Русский мост через пролив Босфор Восточный во Владивостоке. Фото iStock
Доводилось ли вам ехать по вантовому мосту? Издалека кажется, что он будто висит на тоненьких ниточках, но когда въезжаешь на переправу, за окном проносятся уходящие в небо огромные стальные тросы. «Энергия+» разобралась, как строят эту красоту, за счет чего тросы выдерживают колоссальные нагрузки и какой вклад в их надежность вносит энергетическая отрасль.
С древнейших времен человек строил самые разные мосты, прокладывая пути через ручьи, реки, ущелья и даже морские проливы. По мере увеличения расстояний, на которые нужно переправиться, росло число пролетов и усложнялись мостовые конструкции. Так появились висячие, арочные, рамные и другие типы мостов.
Вантовые переправы стали одной из революционных идей в истории мостостроения. В отличие от висячего моста, в котором основную нагрузку берут на себя тросы, у вантового нет гибких несущих элементов. Основная нагрузка приходится на вертикальные опоры — пилоны, с которыми пролет соединен множеством стальных тросов — вант.
Старейшие вантовые мосты родом из XVI века, а настоящую популярность переправы такого типа завоевали в XIX веке. Тогда построили сохранившиеся до наших дней Бруклинский мост в Нью-Йорке и мост Альберта в Лондоне. В России вантовые мосты появились в XX веке. Сегодня на территории нашей страны находится вантовый мост с самым длинным в мире пролетом в 1104 метра – это Русский мост через пролив Босфор Восточный во Владивостоке.
Строительство вантового моста начинается с возведения пилонов, а уже потом наращивают сам пролет, который сперва опирается на опоры, а затем поддерживается вантами. В отличие от обычных висячих мостов вантовые более устойчивы, имеют жесткое дорожное полотно и способны выдерживать большие нагрузки — например, поток автомобилей или железнодорожный состав.
Есть у вантовых мостов и серьезное ограничение: размер пролета. При чрезмерно длинных вантах жесткость и долговечность переправы значительно снижается. По этой причине размер пролета редко превышает километр.
Несмотря на внешнюю простоту и изящество конструкции, строительство вантового моста — задача отнюдь не тривиальная. Нагрузка на конструкцию распределяется неравномерно, усиливаясь по мере удаления от пилона. Мостовой настил должен быть чрезвычайно прочным, чтобы с ней справиться.
При прохождении по мосту транспорта, сильном ветре или сейсмической активности возрастает нагрузка на ванты. Их делают из прочнейшей стали, но иногда и этого недостаточно. Ванты Русского моста длиной до 579,8 метра сплели из тонких тросов (стрендов), а каждый стренд — из шести гальванизированных проволок, обвитых вокруг седьмой — центральной.
Главное преимущество мультистрендовых вант — повышенная прочность. Каждый стренд крепится к пилону независимо, так что при необходимости их легко заменить. В случае обрыва одного стренда мост не пострадает, потому что в составе ванты их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен.
Ванты нуждаются в защите от воздействия агрессивных факторов внешней среды, например, морской соли или обледенения. Здесь на помощь приходят энергетические компании, добывающие нефть и производящие из нее смазочные материалы для металлических конструкций. Смазка должны защищать металл, быть легкой в нанесении и стойкой к непогоде. В дополнение к смазке используют и другие технологии, например, стренды Русского моста покрыли плотным полиэтиленом.
Основное требование к смазочным материалам вантовой системы — максимальная профилактика коррозии. С этим способны справиться составы, которые создают плотную оболочку на металле и не воздействуют на него агрессивно, имеют стабильную структуру при воздействии атмосферных осадков, перепадов температур и нагрузок.
Свою первую порцию смазочных материалов ванты получают еще на производстве, а в дальнейшем защиту время от времени обновляют. В прошлом году команда «Газпром нефти» совместно с совместно с проектировщиками и строителями мостов разработала первый российский состав для смазки вантовых мостов — в него входят только отечественные базовые масла и присадки. В перспективе после запуска серийного производства на российские смазочные материалы смогут перейти все вантовые переправы страны — на сегодня их более 20.