Рішення про Концепцію підвищення експлуатаційної надійності мостових споруд на автомобільних дорогах держав - учасниць СНД на 2008-2015 роки (укр/рос)

Концепция предусматривает различные подходы по обеспечению потребительских свойств, которые зависят от состояния мостовых сооружений, грузонапряженности международных автомобильных дорог СНГ и возможного увеличения торговых связей с государствами, не входящими в Содружество, тенденций изменений состояния сооружений и уровня финансирования их обслуживания.

В настоящее время состояние мостов в государствах-участниках СНГ различное. В частности, различное количество мостов, находящихся в неудовлетворительном и аварийном состоянии (от 20 до 70% общего количества сооружений). Парки мостов резко отличаются по долговечности: время эксплуатации без появления дефектов колеблется от 0 до 10 лет, работоспособность сохраняется в течение 10-30 лет, велик разброс по срокам службы - от 25 до 90 лет. Различные и условия движения по мостам дорог СНГ: количество мостов, на которых не обеспечиваются расчетные скорости, колеблется в разных государствах от 20 до 80% общего количества мостов. Количество мостов с недостаточной грузоподъемностью составляет 15-75% сооружений.

Неблагоприятная, а в некоторых случаях опасная для участников дорожного движения ситуация с мостами на автомобильных дорогах СНГ сдерживает намеченное совершенствование автомобильных дорог СНГ и развитие торговых связей. Преждевременный выход мостов из строя способствует постоянному увеличению количества сооружений, требующих ремонта или реконструкции, т.е. накоплению "недоремонта". Причем для дорог различных категорий темпы подобного накопления различны, а это означает, что и требования к состоянию мостов на дорогах СНГ должны быть дифференцированы между дорогами различных категории и важности.

Остаются сложными и условия финансирования содержания, ремонта и реконструкции мостов. Постоянный недостаток финансирования, зависящий от возможностей государственного бюджета и дорожных фондов, не позволяет не только достичь нормативного состояния сооружений сети, но и обеспечить безопасный проезд по сооружениям наиболее ответственных направлений (МТК, автомагистрали). При определении приоритетности капитальных вложений в национальных планах финансирования не учитывается пока в должной мере необходимость постоянного поддержания в нормальном состоянии сооружений на дорогах СНГ, и в первую очередь на наиболее важных направлениях, определенных существующим Перечнем международных автомобильных дорог СНГ.

Мосты на автомобильных дорогах СНГ разделены по приоритетности на три группы (Приложение 1) с различными требованиями к потребительским свойствам мостов каждой группы:

I группа - мосты, расположенные на основных автодорожных маршрутах;

II группа - мосты, расположенные на промежуточных автодорожных маршрутах;

III группа - мосты, расположенные на ответвлениях и соединительных дорогах.

1.2. Цель разработки Концепции

Концепция направлена на развитие и совершенствование автомобильных дорог, обеспечивающих международные перевозки грузов и пассажиров между государствами-участниками СНГ, отражает политику СНГ в вопросах совершенствования мостов, улучшения их состояния и затрагивает не только требования к сооружениям, но и вопросы совершенствования их содержания и управления их состоянием.

Цель Концепции - повышение эксплуатационной надежности мостовых сооружений (повышение безопасности движения и долговечности, увеличение грузоподъемности), которое будет способствовать сохранению и развитию традиционных хозяйственных и торговых транспортных связей, существенному повышению качества магистральных дорог, включенных в сеть международных автомобильных дорог СНГ, международные транспортные коридоры. Поскольку международные автомобильные дороги СНГ, и в первую очередь основные маршруты, составляют важнейшую часть национальных транспортных сетей и несут значительную нагрузку внутренних транспортных связей, улучшение состояния мостовых сооружений на этих дорогах представляет национальный интерес, в связи с чем достижение поставленной цели позитивно повлияет на экономику государств-участников СНГ.

