МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
(РОСАВТОДОР)

Утверждено
распоряжением
Минтранса России
№ ИС-1146-р от 25.12.2002 г.

 

КОНЦЕПЦИЯ
УЛУЧШЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МОСТОВЫХ
СООРУЖЕНИЙ НА ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЕТИ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РОССИИ
(НА ПЕРИОД 2002-2010 гг.)

Москва 2003 г.

Аннотация

«Концепция улучшения состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах Федеральной сети на период до 2010 г.» разработана ГП «РосдорНИИ» в развитие отдельных позиций «Государственной концепции создания и развития сети автомобильных дорог в Российской Федерации (1999 г.)» и «Национальной программы совершенствования и развития сети автомобильных дорог России на период до 2010 г.» (2001 г.).

Концепция улучшения состояния мостовых сооружений (далее «Концепция») разработана на основе научного анализа конструкций, работы и состояния сооружений на сети, тенденций изменения этого состояния в течение 20-летнего периода, реальных возможностей отрасли в изменении в лучшую сторону сегодняшнего положения дел.

Концепция (как главный замысел) включает краткие результаты научного анализа, идеологию эксплуатации мостовых сооружений (МС), концептуальные положения отраслевой политики в области эксплуатации МС и основные задачи на современном этапе.

В числе основных концептуальных положений в работе приведено следующее:

·       Главной целью улучшения состояния МС является обеспечение пользователю безопасных условий движения при расчетных скоростях, установленных для каждой категории дороги.

·       Работы по содержанию и ремонту МС должны иметь приоритетное финансирование по сравнению с новым строительством. Причем финансовую политику в этом вопросе целесообразно изменить следующим образом:

- на период до 2005 г. затраты на содержание возрастают, достигая уровня 1,0 - 1,2 млрд. р. (в 2001 г. - 500 млн. р.), а затраты на ремонт остаются примерно на достигнутом уровне (3,5 - 4,0 млрд. р.);

- на период 2005 - 2010 гг. затраты на содержание сохраняются, а на ремонт МС постепенно снижаются.

·       Сохраняется на рассматриваемом этапе в качестве главного принципа дорожной политики принцип экономической целесообразности, при котором работы по ремонту, реконструкции или перестройке выполняются только после соответствующего технико-экономического обоснования, учитывающего прогноз изменения состояния.

·       Повышение долговечности сооружения на рассматриваемом этапе осуществляется за счет выполнения требуемой номенклатуры работ по содержанию, а также за счет повышения качества работ и организации надлежащего контроля на всех этапах: ТЭО, проектирование, строительство, содержание, ремонт.

·       Система управления эксплуатацией МС должна быть усовершенствована и включать новую базу данных по мостам, новый подход к оценке состояния конструкций, новый подход к прогнозированию и планированию, в результате чего она будет выгодно отличаться от многих известных за рубежом Систем. В рассматриваемый период должно быть завершено формирование нормативной базы Системы управления.

Реализация предлагаемой Концепции даст возможность увеличить срок службы сооружений к 2010 г. минимум до 60 лет (в 2001 г. ~ 49 лет), а с 2005 г. начать высвобождение за счет этого средств, которые могут быть направлены на расширение дорожной сети.

«Концепция» разработана по заданию Государственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации Государственным предприятием «РосдорНИИ» (руководитель работы канд. техн. наук В.И. Шестериков) при участии Департамента эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Росавтодора (И.А. Урманов, Л.И. Горобец).

ВВЕДЕНИЕ

Главнейшей задачей дорожной отрасли России, непосредственно связанной с развитием народного хозяйства, является коренное улучшение состояния автомобильных дорог и сооружений на них. Проблема улучшения состояния автодорожных мостов в России, как наиболее сложных и ответственных элементов автомобильных дорог, усугубляется большим количеством сооружений с неудовлетворительным состоянием, как на дорогах общего пользования России в целом, так и на Федеральной сети.

На дорогах общего пользования страны, по данным на 2000 г., эксплуатируется 41800 сооружений (в том числе 33464 шт. капитальных) протяженностью около 1600 км (в том числе 1500 км капитальных сооружений).

В последние 10 лет участились случаи разрушения несущих элементов мостов под эксплуатационными нагрузками или воздействием водного потока. Очень медленно улучшается общее техническое состояние сооружений, не получается пока полностью избавиться от аварийных мостов, большой процент сооружений (~ 20 %) продолжает оставаться в неудовлетворительном состоянии.

Для мостового хозяйства России сохраняется общая негативная оценка состояния, характерная и для сети автомобильных дорог в целом, что отражено в «Государственной концепции создания и развития сети автомобильных дорог в Российской Федерации» [1]. Показателями негативного состояния мостового хозяйства являются:

- недостаточная пропускная способность большого количества мостовых сооружений, особенно на подходах к областным и региональным центрам и другим крупнейшим городам;

- недостаточная грузоподъемность мостовых сооружений, заставляющая принимать меры по ограничению массы обращающихся транспортных средств и нагрузок на их оси;

- пока еще высокие темпы износа (накопления повреждений в конструкциях), снижающие в конечном счете сроки службы сооружений;

- низкий уровень безопасности движения по многим сооружениям, вызванный несвоевременностью устранения повреждений элементов мостового полотна;

- постепенно снижающаяся по мере роста масс транспортных средств надежность мостовых конструкций (особенно на магистралях и дорогах европейского класса);

- наличие на сети сооружений с предельным износом.

Неудовлетворительное состояние мостового хозяйства в целом по сети приводит к большим социально-экономическим потерям в стране. Это заставляет пересмотреть сложившийся в прежние годы подход к проблеме улучшения мостовых сооружений, изменить политику отрасли в области мостов, которая должна устранить указанные выше недостатки. Новый взгляд на проблему совершенствования мостового хозяйства, измененные принципы политики в области мостостроения и составляют суть Концепции улучшения состояния мостовых сооружений в период реформирования экономики и социальной сферы России, в том числе и дорожной инфраструктуры.

При подготовке Концепции проблема улучшения состояния мостовых сооружений рассматривалась в комплексе с проблемой воспроизводства мостов (определение критериев принятия решения о невозможности эксплуатации сооружения и наиболее рационального момента его перестройки), с задачами повышения безопасности движения автомобилей по мостам. Системный подход к разработке Концепции потребовал пересмотра критериев оценки и прогнозирования состояния сооружений, изменения идеологии их содержания.

Настоящая Концепция («Ведущий замысел») рассматривается как основа для разработки и реализации годовых или многолетних программ (планов) работ по содержанию, ремонту, реконструкции и перестройке эксплуатируемых мостовых сооружений. Она подготовлена с учетом положений Государственной концепции [1] и Национальной Программы [2], фактического состояния мостового хозяйства и тенденций его изменения, опыта совершенствования управления этим хозяйством в течение 1995 - 2000 гг., то есть в процессе реализации Президентской Программы «Дороги России».

1. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Анализ особенностей состояния мостовых сооружений (далее МС), приведенный в приложении № 1, позволил установить тенденции и определись проблемы, с которыми придется сталкиваться Государственной службе дорожного хозяйства и управленческому аппарату отрасли. В частности, установлено следующее.

* Управление мостами в основном затронет МС, включающие:

- сборные ребристые железобетонные пролетные строения с обычной арматурой без диафрагм;

- сборные железобетонные пролетные строения с напряженной арматурой;

- монолитные железобетонные пролетные строения;

- сталежелезобетонные пролетные строения с монолитной и сборной плитой.

* Количество малых мостов постепенно снижается (за счет перестройки их на трубы или на сооружения большей длины). Снижается и их доля в общем числе и протяженности сооружений, в результате чего не потребуется больших затрат на содержание и ремонт малых мостов.

* Возрастает число внеклассных сооружений, к которым потребуются особое внимание, в первую очередь при содержании, и разработка специальных нормативных документов. Затраты на содержание этих сооружений отличаются от затрат на массовые конструкции.

* Требует пополнения нормативно-методическая часть Системы эксплуатации, для которой необходима разработка:

- норм износа и срока службы элементов сооружений, позволяющие контролировать состояние и своевременно восстанавливать отдельные элементы, из которых состоит мостовое сооружение с учетом работ [3, 4, 5, 6];

- новых критериев оценки состояния сооружения в целом (количественная оценка по показателю безопасности и уточненная оценка по грузоподъемности);

- нового подхода к оценке долговечности МС, предусматривающего объективную оценку по сроку службы;

- нормативного документа по эксплуатации МС (включая внеклассные мосты).

