Виадук Мийо - вантовый дорожный мост

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный университет

Государственный институт управления и социальной технологии

Кафедра искусств

 

 

 

 

 Виадук Мийо - вантовый дорожный мост

 

 

 

 

                                                                                                                                    

 

 

 

 

 

 Выполнила: Ралович А.Ю.

                                                                                                                                      Студентка 3 курса 

 

 

 

 

 

 

2010

 

 

 

Виадук Мийо (le Viaduc de Millau) - вантовый дорожный мост, проходящий через долину реки Тарн вблизи города Мийо в южной Франции (департамент Аверон). Мост является последним звеном трассы А75, обеспечивающей высокоскоростное движение из Парижа через Клермон-Ферран к городу Безье. До создания моста движение осуществлялось по национальной трассе № 9, проходящей вблизи Мийо, и приводило к большим заторам в конце летнего сезона. Многие туристы, следующие из южной Франции и Испании, выбирают этот путь, так как он наиболее прямой и по большей части бесплатен.

Ва́нтовый мост — тип висячего моста, состоящий из одного или более пилонов, соединённых с дорожным полотном посредством прямолинейных стальных тросов — вантов. В отличие от висячих мостов, где дорожное полотно поддерживается вертикальными тросами, прикреплёнными к протянутым по всей длине моста основным несущим тросам, у вантовых мостов тросы (ванты) соединяются непосредственно с пилоном.

Одним из преимуществ вантовых мостов является относительная неподвижность дорожного полотна, что делает их пригодными для использования в качестве железнодорожных мостов. Первый железнодорожный вантовый мост был построен в 1979 году в Белграде.(Вантовые мосты в широких масштабах строятся с 1950-х годов. Первым современным вантовым мостом является мост Стромсунд в Швеции, открытый в 1956 году. В СССР первый вантовый мост был построен в Грузинской ССР через реку Магану в 1932 году. Первыми крупными вантовыми мостами, построенными в СССР, были мост через реку Нарын, мост через гавань Днепра в Киеве (1963 год), Московский мост через Днепр в Киеве (1976 год)[1]. В 1979 году было открыто движение по Октябрьскому мосту в городе Череповце через реку Шексну - первому вантовому мосту, построенному на территории России.)

В течение примерно 30 лет автотрасса А35 оставалась незаконченной на подступах к Мийо. До строительства виадука реку пересекали по мосту, расположенному в глубине долины в городе Мийо. С каждым годом в летние сезоны километровые заторы и многочасовые ожидания для пересечения города всё больше увеличивались. Эти заторы стали причиной того, что все преимущества автотрассы А35 сходили на нет, хотя она создавалась для благоустройства территории и была полностью бесплатна на протяжении 340 км. А такое движение являлось лишь причиной загрязнения окружающей среды и представляло собой опасность для Мийо.

Строительство виадука заняло много времени. В этом регионе суровые климатические условия — сильные ветра и довольно специфические геологические характеристики плато Ларзак (фр. plateaux du Larzac) и долины Тарна, зажатой между крутыми берегами, — создавали определённые сложности. Различные проекты по пересечению долины было технически трудно выполнить. Потребовалось 10 лет исследований и 4 года строительства, чтобы закончить этот проект. После завершения строительства автотрасса перестала проходить через город Мийо.

Авторами проекта Виадук Мийо моста являются французский инженер Мишель Вирложо, известный проектом второго по протяжённости вантового моста в мире - моста Нормандия - и английский архитектор Норман Фостер, являющийся также автором проектов аэропорта в Гонконге и реставрации здания Рейхстага в Берлине. Виадук был создан по договору концессии французского правительства с группой «Eiffage» (французской конструкторской компанией, в которую в том числе входят мастерские Густава Эйфеля, построившего Эйфелеву башню). Срок действия договора концессии - 78 лет.

Это самый высокий транспортный мост в мире, одна из его опор имеет высоту 341 метр - немного выше, чем Эйфелева башня, и всего на 40 метров ниже, чем Эмпайр-Стейт-Билдинг. Мост был торжественно открыт 14 декабря 2004 года, и для движения - 16 декабря 2004 года.

Построенный на юге Франции мост Мийо напоминает сооружение из мира фантастики - в пасмурную погоду кажется, что он парит и над живописной долиной реки Тарн, и над облаками.

Это на сегодняшний день самый высокий в мире мост. Французы гордятся тем, что уникальное сооружение не только пополнило галерею их достопримечательностей, но и в чем-то превзошло их - оно длиннее Елисейских Полей и выше Эйфелевой башни. Мостовой переход у реки Тарн вблизи города Мийо связывает высокоскоростной магистралью Париж с городом Безье. Соединив берега реки Тарн в 300 км к югу от Парижа, мост стал последним звеном трассы, связующим столицу Франции со Средиземным морем в обход самых загруженных участков магистрали, и обеспечил прямое автомобильное сообщение между Францией и Испанией.

 

Виадук Мийо - это совместный франко-британский проект.

