Ренессанс деревянных мостов

Как деревянному мостостроению в России выйти из кризиса?

Во всем мире строительство мостов с использованием древесных материалов переживает настоящий бум. Причем оно стало активно развиваться даже в тех странах, где в принципе нет леса или его запасы ограничены (Нидерландах, Норвегии, Швеции). Заморские архитекторы и конструкторы создают настоящие произведения архитектурного и инженерного искусства. Чего только стоит Мост Моисея, построенный в Нидерландах, в г. Хальстерен! Он расположен ниже уровня воды и как бы рассекает реку на две части, при этом он почти невидим с уровня водной поверхности.

В России, несмотря на огромные запасы древесины, деревянное мостостроение находится в глубоком кризисе - об этом в один голос говорят отечественные специалисты. Хотя потребность в деревянных мостах велика и подобные конструкции могли бы решить немало проблем с российскими дорогами, особенно на периферии.

Цифры и факты

К 1960 году на автодорогах России 92% мостов были деревянными, причем построены они были по нормам военного времени. Большая часть эксплуатируется и по сей день. По данным Государственной службы дорожного хозяйства за 2000 год, на территориальных автомобильных дорогах каждый четвертый мост был деревянным. Больше всего таких сооружений в Читинской области - 947, в Архангельской области - 843, в Хабаровском крае - 726, в Республике Саха (Якутии) - 486, в Республике Бурятия - 415, в Иркутской области - 448, в Республике Карелия - 383. На федеральных автомобильных дорогах эксплуатируются 82 деревянных моста (в Республике Саха - 42, в Амурской области - 22, в Иркутской области - 4, в Магаданской области - 4, в Еврейской АО - 3, в Калужской области - 2, в Читинской области - 2, в Агинском Бурятском АО - 1, в Республике Бурятия - 1, в Республике Тыва - 1). Более 30% мостов находятся в не­удовлетворительном состоянии, давно выработали свой ресурс. Специалисты деревянного мостостроения говорят, что спасти ситуацию может только комплексная целевая программа на уровне государства. По такому пути деревянное мостостроение развивается почти во всех западных странах. В России были попытки создать такую программу, но они не нашли отклика в кабинетах высокого начальства.

Передовиками деревянного мостостроения уже много лет считаются США и страны тирольского кластера (Австрия, Швейцария, Германия, Италия).

«В США до 80% мостов делается из дерева или материалов на его основе. Это следствие политики как федерального правительства, так и руководства отдельных штатов, - говорит директор ООО HolzProektBuro Евгений Крупин. - Чтобы стимулировать использование древесины в транспортных структурах, Конгресс США принял две национальные программы, в рамках которых были построены демонстрационные мосты, проведена серия научных исследований. А непосредственное строительство мостов финансировалось из федерального бюджета: с 1992 по 1996 год на строительство 180 мостов потратили около $37 млн».

Мосты по каталогу

По состоянию на сегодня отечественное деревянное мостостроение от западного отделяет пропасть в несколько десятков лет. По словам кандидата технических наук, доцента Симферопольской национальной академии природоохранного и курортного строительства Виталия Кириленко, начиная с 1950-х годов техническая политика в строительстве в СССР была ориентирована в основном на сборный железобетон, что привело к ограниченному использованию древесины, включая и деревянное мостостроение с применением современных клееных конструкций. Для сравнения: мосты из таких конструкций в Америке активно начали строить еще в 1940-х годах. В бывшем же Союзе клееные конструкции в основном применялись в сельском строительстве. В мостостроение они пришли спустя много лет, поэтому и мостов, которые строились с их использованием, по всей России наберется чуть больше сотни.

«Уже в 60­-х годах прошлого века американцы и канадцы продавали мосты по каталогам, - рассказывает Виталий Кириленко. - Можно было выбрать и опоры, и пролетные строения... Мосты из клееных деревянных конструкций легко монтируются, транспортируются, поэтому и финансово менее затратные, чем мосты из других материалов. Если стоимость деревянного моста принять за 100%, то металлический обойдется в 150%, а железобетонный - в 310%. А сроки службы деревянных мостов из клееной древесины составляют в среднем 50 лет, что объясняется хорошей сохранностью антисептированной древесины и отсутствием расслоения клеевых швов».