* Медленно уменьшается число сооружений, требующих ремонта (так называемый «недоремонт»).

* Качество сооружений меняется к лучшему очень медленно (табл. 1), из-за чего потребуется принятие мер, направленных на:

- снижение числа МС с оценкой «неудовлетворительно»;

- увеличение числа МС с оценкой «хорошо»;

- исключение аварийных мостов;

- существенное снижение числа «узких» МС.

Таблица 1

* Большинство из эксплуатируемых МС рассчитаны на нагрузки, близкие к современным, что увеличивает число ремонтопригодных сооружений (рис. 1).

* Достигнутый срок службы крайне недостаточен, в связи с чем потребуются меры, обеспечивающие:

- повышение качества строительства и ремонта за счет организации системы надзора, включающей технический надзор (сопровождение), научно-техническое сопровождение, контроль качества работ по содержанию, ремонту и реконструкции (в развитие [7, 8, 9]);

- повышение качества проектной документации за счет научно-технического сопровождения проектов и их обязательной экспертизы.

Рис. 1. Распределение мостов с различной грузоподъемностью
на общей сети (2000 г.)

Необходимость повышения качества строительства отмечалась в анализе состояния мостового хозяйства еще в 1991 г. [10]. В тот период было установлено, что в сдаваемых в эксплуатацию новых сооружениях уже через 5 лет появляются дефекты, устранение которых невозможно в рамках нормативного содержания. К концу 90-х годов этот период увеличился и составлял 7 - 9 лет, что отразилось и на достигнутых показателях долговечности. Улучшение, хотя еще и недостаточное, качества строительства стало одной из причин (кроме увеличения объемов работ по содержанию) увеличения показателя доремонтного периода эксплуатации сооружения (работоспособности) с 18 до 26 лет. Этому способствовали:

- внедрение в практику строительства технического надзора (помимо авторского надзора);

- организация экспертизы проектной документации;

- внедрение научно-технического сопровождения новых технологий при строительстве.

Первые шаги по внедрению постоянного технического надзора в ремонт и по организации экспертизы проектной документации на ремонт способствовали увеличению срока службы сооружений с 37 до 49 лет. Особенно эффективным оказался технический надзор за ремонтом. В частности, проверки 1995 и 1999 гг. показали, что (рис. 2):

- существенно увеличивается число сооружений с оценкой «хорошо»;

- отсутствуют после ремонта сооружения с оценкой «неудовлетворительно».

Существующие положительные тенденции в изменении состояния МС явились результатом, в первую очередь, активной работы в прошлые годы в направлении совершенствования мостового хозяйства, в т.ч. работы по Президентской программе «Дороги России». Эти тенденции вселяют определенный оптимизм в возможность достижения уже в ближайшие годы более высоких транспортно-эксплуатационных показателей МС. Так, из табл. 2 видно, что вполне реально к 2005 г. даже при сохранении существующего уровня финансирования работ по ремонту и содержанию (рис. 3), прийти к такому состоянию парка федеральных мостов, когда:

Рис. 2. Состояние мостов до и после ремонта при отсутствии (а) и наличии (б)
технического надзора

а) будут полностью отсутствовать аварийные сооружения;

б) увеличится в 1,5 раза количество сооружений, не требующих ограничения по скорости движения и грузоподъемности;

в) показатель срока службы МС по сети превысит 50-летний рубеж.

В то же время даже наметившиеся положительные тенденции не дают основания рассчитывать на достижение желаемых транспортно-эксплуатационных показателей (см. табл. 2) без изменения существующей технической и финансовой политики.

Рис. 3. Изменение затрат на содержание и ремонт мостовых сооружений

Таблица 2

Достигнутые и прогнозируемые показатели состояния сооружений

2. ТРЕБУЕМЫЕ ОБЪЕМЫ РАБОТ

В настоящее время средства на совершенствование парка мостов выделяются по двум статьям - содержание и ремонт, а с 2002 г. - и на капитальный ремонт. На выделенные средства выполняют в первом случае работы по поддержанию мостовых сооружений в работоспособном состоянии и устранению мелких повреждений, а во втором - работы по капитальному восстановлению (с усилением) конструкций или замене отдельных элементов.

От ежегодных объемов работ по ремонту и содержанию зависит темп повышения долговечности мостовых сооружений. Увеличение объемов и затрат обязательно приведет к более интенсивному «оздоровлению» парка мостовых сооружений. В частности, сохранение на одном уровне объемов работ и затрат на ремонт и содержание МС в 1995 - 1997 гг. (табл. 3 и рис. 3) привело к тому, что показатели достигнутой работоспособности конструкций (18 лет) и срока службы (37 лет) сохранились в этот период примерно на одном и том же уровне.

Таблица 3

Объемы работ на ремонт мостов 1995 - 1998 гг. [1]

Последующее постепенное увеличение затрат на ремонт, от 404 млн. р. в 1997 г. до 705 млн. р. в 2000 г. и до 2286 млн. р. в 2001 г., привело к тому, что на период 2000 - 2001 гг. достигнутый срок службы составил 49 лет. То есть срок службы сооружений напрямую зависит от объемов ремонтных работ, в процессе которого уменьшается количество сооружений с предельным износом.

Для сохранения достигнутого показателя долговечности объем ремонтных работ на ближайшие годы должен составлять не менее 17 км (5 % сооружений) ежегодно, на что потребуется не менее 3500 млн. р. в год.

Ретроспективный взгляд на уровень финансирования работ по ремонту дает возможность не только установить рациональную величину удельных затрат на ближайшие годы. Оценка влияния увеличения объемов работ по ремонту в разные годы позволяет сделать очень важный для финансовой политики вывод - стратегия увеличения только «вала» по ремонту, то есть количества объектов и соответственно стоимости, не приводит к пропорциональному увеличению срока службы. Увеличение финансирования ремонта имеет свой предел, что хорошо видно из рис. 4, а, по которому за предельную величину финансирования можно принять значение 0,040 ¸ 0,045´C₀´SL^*. Однако достижение даже предельного уровня финансирования ремонтных работ (³ 6 млрд. р.) не обеспечит сохранения достигнутого темпа роста долговечности и не увеличит срок службы выше 55 лет.

^* С₀ - показатель удельной (на 1 пог. м.) стоимости строительства МС на конкретный год, SL - суммарная протяженность МС на конкретный год.

Рис. 4. Удельные затраты на ремонт (а) и содержание (б) МС в увязке с достигаемым сроком службы:

С₀ - базовая стоимость строительства 1 пог. м МС; L - суммарная протяженность МС; ▲ - достигнутый уровень по федеральной сети

Ежегодные затраты на содержание также влияют на темпы повышения долговечности сооружений. В частности, в период 1995 - 1997 гг. на содержание федеральных сооружений выделялось средств в пределах 120 - 150 млн. р. в год, то есть около 500 р. на 1 м моста в год (0,25 % от базовой стоимости строительства среднего моста). Увеличение затрат на содержание до 290 - 390 млн. р. (1998 - 2001 гг.), что соответствует удельным затратам 0,5 - 0,6 % от базовой стоимости, позволило к 2001 г. показатель продолжительности работоспособного состояния поднять до 26 лет (с 18 лет в 1991 г.). При этом уровне содержания объем реально выполненных работ по сравнению с требуемым не превышал 40 %.

Дальнейшее увеличение работоспособности непосредственно связано с увеличением затрат на содержание, т.е. с новым уровнем содержания. Однако и это увеличение не может быть бесконечным. При величине удельных затрат более 1,5 % от C₀´L уже практически не происходит роста календарного периода эксплуатации, в течение которого объект сохраняет работоспособность. Кроме того, важно иметь в виду, что только за счет увеличения удельных затрат на содержание повысить работоспособность выше 30 лет весьма проблематично (рис. 4, б). То есть и для финансирования содержания имеется свой предел - примерно 1,0 ¸ 1,5 %´C₀´SL, при котором выполняются все работы по мере появления повреждений.

В бюджете на 2002 г. предусмотрено увеличение затрат на содержание до 500 млн. р. (в 2001 г. - 392 млн. р.). В эту сумму входит оплата всех видов работ по содержанию - нормативного ухода (50 %, т.е. по уровню 2000 г.), сверхнормативного ухода - профилактики (30 %) и планово-предупредительных работ (20 %).