В основу проекта легла идея вантового виадука, состоящего из семи высоких опор и легкого настила. Мост длиной 2460 м поддерживается двумя береговыми и семью промежуточными трапецеидальными опорами. Самая высокая поднимается на 343 метра, самая низкая достигает 70 метров. Получается, что расстояние от земли до дорожного полотна составляет в самой высокой точке 270 метров. На бетонных опорах закреплена система из 154 стальных тросов-вантов, поддерживающих полотно автомобильной дороги шириной 27,35 м, по две полосы в каждом направлении.

Мост, по оценкам специалистов, призван служить 120 лет, имеет большой запас прочности, высокую сейсмическую и погодную устойчивость.

Сооружали его одновременно с двух берегов. Всего на постройку моста было затрачено 27 тыс. куб. м бетона и 36 тыс. т стали. Общий вес сооружения - 242 тыс. тонн.

Для безопасности водителей конструкторы значительно расширили полосы аварийной остановки по краям шоссе. А боковые конструкции - трехметровые защитные экраны - прозрачные, чтобы не закрывать чудесный вид, который открывается из окна автомобиля. Строительство заняло три года (декабрь 2001 - декабрь 2004.)

2 460 м – такова длина дорожного полотна, на 32 метрах ширины моста разместились четыре полосы движения, по две в каждом направлении, есть также и две резервные полосы. Мост стоит на 7 опорах, каждая из них стоит в 4 колодцах (глубина 15 м, диаметр 5 м) К опорам крепятся пилоны высотой 88,92 м, весом 700 тонн. 11 пар вант прикрепленных, в свою очередь, к пилонам служат для поддержки дорожного полона.

Все конструкции и детали были созданы с применением последних научных разработок. Например, ванты, разработанные фирмой Freyssinet, получили утроенную защиту от коррозии: гальванизация, обработка защитным воском и экструдированная полиэтиленовой оболочка.

При расчете радиуса кривизны, радиус в 20 км был выбран не случайно, он дает возможность транспорту двигаться по максимально точной траектории, чего не может обеспечить прямая линия.

Отдельного разговора заслуживает дорожное полотно, над которым в течении двух лет трудилось исследовательским бюро Appia. Для защиты от деформации из-за движения автомашин, был разработан асфальтобетон на основе минеральной смолы. Он соединил в себе все полезные свойства: был износостойким, устойчивым к деформациям, и при этом достаточно мягким, чтобы не трескаться.

Огромное количество измерительных приборов делает мост очень надежным сооружением. Все опоры, пилоны и ванты, а также дорожное полотно оборудовано датчиками, следящими за малейшими изменениями устойчивости моста.

Вся информация с датчиков содержится в компьютерах здания эксплуатации виадука, расположенного возле пункта уплаты дорожной пошлины.

Кстати, о пошлине: пункт уплаты дорожной пошлины на трассе А75, а он там один, и здания коммерческой и технической поддержки эксплуатации виадука Мийо́ расположены в 4 км от самого моста возле деревни Сен-Жермен. Размер дорожной пошлины устанавливается ежегодно в соответствии с действующим законодательством. Он колеблется от 3,5 евро для мотоциклов до 19,4 евро для машин, превышающих 3,5 тонны (данные 2007 года).

Для регулярного движения виадук открылся в январе 2005 года. Проезд по мосту на автомобиле занимает чуть более одной минуты и стоит от 4 до 6 евро.

 

«Это грандиозное сооружение я впервые увидел в 2004 году, когда оно уже было практически готово, - поделился своими впечатлениями от одной из ознакомительных поездок по Европе главный инженер компании «Мостотрест» Виктор Коротин. - Тогда же мне удалось встретиться с одним из его создателей - Мишелем Вирложо. Эта встреча, на мой взгляд, стала знаковой для нас обоих. Оказалось, что общих точек соприкосновения у нас куда больше, чем могло показаться на первый взгляд.

Да, еще не так давно многие считали, что мы отстали от Запада навсегда. Но буквально за последний период в отечественном мостостроении был сделан прорыв. За пять лет нами построено четыре внеклассных вантовых сооружения: два в Санкт-Петербурге, одно в Москве, в Серебряном Бору, и сейчас на выходе вантовый мост через Оку под Муромом. Поэтому беседа с именитым французским инженером носила двустороннюю взаимопознавательную направленность. Мишеля Вирложо, например, крайне заинтересовала наша технология безопорной сборки арочной конструкции мостового перехода через Москву-реку на Живописной улице. Там впервые была применена сборка вантовой конструкции новой системы, редко встречающейся даже в зарубежной практике. Обычно сооружается пилон по оси моста и к нему натягиваются ванты. У нас все не так. Мы перекрыли реку аркой и к ней подвесили на вантах проезжую часть. Вторжение в русло реки получилось минимальным, что позволило сохранить уникальный комплекс Серебряного Бора. Арочный пилон высотой под сто метров монтировали с двух берегов одновременно.

