После завершения работ на второй очереди реконструкции моста через реку Амур у Хабаровска Транссибирская железнодорожная магистраль на всём своём протяжении стала двухпутной. Пропускная способность железнодорожных участков в границах мостового перехода увеличилась более чем в полтора раза, повысилась и безопасность движения поездов. Сегодня речь пойдёт об этапах реализации проекта и перспективах его завершения.
Сложнейшая инженерная задача
Возведение железнодорожного моста через Амур стало завершающей стройкой Великой Сибирской магистрали. В 1912 году было начато проектирование и строительство восточного участка Амурской железной дороги от Нерчинска до Хабаровска, на котором расположена самая большая водная преграда на протяжении всего Транссиба — река Амур.
Проектировщики мостового перехода через великую реку должны были разрешить сложнейшую инженерную задачу. Амур своенравен, он разливается у Хабаровска, на ширину до трёх километров. И гидрология у реки своя, особая: быстрое течение, глубины свыше 14 м в районе мостового перехода, два паводка: весной и летом, когда обрушиваются муссонные дожди;сокрушительной силы ледоход. Видимо, не случайно авторство Амурского моста разделили два выдающихся русских инженера -Лавр Дмитриевич Проскуряков и Григорий Петрович Передерий. Первый - профессор, к тому времени уже снискавший мировую известность как создатель десятка крупнейших мостов. Самый значительный из них - через Енисей у Красноярска, этот проект послужил прообразом Амурского моста, гирляндой полукруглых ферм соединившего берега дальневосточной реки. Будущий академик Г. Передерий спроектировал западный подход к Амурскому мосту - арочную эстакаду, первое мостовое сооружение из железобетона на азиатском континенте. Эстакада получилась лёгкой, изящной и прекрасно сочеталась зрительно со своим стальным ажурным продолжением - мостом.
Мост имел 27 опор, и только одна из них — береговой устой, была устроена в открытом котловане, а все остальные опоры были сооружены на фундаментах в виде кессонов рекордных по площади для того времени, погружаемых на глубину до 19.2 м. Девять кессонов были стальными, а остальные - деревянными и железобетонными.
Пролётные строения левобережной пойменной части моста - арочные с ездой поверху. Бесшарнирные арки, которые проектировал Г. Передерий, выполнены из монолитного железобетона с пролётами по осям 31,8 м. Надарочные строения — из стоек и проезжей части с балластным корытом.
Пролётные строения русловой части — 18 металлических разрезных ферм с ездой понизу, с параболическим очертанием верхнего пояса с расчётным пролётом 127,4 м. На примыкании к правому берегу - металлическая ферма с ездой поверху с параболическим очертанием нижнего пояса расчётным пролётом 36,7 м. Фундаменты всех опор - массивные на естественном основании, облицованные гранитом. Опоры с № 8 по № 24 запроектированы с наклонной ледорезной гранью.
До недавнего времени мост оставался единственным однопутным участком Транссиба на всём протяжении от Москвы до Владивостока. Значимость данного объекта для сети железных дорог России определялась на протяжении более 90 лет не только его масштабностью, но и наибольшей уязвимостью в части пропускной и провозной способности магистрали на ключевом её участке - выходе к портам Тихоокеанского побережья.
Работы первой очереди
В 80-х годах мост, построенный в начале ХХ века, уже не мог справляться с возросшим объёмом перевозок. Мало того, в связи с износом пролётных строений скорость движения поездов по мосту пришлось ограничить до 40 км/ч. В эти же годы исследования, проведённые рядом ведущих научно-исследовательских институтов, показали, что опоры моста находятся в удовлетворительном состоянии, а пролётные строения и арочная часть подлежат замене. Из-за дефектов в бесшарнирных арках было введено ограничение скорости движения поездов по мосту. Мост по своему техническому состоянию не обеспечивал требуемую пропускную способность, создавал угрозу безопасности движения поездов и являлся препятствием для развития перевозок по направлению к портам и пограничным переходам Тихоокеанского побережья российского Дальнего Востока.
В ноябре 1990 года проектными институтами «Дальгипротранс», «Ленгипротрансмост» и «Гипростроймост» было разработано технико-экономическое обоснование реконструкции существующего железнодорожного моста через реку Амур в варианте совмещённого мостового перехода с раздельным двухпутным железнодорожным (по нижнему ярусу) и четырёхполосным автомобильным (по верхнему ярусу) движением.