Оценку достаточности такого распределения можно дать из сопоставления общих объемов работ. Так, при достигнутых показателях работоспособности 26 лет и срока службы 49 лет должно иметь место следующее распределение объемов работ:

- перестройка - 3 % сооружений (2 % из-за физического износа и 1 % из-за морального);

- реконструкция - 3 % (2 % из-за морального и физического износа и 1 % из-за непредвиденных обстоятельств);

- ремонт - 5 % (в т.ч. 1 % из-за непредвиденных обстоятельств);

- ППР - 3 ¸ 5 % (требуемый объем ППР, зафиксированный в 2000 г., который меньше объема ремонтных работ);

- профилактика - 10 % (1 раз в 10 лет);

- уход - 85 % (100 - 3 - 3 - 5 - 4 = 85).

Зная удельные затраты на указанные работы [19] и принимая в качестве базовой стоимость строительства среднего моста С₀ = 300 тыс. р. на 1 пог. м, получим следующую минимальную потребность в финансировании (в бюджете) на ближайшие годы:

- ремонт - 5 % сооружений, С = 3500 млн. р. (~ 0,65 С₀ = 200 тыс. р./м);

- ППР - 3 %, С = 450 млн. р. (~ 0,15 С₀);

- профилактика - 10 %, С = 200 млн. р. (~ 0,02 С₀);

- уход - 85 %, С = 250 млн. р. (³ 0,004 С₀).

Причем затраты на содержание будут возрастать с увеличением долговечности мостов, что показано в табл. 4.

Требуемые суммарные затраты на содержание составляют в настоящее время свыше 1000 млн. р. в год (0,015´C₀´SL соответствует уровню Мосавтодора на 2001 г.). Общая годовая потребность в средствах на ремонт и содержание мостовых сооружений должна приближаться к 4000 - 4500 млн. р. Такое финансирование даст возможность уже к 2005 г. обеспечить срок службы сооружений 55 лет.

Как видно, даже запланированные (не говоря о реальных) затраты на содержание существенно ниже требуемых (~ в 2 ¸ 2,5 раза). В большей степени диспропорция касается планово-предупредительных и профилактических работ, фактический объем которых и стоимость в 3-3,5 раза ниже требуемых. Естественно, что поэтому работы, относящиеся к ППР, выполняются в настоящее время не в полном объеме и несвоевременно.

Низкий уровень финансирования работ по содержанию является следствием отсутствия до сих пор в отрасли норм денежных затрат. Старые нормы 1991 г. [11] в настоящее время не могут быть использованы, а проект новых норм [12] до сих пор не рассмотрен.

Таблица 4

Затраты на совершенствование парка МС при различных показателях их долговечности

Примечание: Расчет дан, исходя из протяженности капитальных МС SL = 330 км, из числа 5000 сооружений и базовой стоимости С₀ = 300 тыс. р./м.

3. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Государственная служба дорожного хозяйства (Росавтодор) впервые в 1996 г. официально провозгласила свою политику в области мостостроения [13]. В этой политике можно выделить четыре главных принципа, составляющих основу первой КОНЦЕПЦИИ:

·       подчинение всей работы в мостовом хозяйстве принципу экономической целесообразности (обоснование замены, реконструкции и ремонта мостов, рациональное планирование);

·       смещение акцента в финансировании в сторону ремонта и реконструкции взамен прежнего подхода с приоритетным финансированием нового строительства;

·       повышение долговечности как строящихся, так и эксплуатируемых мостовых конструкций;

·       завершение создания эффективной государственной системы управления дорожным хозяйством страны, в том числе и управления мостами.

Экономическое обоснование ремонтно-восстановительных работ, выполняемое по результатам обследования или диагностики, позволит установить наиболее рациональное время ремонта и принять на период до ремонта целесообразную стратегию обслуживания (эксплуатации). Принцип экономической целесообразности подразумевает также тщательное обоснование замены (перестройки) сооружения. К сожалению, и сегодня, как и в 80 - 90-е годы прошлого столетия, имеют место случаи, когда решение о замене сооружения принимается Владельцем без должного экономического обоснования, а только на основании субъективного мнения руководителя. Основанием для такого мнения чаще всего бывает неблагоприятный внешний вид сооружения, а не детальные расчеты, учитывающие фактический остаточный ресурс конструкций.

Для реализации и в дальнейшем принципа экономической целесообразности потребуется разработка соответствующих норм и рекомендаций. Эти документы должны позволять дать правильную (объективную) оценку состояния, спрогнозировать изменение состояния во времени и выбрать наиболее рациональную стратегию эксплуатации. На основании подобных продуктов научных исследований должны быть получены ответы на вопросы и о том, что делать, и о том, когда осуществлять то или иное мероприятие. Кроме того, учитывая ограниченность ресурсов и невозможность за короткий период времени отремонтировать все МС на сети, важное значение приобретает и приоритетность капитальных вложений в ремонт и реконструкцию.

Повышение долговечности сооружений остается, как и в Президентской программе «Дороги России», одним из главных положений КОНЦЕПЦИИ на период 2002 - 2010 гг. В то же время следует отдавать себе отчет в том, что только за счет увеличения объемов работ по ремонту и содержанию можно добиться лишь временного улучшения. В частности, увеличение объемов в размерах, указанных в п. 2, позволит довести срок службы эксплуатируемых на сети сооружений только до 55 лет, а работоспособность до 30 лет (см. рис. 3).

Дальнейшее повышение долговечности возможно при одновременном улучшении качества работ при строительстве и ремонте МС. Это можно реализовать при совершенствовании существующей системы управления МС, которое даст возможность широко использовать в практике эксплуатации зарекомендовавшие положительно наши действия по организации постоянного контроля качества работ и экспертизы проектов.

Эффективность постоянного технического надзора подтверждается опытом работы по реализации кредита Всемирного банка развития и реконструкции. В частности, уменьшается число сооружений с оценкой «неудовлетворительно» (уменьшается число сооружений, требующих ремонта, см. рис. 2), увеличивается число сооружений с оценкой «хорошо» (поскольку увеличивается объем работ по уходу и профилактике), а также возрастает время эксплуатации до ППР. Даже незначительный объем работ по техническому надзору (~ 20 % от числа ремонтируемых МС, табл. 5) способствовал увеличению срока службы до Т_сл = 49 лет.

Организация технического надзора за строящимися объектами продлит доремонтный период эксплуатации сооружений и позволит к 2010 г. достигнуть уровня минимум 35 лет.

На сегодня «Росавтодор» смог решить вопрос об обязательной экспертизе большинства проектов. Однако проблема все равно существует, но не столько с обеспечением экспертизы всех проектов, сколько с повышением качества экспертизы. Именно из-за недостаточного качества экспертизы проектов в 2000 - 2001 гг. почти в 25 % случаев технические решения, предусмотренные в проектах, изменялись при строительстве (ремонте).

Таблица 5

Количество сооружений, на которых осуществлялся технический надзор за ремонтом

Только одновременное решение всех вопросов финансирования по ремонту, содержанию и контролю качества на всех этапах работ от проекта до сдачи объекта позволит достигнуть 60 - 65-летнего срока службы сооружений уже к 2010 г.

Сегодняшняя ситуация с мостами требует уточнения главных принципов технической политики, провозглашенных в 1996 г. Эти уточнения связаны с поиском максимальных выгод от наших действий и определением соответствующих приоритетов. Наиболее важное уточнение касается «смещения акцентов в сторону эксплуатации» [13]. Здесь наибольшую приоритетность в настоящее время должно иметь СОДЕРЖАНИЕ сооружений. Это подтверждено расчетами, представленными в табл. 4, где даны необходимые затраты на поддержание парка мостов в нормальном состоянии при различном сроке службы МС.

Так, анализируя финансовую потребность мостового сектора отрасли (табл. 4), можно сделать два основных вывода [14]:

1. Увеличение долговечности мостов требует незначительного возрастания средств на содержание (надзор и уход) и в то же время вызывает существенное сокращение числа мостов, требующих перестройки, реконструкции и ремонта. Например, увеличение затрат на содержание и надзор на 510 млн. р. дает высвобождение средств в размере более 3,2 млрд. р.

