Исследовательская работа "Единство народа в главной стройке века"".

Муниципальное общеобразовательное учреждение  «Ветютневская средняя школа»

Фроловского муниципального района Волгоградской области

                                                                                            Работу выполнил:  Амелин Роман Романович, учащийся 8 класса.

                                                                                                  Руководитель:  Скачкова             Наталья Васильевна, учитель истории

 и обществознания.

Содержание

1.Идея постройки моста через керченский пролив..............................................................2-3

       2. Причины выбора прохода моста через остров Тузла............................................3-4

    3. Конструкция моста………………………………………………………………   4-5

      4. Свайный фундамент опор моста…………………………………………………..5-6

      5. Защита моста от землетрясений…………………………………………………...6-7

      6. Защита моста от ледохода………………………………………………………….7

      7. Пролёты моста из металлоконструкций………………………………………….7-8

      8. Автомобильные и железнодорожные подходы…………………………………..8.

      9. Влияние на окружающую среду………………………………………………….  8-9

Выводы.

Список используемой литературы.

Актуальность темы:  

строительского Крымского моста стало самой грандиозной российской стройкой современности, поэтому неудивительно, что к ней приковано столь пристальное внимание. 19 километров - это самый большой мост в России, настоящая стройка века. Но что он собой представляет?
Главной стройке века я решил посвятить свою исследовательскую работу

«Единство народа в главной стройке века».

Цель работы: 

-показать единство народа в строительстве Крымского моста.

Задачи исследования:

 -собрать необходимый материал и провести аналогию в строительстве нынешнего моста и прошлых лет;

-доказать, что Крымский мост- чудо современности

Справедливость восторжествовала:
И наш Крым возвратился домой.
А земля чтобы та расцветала,
Уже строится Керченский мост.

Станет ближе от этого Крым- наш.
Этот жизненный мост на века.
Так от нашей всей совести-крыши,
Протянулась до братьев рука.

1. Идея постройки моста через керченский пролив.

Керченский пролив ещё во времена Боспорского царства был весьма мелководным и назывался «Бычий брод», так как киммерийцы могли перегонять вброд через пролив свои стада через мелководье.  В дальнейшем геологические процессы приводят к постепенному размытию пород в проливе. Это процесс продолжается до сих пор, в том числе сравнительно недавно в 1920е годы отделилась в остров Тузлинская коса.

В 1903 году идеей строительства моста заинтересовался император Николай II. К проектированию были подключены лучшие российские инженеры, которые к 1910 году разработали проект Керченского переезда, реализации которого помешала Первая мировая война.

В 1930-е годы советские учёные спроектировали масштабное сооружение — железнодорожную линию от Херсона до Поти через Керченский пролив. Крупнотоннажные детали конструкций моста отечественные заводы изготовить не могли, и их заказали в Германии. Проект не был реализован в связи с началом Второй мировой войны.

В 1943 году немецкие войска соорудили канатную дорогу с пропускной способностью до тысячи тонн груза в день. Гитлер потребовал возвести 5-километровый постоянный мост, однако проект не был реализован.

После освобождения Крыма от немецких войск весной 1944 года началось строительство Керченского железнодорожного моста. Мост был временной конструкции, где одновременно с металлическими сваями и бетонными ростверками интенсивно использовались деревянные сваи и деревянные детали пролетов. Благодаря некапитальной конструкции мост удалось быстро возвести и уже в ноябре мост смог пропустить первые грузы. Длина моста составила 4,5 км, ширина — 22 метра, он имел 115 пролётов по 27,1 м каждый и 110-метровое поворотное устройство в средней части для обеспечения прохода крупнотоннажных судов.

В феврале 1945 года по мосту проехал личный поезд Ворошилова, на котором возвращались с Ялтинской конференции главы правительств стран Антигитлеровской коалиции.

Тем не менее, к началу 1945 года мост все ещё не был полностью достроен по причине сильных штормов. В том числе не соорудили большую часть ледорезов. В конце февраля 1945 года лёд, нагнанный ветром с Азовского моря, разрушил 42 опоры моста. Правительственная комиссия рекомендовала разобрать временный мост. После окончания войны рассматривался вопрос о строительстве нового моста на месте разрушенного. Заместитель наркома путей сообщения Гоциридзе, представляя проект нового моста Сталину, в качестве последнего аргумента заявил: «Это, товарищ Сталин, будет царь-мост», на что тот ответил: «Царя мы свергли в 1917 году». Проект не был реализован. Работы по разборке конструкций разрушенного моста длились 23 года.

