Южный мост
25 декабря 1990 г. был открыт седьмой мост через Днепр в Киеве. За инновационные решения, внедренные при строительстве и проектировании, Южный мост тогда считался самым современным в СССР. Мост не только создал новую автотранспортную магистраль внутри города, но и позволил Сырецко-Печерской линии метро перешагнуть на левый берег. Поэтому, прежде чем мы доберемся до истории левобережных станций зеленой линии, не будет лишним посмотреть и на историю моста, который за прошедшие десятилетия надежно врос в киевские пейзажи и легко узнается по своему огромному пилону с серебристыми вантами. Традиционно я постарался собрать в одном месте все известные и наиболее интересные исторические материалы. Основная часть данных в сегодняшней публикации использована из книги М.М. Корнеева "Стальные мосты", который является одним из авторов Южного мостового перехода.
Южный мостовой переход имеет полную протяженность почти 9 км и включает в себя ряд больших сооружений: транспортную развязку на Выдубичах, эстакаду на правом берегу, собственно мост через Днепр и подходы на левом берегу вместе с просп. Бажана. Основная задача, которая возлагалась на Южный мостовой переход при его строительстве, - соединить центральную часть Киева с растущими левобережными районами (в т.ч. с помощью линии метрополитена), а также создать более удобную магистраль к аэропорту Борисполь. Кроме того, комплекс сооружений Южного моста является неотъемлемой частью автотрассы E40.
Мостовой переход был построен по проекту киевского филиала института "Союздорпроект" Мостоотрядами №2, 103 и 112 треста "Мостострой №1". Проект производства работ разработан конструкторским бюро "Мостостроя №1". Главный инженер проекта (комплексный) - Иван Аксентьевич Панасюк, главные инженеры моста через Днепр - Георгий Борисович Фукс и Михаил Михайлович Корнеев, главный архитектор - Алексей Евгеньевич Гаврилов. Проектирование Южного моста началось вскоре после открытия Московского. Существовало несколько вариантов прокладки трассы, в т.ч. как продолжение просп. Науки или ул. Академика Заболотного. Со временем оптимальным был признан нынешний вариант трассировки с выходом основной трассы на ул. Саперно-Слободскую. Вантовый тип конструкции моста через Днепр был определен исходя из требований речников, которым понравился длинный судоходный пролет Московского моста. Предлагались и другие варианты пересечения Днепра, например, с помощью моста рамной конструкции.
Строительство мостового перехода было начато в 1983 г. и продолжалось восемь лет. Было потрачено 112 млн. советских рублей (примерно 200 млн. у.е.) и задействованы более 60 строительных организаций в СССР.
1. Макет моста начала 80-х. На пилоне предлагалось построить ресторан - тогда это было модной идеей. Но на Южном мосту это оказалось функционально неудобно: пилон находится посреди реки и места под остановку или парковку рядом с рестораном нет. До ближайшего берега полкилометра и посетители могли бы попасть в ресторан только пешком. Также возникало множество вопросов с подводом коммуникаций. Например, объем стока канализации был бы небольшим, а ближайшие очистные далеко. Значит зимой необходим постоянный подогрев канализации. Поэтому, когда дело дошло до воплощения, от ресторана отказались.
2. Главный архитектор проекта А.Е. Гаврилов (справа) и архитектор В.В. Помазунов у макета. На макете видно еще одну нереализованную деталь: пути метрополитена предполагалось поместить в полностью закрытый короб, причем предлагалась идея сделать стенки из стекла. Однако эта идея не прошла, т.к. из-за больших перепадов давления при движении поездов пришлось бы использовать очень дорогое сверхпрочное стекло.
Началом Южного мостового перехода принято считать трехуровневую развязку на Выдубичах. Многие водители ее "любят" за запутанность и отсутствие некоторых поворотов. Все дело в том, что транспортный узел, в который входит развязка, является незаконченным. Кроме развязки самого Южного моста и развязки на пересечении Киквидзе/Саперно-Слободской, должна быть построена еще одна, соединяющая Столичное шоссе с ул. Киквидзе. Как это все должно выглядеть в идеале, можно посмотреть здесь. Но мы отвлеклись от основной темы. Следующим сооружением мостового перехода после развязки является автодорожная эстакада длиной 1250 м, которая ведет от Выдубичей к Днепру.