2. Социальный и экономический ущерб из-за наличия на сети какого-то процента мостов, состояние которых не соответствует нормативам, уменьшается с ростом долговечности. Общая эффективность от повышения срока службы с 50 до 60 лет, т.е. на 10 лет, превышает 4 млрд. р. в год, или 400 млн. р. за каждый год увеличения Т_сл по федеральной сети.

Вторым уточнением главных принципов является изменение финансовой политики. В частности, период 2002 - 2010 гг. потребуется по условиям финансирования разделить на 2 этапа:

- 1-й этап - существенное увеличение средств на содержание и надзор по сравнению с уровнем 2000 - 2001 гг. для обеспечения стабильности в показателях долговечности (период «наращивания»).

- 2-й этап - сохранение условия затрат на содержание, как непременное условие перед последующим снижением общих затрат с сохранением тенденции увеличения срока службы (период «стабилизации»).

Реализация указанной стратегии финансирования даст возможность подойти к планомерному последующему снижению средств на усовершенствование эксплуатируемых сооружений (подойти к экономическому росту), за счет чего будут высвобождены дополнительные средства на расширение парка мостов.

Важной причиной, обусловившей переход на новую (уточненную) концепцию, явилась обострившаяся в последние 2 - 3 года ситуация с обеспечением сохранности автомобильных дорог. Официальное отношение Росавтодора к этой проблеме изложено в известных документах (например, [15, 16]) и характеризуется повышенным вниманием к ней. В этой проблеме следует выделить в качестве одной из главных целей возможность беспрепятственного пропуска по МС транспортных средств, обеспечивающих международные перевозки [17]. Эти транспортные средства, масса которых сегодня достигает 60 т, а скорость движения приближается к 100 км/ч, оказывают повышенное и не предусмотренное нормами проектирования воздействие на МС.

Сохранность мостовых сооружений перекликается с проблемой безопасности движения, разрешение которой связано с обеспечением расчетной скорости движения по МС, а также снижением количества ДТП и тяжести их последствий. Последнее не мыслимо без обеспечения сооружений безопасными ограждающими устройствами, уширения сооружений до нормативных требований, исключения случаев разрушения покрытия и плит проезжей части, повышения работоспособности конструкций деформационных швов.

Придание вопросам безопасности движения и сохранности автомобильных дорог и сооружений на них статуса «чрезвычайной важности» подтверждается и структурными преобразованиями в «Росавтодоре».

Учитывая изложенное, КОНЦЕПЦИЯ улучшения состояния мостовых сооружений на современном этапе может быть сформулирована следующим образом.

В целях получения максимальных выгод для дорожной отрасли и народного хозяйства страны, максимального вклада в стабилизацию и подъем национальной экономики, главный замысел Государственной службы дорожного хозяйства в улучшении состояния мостовых сооружений на современном этапе заключается:

1. В сохранении принципа экономической целесообразности при решении вопросов финансирования работ по ремонту и реконструкции МС, исключив случаи перестройки сооружений без экономического обоснования.

2. В изменении финансовой политики в области эксплуатации МС, предусматривающем:

а) существенное увеличение затрат на содержание;

б) разделение периода 2002 - 2010 гг. на два этапа - этап «наращивания» и этап «стабилизации»;

в) разумное перераспределение средств между работами, относящимися к содержанию (надзор, уход, профилактика, планово-предупредительные работы).

3. В постоянной работе структур Службы в направлении повышения долговечности МС, имея в виду в первую очередь:

- увеличение объемов работ по профилактике и ППР;

- повышение качества строительных и ремонтных работ;

- увеличение периода эксплуатации МС после ремонта (например, за счет использования более долговечных материалов и конструкций).

При этом следует иметь в виду, что в первую очередь за счет повышения долговечности сооружений появится возможность реальной экономии средств.

4. В обеспечении сохранности МС и безопасности движения по ним за счет:

а) повышения надежности элементов мостового полотна;

б) приведения габаритов МС, в первую очередь на основных магистралях, к нормативным требованиям;

в) обеспечения расчетных скоростей движения;

г) повышения несущей способности конструкций.

5. В завершении создания Системы управления эксплуатацией МС, обеспечив:

а) получение более объективной информации о МС, без чего невозможно принять правильное решение о стратегии эксплуатации;

б) организацию постоянно действующего контроля качества работ на всех этапах функционирования МС;

в) формирование в полной мере нормативной базы Системы управления.

4. ИДЕОЛОГИЯ СОДЕРЖАНИЯ

Под «идеологией» следует понимать систему взглядов и идей, позволяющих дать инструмент для реализации одного из главных замыслов (концепции) - повышения внимания к содержанию - на каждом этапе жизни сооружения.

Мостовое сооружение за свою жизнь проходит три важнейших этапа эксплуатации.

Построенное сооружение эксплуатируется какое-то время без снижения надежности (рис. 5). За этот период протекают основные длительные деформации (усадка и ползучесть), возрастает прочность бетона, нормально функционирует система водоотвода и не нарушается изоляция у деформационных швов, водоотводных трубок, стоек ограждений и тротуаров. Вероятность безотказной работы несущих конструкций сохраняется на уровне, обеспечиваемом СНиП 2.05.03-84^* [18] (например, для пролетных строений Р = 0,9986; индекс надежности равен 3,0). В указанный период за мостом осуществляется лишь уход. Продолжительность этого периода зависит от качества строительства и составляет, к сожалению, пока не так много - 7 - 9 лет. В 1991 г. этот период не превышал 5 лет [10].

Т₀ - период приработки

Т_р - работоспособность

T_сл - предельный срок службы

Рис. 5. График снижения надежности сооружения

Второй этап эксплуатации характеризуется появлением и развитием дефектов, изменением свойств бетона и коррозией арматуры. Появляются отказы в элементах, срок службы которых ниже, чем пролетных строений (в покрытии, деформационных швах, системе водоотвода, изоляции и т.д.). Продолжительность второго этапа, например для пролетного строения, определяется временем, за которое вероятность безотказной работы пролетного строения снижается до 0,90, т.е. индекс надежности с 3,0 уменьшается до 1,3 [5]. Это соответствует 25 - 30 %-ному снижению прочности конструкции [19]. За указанный период за мостом ведется постоянный уход и периодические профилактические работы в рамках работ по содержанию. Продление этапа работоспособного состояния сооружения возможно при проведении планово-предупредительных работ (ППР), представляющих собой работы по восстановлению только наиболее поврежденных элементов.

Снижение надежности на 1,7 индекса (точка Б на рис. 5) означает, что дальнейшая эксплуатация моста по первоначальной схеме невозможна, мост должен закрываться на ремонт или реконструкцию, поскольку работоспособность пролетных строений оказалась исчерпанной. Если выполнение ремонта задерживается и по каким-то причинам должно быть перенесено на более поздний срок, дальнейшая временная эксплуатация моста возможна лишь при пересмотре условий нагружения сооружения, т.е. при введении ограничений по массе временной нагрузки и изменении условий движения.

Третий этап эксплуатации сооружения может осуществляться по двум вариантам. Первый из них, когда не производится ремонт, а осуществляется временная эксплуатация, характеризуется двумя факторами:

·    наличием в конструкциях, и в первую очередь в пролетных строениях и опорах, дефектов, значительно снизивших их несущую способность и грузоподъемность моста в целом;

·    введенными ограничениями по массе транспортного средства, которое может безопасно двигаться по мосту в неконтролируемом режиме, и необходимым периодическим последующим снижением грузоподъемности.

Второй вариант эксплуатации - функционирование сооружения после ремонта, в результате которого устраняются все повреждения.

Продолжительность третьего этапа (участок Б^* - В^* на рис. 5) определяется временем достижения такого состояния сооружения, когда при максимально возможных ограничениях по временной нагрузке вероятность безотказной работы пролетных строений опять достигает 0,9. Предельный срок службы Т_сл установлен по повторному отказу и характеризует такое состояние, когда ремонтные мероприятия оказываются менее выгодными, чем замена моста. Продолжительность жизни сооружения на III этапе на сегодня еще не может нас удовлетворить. Если воспользоваться обобщенным (для сети) показателем, то это время эксплуатации составляет в настоящее время не более 15 лет по первому варианту и примерно 23 года по второму варианту эксплуатации. То есть мы пока не достигаем желаемых 25 - 30 лет работоспособной эксплуатации после ремонта.