 

Нам удалось упростить не только конструкцию самой арки, но и технологию ее монтажа. По первоначальному проекту во время сборки пилона надо было под каждую полуарку поставить 70-метровые временные опоры, а это довольно трудоемко. В результате творческого поиска удалось-таки найти хорошее инженерное решение: отказаться от временных опор, при этом еще раз предварительно проверив заделку первых секций арки в фундамент ростверка. И время показало, что мы оказались правы, в дальнейшем эти временные опоры только бы мешали работе. Вот этими соображениями я и поделился со своим французским коллегой.

 

Еще один момент, который вызвал обоюдный интерес, - разработки по принудительному охлаждению возводимых монолитных конструкций, что позволит значительно сократить сроки строительства и обеспечит высокое качество бетонных конструкций. Изначально проблема, над которой, кстати, не один год бьются инженеры-строители всего мира, казалась неразрешимой: в массивах пилонов внеклассных мостов, имеющих сложную конфигурацию и большие объемы, при твердении бетона развиваются огромные температурные напряжения, достигающие 95 градусов. Это серьезная угроза целостности всей конструкции. Мы предложили разрезать бетонируемые объемы на части - чем меньше объем, тем быстрее он остывает. К такому выводу, как выяснилось, совершенно автономно пришел и Мишель Вирложо. Так что мы и в этом оказались единомышленниками.

А сейчас, при строительстве моста под Муромом, мы применили еще более простое решение: при бетонировании пилона включили в его арматурный каркас змеевики из труб, по которым пропускается речная вода и охлаждает конструкцию.

В чем-то, конечно, они преуспели больше нас. У них и технологии зачастую более передовые, и оборудование такое, какого нет у нас, - наша мостостроительная промышленность практически погибла за годы перестройки. Поэтому мы закупаем это оборудование за рубежом, пользуемся наработками и технологиями западных коллег. И это нормально - ведь инженерная мысль интернациональна, и живое общение во многом позволяет понять друг друга».

 

 

Основные характеристики:

Максимальная высота дорожного полотна: около 270 м над землёй.

Уклон: 3,025 %, поднимающийся с севера на юг по направлению Клермон-Ферран — Безье.

Радиус кривизны: 20 км.

Высота самой большой опоры (Р2): 245 м.

Высота самой маленькой опоры (Р7): 77,56 м.

Высота пилонов: 88,92 м.

Количество опор: 7.

Количество вант: 154 (11 пар на пилонах, расположенных на одной оси).

Давление на ванты: 900 т для самых длинных.

Вес стального полотна: 36 000 т, то есть в 4 раза больше, чем Эйфелева башня.

Объём бетонных конструкций: 85 000 м³, что составляет 206 000 т.

Стоимость строительства: 400 млн евро.

Срок концессии: 78 лет (3 года строительства и 75 лет эксплуатации).

Гарантия: 120 лет.

Высота опор .P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

94,501 м 244,96 м 221,05 м 144,21 м 136,42 м 111,94 м 77,56 м

Каждая опора стоит в четырёх колодцах глубиной 15 м и диаметром 5 м.

Дорожное полотно

Металлическое полотно виадука, очень лёгкое по сравнению с его общей массой, примерно в 36 000 т имеет длину 2 460 м и ширину 32 м. Полотно насчитывает 8 пролётов. Шесть центральных пролётов имеют длину 342 м каждый, а два крайних — 204 м. Полотно состоит из 173 центральных кессонов, настоящий позвоночник сооружения, к которым плотно припаяны боковые настилы и крайние кессоны. Центральные кессоны состоят из секций по 4 м в ширину и 15-22 м в длину при общем весе в 90 т. Дорожное полотно имеет форму перевёрнутого крыла самолета, чтобы оно меньше подвергалось воздействию ветра.

Пилоны

Семь пилонов высотой 88,92 м и весом около 700 т стоят на опорах. К каждому из них крепятся 11 пар вант, поддерживающих дорожное полотно.

Ванты

Ванты были разработаны сообществом «Фрейссине» (фр. Freyssinet). Каждый канат получил тройную защиту от коррозии (гальванизация, покрытие защитным воском и экструдированной полиэтиленовой оболочкой). Внешняя оболочка вант по всей длине снабжена гребнями в виде двойной спирали. Цель такого устройства — избежать стекания воды по вантам, которая в случае сильного ветра может вызвать вибрацию вант, что скажется на устойчивости виадука.

Покрытие

Чтобы противостоять деформации металлического полотна из-за движения автотранспорта, исследовательская группа «Аппиа» (фр. Appia) разработала специальный асфальтобетон на основе минеральной смолы. Достаточно мягкий, чтобы приспосабливаться к деформации стали, не давая трещин, он, однако, должен был иметь достаточную устойчивость, чтобы отвечать автодорожным критериям (износ, плотность, структура, сцепление, устойчивость к деформации — образованию борозд на дороге и т. д.). Потребовалось два года исследований, чтобы найти «идеальную формулу».

Электрическое оборудование

Электрическое оборудование виадука пропорционально всему огромному сооружению. Так, по мосту проложено 30 км кабелей высокого напряжения, 20 км оптико-волоконных, 10 км кабелей низкого напряжения и создано 357 телефонных соединений, чтобы ремонтные команды могли сообщаться между собой и иметь связь с центром управления, где бы они ни находились — на полотне, опорах или пилонах.