Участники обсудили, как внедрение новых строительных технологий и материалов помогает развитию отрасли, а также рассмотрели направления развития в области мостостроения. Руководитель направления продаж для дорожно-транспортной  инфраструктуры Игорь Плюснин поднял актуальную для рынка тему использования высокопрочных сталей в мостостроении. 

Несмотря на то, что с 2023 по 2027 годы планируется построить и реконструировать 1788 км автомобильных дорог, в составе которых 511 искусственных сооружений, активно обсуждается оптимизация как проектных решений, так и бюджета большинства запланированных объектов транспортной инфраструктуры.

Реализация текущих планов государства по строительству мостовых сооружений в согласованные сроки невозможна без использования новых материалов и технологий. Примером этого является применение высокопрочных марок Powerweld класса прочности 460 и 690 в мостовых конструкциях.

Уже несколько десятилетий в России в мостах применяются стали с категорией прочности не более 390 Мпа — в основном 10ХСНД и 15ХСНД.

В 2013 — 2014 годах мы собрали статистику по выпуску проката 10ХСНД по ГОСТ 55374 в толщинах свыше 30 миллиметров. И пришли к выводу, что по текучести, прочности, относительному удлинению и ударной вязкости этот прокат превосходит те нормы, которые заложены в ГОСТ. Фактически, как минимум 95% исследованного проката соответствует классу прочности 420 и выше. Следующим шагом стала задача проверить, можно ли этот класс прочности в мостовых марках стали еще увеличить для того, чтобы эффект по сравнению с 10ХСНД(C390) и 15ХСНД(C345) был максимальным.

Известно, что высокопрочный прокат успешно применяется в данной отрасли за рубежом. Достаточно большое количество проектов используют сталь класса прочности 460 и выше. Например, в проектах моста Сэто в Японии, основной конструктив которого выполнен из марки класса прочности 460, и моста Tokyo Gate, при строительстве которого использовались стали 500 Мпа.  В проекте Акаси Кайке использовались стали 800 МПа. Класс 690 также применяется в мостостроении, пока, в основном, для шарниров и опорных  частей мостов. Тем не менее, перспективы ее использования стоит рассматривать уже сейчас. Преимуществом этих марок являются повышенные прочностные свойства и хорошая свариваемость.

Мост Сэто в Японии

Современные технологии и опыт металлургических заводов позволяют производить прокат с новыми характеристиками. Сегодня металлурги во многих отраслях, в том числе в мостостроении, выступают драйвером развития, предлагая новые материалы и финансируя НИОКР.

В 2019 году «Северсталь» инициировала работу по внедрению высокопрочной стали Powerweld 460 (С460). Совместно с АО «ЦНИИТС» мы провели серию испытаний, исследование химического состава и свойств, подбор режимов и материалов сварки. По результатам испытаний получили положительное заключение «ЦНИИТС» о возможности применения данной стали в мостостроении.  Кроме этого было проведено технико-экономическое сравнение, по результатам которого подтверждена целесообразность применения высокопрочных сталей. Для заказчика использование высокопрочной стали Powerweld 460 ( С460) при идентичной стоимости с прокатом марки 10ХСНД (С390), дает экономию веса конструкций до 10%.

К примеру, для проекта «Солнцево-Бутово-Варшавское шоссе» (Москва) компания «Интермост» спроектировала мост из марки Powerweld460 (C460) вместо 10ХСНД (C390) и получили снижение веса конструкции с 5000 до 4200 тонн. К сожалению, этот проект не прошёл экспертизу, потому что в СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» данная марка до сих пор не внесена. Тем не менее, продолжаем внедрять данную марку в мостостроении: две балки типа МИК-П из стали С460 производства ПАО «Северсталь» уже установлены в качестве СВСиУ в конструкции ригеля Р1 на участке указанного проекта. 

Мостовые балки, изготовленные из проката «Северстали» 

МИП «НИЦ Мостов и Сооружений» (МАДИ) совместно с НПЦ Мостов  разработали дополнительную программу испытаний проката С460, которая находится на финальном согласовании в ТК 465. Одновременно с проведением дополнительных испытаний, планируется пилотное проектирование и испытание мостового сооружения. Мы ожидаем содействие ФДА «Росавтодор» в получении подходящего проекта для опытного применения. Следующим шагом станет поиск объекта для проектирования и использование высокопрочных марок стали в реальном проекте.