Реконструкцию предполагалось выполнить в две очереди. Первая предусматривала уширение существующих опор железнодорожного моста, монтаж совмещённых пролётных строений под один железнодорожный путь и две полосы автопроезда на параллельной с существующим мостом оси, строительство съездных автодорожных эстакад под две полосы движения. Вторая очередь предполагала разборку существующих пролётных строений, реконструкцию верхней части опор, монтаж совмещённых пролётных строений под один железнодорожный путь и две полосы автопроезда на старой оси моста. Весь комплекс работ предусмотрено было выполнить без перерыва в движении поездов по существующему мосту, что значительно усложняло проектные решения и технологию их практической реализации.
В результате инженерных разработок, основанных на материалах инженерных изысканий и обследований существующих конструкций, экономических исследований перспектив развития хабаровского транспортного узла, определилась схема совмещённого мостового перехода:
- совмещённая часть мостового перехода под два пути на раздельных пролётах по схеме 10,3 + (85,6 + 128,4) + 9 х (2 х 128,4)+ 33,6 м, общей длиной 2600 п.м;
- автодорожная часть под две полосы автомобильного движения - левобережная въездная эстакада по схеме 21 х 33,0 +10,63 м и правобережная въездная эстакада по схеме 2 х 35,5 + 68,4 + 84,0 + 74,2 + 9 х 33,0 м, общей длиной 1290,5 п. м.
В совмещённой части мостового перехода предусматривалось уширение существующих опор за счёт использования их фундаментной части под разбираемым ледорезом, строительство новых отдельно стоящих опор в зоне железобетонных арок и двух устоев. В автодорожной части планировалось строительство 34 опор столбчатого типа на свайных основаниях. Позднее, по инициативе заказчика, схема совмещённой части моста была изменена за счёт применения металлического неразрезного пролётного строения (85,6 + 127,4 м), аналогичного сквозным фермам 2 х 128,4 м, вместо шести разрезных балочных пролётных строений в левобережной части. И количество опор на эстакадном участке сократилось на пять — между первой и седьмой опорами появилась опора массивного типа с условным номером 2/6, сооружённая на фундаменте из буронабивных столбов.
Рабочее проектирование и само строительство объекта начались в 1990 году.
Несмотря на сложность экономической обстановки в стране, во многом благодаря удачно применённому принципу долевого финансирования на протяжении всего времени с начала строительства работы на объекте шли бесперебойно. И это несмотря на то, что в этот период преобразований в государстве большинство строек прекратили своё существование или едва теплились. Финансирование за счёт бюджета и расчёты за выполненные работы производились на бартерной основе - металлопрокатом, сырой нефтью, лимитами на электроэнергию.
Особое отношение к объекту складывалось у всех причастных к строительству благодаря красоте, грандиозности, технической и исторической значимости сооружения. Не последнюю роль в этом сыграла пропаганда достоинств объекта заказчиком. В самый критический момент для стройки, в 1993 году, когда в денежной форме финансирование прекратилось, удалось наладить взаимоприемлемую схему поставок металлопроката с Орско-Халиловского меткомбината на завод в городе Улан-Удэ за счёт железнодорожных перевозок руды и угля для металлургов. Это позволило сохранить темпы работ. За счёт металлопроката в тот же период времени производилась оплата поставок гранитной облицовки из Китая. В счёт оплаты налогов в Дорожный фонд нефтяники Западной Сибири поставляли для стройки нефть и нефтепродукты, за счёт последующей перепродажи которых строители получали заработную плату и приобретали необходимые ресурсы. Замысловатые, а порой и вовсе экзотические формы взаиморасчётов за выполненные работы не сказались на качестве: требования к исполнению нормативов в области качества строительно-монтажных работ на стройплощадке соблюдались неукоснительно, невзирая на обстоятельства.
Основные технические решения, принятые проектировщиками, удалось успешно реализовать. Все основные этапы реконструкции проводились без перерыва в движении поездов по существующему мосту. Оптимальность принятых решений подтверждается и тем, что в процессе реконструкции удалось достичь существенного снижения стоимости строительства по рабочим чертежам против стоимости, определённой в ТЭО на основе смет по реализованным аналогичным объектам. По предложению группы заказчика, Дальневосточной железной дороги и авторов проекта была изменена схема русловой части мостового перехода, что улучшило эксплуатационные качества объекта. При этом было достигнуто снижение стоимости работ более чем на 66 млрд рублей в ценах 1995 года.