Реализация Концепции должна сводиться к постепенному достижению единых требований к потребительским свойствам мостов. При этом предполагается, что в национальных планах и программах по ремонту и реконструкции сооружений на 2008-2015 годы в числе приоритетных будут и объекты, находящиеся на международных автомобильных дорогах СНГ.

1.3. Требования к потребительским свойствам мостов на основных автодорожных маршрутах (I группа)

1.3.1. Грузоподъемность

Грузоподъемность всех эксплуатируемых мостов, расположенных на дорогах, относящихся к основным маршрутам, должна быть такой, чтобы обеспечить безопасный пропуск в неконтролируемом режиме транспортных средств, соответствующих требованиям Соглашения о массах и габаритах транспортных средств, осуществляющих межгосударственные перевозки по автомобильным дорогам государств-участников Содружества Независимых Государств, подписанного главами правительств государств-участников СНГ 4 июня 1999 года. Класс нагрузки для этих сооружений должен поддерживаться на уровне А10 - А11.

Более конкретные требования к грузоподъемности мостов на основных маршрутах вытекают из сопоставления проектных нагрузок для эксплуатируемых мостов с пролетами различной длины и анализа грузопотоков на всех дорогах, связывающих государства-участники СНГ, включая выходы на дальнее зарубежье. В частности, на мостах не должно быть сооружений, класс нагрузки которых ниже указанных в табл. 1.

Возможности пролетных строений (без дефектов) различной длины по пропуску тяжелых транспортных средств могут быть определены с использованием Дополнительной информации, приведенной в Приложении 2.

Для новых и реконструируемых сооружений, которые будут строиться на дорогах, относящихся к основным маршрутам, в качестве проектных нагрузок целесообразно принимать большие нагрузки, например, по схемам А14 и НК-100, которые планируется ввести в России, а также А14 и НК-180 - в Казахстане или А15 и НК-100, введенным в Украине. Увеличение проектных нагрузок корреспондируется с современными европейскими требованиями и обеспечивает долговременную эксплуатацию сооружений под современные и перспективные транспортные средства.

1.3.2. Безопасность движения

Безопасность движения по эксплуатируемым мостам на основных маршрутах подразумевает постоянное обеспечение расчетных скоростей как по состоянию элементов мостового полотна (покрытие, сопряжения с подходом, ограждения, деформационные швы), так и по пропускной способности (достаточность габарита) и углам перелома в профиле над опорами.

Мосты на основных маршрутах должны быть оборудованы современными безопасными ограждениями удерживающей способностью от 200 до 600 кДж в зависимости от категории дороги и сложности условий движения по ней, наличия или отсутствия тротуаров(*).

Для мостов дорог I-III категорий, имеющихся на дорогах I группы, минимальные значения энергоемкости приведены в табл. 2.

Углы переломов, вызванные длительными деформациями (прогибами) пролетных строений над опорами, не должны превышать 8 промилле (мосты на дорогах I-III категорий).

Габариты мостов должны обеспечивать движение с расчетными скоростями, т.е. иметь соответствующую ширину проезжей части и нормированные для этой проезжей части полосы безопасности. При этом в отдельных случаях допускается иметь уменьшенную ширину полосы безопасности при наличии соответствующего обоснования (например, в случаях, когда на 20-летнюю перспективу интенсивности не превысят расчетных значений).

Минимальные значения габаритов на дорогах различной категории с различной суточной интенсивностью приведены в табл. 3.

1.4. Требования к потребительским свойствам мостов на промежуточных автодорожных маршрутах (II группа)

1.4.1. Грузоподъемность

Грузоподъемность эксплуатируемых мостов на дорогах, относящихся по приоритетности ко II группе, должна быть такой, чтобы обеспечить безопасный пропуск в неконтролируемом режиме транспортных средств с массой, определенной названным Соглашением о массах и габаритах транспортных средств. Минимальный класс мостов по грузоподъемности представлен в табл. 4.

Для новых мостов, строящихся на промежуточных маршрутах, в качестве проектных нагрузок должны приниматься нагрузки класса не ниже А11 и НК-80.