3. 3. Безусловно, главным и наиболее сложным объектом перехода является мост через Днепр, протяженностью более 1200 м.
4. Мост выполнен совмещенным под движение автотранспорта и поездов метро, которые находятся в одном уровне. Также по мосту проложены трубопроводы большого диаметра: по 2 трубы теплотрассы и водопровода диаметром 1,22 м. Помимо этого, в пролетном строении моста размещены кабельные коммуникации. Все это добавило хлопот проектировщикам, т.к. нагрузка от всех видов транспорта и коммуникаций сравнима с 20-ю полосами, заполненными автомобилями.
5. Два пути метрополитена проложены по оси моста и занимают примерно 10 м ширины моста. Автомобильные проезды имеют ширину 2х12,25 м с тремя полосами движения в каждом направлении. Полная ширина моста - 41,6 м.
6. Хотя "вантовым мостом" обычно называют все сооружение, протянувшееся над водой, на самом деле оно состоит из двух конструктивно разных частей: собственно вантового моста и балочной эстакады, которая ведет к нему со стороны правого берега. Эстакадная часть моста, изображенная на фото, имеет длину 663 м и выполнена из сборного железобетона. Фундаменты опор заглублены на 23 м от поверхности воды и покоятся на буровых сваях, в свою очередь заглубленных на 38 м. Для сравнения - глубина реки под эстакадной частью примерно 10-15 м.
7. В поперечном сечении пролетное строение состоит из трех рядов сборных коробок (так называемые "птички"), объединенных монолитными железобетонными стыками. В зависимости от своего положения (на опоре или в середине пролета) "птички" имеют разную толщину за счет изменения внутренних размеров, а вес одной коробки колеблется в пределах 40-54 тонн (см. также: поперечное сечение "птичек").
8. Монтаж каждого ряда "птичек" начинался с того, что на одной из опор сначала собирались первые пять коробок, затем на них устанавливались специально разработанные монтажные агрегаты (один из них видно на фото), с помощью которых выполнялся подъем и установка новых "птичек" в проектное положение, причем наращивание пролета проводилось одновременно с обеих сторон от опоры, чтобы уравновесить всю конструкцию словно на весах. Затем агрегат перемещался в новое положение и монтировалась следующая "птичка".
9. Монтаж продолжался до середины пролета и получалась вот такая картина. Затем со стороны следующей опоры выполнялся такой же навесной монтаж "птичек", пока пролет не замыкался на середине. Чтобы коробки таким вот образом висели друг на друге, соседние "птички" каждого ряда были скреплены между собой несколькими десятками стальных тросов (см. схему эстакадного пролета). Работы по изготовлению коробок на заводе и их монтажу постоянно координировались. В процессе монтажа велся постоянный геодезический контроль геометрии монтируемых "птичек". Все отклонения фиксировались, и при превышении установленных допусков вносились коррективы в размеры опалубки "птички", которая изготавливалась в этот момент на заводе.
10. Вантовый мост, имеющий длину 565 м и напоминающий огромную арфу, в свою очередь состоит из двух разных по назначению и конструкции частей: стальной (слева) и железобетонной (справа).
11. Стальная часть с главным (судоходным) пролетом протяженностью 271 м подвешена на вантах и обеспечивает необходимый габарит для прохода судов.
12. Железобетонная часть, которая внешне не отличается от соседней эстакады, выполняет роль противовеса главного пролета.
13. Неотъемлемой частью системы подвески главного пролета, является 133-метровый пилон, в котором закреплены ванты.
14. Начало строительства пилона:
15. Пилон выполнен в основном из монолитного железобетона. Ноги пилона, которые размещаются в промежутке между автопроездом и путями метро, имеют сечение 2х5 м.
16. В основу конструкции железобетонных пролетов положены сборные, несколько измененные, "птички", из которых смонтирована соседняя эстакада.