Упомянутые три важных этапа функционирования сооружения также прослеживаются при рассмотрении процесса накопления повреждений и в элементах, из которых сооружение состоит (рис. 6). Износ начинается с момента Т₀ и заканчивается предельным значением U_пред в какой-то момент Т_сл. При этом допустимый уровень износа (работоспособность) достигается за время Т_р, являющееся II-м этапом эксплуатации, в течение которого осуществляется содержание МС.

ИДЕОЛОГИЯ СОДЕРЖАНИЯ мостов связана:

с увеличением периода Т₀, что можно осуществить, повысив качество строительных работ (например, за счет организации постоянного контроля на всех уровнях и сопровождения paбот) и обеспечив постоянный уход за сооружением с первого дня эксплуатации;

с уменьшением темпа износа элементов (изменяется угол наклона линии А-Б на рис. 5), что можно осуществить, проводя организованный надзор за сооружением и своевременное выполнение профилактических работ;

с выполнением планово-предупредительных работ ранее, чем будет исчерпана работоспособность (на рис. 5 - пунктирная линия), что можно эффективно осуществить только при условии организованного надзора и планирования.

Рис. 6. Размер перехода из одного состояния в другое для элемента (а) и мостового сооружения в целом (б):

1 ¸ 4 - нормируемые состояния; А - иллюстрация существующего положения; Б - иллюстрация ситуации с увеличенным Т₀ (за счет повышения качества строительства) и уменьшенным темпом износа (за счет своевременного и в полном объеме выполнения работ по содержанию)

Рис. 7. Достигнутый срок службы сооружений в различные годы (федеральная сеть):

Прогноз: 1 - оптимистический (К = 2,0; увеличение суммарных затрат на ремонт и содержание вдвое); 2 - реальный (оптимальный; К = 1,3 - увеличение затрат, в основном, на содержание); 3 - пессимистический (К = 1,0)

Рис. 8. Итоги Программы ликвидации «недоремонта»:

а - финансирование работ по содержанию и ремонту  мостовых сооружений; б - снижение объемов «недоремонта» по мостовым сооружениям

Приведенная «идеология» в области эксплуатации позволила обосновать принятую сегодня классификацию ремонтно-восстановительных работ на мостовых сооружениях [21]. В этой классификации основное место занимают работы на самом главном периоде жизни сооружения периоде сохранения работоспособного состояния.

Реализация настоящей Концепции фактически только за счет мероприятий по надзору и содержанию позволит увеличить работоспособность сооружений с 25 лет (сегодняшний уровень) до 35 - 40 лет, а предельный срок службы сооружения до 60 - 70 лет. Темп увеличения показателей долговечности при принятой стратегии финансирования (без резкого увеличения затрат!) сохраняется на ближайшие 7 лет, в результате чего указанные границы по работоспособности и сроку службы могут быть достигнуты в 2010 г. (рис. 7).

При выполнении всех требований по содержанию и обеспечению нормального качества строительства вполне возможно, что за весь срок службы моста не потребуется вложений больших средств в ремонт, а будет осуществляться менее капиталоемкое вложение в надзор, уход, профилактику и планово-предупредительные работы [20].

При такой стратегии эксплуатации реально, что к 2010 г. практически полностью исключиться «недоремонт» сооружений (рис. 8), что и преследуется Федеральной Программой ликвидации «недоремонта» [34].

5. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПО УЛУЧШЕНИЮ СОСТОЯНИЯ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА ПЕРИОД ДО 2010 г.

Главная цель Концепции (см. раздел 4), реализация которой связана с приведением МС к соответствию потребительским требованиям на длительный период при оптимальных затратах, имеет четыре подцели (далее - «цели»), а именно:

- повышение безопасности движения по МС, их сохранности и пропускной способности;

- обеспечение должной грузоподъемности, особенно на магистральных дорогах Европейского класса и основных магистралях, которые войдут в транспортные коридоры [1];

- повышение срока службы сооружений;

- совершенствование Системы управления эксплуатацией МС.

Достижение указанных целей обеспечивается решением следующих конкретных задач.

5.1. Цель «Безопасность движения»:

* уширение при ремонте, реконструкции или замене МС с 2-мя полосами движения на дорогах I технической категории до 4-х и более полос (в первую очередь на магистральных дорогах Европейского класса Е30 и Е95 и подъездах к крупным городам);

* сведение к минимуму мостов с недостаточным габаритом на федеральных дорогах II и III технической категории (уширение их или перестройка), в первую очередь МС с габаритами Г-7 и Г-8;

* широкое внедрение, особенно на МС дорог I технической категории, ограждений безопасности повышенной удерживающей способности с учетом современных требований и конструкций [22];

* своевременное устранение повреждений на проезжей части при содержании МС, не допуская разрушения покрытия, деформационных швов и сопряжений, существенно влияющих на условия движения автомобилей;

* обеспечение требуемого уровня безопасности пешеходов на участках с пешеходным движением; более широкое использование технологий замены старых тротуаров и перил на ограждения с высокой удерживающей способностью (мосты без тротуаров);

* постоянный контроль со стороны органов управления автомобильными дорогами и контролирующих органов за состоянием элементов мостового полотна, в первую очередь на МС автомагистралей и больших мостах.

5.2. Цель «Грузоподъемность»:

* повышение грузоподъемности МС с доведением количества сооружений, пропускающих без ограничений автомобили весом 30 т и более, до 100 % на основных магистралях страны и на подъездах к крупным городам;

* усиление конструкций на остальных федеральных дорогах до требуемого уровня по показателю грузоподъемности (в первую очередь МС с фактической грузоподъемностью ниже 20 т для автомобилей в потоке и ниже 40 т для одиночной нагрузки), исключение «аварийных мостов» по показателю грузоподъемности;

* перестройка всех деревянных мостов федеральной сети на капитальные;

* разработка и внедрение новых эффективных методов усиления пролетных строений (в основном с предварительно-напряженными балками), позволяющих продлить их срок службы после ремонта на 30 лет и более;

* широкое внедрение технологий усиления, максимально использующих возможности конструкций и материалов (включая применение высокопрочных бетонов, напрягаемой арматуры, методов регулирования усилий, объединения).

5.3. Цель «Повышение срока службы»:

* усиление контроля за качеством строительства, ремонта и реконструкции сооружений, а также за качеством ПСД;

* повышение контроля за содержанием сооружений;

* повышение внимания при планировании работам, относящимся к профилактике и ППР, в первую очередь улучшению состояния гидроизоляции и водоотвода, сопряжения моста с подходом, а также укреплению конусов, откосов и берегов;

* применение защитных фасадных материалов для замедления процесса старения бетона, а также различных полимерных покрытий для продления срока службы бетона и защиты металла;

* придание архитектурной выразительности сооружениям на магистральных дорогах вблизи городов за счет использования различной окраски фасадов и перил, а также применения соответствующих конструкций перил, ограждений, столбов освещения.

5.4. Цель «Совершенствование системы управления эксплуатацией МС (СУЭМ)»:

* пересмотр всей системы «надзора», включая и оценку состояния МС, с целью получения количественной (а не только качественной!!) информации о состоянии каждого элемента, конструкции и моста в целом;

* совершенствование базы данных о мостах, имея в виду не только расширение возможностей для пользователей компьютерной техники, но и совершенствование программы управления БДМ;

* увязка всей информации о мостах с базовыми документами:

- классификация конструкций (каталог элементов);

- классификация дефектов;

- классификация ремонтных работ.

* планирование работ с учетом данных о прогнозе изменения состояния и результатов расчета приоритетности капитальных вложений;

* обеспечение 100 %-ной экспертизы проектных документов по ремонту и организация контроля качества работ по содержанию и ремонту, в том числе и инженерное сопровождение наиболее сложных объектов;

* завершение формирования нормативной базы СУЭМ (перечень основных нормативных документов дан в Приложении № 3).

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение № 1

Состав парка мостов

Количество и протяженность мостов на общей сети дорог ежегодно меняется, в связи с чем приводимые статистические данные справедливы для конкретного года статистический отчетности и могут не соответствовать другим опубликованным данным. В то же время относительные показатели имеют большую достоверность и более стабильны во времени, поэтому их использование для качественной и количественной оценки парка мостов представляется вполне допустимым и наиболее объективным. Именно поэтому в работе преобладают относительные показатели.

Всего на дорогах общего пользования России эксплуатируется 41,8 тыс. мостов, в том числе капитальных ~ 33,5 тыс. шт., протяженностью около 1500 км [10, 23]. В основном, это железобетонные мосты (мосты полностью или частично с железобетонными пролетными строениями), число которых составляет 29,5 тыс. шт. (табл. 1).