Возможность пролетных строений с грузоподъемностью, соответствующей классу нагрузки А9, безопасно пропускать те или иные транспортные средства может быть установлена путем умножения указанных в табл. 1П Приложения 2 предельных масс на коэффициент

1.4.2. Безопасность движения

Требование безопасности движения подразумевает обеспечение безопасных скоростей, приведенных в Приложении 2. При этом допускается наличие в течение непродолжительного времени увеличенных повреждений в элементах мостового полотна по сравнению с п. 1.3.

Удерживающая способность конструкций ограждений должна соответствовать требованиям п. 1.3.2 для мостов на дорогах I-III категорий. Для дорог IV технической категории энергоемкость ограждений при различных условиях движения должна быть не меньше 130-250 кДж на мостах с тротуарами и 190-300 кДж - при отсутствии тротуаров. Допускается применение бордюров (бордюрных ограждений) высотой 50 см (энергоемкость 170 кДж).

Углы переломов в проезжей части над опорами, вызванные длительными деформациями пролетных строений, для данной группы мостов могут быть несколько увеличены, что фактически допускает вертикальные ускорения на человека более а = 0,25 g, но менее а = 0,6 g (граница беспокоящих воздействий). В частности, углы переломов не должны превышать следующих значений:

9 промилле - для мостов на дорогах I и II категорий;

10 промилле - для мостов на дорогах III категории;

12 промилле - для мостов на дорогах IV категории.

Габариты мостов должны включать размеры проезжей части, удовлетворяющие требованиям нормативных документов, но могут иметь уменьшенную ширину полос безопасности в зависимости от категории дороги и фактической (с перспективой на 10 лет) интенсивности движения. Для дорог II и III категорий можно воспользоваться данными табл. 3. Для дорог IV технической категории габариты эксплуатируемых мостов не должны быть меньше 7,5 м.

1.4.3. Долговечность

Требование долговечности, как и в случае с мостами на основных маршрутах (п. 1.3.3), обеспечивается за счет регулярного и в полном объеме проведения работ по уходу и профилактике. Затраты на нормативное и сверхнормативное содержание "по потребности" позволят отодвинуть момент увеличенных капитальных вложений на ремонт. В то же время на сооружениях автомобильных дорог СНГ II группы, в которых допускается кратковременное увеличение износа элементов чаще, чем в случаях с основными маршрутами, могут выполняться специальные работы по содержанию - локальные ремонтные работы (в некоторых странах эти работы названы планово-предупредительными работами, "мелкий ремонт" или "средний ремонт"). Локальные ремонтные работы выполняются за счет средств на содержание и предусматривают выборочный ремонт отдельных элементов (восстановление, усиление) с целью отодвинуть момент проведения ремонта всего сооружения.

1.5. Требования к потребительским свойствам мостов на ответвлениях и соединительных дорогах (III группа)

Данные требования могут распространяться не только на мосты дорог, соединяющих государства-участники СНГ (кроме I и II групп), но и другие сооружения на местных дорогах общей сети. На этих дорогах допускается наличие какого-то процента сооружений, требующих ремонта, но вынужденных временно эксплуатироваться с повышенным износом и ограничениями по скорости движения и грузоподъемности по сравнению с требованиями пп. 1.3 и 1.4.

В то же время эти сооружения для сохранения бесперебойной связи должны обеспечивать пропуск транспортных средств с общей массой и осевыми нагрузками, оговоренными в названном Соглашении о массах и габаритах транспортных средств (в контролируемом или неконтролируемом режиме). Кроме того, мосты на дорогах СНГ III группы не должны иметь класс по грузоподъемности ниже:

К = 9,0 тс - при длинах загружения <= 9 м и >= 50 м;

К = 8,5 тс - при длинах загружения 10 - 18 м и 42 +/- 5 м;

К = 8,0 тс - в остальных случаях.

Графически область ограничений по грузоподъемности представлена на рис. 1, а Дополнительная информация к определению возможности пропуска конкретных транспортных средств дана в Приложении 2.

