Гнул свою линию

"Танцующий" мост через Волгу, как оказалось, не был испытан на ветровую нагрузку. Ибо этого не велит закон...
 

    
Помпезно открытый 10 октября 2009 года в присутствии чиновников федерального уровня мост через Волгу в Волгограде теперь стал знаменит на всю страну. 20 мая сложная инженерная конструкция пустилась в пляс: мост в три пролета, каждый из которых длиной по 155 метров, пошел волной подобно гимнастической ленте, причем, по словам очевидцев, высота волн в середине моста достигала метра. "Ехавшие по мосту машины подбрасывало и ставило поперек дорожного полотна", - рассказал "Итогам" Максим Нибалуев, житель Волгограда. Что это было?..

Первый раз и только у нас

К счастью, кульбит одного из самых длинных (1260 метров) в России мостов не привел к человеческим жертвам. Выдвигалось несколько версий случившегося: говорили о сейсмическом толчке, раскачавшем полотно, винили порывы ветра скоростью до 30 метров в секунду. Точный ответ должна была дать экстренно собранная экспертная группа. Вот заключение специалистов: "Причиной возникновения колебаний пролетных строений моста стал ветровой резонанс". Амплитуду колебаний комиссия определила в 40 сантиметров, а скорость ветра в 15-17 метров в секунду. 26 мая на рабочем совещании в Минтрансе эксперты доказывали, что амплитуда колебаний была гораздо выше и составляла 71 сантиметр. Тем не менее заместитель генерального директора ОАО "Институт Гипростроймост" Геннадий Корноухов, который подписывал "Заключение экспертной комиссии о состоянии мостовых конструкций моста через р. Волгу в Волгограде", в числе других шести экспертов утверждает: "Критичных колебаний не наблюдалось, все было в пределах нормы и состояния упругости".

Но самое главное - эксперты пришли к выводу, что подобное поведение моста стало первым и исключительным случаем в мировой практике. Аномальность поведения сложнейшей инженерной конструкции подтверждает и доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Мосты и транспортные сооружения" Саратовского государственного технического университета Игорь Овчинников: "Это уникальный случай. Фактически получился недорогой натурный эксперимент".

Действительно, для мостов балочного типа, к которым относится волгоградский и которых в России и в мире большинство, этот случай особенный. Обычно от ветровой нагрузки если и страдают, то лишь вантовые и висячие мосты. Самое известное происшествие в истории мостостроения - обрушение Такомского висячего моста в США в 1940 году из-за резонанса. Тот случай был досконально изучен специалистами, и в нормативных документах всех стран мира учли обстоятельства трагедии. Однако, как утверждают эксперты, проблема заключается в том, что в мировой практике еще не было ни одного случая, когда бы балочный мост, стоящий на опорах, вошел в ветровой резонанс. Проректор по научной работе Московского государственного университета путей сообщения доктор технических наук, профессор Валерий Круглов в разговоре с "Итогами" расценил вероятность сочетания факторов, при которых может произойти то, что случилось с волгоградским мостом, как одна миллиардная. И тем не менее прецедент создан.

Исключительные условия

Попробуем с помощью специалистов разобраться, как же могло возникнуть то, во что ученые так упорно отказываются верить? Первое предположение, сразу же приходящее на ум, - огрехи в проектировании или при строительстве. Хорошо известно, что волгоградский мост был из числа долгостроев. Его начали возводить еще в 1996 году. На строительство затратили более 12 миллиардов рублей, причем деньги шли преимущественно федеральные (78 процентов). Соответственно и комиссия, принимавшая проект, была авторитетнейшая. Генеральный директор ЗАО "Институт Гипростроймост - Санкт-Петербург" Игорь Колюшев рассказал "Итогам", что подобные проекты по разделам сначала подписывают эксперты, а общее заключение - или министр транспорта, или руководитель госэкспертизы. Могли ли московские принимающие организации что-то просмотреть? Схема приемки филигранна и отработана годами. Ведь в случае чего те, кто ставил подписи, в первую очередь станут "лучшими друзьями прокурора". Тогда, может быть, в стране не осталось классных проектировщиков? Игорь Овчинников утверждает, что в России средний возраст признанного специалиста по мостостроению пересек пенсионный. Пока они, слава богу еще работают, но на рынок уже вышли люди, чья квалификация вызывает сомнения. К тому же передовые технологии часто не доходят до наших инженеров - система повышения квалификации в этой отрасли практически не работает. Следующая версия: строительная организация применила некачественные материалы. Но в таком случае мост 20 мая просто бы развалился. Игорь Овчинников уверен, что "проектировщики и строители все делали, строго соблюдая нормы, не отклоняясь от них". Экспертная группа, исследовавшая мост после 20 мая, проверила сварочные швы ультразвуком, визуально осмотрела конструкцию и даже загнала на мост 15 КАМАЗов, груженных песком. Никаких нарушений тогда не нашли. Овчинников утверждает, что при испытаниях на прочность даже не потрескалась специальная краска на конструкциях моста. "Если бы случилось что-то серьезное, мост обязательно изменил бы форму. Но его линия соответствует проектной, а значит, он выдержал нагрузку", - отмечает Игорь Колюшев.