Таблица 1

Мосты на дорогах общей сети Российской Федерации (2000 г.)

В общем числе железобетонных пролетных строений большая часть представляет собой ребристые конструкции с обычной арматурой - с диафрагмами и без диафрагм. Причем процент бездиафрагменных пролетных строений постоянно возрастает (табл. 2) за счет преимущественного их применения в течение последних 20 лет. Даже по сравнению с данными 1995 г. соотношение между диафрагменными и бездиафрагменными пролетными строениями существенно изменилось. Это свидетельствует о том, что конструкции 50 - 60-х годов разработки практически все изменены на современные (бездиафрагменные) конструкции.

Таблица 2

Примерная распространенность различных типов железобетонных пролетных строений в мостовых сооружениях дорог общего пользования

Одновременно с этим возрос процент пролетных строений с напрягаемой арматурой. В последние годы с напрягаемой арматурой применяли и балки длиной 18 м, 15 м, а иногда и 12 м, что традиционно раньше было областью применения каркасных балок.

Немногим более 8 % (по количеству) приходится на мосты с металлическими или сталежелезобетонными пролетными строениями (3500 шт.). Эти мосты включают около 8,4 тыс. пролетных строений общей длиной 245 км. В основном, это балочные пролетные строения со сплошной стенкой (~ 75 %) и прокатными стальными балками (~ 20 %). Их число не только не сокращается, но постепенно возрастает, хотя и не такими темпами, как железобетонных пролетных строений с напряженной арматурой.

На автомобильных дорогах общего пользования Российской Федерации остается все еще значительное количество деревянных мостов - 8,3 тыс. шт., или - 100 км, что составляет 19,9 % от числа и более 6 % от общей протяженности искусственных сооружений (см. табл. 1).

В некоторых областях России процент деревянных мостов существенно выше среднего. Например, их более половины в Алтае, Коми, Бурятии, около 60 % в Карелии и Иркутской области, около 70 % в Хабаровском крае (726 шт.), Якутии (486 шт.) и Читинской области, то есть в районах, богатых древесиной [10]. В Архангельской области число деревянных мостов превышает 85 % от общего числа сооружений области и составляет 843 шт. [23]. Фактически лишь в Московской, Брянской, Калининградской, Кемеровской, Тульской, Орловской и Саратовской областях, а также в Республике Мари Эл и в южных районах Европейской части Российской Федерации проблема деревянных мостов не существует из-за отсутствия или малого их количества (менее 1 %) на общей сети автомобильных дорог.

Состояние деревянных мостов на общей сети крайне неудовлетворительное. По результатам обследования деревянных мостов в последние годы в Архангельской, Свердловской, Кировской, Вологодской областях более 15 % сооружений находятся в аварийном состоянии, а остальная часть требует ремонта.

До сих пор на сети остается большое количество малых мостов (рис. 1). Со временем число малых мостов уменьшается, хотя и медленно. В основном, малые мосты, включая деревянные, расположены на местной сети.

Таким образом, для общей сети характерно:

- постоянное возрастание количества капитальных мостов с ежегодным приростом до 3,4 % по числу сооружений и до 5,0 % по протяженности (рис. 2);

Рис. 1. Число мостовых сооружений разной длины на общей сети (2000 г.)

Рис. 2. Ежегодный прирост капитальных сооружений на общей сети дорог

Рис. 3. Изменение числа и протяженности капитальных (I) и деревянных (II) мостов на общей сети

Таблица 3

Наличие и протяженность мостов (путепроводов) на автомобильных дорогах общего пользования в Российской Федерации в 1992 - 1999 гг.

- заметное снижение прироста сооружений с 1998 г., когда более приоритетным стало не развитие сети дорог, а их совершенствование (до 1,4 ¸ 1,5 % в год по числу сооружений и до 3,4 ¸ 4,1 % по протяженности);

- незначительное увеличение средней длины L_ср мостов (табл. 3);

- постоянное снижение числа и протяженности деревянных мостов (с 15 тыс. шт. и 160 км в 1991 г. до 8,3 тыс. шт. и 100 км в 2000 г.) и все же наличие районов, где число деревянных мостов превышает 50 %, в основном, на территориальных дорогах;

- неуклонное увеличение количества процента капитальных мостов в общем числе и протяженности сооружений (рис. 3) с сохранением высокого процента железобетонных пролетных строений (88 %);

- постоянное увеличение количества пролетных строений с напрягаемой арматурой, число которых на сети приблизилось к числу железобетонных конструкций с каркасной арматурой;

- значительное количество малых мостов, процент которых постепенно снижается, тогда как процент больших мостов неуклонно возрастает.

Однако для мостовых сооружений федеральной сети дорог ситуация несколько иная, отсюда иные и акценты. Прежде всего, это касается деревянных мостов, которые практически все уже перестроены (табл. 4).

Следовательно, на современном этапе в программах содержания и ремонта мостов на федеральной сети постепенно снижается число деревянных мостов и сохраняется линия на их замену на капитальные, что в первую очередь требуется в Упрдоре «Лена» (41 coop.) и ГУПАД «Колыма» (23 coop.).

Совершенно иное распределение мостов по длинам (рис. 4):

- процент малых мостов не превышает 20 %, а больших мостов - приближается к 30 %;

- в последние годы увеличилось число внеклассных сооружений (сегодня их 25 шт., тогда как даже в 1995 г. их было всего 15 шт.).

Таблица 4

Наличие и протяженность мостов (путепроводов) на федеральных автомобильных дорогах в Российской Федерации в 1992 - 1999 гг.

Рис. 4. Распространенность мостов по длинам и материалу пролетного строения на федеральной сети

Таблица 5

Мосты на федеральной сети (2000 г.)

Рис. 5. Распространенность длин пролетных строений мостовых сооружений федеральной сети

Следовательно, для федеральных дорог актуальность малых сооружений снижается. Появляется новая группа забот - большие и, в первую очередь, внеклассные мосты, для которых должны разрабатываться специальные требования по эксплуатации и соответствующие нормативные документы.

На федеральной сети сохраняется преимущественное число железобетонных мостов (табл. 5). Число железобетонных пролетных строений с напряженной арматурой примерно равно числу пролетных строений с обычной арматурой. Наибольшее число пролетов имеют длину 15 ¸ 18 м - здесь как ребристые, так и плитные пролетные строения (рис. 5). Наиболее распространены пролетные строения длиной от 12 до 24 м (75 %, 16600 шт.), то есть цельноперевозимые конструкции, что важно при планировании затрат на замену балок или пролетных строений целиком [24].

Приложение № 2

Состояние мостовых сооружений на федеральной сети

Рассмотрим состояние с позиций требований ВСН 4-81 [25], которые предусматривают оценку по трем показателям:

- безопасности движения и пропускной способности;

- грузоподъемности;

- долговечности.

Обобщенный показатель состояния в указанном выше документе дается оценкой по трехбалльной системе (хорошее, удовлетворительное и плохое состояние), традиционно используемой в России. Причем в неудовлетворительное состояние входят и аварийные мосты. В своем анализе состояния учтем и тенденции его изменения, что должно определить основные требования к Системе управления на современном этапе.

С позиции пропускной способности состояние на сегодня официально оценивается только по величине габарита. В качестве требуемого (достаточного) габарита принимаются значения, приведенные в СНиП 2.05.03-84 [17] с учетом допустимого снижения ширины полосы безопасности. Сопоставляя требуемый и фактический габариты, можно отметить следующие особенности (табл. 6).

1) Более половины сооружений на Федеральной сети имеют недостаточный габарит. Причем до 1995 г. в половине из «узких мостов» дефицит габарита был близок к 100 % (когда фактически габарит вдвое меньше требуемого).

2) Учитывая данные работы [26], снижение габарита вдвое можно отнести к аварийной ситуации. По данным, полученным на основании экономического анализа [27], к аварийным сооружениям можно отнести и те, у которых фактический габарит меньше требуемого в 1,6 (и больше) раза.

Таблица 6

Мосты с недостаточным габаритом (федеральная сеть)

выделение курсивом - аварийная ситуация

 - зона повышенной опасности

3) Оценка «неудовлетворительно» по показателю пропускной способности может быть дана сооружениям, у которых отношение фактического габарита к требуемому составляет 0,65 ¸ 0,75. Из табл. 6 видно, что число сооружений с подобными габаритами начинает снижаться лишь после 1997 г., когда к оценке «габарита» иногда стали подходить не с позиции требований [25], а на основании объективной оценки условий движения по результатам расчетов.