Мосты на дорогах III группы могут иметь несколько увеличенные по сравнению с требованиями пп. 1.3 и 1.4 повреждения элементов мостового полотна, влияющие на условия движения автомобилей. В частности, должна предупреждаться потеря плавности движения, граница которой соответствует износам элементов (Приложение 3):

И < 50% - для покрытия;

И < 60% - для сопряжения моста с подходами, деформационных швов.

Габариты мостов не должны быть меньше:

7,0 м - на дорогах IV категории;

8,0 м - на дорогах III категории;

9,0 м - на дорогах II категории.

При этом энергоемкость ограждений не должна быть меньше 130, 190 и 250 кДж соответственно.

Углы переломов над опорами мостов могут быть допущены увеличенными по сравнению со II группой, но они не должны превышать 20, 15 и 10 промилле для дорог IV, III и II технических категорий соответственно.

Мосты, не соответствующие указанным требованиям, должны включаться в программу ремонта или капитального ремонта в зависимости от фактического износа конструкций.

Приведенные выше требования к потребительским характеристикам должны учитываться при планировании работ на 2008 год и последующие годы, что предполагает подготовку и обоснование планов уже в 2007 году. Поскольку любое планирование предусматривает достижение конкретных целей, то и определение объемов работ в планах на 2008-2015 годы зависит от цели и целевых показателей, рекомендуемых для дорожных администраций государств-участников СНГ.

При определении указанных показателей по долговечности могут преследоваться различные цели, зависящие от плотности сети, грузонапряженности дорог, достигнутого уровня финансирования:

- цель I - приостановить за рассматриваемый период (2008-2015 годы) накопление мостов, требующих ремонта (приостановить рост "недоремонта");

- цель II - стабилизировать ситуацию с "недоремонтом", т.е. стабилизировать ситуацию, при которой не только прекратилось бы ежегодное увеличение количества сооружений, требующих ремонта, но и были созданы предпосылки для его уменьшения;

- цель III - достичь нормативного состояния мостов на сети;

- цель IV - стабилизировать достигнутое нормативное состояние парка мостов и создать условия для их дальнейшего улучшения.

Каждая указанная цель имеет свои показатели, которые должны быть достигнуты дорожными администрациями. Для мостов на международных автомобильных дорогах СНГ в качестве целевых показателей следует использовать:

Рис. 1. Уровни грузоподъемности для мостов на автомобильных дорогах СНГ различных групп (2-полосные мосты)(*)

Для определения конкретных значений указанных целевых показателей необходимо знать сегодняшнее распределение сооружений на сети по возрасту, показатели долговечности, количество мостов с нормальным состоянием (имеющих оценки "хорошо" и "отлично") и работающих в "режиме перегрузки" (имеющих оценки "неудовлетворительно" и "аварийно").

Последовательность определения целевых показателей приведена в Приложении 4, а результаты расчетов и анализов, классифицированных по достигаемой цели, даны в табл. 5 для всех государств-участников СНГ.

3.1. Общие положения

Понимая под идеологией систему взглядов, идей и теоретических положений, позволяющих найти пути сохранения на протяжении довольно продолжительного отрезка времени требуемых потребительских свойств сооружений, следует отметить, что на сегодня государства-участники СНГ определили основные положения идеологии содержания и ремонта. В этих положениях:

а) установлены критерии определения границ работоспособности элементов (конструкций) и предела накопления повреждений (рис. 2);

б) увязаны классификация ремонтных работ, система надзора, методология оценки состояния со снижением надежности сооружений (конструкций) в процессе эксплуатации (см. рис. 2);

в) определены основные задачи содержания и ремонта, которые могут быть приняты дорожными администрациями всех государств-участников СНГ.