17 декабря 2013 года в Москве было подписано Соглашение между Правительством Российской Федерации и Кабинетом Министров Украины о совместных действиях по организации строительства транспортного перехода через Керченский пролив.

В марте 2014 года в связи с присоединением Крыма к России, ухудшением российско-украинских отношений и угрозой остановки сообщения России с Крымом через территорию Украины подготовка к строительству моста значительно активизировалась. Уже 19 марта 2014 года президент России Владимир Путин поставил перед министерством транспорта задачу построить Керченский мост в автомобильном и железнодорожном вариантах.

 Идея построить мост через Керченский пролив владела умами еще с античных времен. Были проекты в начале прошлого века. Но всерьез за дело взялись только немцы в период второй мировой войны. Была построена канатная дорога через пролив и начата подготовка к сооружению моста. А построили его после освобождения Крыма уже советские строители.

2.Причины выбора прохода моста через остров Тузла.

В июне 2014 года проект строительства моста в створе косы Тузлы был признан оптимальным . Доводами в пользу Тузлинского проекта стали сразу несколько факторов, но основными являлись проблемы создания оптимальной схемы транспортных развязок для Керчи и двух портов Керченского пролива: порта «Кавказ» и порта Тамань.

Проект моста через косу Чушку имел меньшую длину перехода, но являлся менее экономически выгодным в плане строительства транспортных развязок. Для этого варианта перехода пришлось бы строить дополнительные транспортные эстакады и дороги в обход Керчи.  Поскольку и коса Чушка и Тузла довольно низменные, то находятся в зонах периодического затопления при штормах с прекращением движения и с угрозой размыва.  Поэтому в обоих случаях проект предполагал строительство эстакады, а не просто дороги, но в случае Чушки этот дорогой в реализации участок был бы длинее.

Кроме того, при проведении геологических изысканий восточнее косы Чушка был обнаружен подводный грязевой вулкан, в то время как в Тузлинском створе таких вулканов нет.  Он припятсвовал строительству прямого мостового перехода (отмечен голубым на схеме) без строительства эстакады по Чушке.

Автодорожный подход с развязками к мосту через Тамань был также запланирован Росавтодором как более экономически эффективная трасса, так как будет выполнять роль не только транспортного перехода к мосту, но и как необходимая развязка для функционирования нового порта Тамань.

При разработке технико-экономического обоснования ГК «Автодор» также учел целесообразность прекращения паромного пассажирского потока в связи с бурным развитием грузового оборота в порту «Кавказ» . За 2015 год порт увеличил грузооборот на 41 % до 31 млн тонн и стал пятым грузовым морским портом России.  Существующая Керченская паромная переправа с пассажирооборотом более 1 миллиона пассажиров перегружает транспортные подходы к порту Кавказ и тормозит его развитие как грузового порта, поэтому сохранение её нежелательно.

После завершения строительства Керченского моста порт «Кавказ» прекратит выполнять пассажирские функции и будет специализироваться на перевалке нефте-химических грузов, а порт Тамань на перевалке угля, удобрений и контейнерных грузов от крупнейших в мире океанских контейнеровозов, прибывающих из Китая дедвейтом до 220 тысяч тонн.  После завершения проекта Керченского моста с развязками и строительства всех терминалов порта Тамань, его перевалка грузов достигнет проектной мощности 93 млн тонн и сделает вторым по размерам портом России после порта Новороссийска.  Наличие крупных портов с легкой доставкой грузов железной и автомобильной дорогой через мост в Крым и далее транзитом в сторону Украины и Евросоюза резко сократит стоимость доставки и, следовательно, снизит стоимость товаров в Крыму, что даст экономический толчок развитию региона.

3. Конструкция моста.

Общие технические характеристики

Мост начнётся на Таманском полуострове, пройдёт по острову Тузла и завершится в Керчи.

• Протяжённость

• Характеристики автодорожного моста: 

• Категория автомобильной дороги : IБ (скоростная дорога);
• расчётная скорость движения, км/ч: 120;
• число полос движения, шт.: 4;

• Характеристики железнодорожного моста:

• строительная длина по оси железной дороги, км: 19,00;
• расчётная скорость движения:

• пассажирских поездов, км/ч: 120;
• грузовых поездов, км/ч: 80;

• число путей: 2.