Инженер-конструктор лаборатории деревянных конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко Максим Суменко отметил, что в отечественном мостостроении было сделано несколько попыток использования клееной древесины. Еще в 1969-1978 годах «Союздорпроект» занимался строительством автомобильного моста из балок Хотьковского экспериментального завода. Но опыт был неудачным из-за нарушений технологии изготовления клееных конструкций.

«После 1975 года, когда появилась целая отрасль промышленного производства клееных деревянных конструкций и были созданы предприятия в Нелидово (Тверская область), Юре (Каунасская область), Коростышеве (Житомирская область), Вельске (Архангельская область), были удачные попытки в деревянном мостостроении. Ряд мостов, построенных в тот период, эксплуатируется до сих пор. Но должного развития отечественное деревянное мостостроение так и не получило, - говорит г­-н Суменко. - Спрос на деревянные мосты не так уж велик и сейчас, хотя подобные сооружения могли бы частично решить проблему российских дорог: ведь есть и ресурсы, и специалисты, и предприятия, изготавливающие материалы для деревянных мостов, кстати, сейчас большинство этих предприятий попросту простаивают».

Первый в России вантовый мост из дерева

Отдельные российские компании и организации пытаются продвигать идею использования древесины в мостостроении, участвуют в тендерах, но зачастую убедить заказчика в прочности и долговечности мостов из древесины не удается и предпочтение отдается другим материалам (стеклопластику, металлу).

«У древесины, как и у любого другого материала, есть свои плюсы и минусы, но если сравнивать ее с тем же бетоном или железом, то больше преимуществ. Деревянные мосты - это экономичные, прочные и долговечные конструкции. Кроме того, технически обслуживать их легче, - говорит заведующий сектором деревянных несущих конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко Станислав Турковский. - Когда мэром Москвы был Юрий Лужков, он активно продвигал деревянное мостостроение. А все началось после его поездки в Швейцарию. Там нашей делегации показали один, с виду ничем не примечательный, деревянный мост, на нем висела табличка, информировавшая, что 200 лет назад по этому мосту проходил Суворов. Наши не могли поверить, что сооружение из древесины служит столько лет. Как раз тогда проводился тендер на строительство моста через МКАД, и увиденное в Швейцарии сыграло не последнюю роль в том, что проект был отдан нам, а не "металлистам"».

За последние годы сотрудники лаборатории деревянных конструкций ЦНИИСК им. Кучеренко спроектировили и построили более двух десятков современных деревянных мостов по всей России. Больше всего они гордятся мостом через МКАД, так как он был первым вантовым деревянным мостом в нашей стране, хотя многие специалисты не верили, что подобную конструкцию можно соорудить из древесины. Когда проводился конкурс проектов мостов через МКАД, лаборатория деревянных конструкций представила несколько схем двухпролетного моста: с несущими арками, с треугольными фермами, с фермами под крышей... А также предложила вариант висячего моста с несущими жесткими вантами из клееной древесины. При рассмотрении этого проекта иностранные специалисты, которые тоже участвовали в тендере, заявили, что в древесине такая конструкция реализована быть не может. Но именно она была одобрена конкурсной комиссией по ряду показателей, в том числе и экономических. Сметная стоимость такого моста длиной 105 м оказалась на 20% ниже, чем моста длиной 60 м, предложенного австрийской фирмой.

«Парадокс ведь в том, что в нашей стране столько леса, а деревянное мостостроение почти не развивается. Спрос очень маленький. В Норвегии или Швеции производство таких конструкций отлажено отлично. Есть заводы, которые выпускают целенаправленно продукцию для мостов - это специально пропитанная древесина, - говорит Станислав Турковский. - У нас пока на всю страну есть лишь одно такое предприятие - в г. Ногинске Московской области. Не так давно там установили немецкое оборудование, предназначенное для пропитки древесины в автоклавах и для склеивания элементов. Первый мост из такого материала был построен в Воронеже. Сейчас конкурсная комиссия решает, из какого материала строить мост через Москву­-реку. Мы тоже подали свой проект».

Деревянные мосты в России

Первые упоминания о деревянных мостах появились еще в X-XI веках. На небольших реках были распространены так называемые наплавные мосты: несколько связанных между собой плотов, поверх которых укладывался бревенчатый настил, образовывали вот такой «живой» мост. Подобные объекты быстро сооружались и разбирались, а это в периоды военных действий было важно.