При реализации проекта были разработаны и осуществлены оригинальные технические решения как по основным конструкциям мостового перехода, так и по сложным вспомогательным сооружениям.
Реконструкция опор производилась с использованием существующих фундаментов кессонной конструкции и разборкой существующих опор в зоне сопряжения с новыми опорами, без остановки движения по существующему мосту. Уширение опор осуществлялось за счёт ледорезной части существующих опор путём её разборки до обреза фундамента и возведения на её месте новой части опоры в гранитной облицовке. Одновременно с работами по уширению опор производилось инъектирование цементно-песчаным раствором тела существующей опоры. Водозащитное ограждение устраивалось по периметру существующих опор и состояло из шпунтовых стен и укладываемого на уровне обреза фундамента тампонажного слоя подводного бетона. Глубина образованного ограждения составляла до 14 м, периметр — до 85 м, использовался шпунт длиной до 20 м. На опорах, расположенных на острове, шпунт погружался с земли, в русле — со льда, с островков, с плавсредств.
При разборке гранитной облицовки и бутовой кладки ледорезной части опор использовались различные способы, но наиболее эффективным стало применение механизированной разборки при помощи пневмоклина, устанавливаемого на стреле экскаватора: он оказался производительней гидровзрыва мелкошпуровыми зарядами. Пневмоклин изготавливался по индивидуальному проекту. Сооружение тела опор в гранитной облицовке производилось по реконструированным технологическим регламентам прошлых лет. Учитывая высокие требования к качеству гранитной облицовки, значительные объёмы работ и сжатые сроки поставок, предпочтение по итогам конкурсных торгов было отдано китайским производителям. Следует отметить, что поставляемые изделия в полной мере соответствовали предъявляемым высоким требованиям, что позволило обеспечить высокие темпы и качество работ по возведению опор.
Облицованная гранитом, уширенная часть опоры, расположенная выше переменного горизонта, завершалась монолитным железобетонным прокладным рядом. На нём возводилось тело опоры в железобетонных контурных блоках с монолитным железобетонным подферменником. Железобетонные контурные блоки запроектированы ОАО «Институт Гипростроймост» по предложению ОАО «Дальмостострой». Индивидуальный проект блоков свёл к минимуму номенклатуру изделий, а высокое качество изготовления блоков по шок-технологии на полигоне Комсомольского мостоотряда обеспечило качество и необходимые темпы работ по сооружению опор в условиях сезонного характера их возведения.
В процессе рабочего проектирования и монтажа совмещённых пролётных строений 2-х 128,4 м выявился ряд существенных недостатков первоначально предложенной Министерством путей сообщения конструкции фермы, связанных с герметизацией внутренних полостей. В результате часть элементов, а именно раскосы и верхние пояса фермы, начиная с третьего пролётного строения, изготавливалась в традиционном конструктивном варианте - с перфорацией. Наиболее серьёзной проблемой, которую пришлось решать подрядчику и проектировщикам по монтажу совмещённых пролётных строений, следует считать проблему монтажной сварки ортотропной плиты, включённой в работу неразрезной фермы. Кроме значительного объёма сварных швов - более 25 км и относительной новизны применения сварки на монтаже при строительстве железнодорожных мостов, выявилась проблема обеспечения заданных параметров сварных соединений металлоконструкций из стали марок 15 ХСНД и 10 ХСНД, изготавливаемых по ТУ и не прошедших на тот момент всего комплекса необходимых испытаний в производственных условиях. Для решения возникшей задачи были привлечены специалисты НИИ мостов, которые обеспечивали научное сопровождение и технический контроль ведения работ.
Монтаж металлоконструкций производился по стандартной технологии навесной сборки. К наиболее интересным моментам следует отнести применённые способы продольной и поперечной надвижки неразрезного пролётного строения 68,4 + 84,0 + 74,2 м въездной эстакады, расположенной в кривой над горловиной железнодорожной станции Амур.
Антикоррозионное покрытие металлоконструкций пролётных строений выполнено в соответствии с российскими и международными стандартами по технологическому регламенту, разработанному «Институтом Гипростроймост» совместно с подрядными организациями «Дальмостострой» и «Колумбус». В летние сезоны 1997–998 годов были окрашены 223 тыс. м2 поверхности металлоконструкций, при этом подготавливали окрашиваемые поверхности, согласно регламенту, пескоструйной очисткой. С учётом высококачественных окрасочных материалов это позволило строителям выдать гарантии на выполненное покрытие сроком на 15 лет.