4) Официальная оценка по пропускной способности и безопасности носит субъективный характер, что безусловно не может лечь в основу планирования. Кроме того, оценка по безопасности не должна ограничиваться «габаритом», поскольку кроме размера проезда на безопасность влияют состояние покрытия, сопряжения с насыпью, деформационных швов, а также конструкции и состояние ограждений, тротуаров и перил.

Важной особенностью мостового хозяйства является рост числа реконструируемых и ремонтируемых объектов с увеличением их габаритов. В частности, резкое снижение числа «узких» мостов на федеральной сети началось с 1990 г., когда начала широко реализовываться первая, и пока единственная, «Инструкция» по уширению [28] и когда начал формироваться новый подход к Системе управления, предусматривающий новую оценку состояния и прогноз изменения этого состояния во времени [3]. Именно благодаря новому подходу к оценке узких мостов и освоению новых технологий по уширению за период 1990 - 1995 гг. вдвое сократилось число сооружений с чрезвычайно малым габаритом, способным вызвать аварийную ситуацию [13]. К 2000 г. подобные сооружения практически все были перестроены (рис. 6) - осталось не более 0,2 % на федеральной и 0,5 % сооружений на территориальной сети.

В то же время на сети остается не менее половины мостов с недостаточным габаритом, которые можно отнести к сооружениям повышенной опасности.

Поскольку оценка безопасности движения по мостовому сооружению - это не только оценка достаточности габарита, но и оценка влияния на условия движения состояния всех элементов мостового полотна (рис. 7), представляется чрезвычайно важным установить и использовать практические критерии такой оценки.

Рис. 6. Изменение % мостов с недостаточным габаритом

На сегодня официально принят такой подход к оценке только габарита. Критерием такой оценки является показатель безопасной скорости движения автомобилей по мосту, который был реализован при обосновании кредита «Всемирного Банка развития и реконструкции» на восстановление мостов в России на период 1996 - 1999 гг. [29]. Результаты оценки влияния на скорость движения различных габаритов при различных интенсивностях (табл. 7) использованы в вышеприведенном анализе. Но остальным элементам мостового полотна аналогичная оценка пока отсутствует, она остается субъективной.

Рис. 7. Факторы, влияющие на безопасность движения по мостам (по приоритетности)

Таблица 7

Коэффициенты снижения расчетной скорости К_n для мостов длиной 50 - 150 м с различными габаритами

Выделение курсивом - безопасное соотношение габаритов и интенсивности движения

Оценка по грузоподъемности в меньшей степени страдает субъективностью. Имеет место позитивная тенденция к уменьшению на сети числа мостов со старыми проектными нагрузками (табл. 8). В настоящее время и в ближайшем будущем дорожной отрасли придется иметь дело с мостами, запроектированными только на современные или близкие к современным нагрузкам, что делает эти конструкции более ремонтопригодными и упрощает процесс планирования ремонта, реконструкции и перестройки.

Таблица 8

Данные о фактической проектной нагрузке на мосты

В то же время наличие в конструкциях дефектов, влияющих на несущую способность и грузоподъемность, резко изменяет картину в целом, хотя тенденция «улучшения» сохраняется. В частности, процент мостов с существенно (> 10 %) сниженной грузоподъемностью составляет примерно 35 % (табл. 9), а с грузоподъемностью до 15 т, что можно приравнять к аварийному состоянию, - 7,5 %, то есть почти в 6 раз меньше по сравнению с 1984 г. Для 25 % мостов реально обращающиеся автомобильные (не специальные!) нагрузки могут оказаться критическими (см. рис. 1 основного текста).

Таблица 9

Предельные для мостов массы автомобильных нагрузок

Уменьшение аварийных мостов (по показателю грузоподъемности) вполне объяснимо - происходит замена и ремонт (усиление) морально и физически устаревших мостов давних лет постройки. Но вот медленный рост числа мостов, не требующих усиления (грузоподъемность более 25 т), заставляет задуматься. Здесь основными причинами являются, с одной стороны, недостатки существующих нормативных документов [30, 31], а с другой - отсутствие должного финансирования. Это подтверждает и сопоставление сооружений по обобщенному показателю состояния - общей оценке.

Так, недостаточным финансированием можно объяснить и тот факт, что в течение многих лет практически не уменьшается число мостов с оценкой «неудовлетворительно» и не возрастает число мостов с оценкой «хорошо» (табл. 10). И в то же время, снижение до минимума аварийных мостов к 2000 г. вселяет определенный оптимизм в возможность существенного улучшения состояния сооружений за короткий период времени при изменении сложившейся системы финансирования.

Таблица 10

Оценка состояния по показателю долговечности, выполняемая в соответствии с ВСН 4-81 [25], также является на сегодня субъективным, а не объективным показателем. В частности, субъективно (на основании личного опыта обследователя) оцениваются:

- наличие дефектов, снижающих срок службы сооружений или их несущих конструкций (качественная оценка);

- количество (процент) элементов с дефектами;

- распространенность дефектов.

В настоящее время отсутствуют официально принятые на федеральном уровне критерии оценки долговечности, а оценка такая крайне необходима, поскольку без нее невозможно правильно спланировать работу на будущее. Сегодня оценку по остаточному сроку службы, то есть по долговечности, все, кто осматривают мостовые сооружения, дают, опираясь только на свой личный опыт. Поэтому такая оценка часто имеет очень низкую достоверность.

До сих пор отсутствует возможность получить обоснованные ответы на следующие вопросы:

- через сколько лет предстоит ограничивать грузоподъемность?

- как интенсивно будут развиваться дефекты?

- когда предстоит менять те или иные элементы?

- на какой год планировать ремонт?

- сколько лет объект может эксплуатироваться после ремонта?

- каков срок службы по выносливости материалов?

И все же, даже используя субъективный подход, можно сказать, что реальный срок службы или работоспособность остаются очень низкими и возрастают очень медленно. Это видно по двум показателям:

- достигнутому возрасту сооружения к моменту его замены;

- достигнутой работоспособности сооружения.

В конце 80-х годов профессор Лукин Н.П. проанализировал статистику замены мостов на Украине и получил, что «невольный срок службы» сооружений находится с обеспеченностью 0,95 в интервале 50 - 55 лет [32, 33]. То есть на Украине 1,8 ¸ 2,0 % мостов в год перестраивались. В возрасте до 45 лет находились 90 % сооружений, а в возрасте до 55 лет - 95 % сооружений.

В России к началу 90-х годов срок службы сооружений, если использовать подобный же подход к определению срока службы, в среднем составлял около - 40 лет, то есть имела место ежегодная замена сооружений в объеме 2,5 % от общего количества. При этом были и единичные случаи замены как в 15 лет, так и в 70 лет [10].

Примечателен результат обработки данных о состоянии однотипных сооружений в возрасте примерно 20 лет, эксплуатирующихся примерно в одинаковых условиях (Центральный район). В табл. 11 приведены дефекты таких мостов и их распространенность, а также информация о виде воздействия, при котором тот или иной дефект устраняется. Виды дефектов классифицированы по причинам, их вызвавшим - конструктивным, строительным и эксплуатационным.

Конструктивные недостатки проектов привели к повреждению в большей степени элементов пролетных строений и в меньшей степени элементов мостового полотна. Причинами этих повреждений явились недостатки проектов, которые могли быть исключены, если бы была осуществлена их экспертиза (недостатки к системе водоотвода с проезжей части мостов и подходов к ним, недостатки конструкций тротуаров, недостаточные толщины бетонного защитного слоя у арматуры и другие недостатки проектов). То есть организация постоянной работы по контролю качества проектов может существенно изменить картину старения конструкции.

Существенный вес и строительных недостатков (изготовления и монтажа) в появлении и развитии дефектов пролетных строений, включая элементы поперечного объединения и опорных узлов. И здесь основной причиной является недостаточный контроль за изготовлением сборных конструкций и фактическое отсутствие постоянного технического контроля (надзора) в процессе строительства или ремонта.