17. Т.к. эта часть моста работает как противовес, пролет, в который заанкерены ванты, специально утяжелен: масса погонного метра превышает 200 тонн за счет пригруза бетоном и чугуном. Кроме того, на конце пролета устроен дополнительный прижим к опоре с помощью 16 канатов, притягивающих пролетное строение к опоре, предотвращая отрыв (см. также: поперечное сечение железобетонного пролета-противовеса).
18. Начало сборки стальной части моста (см. также: поперечное сечение стального пролета):
19. Стальные пролеты монтировались методом надвижки, которая выполнялась со стороны левого берега. До подвески на вантах главный пролет удерживался на временных опорах:
20. Суммарный вес стальной части моста около 7400 т. Конструкции были изготовлены на Воронежском мостовом заводе.
21. Из-за того, что данная часть моста стальная и просто в силу своей конструкции, она более подвержена вибрациям и при проходе метропоездов по стальным пролетам наблюдается характерный гул. Надо полагать, примерно также будет шуметь и Подольский мост.
22. Главный пролет удерживается 72-мя парами вант диаметром 62 мм.
23. Общая масса канатов вант составляет 750 тонн.
24. Можно подобрать множество ракурсов с вантами и в каждом они будут по-своему прекрасны. Перемычки между соседними вантами - гасители колебаний.
Ванты для Южного моста были изготовлены на Волгоградском канатном заводе с помощью установки, возраст которой на тот момент составлял 60 лет (!). При этом на заводе не проводилась ни разметка длин канатов, ни обрезка, ни установка анкеров, не измерялись уровни деформации под нагрузкой и т.п. Канаты поставлялись на транспортных барабанах отрезками примерно по 1000 м и все операции по разметке, разрезанию канатов и установке анкеров пришлось выполнять на месте. Все эти работы потребовали больших материальных и временных затрат и выполнялись более года. В современном мире на заводах, которые специализируются на выпуске вант, все эти операции проводятся в заводских условиях. Например, ванты для Подольского моста давно уже готовы и ждут установки на Трухановом острове.
25. Ванты на транспортном барабане:
26. Размотка ванты перед монтажом:
27.
28. Установка вант в узлы анкерения на пилоне:
29. Для удобства монтажа вант стальная часть моста была смонтирована на 2 м выше проектного положения, поэтому ванты на фото так сильно провисают. После установки всех вант стальные пролеты будут опущены и система примет законченный вид. Кстати, это фото также посвящается жителям Позняков и Осокорков. Попробуйте отыскать свой дом :)
30. После опускания главного пролета была выполнена обязательная процедура по регулированию усилий в конструкции. Для вантовых мостов она имеет исключительное значение, ведь система не может быть сразу построена на 100% точно и среди десятков вант некоторые оказываются недогруженными, а некоторые перегруженными. Например, сразу после нагружения вант на Южном мосту наблюдались следующие явления: ближайшие к пилону ванты были перегружены на 5%, дальние от пилона ванты наоборот были существенно недогружены, а пилон сильно изогнут в сторону главного пролета и изгибающий момент в основании пилона существенно превышал предел прочности и трещиностойкости. После выполнения регулирования с помощью изменения длин канатов указанные проблемы были устранены.
31. Завершающие штрихи в строительстве моста. Хорошо просматривается эстакада на правом берегу и развязка на Выдубичах.
32. Пару слов о строительстве правобережных подходов. Эстакада с 42-метровыми пролетами выполнена раздельной под каждое направление движения. По оси эстакады закопаны тоннели Сырецко-Печерской линии метро вместе со станцией "Теличка".
33. Эстакада собиралась из железобетона по-пролетно на вот таких перемещающихся помостях:
34. Строительство левобережных подходов:
35. Этот же ракурс спустя 20 лет:
36. В конце 1990 г. начались статические и динамические испытания моста.
37. Для испытаний использовалось 180 крупных грузовиков - КрАЗов, МАЗов и "Татр" весом 25-30 тонн каждый.
