Цитата:
«Уникальное явление»
Заведующий кафедрой «Мосты и транспортные сооружения» СГТУ рассказал газете ВЗГЛЯД о причинах «пляски» моста в Волгограде 21 мая 2010
Колебания волгоградского моста, амплитуда которых составляла до 40 сантиметров, вызвали удивление всей России. Эксперты сошлись во мнении, что виноват сильный ветер, а президент поручил провести комплексную проверку. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Мосты и транспортные сооружения» Саратовского государственного технического университета Игорь Овчинников рассказал, насколько опасны такие явления и почему они стали возможными.
– Игорь Георгиевич, осмотревшие мост эксперты сошлись на том, что причиной колебаний было аэродинамическое воздействие. Насколько вы согласны с такой версией?
– Это новые мостовые конструкции, облегченные. Их начали строить лет 10 лет назад. Толщина стенки 12–14 миллиметров, ортотропная плита сверху. Раньше вес полезной нагрузки (транспорта, который ходит по мосту) составлял около 20%, а оставшиеся 80% – по сути, мост нес сам себя. В современных мостах получается примерно 50 на 50. Мосты стали легче, ветровая нагрузка для них стала опаснее.
Висячие и вантовые мосты (в вантовых мостах высокие опоры – пилоны – соединяются с дорожным полотном прямолинейными стальными тросами – вантами – прим.) очень чувствительны к ветровым нагрузкам. Обычно, когда их проектируют, создают макеты и потом в аэродинамической трубе продувают, чтобы выяснить, как они будут реагировать на это воздействие.
А к балочным мостам обычно относились спокойно – не было прецедентов, чтобы они от такой ветровой нагрузки себя плохо чувствовали.
– И вот такой прецедент наблюдает в Сети вся Россия. Как это могло произойти?
– Облегченная конструкция и неудачное стечение обстоятельств. Вчера волгоградцы мне говорили, там шквалистый ветер был, ветровое воздействие было раз в 5–6 больше нормативного. Но дело не только в том, какая скорость ветра, но и какая частота порыва, насколько это совпадает с резонансными характеристиками конструкции.
Необычное сочетание обстоятельств, необычный вид воздействия. Это же нижний бьеф (часть реки, примыкающая к водоподпорному сооружению – прим.), находится ниже плотины на 17 километров. Возможно, там ветер дул с такой силой и с таким направлением, что мост подхватило, как крыло самолета. Кроме того, у самого моста течение своеобразное, условия таковы, что если ветер будет снизу, его легче поднять.
– В целом как бы вы оценили качество проекта?
– То, что мост перенес такого рода воздействие, говорит в пользу проектировщиков и строителей. Он обладает живучестью, не разрушился от такого воздействия, даже краска не отошла. А он довольно неприятно себя чувствовал, достаточно посмотреть на подборку видеокадров в Интернете.
– Некоторые мостостроители признавались, что, увидев эти ролики, просто не поверили и думали, что это монтаж. У вас не было таких сомнений?
Мне вчера позвонила моя ученица из Волгограда. Они поехали через этот мост, его перекрыли, и колебания она видела своими глазами, так что я знал о происходящем уже спустя несколько минут после того, как все началось. Потом позвонил мой товарищ, ректор волгоградского института, и говорит: «Я на набережной, тут такой шквал, чуть не сбросило порывом». А я знаю, что для облегченных мостов эта нагрузка чуть ли не основная.
– А если бы это был навесной или вантовый мост, он бы не выдержал?
– Его бы тогда проектировали с учетом ветровой нагрузки. А этот мост балочный, такие ветровые нагрузки для них не учитывались.
– Может ли такое воздействие привести к износу конструкций?
– Боже упаси! Мост новый, он только в октябре прошлого года был сдан. Это гибкий мост, на нем ездовое полотно из асфальтобетона, и никаких повреждений не обнаружено. Обычно при большой деформации может отлетать краска – этого нет. На опорах мост стоит нормально, проверили.
– Сообщается, что будут проведены дополнительные испытания, как при сдаче нового моста. Будет ли в испытаниях что-то новое?
– Наверное, его не испытывали на эти виды динамических нагружений. Здесь возникает проблема, как создать дополнительную аэродинамическую нагрузку. Раньше как испытывали? Загоняли колонну груженых песком автомобилей и замеряли прогибы перемещения и т. д.
– А как будут моделировать ветровое воздействие?
– Пока не знаю. Я бы субсидировал исследования, сделал бы макетик и прогонял. Для этого надо узнать у метеорологов характеристики ветровых потоков, смоделировать их воздействие.
– Игорь Георгиевич, наверное, этот эпизод даст немало материала для научных исследований…
– Это новое интересное явление, которое придется изучать. Приведу пример. 10 лет назад в Лондоне построили пешеходный мост через Темзу новой конструкции (мост Миллениум – прим.). Это висячий мост, но его пилоны были разведены, чтобы они не были выше шпиля Петропавловского собора. Его открыли, пустили на него большую толпу людей, и мост неожиданно начал плясать. Мост закрыли и начали исследовать – запускали колонны людей по одному, по два, по три. А раньше пешеходные мосты на динамическую нагрузку не испытывали. Появилось новое направление в мостостроении.
Уникальное явление, которое мы наблюдаем в Волгограде, обязательно надо будет изучать. Сейчас общая тенденция – облегчение мостовых конструкций, поэтому такие эффекты вполне возможны в будущем. От висячих и вантовых мостов мы ожидали такие эффекты, поэтому с ними боролись, а в балочных – это необычно.
– Какие практические выводы, можно ожидать, будут сделаны?
– Может быть, придется более корректно учитывать ветровые нагрузки, может, придется моделировать эти нагрузки.
Здесь есть еще одна проблема. В 2002 году у нас принят 184-й федеральный закон «О техническом регулировании», по которому нам надо принять большинство нормативных документов. Наши нормы были разработаны лет 30 назад, а то и больше. Сейчас надо принимать новые технические регламенты. Мост в Волгограде был построен в октябре прошлого года, а первый регламент по безопасности сооружений был принят в декабре. Сейчас еще надо разрабатывать тьму подобных документов.