В 1115 году, при Владимире Мономахе, в Киеве был построен первый наплавной мост через Днепр. Подобные мосты широко применялись в России вплоть до конца XIX века. В крепостных сооружениях использовали подъемные мосты. Первые летописные указания об их устройстве относятся к 1229 году. Пролет, примыкающий к городской стене, делался подъемным, а мост назывался возводным. Механизм, приводящий полотно сооружения в движение, состоял из коромысла, вращающегося между столбами (жеравцами), и цепей.

Также были популярны каменно­-деревянные мосты: настил был деревянный, а опоры каменные. Во время оборонительных действий такой мост быстро разбирался, чтобы враг не смог перебраться через водоем. Иногда просто сжигали деревянный настил моста. При этом каменная конструкция оставалась, и, когда боевые действия заканчивались, восстановление моста требовало немного времени и труда.

Интенсивное мостостроение в России началось со времен Петра I. Много деревянных мостов в то время было построено в Петербурге. Первый мост нового города, открытый в 1705 году, был наплавным. Но вместо плотов использовали барки­-плашкоуты. Такие мосты наводились в Петербурге в XVIII и XIX веках, наиболее примечательным из них был Исаакиевский. К 1748 году в Петербурге насчитывалось около 40 деревянных мостов, примерно половина из них имели разводные подъемные пролеты.

Выдающимся достижением мостостроения XVIII века стал проект арочного моста через Неву Ивана Кулибина. Деревянная арка перекрывала пролет 300 м, хотя известные в то время мосты перекрывались арками с пролетом только до 60 м. Было три варианта моста через Неву, по всем сделаны макеты, на которых проводились испытания с приложением максимальных нагрузок, но ни один из них в жизнь так и не воплотили.

В XIX веке в связи со строительством шоссейных, а затем и железных дорог мостостроение тоже было на подъеме. Появилось большое разнообразие конструктивных систем пролетных строений: подкосные, арочные, фермы... Но с использованием новых строительных материалов (чугуна, бетона, стали) деревянные мосты, по сути, ушли в историю...

Из чего строят деревянные мосты?

Для строительства мостов используют разные древесные материалы, чаще всего из таких пород, как ель, сосна, сибирская лиственница, кедр.

CLT (X-Lam) – перекрестно-клееные панели

Конструкционный материал, разрабатывающийся с начала 1980-х. Первые производственные линии появились в конце 1990­-х годов. Самое значимое изобретение последних десятилетий в деревообработке. CLT состоят из нескольких слоев продольно­-поперечно склеенных ламелей разной толщины. Используется в качестве основы - полотна несущей конструкции моста - под асфальто-бетонное покрытие или под настил.

Клееные балки (стандарта прочности GL24h и выше)

Обычные или усиленные клееные балки, используемые в качестве продольных или поперечных элементов перекрытия. Усиленная балка - совершенно новый продукт с превосходными несущими свойствами, близкими к свойствам композитных материалов. Состоит из комбинации склеенных продольно ламелей разных пород древесины.

Плиты перекрытий

Разработанные в качестве несущего основания для композитного бетонно­-деревянного материала межэтажного перекрытия с армированием нашли применение и в мостостроении. Обычно в мостостроении используется материал с мощным армированием и эффективной гидроизоляцией.

LVL-брус

Композитный конструкционный материал из древесины хвойных или лиственных пород в виде балок разной ширины и сечения. Используется в качестве основы полотна несущей конструкции моста под асфальтобетонное покрытие или настил. Характеризуется высокой прочностью, устойчивостью к внешним воздействиям.

Аккойя

Один из новых материалов из древесины. Производится путем глубокой обработки древесного сырья. Вначале из древесины вымываются сахариды, а образовавшиеся в клетках пустоты заполняют ацетиленом. При такой обработке материал не теряет свойств, сохранят внешний вид и не требует ни лакировки, ни покраски. По словам специалистов, на сегодня это самый долговечный материал, произведенный из древесины. Конкуренцию ему может составить лишь бамбук. В России аккойя пока не производится, а завозимая из­-за рубежа используется для отделочных работ в мебельном производстве. В мостостроении этот материал применяется в качестве несущих и ограждающих элементов конструкции моста.

Марина ШЕПОТИЛО