4. Свайный фундамент опор моста.

Пролёты моста располагаются на 595   опорах, которые, в свою очередь, опираются на свайные фундаменты.

Для создания свайных фундаментов погружается более 7 000 тыс. штук _ свай различных видов:

• Со стороны Керчи: призматические железобетонные 400×400 мм сваи с глубиной погружения до 16 м;
• Основной морской участок: трубчатые диаметром 1420 мм с железобетонным ядром на глубину 5 м от поверхности грунта, глубина погружения — до 94 м ;
• Со стороны Тамани: буронабивные сваи диаметром 1200 мм из тяжелого гидротехнического бетона с армированием, глубина погружения до 45 метров.

Призматические сваи имеют форму призмы для заострения окончания, а сами являются квадратными в профиле. Такие стандартные сваи изготавливаются на многих заводах из железобетона, доставляются в готовом виде и погружаются ударами молота копёра .

 Буронабивные сваи монтируются за счет бурения скважины и извлечения грунта. Затем в скважину опускается специальный раскладной механизм уширения основания скважины. Механизм уширения около основания скважины раскладывается и начинает формирование пустоты близкой к сферической для усиления несущих характеристик сваи, затем вместе с грунтом механизм уширения извлекает. Затем опускают в скважину железную арматуру, далее наполняют скважину гидротехническим бетоном . Итоговая форма буронабивной сваи является цилиндром с бетонной сферой на нижнем окончании.

Трубчатые сваи погружаются вибропогружателем за счет использования эффекта тиксотропии, то есть текучести суглинка от вибрации, поэтому труба очень быстро (около 40 минут) погружается в суглинок на десятки метров почти как в вязкую жидкость просто под собственным весом. После того как трубчатая свая достигает полуплотных светлых глин на глубине порядка 50 метров, ударами гидромолота её погружают на полную глубину.  Вибропогружатель имеет интегрированный виброгрейфер с эр-лифтовой установкой для извлечения грунта из полости сваи и откачки воды. Для этого по трубкам подается вода в сваю под давлением около 2 МПа, что размывает грунт в трубе, а другие насосы откачивают воду с грунтом.  Извлечение грунта из сваи производится на 5 метров ниже уровня твердой поверхности с учетом возможного размытия в будущем (реальное извлечение грунта порядка 6-8 метров ниже уровня дна или поверхности). Это объясняет создание ростверков и пролетов на Тузлинской косе, так как проектное решение предусматривает работу моста даже в случае её полного размытия в будущем. При удалении грунта из сваи до необходимой глубины насосы окончательно откачивают воду из трубы. Далее в трубу заливают тампонажный слой толщиной 1 метр из тяжелых бетонов с повышенными гидрофобными добавками для изоляции от влаги в грунте оставшегося в трубе. Затем в трубу вводится арматура и заливается тяжелый гидротехнический бетон 

Сверху свайного фундамента создается железобетонный ростверк, который завершает создание опоры.

5. Защита моста от землетрясений.

Мост спроектирован с учетом устойчивости от землетрясений силой до 9,1 баллов, которое в данной местности происходит примерно 1 раз в 1000 лет. 

Известно и по конструкции старого керченского моста, что несущей способности свай для удерживания пролетов достаточно при погружении только на 12-18 метров в верхние слабые грунты как суглинки смешанные с песком.  Такое же проектное решение на коротких сваях используется для временного технического моста сооруженного параллельно основному для ускорения его строительства и минимизации операций плавучими кранами

Однако именно требования к сейсмической устойчивости потребовали обеспечить закрепление капитального моста на сваях длиной 64-90 метров, доходящих до плотных коренных глин для исключения усадок свайного фундамента после землетрясения. Чтобы уменьшить эффект усадки свайного фундамента, а также повысить устойчивость к боковым деформациям все сваи монтируются под углом, но вибропогружатель для каждой следующей сваи поворачивается, что приводит к снопопообразному виду свайного поля под опорой.