Половина повреждений, приведенных в табл. 11, устраняются при работах, относящихся к ремонту мостового сооружения. Для сооружений в возрасте 20 лет это очень большой процент, свидетельствующий о том, что до середины 90-х годов период доремонтной эксплуатации сооружений составлял в среднем примерно 20 лет.

Таблица 11

Перечень дефектов, распространенных в железобетонных балочных пролетных строениях с обычной арматурой после 20 ± 2 лет эксплуатации (обработка данных по 350 сооружениям в 1995 г.).

Примечание.

- К - несовершенство конструкций, недостаточное качество конструктивной проработки;

- С - недостатки строительства, изготовления конструкций;

- Э - появление повреждений из-за естественного старения при эксплуатации или пропуска сверхнормативной нагрузки.

^*) Показан процент пролетных строений, в которых обнаружен дефект.

Примерно к такому же выводу о времени доремонтного срока (~ 20 лет) на момент 1985 - 1995 гг. мы приходим и из анализа работоспособности. Если принять, что процент мостов с неудовлетворительным состоянием дает возможность определить по графику «возраст мостов» их срок службы, правда с невысокой точностью, а процент мостов с оценкой «хорошо» дает возможность определить работоспособность сооружения (календарную продолжительность эксплуатации без ограничений), то получаем следующую картину из графиков на рис. 8 (построено по данным табл. 12):

То есть значительное увеличение срока службы и работоспособности заметно лишь за последние 5 лет. При этом следует иметь в виду, что при указанном подходе к определению срока службы допустима только качественная оценка. Это вызвано очень низкой объективностью принятого сегодня подхода к оценке долговечности и состояния сооружений.

Таблица 12

Рис. 8. Распределение сооружений по возрасту и достигнутый срок службы в разные годы

Приложение № 3

Перечень основных нормативных документов, необходимых для реализации Концепции

В настоящем приложении дан перечень первоочередных нормативных документов, необходимых для реализации Концепции и, в частности, решения поставленных задач по улучшению состояния эксплуатируемых мостовых сооружений. В перечне приведены как новые документы, так и существующие документы, требующие переработки в соответствии с Программой [34].

Учитывая положения раздела № 5 Концепции, нормативные документы сгруппированы по следующим направлениям (см. таблицу ниже):

A. Документы, обеспечивающие повышение надежности и долговечности сооружений за счет:

- совершенствования конструкций на стадии проектирования;

- повышения качества строительства;

- повышения качества ремонта.

Б. Документы, обеспечивающие сохранность мостовых сооружений, безопасность и комфортность движения по ним.

B. Документы, направленные на совершенствование Систем управления эксплуатацией мостов, включая:

- планирование и финансирование;

- совершенствование оценки состояния;

- контроль качества работ;

- совершенствование банка данных по мостам.

Необходимые основные нормативные документы

Приложение № 4

Использованная литература

1. «Государственная концепция создания и развития сети автомобильных дорог в Российской Федерации» ФДС России (утверждено постановлением Правительства № 438 от 17.04.99.) - М., 1999.

2. Национальная программа совершенствования и развития сети автомобильных дорог России на период до 2010 г. «Дороги России XXI века». - М., 2001.

3. Шестериков В.И. Оценка состояния автодорожных мостов и прогнозирование его изменения с помощью показателей физического износа // Автомоб. дороги: Научно-технические достижения и передовой опыт в обл. авт. дорог: Информ. сб. /ЦБНТИ Росавтодора. - М., 1991. - Вып. 5. - С. 1 - 48.

4. Определение и прогнозирование износа элементов мостовых сооружении на автомобильных дорогах Краснодарского края. Региональные дорожные нормы РДН 218.05.14-2000. - М.: фирма «Верстка», 2001.

5. Потапкин А.А. Оценка ресурса мостов с учетом дефектов и повреждений. В сб.: «Повышение надежности строящихся и эксплуатируемых мостов» / г. Павловск (Ленинградская обл.), ДУИЦ, 1996.

6. Методика определения показателей износа автодорожных мостов / ГП «Росдорнии» (Н.Т.О. по теме НИОКР), ФДД Минтранса России, 1994.

7. Об организации научно-технического сопровождения реализации проектов строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог и дорожных сооружений. Приказ по Росавтодору № 222. - М., 2000 г.

8. Инструкция по диагностике мостовых сооружений на автомобильных дорогах / ФДД Минтранса России. - М.: Информавтодор, 1996.

9. Методические рекомендации по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах / «Росавтодор». - М., 1999.

10. Шестериков В.И. Анализ состояния мостов на автомобильных дорогах и пути совершенствования мостового хозяйства / Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / ЦБНТИ Росавтодора. - М., 1991.

11. Нормы денежных затрат на ремонт и содержание искусственных сооружений. НПО «Росдорнии», концерн «Росавтодор». ЦБНТИ, М., 1992.

12. Нормы денежных затрат на содержание и ремонт мостовых сооружений федеральных дорог (Проект). ГП «Росдорнии», 2001.

13. Скворцов О.В. Техническая политика Федерального дорожного департамента в области мостостроения. В сб. «Повышение надежности строящихся и эксплуатируемых мостов» / г. Павловск (Ленингр. обл.), ДУИЦ, 1996.

14. Урманов И.А., Горобец Л.И., Шестериков В.И. Формула долговечности или особенности системы управления эксплуатацией мостов // Автомобильные дороги. - 2001, № 5.

15. «О дополнительных мерах по обеспечению сохранности федеральных автомобильных дорог общего пользования». Приказ по РДА от 8.12.1999 г., № 284.

16. «О временных мерах по упорядочению проезда по федеральным автомобильным дорогам общего пользования транспортных средств, осуществляющих перевозку грузов в межрегиональных и местном сообщении». Приказ Минтранса РФ от 5.02.2001 г., № 21-ДХ.

17. Обеспечение сохранности автомобильных дорог при воздействии транспортных средств. - М., 2001. (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / Информавтодор, вып. 1).

18. СНиП 2.05.03-84^* Мосты и трубы. / Минстрой России. - М., 1996.

19. Потапкин А.А. Оценка ресурса мостов с учетом дефектов и повреждений // Вестник мостостроения (спец. вып.). - М., 1997, № 3.

20. Руководство по структуре и организации службы эксплуатации искусственных сооружений на автомобильных дорогах / РосдорНИИ, ФДД Минтранса России. - М., 1994.

21. Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования. Распоряжение Росавтодора № ИС-5р от 03.01.02.

22. ОДН 218.012-99. Общие технические требования к ограждающим устройствам на мостовых сооружениях, расположенных на магистральных автомобильных дорогах. - М.: Информавтодор, 1999.

23. Автомобильные дороги общего пользования РФ. Справочник РДА. М., 2000.

24. Е.Н. Щетинина. Анализ технического состояния мостового парка на основе автоматизированного банка данных. В информационном сборнике «Автомобильные дороги». «Информавтодор», вып. 8, 1999.

25. Инструкция по проведению осмотров мостов и труб на автомобильных дорогах: ВСН 4-81 (90) / Минавтодор РСФСР. - М., 1990.

26. Еремеев В.П. Распределение ресурсов для ремонта мостов // Автомоб. дороги. - 1989, № 9, - С. 24 - 25.

27. Дингес Э.В., Шестериков В.И. Экономическая эффективность уширения мостов на автомобильных дорогах. - М., 1983. - (Строительство и эксплуатация автомобильных дорог / ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. - Вып. 1).

28. Инструкция по уширению автодорожных мостов: ВСН 51-88 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1990.

29. Методика технико-экономического обоснования Программы ремонта мостов с определением приоритетности (Контракт BR-FEAC-1 кредит МБРР) / Фирма «Дорис». - М., 1995.

30. Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов: ВСН 32-89 / Минавтодор РСФСР. - М., 1991.

31. Инструкция по определению грузоподъемности сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостов / Миндорстрой БССР. ВСН 36-84. Минск, 1984.

32. Лукин Н.П. Роль и место уширения искусственных сооружений в общей системе их воспроизводства. В сб. «Опыт работы по уширению автодорожных мостов» / ЦП ВНТО работников AT и ДХ. М.: Транспорт, 1989.

33. N. Lukin. Serviciable condition of Highway Bridges. Transportation Infrastructure. NATO ASI Series. 1996.

34. Программа приведения в нормативное состояние федеральных автомобильных дорог общего пользования «Росавтодор», 2002. Утв. Росавтодором 19.12.02. - М., 2002.

СОДЕРЖАНИЕ