Рассуждая о причинах странного "волнения" конструкции, эксперты сходятся во мнении о том, что так "сложились исключительные условия, при которых частота собственных колебаний сооружения совпала с частотой порывов ветра. В итоге мост и вошел в резонанс".

Получается, что поводов для опасений нет? Экспертная группа в этом уверена. Однако в профессиональном сообществе есть противоположные мнения.

Случилось страшное

"Случилось серьезное происшествие, и такой мост эксплуатировать нельзя", - категорично заявляет профессор кафедры железобетонных конструкций факультета промышленного и гражданского строительства Московского государственного строительного университета (МГСУ) Александр Топилин.

По мнению эксперта, необходимо срочно провести детальный анализ ЧП. Но ведь анализ проведен, и комиссия вроде бы вынесла заключение. "Сделаны скоропалительные выводы, которым нельзя верить, - вторит коллеге профессор кафедры мостов и транспортных тоннелей Московского автомобильно-дорожного института Павел Саламахин. - Нет оснований считать, что произошедшее было в пределах нормы".

Как объясняют специалисты, при использовании мостов допускается прогиб пролета из-за временной нагрузки не более чем в пределах 1/400 его длины. Исходя из этой формулы, предел нормы для волгоградского моста составляет 38 сантиметров, а если брать за основу даже выводы комиссии, то получается, что он был превышен. Однако, по словам Александра Топилина, не все так однозначно: "Достоверной информации об амплитуде колебаний нет ни у кого. Все ориентируются на любительскую съемку, сделанную мобильным телефоном. Сам момент максимальных амплитуд специалистами зафиксирован не был. Измерения проводили по стоп-кадрам любительской записи". У профессора Топилина есть большие и небезосновательные сомнения по поводу достоверности таких измерений. Главное из них основано на том, что съемка производилась не с поперечного ракурса, а с продольного.

Павел Саламахин также сомневается в том, что мост на самом деле тщательно проверен: "Нет полных оснований делать выводы об отсутствии конструкционных изменений. Исследовать за два дня даже один пролет сантиметр за сантиметром нереально. Нужно знать геометрию, массу конструкции - все, что необходимо для вычисления частоты собственных колебаний. Требуется также знать скорость ветра, угол атаки, продолжительность действия. Без этого все выводы несерьезны. Кроме того, если произошли такие большие колебания, не исключено, что в некоторых узлах могли появиться скрытые трещины". Павел Саламахин, вопреки мнению членов экспертной группы, считает, что мост эксплуатировать нельзя: "Это был очень тревожный звоночек, и кто поручится, что подобное не повторится? В том же Волгограде бывают ветра и посильнее".

Дыра в нормах

Несмотря на существенные расхождения во взглядах на случившееся, специалисты все же едины во мнении, что проанализировать ситуацию обязательно нужно еще раз. По-хорошему все данные о состоянии любой крупной инженерной конструкции должны считываться специальными датчиками, размещенными в отдельных сечениях и конструктивных элементах. Задача таких датчиков - наблюдать в непрерывном режиме за состоянием и поведением сооружения. Информация должна передаваться в специальную диспетчерскую, накапливаться, анализироваться, сравниваться с некоторыми предельными характеристиками. Если какие-то параметры близки к экстремуму, надо ограничивать движение по мосту или вообще прекращать. Подобное встречается повсеместно в мировой практике. Но только не у нас.