38. К 18 декабря испытания были завершены и прошли успешно в рамках проектных расчетов.
39. Вид с пилона на испытательную процессию:
40. Торжественный митинг, посвященный открытию движения через мост, прошел 25 декабря в 14:45 у основания пилона. Митинг открывал зам. главы горисполкома Н.В Лаврухин:
41. Бытует легенда, будто на открытии моста глава ЦК КПУ В.В. Щербицький назвал его "Гордостью Украины и Киева". Но Щербицкий не дожил почти год до открытия моста и, если и говорил подобную заслуженную фразу, то задолго до открытия.
42. Торжественный момент... и новый мост через Днепр в Киеве открыт!
43. Вот он во всей красе с еще не полностью разобранными временными опорами:
44. В силу разного рода причин, сроки пуска автомобильного движения и поездов метро оказались несогласованными и линию метро через мост запустили лишь спустя 2 года. Финальные штрихи в обустройстве путей метрополитена:
45. Один из первых поездов метро. Пассажирское движение началось 30 декабря 1992 г., когда открылись первые левобережные станции зеленой линии.
46. Сейчас такой же ракурс, как на предыдущем фото, отснять уже не получится, т.к. в середине 90-х на вантовой части моста над путями метрополитена была смонтирована защитная открытая галерея.
47. С другой стороны, галерея позволяет получить другие необычные ракурсы с вантами :)
48. Во время строительства мостового перехода был внедрен ряд новейших решений, а со строителями сотрудничали ряд крупных НИИ Киева, Москвы и Ленинграда. Недаром проектировщикам и строителям были присвоены Государственные премии СССР.
49. Например, вантовый мост под движение рельсового транспорта в СССР создавался впервые. Основной проблемой здесь является большой диапазон временных нагрузок и в первую очередей он касается главного вантового пролета: в какой-то момент на пролете может не быть ничего и никого, а может сложиться ситуация, когда все полосы заняты транспортом и на путях метрополитена одновременно находится два поезда (два пустых пятивагонных поезда метро - это более 330 тонн). При этом нагрузка от галереи метро и трубопроводов также не считается постоянной, т.к. эксплуатация моста должна проходить, как с ними, так и без них. Решение подобной сложной задачи - наглядная демонстрация и апофеоз инженерной мысли.
50. По данным на начало 2000-х суточная интенсивность движения через мост составляет 85 тыс. единиц транспорта; в период максимальной нагрузки - 7,6 тыс. единиц в час. Учитывая проектную мощность одной полосы около 1000 транспортных единиц в час, можно сказать, что мост перегружен более чем в 1,2 раза.
51. Часто задается вопрос, как сверху устроен пилон. На верхней перемычке смонтированы ограждения и она по совместительству является мостиком между двумя ногами пилона. В верхней части ног имеются небольшие комнатки, а с внешней стороны пилона в сборном железобетонном коробе устроены лестничные марши. Кроме своей явной функции, эти короба повышают жесткость пилона.
52. Одна из комнаток изнутри. Тут имеется лебедка для обслуживания вант и пилона:
53. Если вы вдруг не знали: до Харькова 500 км.
54. За прошедшие 23 года конструкции Южного моста уже изрядно потрепались погодой, временем и нагрузкой; как и многие другие мосты, Южный не всегда получает своевременное обслуживание и обслуживает количество транспорта, которое значительно превышает проектную мощность. Все это не самым лучшим образом сказывается на состоянии сооружения. Еще один бич моста - дорожное покрытие, латать которое приходится практически каждый год. Используемый асфальтобетон не приспособлен для мостов и необходим литой гус-асфальт, который уложен на Гаванском и Дарницком мостах. Но для замены требуется крупная сумма и нужно перекрыть движение примерно на два месяца. Надеюсь, после пуска Подольского моста капитальный ремонт будет проведен не только на мосту Патона, но и здесь.
См. также:
Фотографии с высоты пилона Южного моста
Метро, которого нет: станции Сырецко-Печерской линии
P.S. Спасибо viatorus за уникальный альбом с фотографиями строительства моста и pontifex за уточнение проектных данных.