Особенность всех проектных и технологических решений по сооружению мостового перехода заключалась в необходимости учёта реальных условий реконструкции, поскольку весь период строительства сохранялось интенсивное железнодорожное движение по существующему однопутному мосту. Фактически все технические решения применительно к этим условиям следует отнести к разряду индивидуальных разработок.
В июне 1998 года реконструкция железнодорожной части моста в объёме первой очереди была завершена - поезда пошли по новым пролётным строениям, смонтированным на новой оси после усиления и достройки опор. В 1999 году открылось автомобильное движение по верхнему ярусу совмещённых пролётных строений - первая очередь строительства была завершена.
Работы второй очереди
С 1998 года начались работы второй очереди - демонтаж старых железнодорожных пролётных строений, завершение реконструкции опор и возведение на старой оси моста пролётных строений под совмещённое (автомобильное и железнодорожное) движение. Однако закончить вторую очередь в намеченный срок не удалось из-за неудовлетворительного финансирования. Длительное время осуществлялись только демонтажные работы. Для ОАО «Институт Гипростроймост» этот период работы тоже стал весьма ответственным — 18 тыс. т металлоконструкций было демонтировано по различным технологиям разработанных институтом: опрокидыванием на кулисах, опусканием на песочницах, на плаву. И все эти технологии по-прежнему учитывали необходимость обеспечения безопасности движения поездов по мосту, но теперь уже по-новому. Отсутствие договорённости между администрацией Хабаровского края, Федеральной дорожной службой, позже — агентством и МПС России, о сроках и форме реализации проекта второй очереди остановили строительство объекта после завершения разборки пролётов старого моста в 2003 году. В этот период не удалось даже завершить идею создания музея Амурского моста, которая была выдвинута ещё в 1996 году. Сохранённое пролётное строение моста, вывезенное на временный стапель в правобережной зоне, оставалось стоять укором и символом незавершённости стройки.
Возобновление проектных и строительных работ началось только в 2005 году после принятия руководством ОАО «РЖД» предложения департамента капитального строительства о реализации железнодорожной части второй очереди строительства независимо от её автодорожной составляющей. Ведь после завершения первой очереди реконструкции железнодорожная составляющая моста оставалась однопутной.
Недостаточность прогнозной интенсивности движения автотранспорта, определённой на тот период, и проблемы ведомственной разобщённости вынудили ОАО «РЖД» начать реализацию второй очереди реконструкции только в объёме железнодорожной части объекта. Сооружение автопроезда по верхнему ярусу второй очереди мостового перехода было отложено на более позднее время. Пришлось существенно откорректировать проектную документацию - исключение ортотропной плиты автопроезда, включённой в работу фермы, потребовало усилить конструкцию пролётных строений моста.
Вслед за проектом была разработана рабочая документация и начались строительно-монтажные работы. Монтировать пролётные строения предполагалось в полный навес с использованием универсального монтажного крана. Монтажные подмости, подвешенные к крану, позволяли иметь безопасный доступ ко всем монтируемым узлам как с внешней, так и с внутренней стороны плоскостей ферм. Монтаж усложнялся движением транспорта по ранее смонтированной первой очереди мостового перехода. Разработанный проект производства работ учитывал ряд мероприятий, исключающих угрозу падения монтируемых элементов в железнодорожный габарит и на проезжую часть автопроезда.
Скорость монтажа составляла одну панель за три дня (3,6 м в сутки). Всего было смонтировано около 16 тыс. т металлоконструкций пролётных строений.
В июле 2008 года был завершён монтаж пролётных строений на старой оси железнодорожного моста. Надо отдать должное и заказчику — ОАО «РЖД», и подрядчику ОАО «Дальмостострой»: реконструкция второй очереди мостового перехода осуществлялась чётко в соответствии с графиком, разработанным «Институтом Гипростроймост» в составе проекта организации строительства.
Технология строительства в условиях непрекращающегося движения поездов по мосту при работе на высоте 50 м с элементами конструкций весом в десятки тонн, разработанная ОАО «Институт Гипростроймост», была высоко оценена подрядчиком и заказчиком - мостостроителям удалось реализовать проект без аварий и жертв.