Все, что есть из системы мониторинга на волгоградском мосту, это 50 видеокамер, которые следят за дорожным движением, и небольшая метеостанция, измеряющая скорость ветра. Да и то она стоит на некотором удалении от конструкции. То есть об объективном анализе речи не идет. Сейчас специалисты предложили "провести компьютерное моделирование воздействия ветровых нагрузок на пролеты моста и по его результатам назначить конструктивные мероприятия по снижению ветрового воздействия". Параллельно, как рассказал Игорь Колюшев, ЗАО "Институт Гипростроймост - Санкт-Петербург" проведет испытания модели моста в аэродинамической трубе, чтобы выяснить, чего от него ждать в будущем.

И тут выясняется одна весьма интересная вещь: оказывается, балочные мосты до сих пор в России на ветровые нагрузки не испытывались. Волгоградское сооружение - не исключение.

Этот факт подтвердил "Итогам" Вадим Селиверстов, заместитель генерального директора - главный инженер ОАО "Гипротрансмост", которое как раз и проектировало объект. Правда, осудить за это проектировщика никто не возьмется. Дело в том, что в российских нормативных документах есть один существенный пробел. Строительные нормы и правила (СНиП) "Мосты и трубы" 2.05.03-84, разработанные в 1984 году, в соответствии с которыми сегодня строятся все мосты, просто не предусматривают этого. И если бы специалисты ОАО "Гипротрансмост" учли аэродинамическую продувку моста на стадии проектирования, их проект никто бы не утвердил. "Вы не заставите никого делать то, что не требуется, так как на это понадобятся лишние деньги, которые никто не даст", - заявил "Итогам" Вадим Селиверстов. Однако кроме СНиП существует еще и опыт проектирования, который тоже нельзя не учитывать. "СНиП могут чего-то и не требовать, - рассуждает первый заместитель начальника управления проектных работ инжиниринговой корпорации "Трансстрой" Евгений Ломов, - но если мост рухнет, прокуратура начнет задавать вопросы типа: "А почему вы не проверили?" Ответ, что СНиП не требуют проверки, в принципе удовлетворит, а спать потом как, если, не дай бог, погибнут люди?"

То, что произошло в Волгограде, эксперты называют "дырой в нормах". Но, по мнению специалистов, даже если в СНиП нет определенных требований, а в голову опытного проектировщика закрадываются какие-то опасения, то он все равно проведет проверку по всем фронтам. Предчувствовали проектировщики волгоградского моста возможные неприятности или нет - они сами не афишируют. Неизвестно также, по полной ли программе шла проверка при разработке идентичных мостов в Саратове через Волгу и в Татарстане через Каму. Слава богу, пока эти мосты в пляс не пускались. Непонятно во всей этой истории, кто должен нести ответственность в случае дорогостоящей доработки моста. Все ведь делалось в строгом соответствии с нормами. Проектировщик отработал по правилам, строители (Мостоотряд № 57, структурное подразделение ОАО "Волгомост") тоже.

На вопрос "Итогов" об ответственности и те и другие заявили, что теперь за все отвечает эксплуатирующее мост Управление автомобильных дорог администрации Волгоградской области. Росавтодор вообще не хочет слышать о проблемах с мостом, потому что он не федеральный. Тем не менее если уж и не переделывать, то вносить коррекционные изменения в конструкцию волгоградского моста, скорее всего, придется. И тут возможны два пути: либо уменьшить парусность, сделав конструкцию сетчатой, либо смонтировать по краям моста обтекатели, которые перенаправят потоки воздуха.

В какую сумму обойдутся переделки налогоплательщикам, подсчитать трудно. Но ясно, что решение проблемы окажется недешевым удовольствием, тем более если будет принято решение проверить все новые балочные российские мосты. Как очевидно и то, что дыры в нормативах придется залатать незамедлительно. Ведь сегодня России, если верить федеральным программам, предстоит глобальное инфраструктурное строительство, которое должно двинуть экономику вперед. Мосты же - неотъемлемая часть этих проектов. А многие из них будут уникальными, как, например, тот, который свяжет Владивосток с островом Русский… И они, конечно, не должны стать героями реальных катастроф.