Учитывая эти положения, можно сказать, что идеология содержания мостов предполагает следующее:

- период сохранения работоспособного состояния элементов и конструкций может регулироваться за счет объемов выполняемых работ по содержанию на каждом этапе эксплуатации сооружения: на стадии "приработки" конструкций (участок "0", см. рис. 2), когда сохраняются заложенные при строительстве надежность и безопасность конструкций, на начальной стадии снижения надежности из-за появления в конструкциях дефектов и стадии развития дефектов (участки "А" и "Б" с различными показателями безопасности, см. рис. 2);

- увеличение периода работоспособного состояния возможно за счет увеличения периода "приработки", что связано с увеличением затрат на постоянный уход и надзор, и снижения темпов износа, предусматривающего выполнение профилактических работ;

- продление доремонтного периода эксплуатации (АТ) возможно также за счет выполнения работ по восстановлению отдельных элементов, определяющих общее состояние объекта (незначительные по объему работы, к которым относятся локальное усиление конструкций, локальный ремонт гидроизоляции, восстановление покрытия проезжей части, замена деформационных швов, ограждений или устройство поверхностной обработки, перестройка тротуаров, восстановление системы водоотвода) - пунктирная линия на рис. 3.

Идеология ремонта мостов:

а) представление ремонта как чрезвычайного вида воздействия, предусматривающего работы по восстановлению, выполнение которых требует меньше затрат, чем перестройка сооружения, и обеспечивает работоспособное состояние после первого ремонта в течение не менее 20 лет;

б) использование принципа экономической целесообразности при планировании работ по ремонту, предполагающего применение прогнозных методик и определение показателей приоритетности капитальных вложений;

в) совершенствование подхода к оценке состояния мостов, повышающее объективность оценки и позволяющее установить требуемый вид воздействия и определить примерную стоимость этих работ.

3.2. Оценка состояния мостов

Обеспечение потребительских свойств сооружений требует прежде всего объективной оценки состояния. Только при объективной оценке возможно рациональное расходование средств и правильное определение вида работ и времени его проведения. При повышении объективности представляется возможным и "гибкое" планирование, предполагающее текущее перераспределение средств между видами работ в те или иные годы.

В настоящее время в государствах-участниках СНГ используются различные подходы к оценке состояния:

- подход, зафиксированный в старых российских нормах ВСН 4-81(*) и предусматривающий 3-балльную систему оценок ("хорошо", "удовлетворительно", "неудовлетворительно");

- 4-балльная система оценок, отличающаяся от 3-балльной выделенным "аварийным" состоянием;

- 5-балльная система оценок, в которой по сравнению с 4-балльной расширены зона с нормальным состоянием (оценка "хорошо") и переходная зона ("удовлетворительно");

- 6-балльная система оценок (используется в Украине), которая увязана с видом работ по содержанию и ремонту (оценки "хорошо", "частично хорошо", "удовлетворительно", "частично удовлетворительно", "плохо" соответствуют категориям состояния от 1 до 5) и подразумевает категорию состояния, при которой требуется замена сооружения (хуже, чем "плохое" состояние);

- 7-балльная система оценок (предусмотрена для использования в России), по которой "нормальное" состояние будет разделено, как и в украинских нормах, на две категории, а плохое состояние (оценка 2) разделено на три категории, увязанные с ремонтно-восстановительными работами (ремонт, капитальный ремонт, модернизация); кроме того, имеются оценки "посредственно" и "очень плохо" (аварийно).

Рис. 2. Снижение надежности сооружения в процессе эксплуатации(*)

Рис. 3. График накопления повреждений (дефектов) и категорий состояния(*)

Настоящая Концепция предусматривает реализацию 5 - 7-балльных систем оценок, дающих возможность использовать одинаковый подход к планированию работ по содержанию и ремонту. В то же время целесообразна корректировка оценок в 3- и 4-балльных системах, предусматривающая расширение зоны с оценкой "хорошо" и переходной зоны (оценка "удовлетворительно") за счет иной группировки категорий повреждений по грузоподъемности, безопасности и долговечности (Г, Б и Д).

Подобная корректировка сблизит существующие методы оценки, повысит объективность и обоснованность планирования работ по содержанию и ремонту. При этом не потребуется переработка существующих в каждой стране баз данных по мостам и станет возможной адаптация различных прогнозных методик для определения приоритетности капитальных вложений.