Открытие второй очереди состоялось 7 ноября 2009 года - мост получил второе рождение, а Транссиб стал двухпутным на всём протяжении. Но на этом событии история реконструкции не заканчивается. С июля по октябрь 2008 года авторский коллектив ОАО «Дальгипротранс», ОАО «Трансмост» и ОАО «Институт Гипростроймост» разработал проект третьей очереди реконструкции совмещённого мостового перехода через реку Амур у города Хабаровска - устройство второй части автодорожного проезда. Появление третьей очереди - вынужденная мера, причиной возникновения которой послужил отказ в 2005 году автодорожного ведомства в совместной с ОАО «РЖД» реализации завершения проекта.
Третья очередь будет
Министерство транспорта Российской Федерации, Федеральное агентство автомобильного транспорта, наконец, решили вопрос о включении проекта сооружения второй очереди автомобильного проезда по совмещённому мосту в федеральную целевую программу. И попытались исправить ситуацию - включить в план 2009 года объёмы работ по сооружению ортотропной плиты, чтобы успеть смонтировать её до открытия движения поездов и сохранить тем самым первоначальную сумму затрат. Эти работы подразумевали устройство стальной ортотропной плиты на совмещённых пролётных строениях и сооружение выездных эстакад на правом и левом берегах.
Выполняя разработку специальных разделов проекта, специалисты ОАО «Институт Гипростроймост» столкнулись с необходимостью решения трудной инженерной задачи по выполнению нормативных требований об обеспечении отвода воды с проезжей части автодорожного проезда совмещённого моста за пределы акватории реки и очистке этой воды (в момент проектирования и строительства первой очереди таких требований не было). Сложность решения задачи состояла в значительной протяжённости объекта. Автопроезд по Амурскому мосту имеет длину более чем 3,9 км. Из них над русловой частью по совмещённым с железной дорогой пролётным строениям - 2,6 км, расположенным на площадке (с нулевыми уклонами) делает практически невозможным отвод воды за пределы акватории по традиционной системе лотков и трубопроводов с естественными уклонами.
Возможное техническое решение локализации стока с проезжей части на отдельных участках и последующей перекачки за пределы акватории в напорном режиме не соответствовало требованиям нормативов о запрете расположения напорных трубопроводов на железнодорожных мостах по условиям безопасности движения поездов. Была выдвинута идея альтернативного решения данной задачи: очищать не сток с проезжей части до уровня концентрации вредных веществ, позволяющего осуществить сброс воды в реку, а поверхность проезжей части до такого уровня, чтобы ливневый сток с этой поверхности имел концентрацию содержания вредных веществ, допустимую для прямого сброса в реку. Для реализации данной идеи институтом были приглашены специалисты в области экологических исследований фирмы «Клин Стрим», которые расчётным путём, а затем и прямыми измерениями уровней загрязнений и степени очистки проезжей части подтвердили правомерность и обоснованность предложенной технологии обеспечения экологических требований проектируемого объекта. В дальнейшем, на эту технологию была подана заявка на изобретение, по результатам которой было вынесено положительное решение о выдаче патента.
По проектной документации третьей очереди в декабре 2008 года было получено положительное заключение государственной экспертизы. Проектировщики сумели в короткий срок обеспечить подготовку необходимых документов для реализации проекта автодорожной части моста с минимальными для инвестора затратами. Тем не менее, даже явная очевидность значительного увеличения цены сооружения автодорожной части при движении поездов по нижнему ярусу пролётных строений, к сожалению, не позволила Федеральному агентству автодорожного транспорта открыть финансирование работ третьей очереди.
Авторский коллектив в составе институтов «Дальгипротранс», «Трансмост» и «Гипростроймост», начавший работу на этом объекте около 20 лет назад, надеется на скорейшее возобновление работ, поскольку, как автор, считает себя ответственным за конечный результат проекта. Незавершенность проекта не позволила получить ожидаемого эффекта от капитальных вложений в строительство. Ведь первая очередь - самая сложная и затратная часть проекта, а вторая и выделенная из нее третья очереди, придостаточно небольших капитальных вложениях делают весь проект высокоэффективным, а удовлетворение каждого из дольщиков полным, как в части получения реальной максимальной отдачи от вложенных средств, так и в части чистоты мундира, обязывающего хозяйствовать рачительно. По нашей оценке, ОАО «РЖД» свою задачу выполнило в полном объеме, но при этом по‑ несло неоправданные дополнительные затраты во второй очереди строительства, а автодорожное ведомство, вложив значительные средства в первой очереди и в проект третьей очереди, по прежнему имеют только двухполосный проезд по мосту, который в ближайшее время не будет удовлетворять перспективной интенсивности движения автотранспорта.