При сейсмическом толчке мост будет изгибаться без разрушения в области деформационных швов между пролетами.  Буронабивные сваи и железобетонное ядро трубчатых свай изготовлены из тяжелого гидротехнического бетона, потому за счет суперпластификаторов в его составе могут изгибаться во время сейсмического толчка даже без образования трещин. Тяжелые марки бетона в сваях позволяют выдерживать без разрушения сильные деформации на сжатие. Металлоконструкции моста в целом весьма устойчивы к деформациям «на сгиб», так как металл может испытывать существенные деформации без образования трещин.

Требования к сейсмической устойчивости привели также к тому, что конструкторы моста отказались от вантовых конструкций, хотя мост такой конструкции является самым дешевым и наиболее эффектно выглядит с точки зрения архитектурной эстетики. Вантовые конструкции при сейсмических толчках волнообразно раскачиваются  и могут разрушаться из-за эффекта резонанса. Так, вантовый мост в Такоме (США) в результате подобной деформационной волны, вошедшей в резонанс с конструкциями, разрушился.

6. Защита моста от ледохода.

Часть источников заявляют, что опоры моста в открытом море оборудуются ледорезами.  Между тем, на представленных чертежах ростверков видно, что они монтируются над уровнем воды без ледорезов.

Известно, что первый некапитальный мост через Керченский пролив был разрушен ледоходом. Между тем, хотя данный мост имел короткие сваи с погружением всего 12-18 метров и потому не доходящих до твёрдых пород числом 4000 штуки, где половина была деревянными. При этом использовавшиеся металлические сваи были пустотелыми трубами без заполнения железобетоном. Поскольку длины труб не хватало, то сваи наращивались по длине просто деревянным бревном. Мост также не имел ледорезов. Тем не менее, разрушение по сути полудеревянного моста даже сильным ледоходом фактически стало случайностью. Сопротивление всех свай одной опоры старого моста составляло 246 тонн, а разрушающая сила ледового поля толщиной от 1 метра до дна пролива составляла порядка 270 тонн, то есть ненамного превосходила прочность даже моста временной конструкции. Большинство металлодеревянных свай выдержали ледоход, а разрушение старого моста произошло в основном в части ростверков, где бетон ещё не успел окрепнуть.  Иными словами, при завершении монтажа ледорезов разрушение даже старого некапитального моста сильным ледоходом скорее всего не произошло бы[44].

Отсутствие ледорезов на новом керченском мосту связанно с тем, что проектная устойчивость к землетрясению в 9 баллов задает требования к сопротивлению опор на порядок больше, чем давление ледяного поля в худших метеоусловиях.  На порядок большее сопротивление к боковой деформации, чем у старого моста достигается большим диаметром свай, заполнением железобетоном всех свай моста, большим числом свай (7000 штук), монтажом свай под углом, погружением до полутвёрдых глин и конечно отсутствием деревянных конструкций. Гипотеза, что не требуется специальных ледорезов, прошла экспериментальную проверку в Крыловском государственном научном центре в бассейне со льдом с моделированием условий максимальной ледовой нагрузки на сваи и ростверки, которая может случиться в худших метеоусловиях, которые бывают раз в 100 лет. Дополнительно специальный вентилятор имитировал порывы ураганного ветра до скорости 200 км/час. Конструкция успешно прошла эти испытания.  Ледяное поле наверняка постепенно разрушит верхнюю часть металлической трубы передних свай, но эти сваи сохранят устойчивость за счет железобетонного ядра.

7. Пролёты моста из металлоконструкций.

Пролёты моста выполнены из металлоконструкций. Реальное производство которых производится на заводе, а на строительной площадке выполняется только окончательная сборка конструктива на специальной монтажной площадке со стороны Керчи.   Особенностью строительства из металлоконструкций является то, что видимый прогресс строительства всегда намного меньше реального, так как в реальности сооружение по-сути создается на заводе и даже частично монтируется до крупных блоков с учетом возможности доставки их транспортом. Завершающая фаза крупноблочного монтажа металлоконструкций обычно занимает небольшое время относительно изготовления самих компонент и как правило начинается после готовности части фундамента.

Производство металлоконструкций делается на сразу нескольких заводах в России и Белоруссии. Распределение заказов по множеству предприятий позволяет ускорить производство металлоконструкций. Балки моста производятся на Борисовском заводе мостовых металлоконструкций имени В. А. Скляренко.  Воронежстальмост изготавливает пролетные строения.  Ещё часть металлоконструкций изготавливается на заводе Металл-Дон группы Евродон. 