По усмотрению дорожных администраций возможно развитие принципа членения категорий состояния на подкатегории без изменения принципиального методического подхода - оценка состояния должна не просто указывать категорию, но и отражать требуемый вид воздействий, увязанный с классификацией работ.

Если процесс совершенствования подхода к оценке технического состояния мостовых сооружений будет осуществляться в дорожных администрациях с учетом приведенных требований (разделение на категории состояния, увязка с классификацией работ и стоимостью их выполнения, многокритериальность), станет возможным эффективное управление состоянием мостов и финансами. Фактически появляется возможность управления надежностью сооружения. Управление надежностью (или управление состоянием, эксплуатацией, долговечностью, безопасностью и риском) предусматривает определение оптимальных затрат и времени на содержание, ремонт и реконструкцию мостов.

Сопоставление различных систем оценки представлено в табл. 6.

3.3. Затраты на содержание

Наличие системы контроля качества позволит исключить использование некондиционных материалов, некачественных конструкций и свести к минимуму случаи нарушения технологий. Совмещая контроль со стороны проектной организации, заказчика и инвестора с сопровождением проектных и строительных работ (научно-технический и технический надзор), представляется возможным увеличить на 10-15 лет период эксплуатации сооружений до ремонта.

3.4. Планирование работ по ремонту и реконструкции

Планирование работ начинается с определения целевых показателей и распределения годового изменения фактических показателей. Здесь возможны два подхода - равномерное и неравномерное распределение по годам. По показателям, упомянутым в табл. 5, определяются ежегодный прирост нормальных (хороших) мостов и ежегодное снижение количества плохих мостов.

Наибольшие сложности в планировании связаны с разработкой планов по ремонту и реконструкции, а точнее - выбором объектов из числа относящихся к плохим сооружениям в текущие планы на каждый год. Сложность заключается в предварительной расстановке объектов по показателю приоритетности, которая, в свою очередь, требует экономических расчетов по различным стратегиям эксплуатации. Причем последнее невозможно без использования специальных методик по прогнозированию состояния.

Учитывая изложенное, рекомендуется конкретная последовательность действий при составлении планов по ремонту и реконструкции мостов (рис. 4), предусматривающая решение следующих взаимосвязанных задач:

- оценка транспортно-эксплуатационного состояния искусственных сооружений с учетом физического износа элементов;

- определение норм денежных затрат на различные виды работ;

- формирование возможных стратегий восстановления каждого моста;

- определение объемов (стоимости) работ по каждой стратегии с учетом прогнозируемого изменения состояния мостов;

- выбор оптимальных стратегий восстановления мостов;

- ранжирование мостов по экономической значимости (эффективности) их восстановления в целях установления приоритетности включения их в план;

- формирование планов работ по ремонту и реконструкции.

В национальных программах по ремонту и реконструкции мостов предстоит выделять отдельными разделами мосты на международных автомобильных дорогах СНГ, разделяя их на группы и располагая в каждой группе по приоритетности.

3.5. Нормативно-методическая база

Вся работа по улучшению состояния мостов и обеспечению их потребительских свойств должна проводиться с использованием ряда важнейших методических и нормативных документов, позволяющих эффективно управлять качеством и надежностью сооружений. В группу таких документов в первую очередь должны входить методики или рекомендации по оценке состояния мостов, прогнозированию состояния и планированию работ с обязательным определением приоритетности капитальных вложений. Кроме того, для улучшения состояния мостов необходима разработка национальных или единых документов для государств-участников СНГ по планированию, контролю качества работ при строительстве (реконструкции), содержании и ремонте мостов.

В качестве основы при разработке международных договоров государства-участники СНГ могут использовать подготовленные национальные нормативные документы в области эксплуатации мостов, в том числе и перечень прогрессивных технологий. Для эффективной реализации Концепции желательно, чтобы перечень подобных документов и технологий был разработан в ближайшее время. При этом корректировка методов оценки технического состояния мостов в государствах, где она необходима, должна быть завершена в 2008 году и использована при планировании работ на последующие годы.