Конструктивно один пролёт моста от опоры до опоры представляет собой четыре главные балки, соединенные поперечными балками, консолями, а также домкратные балки непосредственно между опорами и пролетным строением. Общий вес такой конструкции — около 160 тонн.  Общий вес металлоконструкций моста более 50 тысяч тонн.  Монтаж пролетов осуществляется по уникальной технологии с помощью домкратов-толкателей. Между опорами сначала краны с технологического моста свят балки-рельсы (домкратные балки). Сами пролёты собираются на суше. Затем мощными домкратами пролёт заталкивается на домкратные балки и пролёты подобно вагонам поезда как бы заезжают по балкам-рельсам на опоры моста. После захождения на первые опоры моста далее движение полотна моста идет «по воздуху». Для этого на первом пролёте установлен шпренгель, который изгибает первый в очереди пролёт вверх, чтобы он прошел несколько выше следующей опоры до посадки на неё. 

Самой крупной металлоконструкцией моста является судоходный пролёт арочного типа с подмостовым габаритом 35 метров и высотой арки над ним 45 метров. Судоходный пролёт подвешен на канатах из металлической проволоки на дугах арки. Установка судоходного пролёта будет осуществлена с помощью понтонной плавсистемы изготовленной Севморзаводе в Севастополе. 

8. Автомобильные и железнодорожные подходы.

 Автомобильная дорога — подход к мосту через Керченский пролив берет своё начало от М-25 Новороссийск — Керченский пролив и заканчивается в районе косы Тузлы на стыке с транспортным переходом. Протяженность подхода: 40 км. Дорога включает четыре полосы для движения транспорта с расчетной скоростью 120 км/ч. Перспективная интенсивность движения на 2034 год в обоих направлениях составляет не менее 36 000 автомобилей в сутки. Проектируемая автомобильная дорога-подход к мосту через Керченский пролив берет своё начало от проектируемой автомагистрали А-150 «Таврида» Керчь — Севастополь и заканчивается в районе крепости Керчь на стыке с транспортным переходом. Протяженность подхода: 22 км. Дорога включает четыре полосы для движения транспорта с расчетной скоростью 140 км/ч.

9. Влияние на окружающую среду.

Как и любое строительство, сооружение и последующая эксплуатация моста через Керченский пролив сопровождается воздействием на окружающую среду. Основными рисками для экосистемы Керченского пролива являются строительный шум и взмучивание воды при погружении свай. Негативными последствиями строительство моста не ограничивается - отмечено активное зарастание свай моста морской макрофлорой, что привело к значительному увеличению популяции рыб и росту численности дельфинов.

Компенсационные мероприятия

Проводится ряд мероприятий для обеспечения экологической безопасности и минимизации влияния на окружающую среду. В целях снижения экологических рисков для популяций птиц на компенсационных участках сооружены кормушки, искусственные плоты и гнездовья .

Экологический мониторинг

Созданы и постоянны действуют экспертные группы экологического сопровождения проекта транспортного перехода.

Вывод: 

Крымский мост- поистине стройка века.  

На объекте работают 3.5 тысячи человек, 200 единиц техники, 30 различных плав средств. Первая свая была забита еще в апреле, сегодня их более 3 тысяч. Меньше чем за год было смонтировано 13,5 тыс пролетных строений. Сварено 220 тыс. тонн метала. За сухими цифрами статистики  стоят точные инженерные расчеты и уникальные технологии, которым нет в мире аналогов.

  Вот где настоящее единство кадрового состава:  строителей, инженеров, рабочих, а главное – единство духа нашего народа, который возводит такое уникальное сооружение. Будем верить, что всё учтено и ошибки в прошлом. А я в этом точно уверен.  Остается дождаться окончания стройки.  А её завершению я посвящу своё следующее исследование.

Литература

• Александр Глактионов Крыму в дар: как строят самый длинный и дорогой мост в России (рус.) // Forbes : журнал. — 2016. — Август (№ 08 (149)). — С. 92-101.

Ссылки

• most.life — официальный сайт Крымского моста
• Коллекция рассекреченных документов начала XX века о мосте через Керченский пролив
• строительство моста на google.maps
• динамика строительства опор и свай моста (сайт обновляется)