Липсата на варианти е един от най-големите проблеми пред мостостроенето у нас

Проф. Николай Рангелов завършва ВИАС през 1987 г., специалност ПГС-конструкции. Доктор е по строителни конструкции. През 1994 г. специализира в Лиежкия университет в областта на устойчивостта на металните конструкции. Ръководител е на катедра „Метални, дървени и пластмасови конструкции“ в УАСГ от 2012 г. и е заместник-декан на Строителен факултет от 2016. Проф. Рангелов е активно практикуващ проектант изцяло в областта на стоманените конструкции.

Доц. Цветан Георгиев завършва ВИАС през 1994 г., специалност ПГС – конструкции. Специализира „Сеизмично инженерство“ при професор Петър Сотиров. Доцент към катедра Метални, дървени и пластмасови конструкции на УАСГ, води курсове по „Стоманени конструкции“ и „Проектиране на стоманени конструкции за сеизмични въздействия“. От 1996 година работи в проектантско бюро ИРКОН ООД, където е съдружник и управител. Членува в Камарата на инженерите в инвестиционното проектиране.

Какви са актуалните проблеми, свързани с мостовете, които са част от големите инфраструктурни проекти в България?

(Проф. Николай Рангелов) Мостовете са инженерни съоръжения, които предлагат голямо поле за развитие на конструктивното творчество. Налице е значително разнообразие в конструктивните решения както при избора на статическата система, свързано и с технологията на изпълнение и монтаж, така и по отношение на използвания конструктивен материал – стоманобетон, стомана и т. нар комбинирани стомано-стоманобетонни конструкции. Всички те имат своите предимства и недостатъци и практиката по света е показала, че в зависимост от конкретните теренни условия целесъобразни може да се окажат различни конструктивни решения. Ето защо според мен един от най-съществените проблеми при мостостроенето у нас е липсата на вариантност и разглеждане на различни алтернативи. Още от 70-те години на миналия век е възприето като масово едно конструктивно решение, основано на предварително напрегнати стоманобетонни греди. Наистина, при някои  условия това решение се оказва доста ефективно като начално капитално вложение, но след 20-30 години при редица изпълнени по този начин мостове се установяват сериозни проблеми. За съжаление, тази инерция продължава с пълна сила и днес. Парадоксът е, че вместо за конкретни условия да се вземат конкретни адекватни и целесъобразни решения, се търси „подчиняване“ на теренните условия на предварително възприетото решение.

Стоманените мостове имат редица съществени предимства, произтичащи от високата якост на конструкционната стомана и ниско собствено тегло на връхната конструкция. Това позволява премостване на по-големи подпорни разстояния, което е особено ефективно при голяма височина на стълбовете. Особено важно предимство на стоманените мостове е в контекста на сеизмичната опасност на територията на нашата страна. Защото земетресенията въздействат върху сградите и съоръженията чрез възникващите инерционни сили, които зависят от масата. Следователно 3-4 пъти по-малката маса на една стоманена връхна конструкция в сравнение със стоманобетонна би довела до много по-малки земетръсни сили за стълбовете и фундаментите на съоръжението. А един от районите с най-висока сеизмичност у нас е около Кресна, където е и трасето на магистрала Струма.

Не на последно място като предимство трябва да посочим и дълготрайността на стоманените мостове. Много стари стоманени мостове у нас са достигнали проектния експлоатационен срок от сто години. Предвидимите разходи за поддържане на стоманените мостове са също едно съществено тяхно предимство. От друга страна използването на т. нар. атмосфероустойчива стомана може да сведе до минимум експлоатационните разходи.

Ето защо считам, че окончателната цена на едно мостово съоръжение трябва да се определя и сравнява за целия проектен експлоатационен срок. Вие сами можете да си зададете логичния въпрос „евтиното не излиза ли по-скъпо?“, като имате предвид непрестанните ремонти на стоманобетонните виадукти по магистралите, които, разбира се, имат своята цена, а тя едва ли е калкулирана при тяхното начално оценяване.

Каква е причината за масовите ремонти на мостовете по автомагистралите в България?

(Доц. Цветан Георгиев) Задавате много добър въпрос. И на мен ми се иска да попитам същото и да получа отговор. Нека да започнем оттук. Това ремонти ли са или подмяна на горното строене на мостовете? Според нас става дума за цялостна подмяна на главните греди и за строителство на нова пътна плоча. Експлоатационният живот на една мостова конструкция следва да е сто години, а тези за които вие питате, са на около 35 години. Ако тези технически решения са издържали 35 години, с какви други по-различни решения за главни греди ги заменяме. Отговорът е подобаващо изненадващ. Прилагаме същото решение, но завишаваме бетоновото покритие на армировката.  Дали това е достатъчно? Ето нагледен пример за това как цената на едно мостово съоръжение в периода на пускане в експлоатация е една, а след 30 години, когато се прави подмяна на връхната конструкция, нараства значително. А какво би станало, ако такива подмени се правят на всеки 30 години?

Бихме искали да добавим и още нещо. Според нас, ако заменим връхната конструкция на т.н. „ремонтирани“ мостове със значително по-лекото решение чрез комбинирани стомано-стоманобетонни главни греди, ще постигнем олекотяване на горното строене, олекотяване на долното строене, и редуциране на сеизмичните сили. Само с този ход ще постигнем доближаване на осигуреността на стълбовете на моста до изискванията на съвременните стандарти. Разбира се, следва да се извършат мероприятия за спиране на карбонизацията на бетона и заместване на корозиралата армировка с нова, но при значително по-облекчени условия, дължащи се на цялостното олекотяване на моста.  Същият благоприятен ефект би имало и върху фундирането на моста. Тоест ако обобщим казаното дотук, чрез прилагането на „стратегията на олекотяване“ посредством комбинирани главни греди можем ефективно да повишим сигурността на целия мост.

Има ли възможности за приложение на комбинирани стомано-стоманобетонни мостове у нас както за ново строителство, така и за ремонт на съществуващи естакади и виадукти?

(Доц. Цветан Георгиев) През септември бяхме поканени от Българска асоциация за метални конструкции  (БАМК) да споделим наши виждания за приложение на стоманени и комбинирани мостове по инфраструктурните проекти на България. Това бе един работен семинар по време на Пловдивския панаир. Тогава показахме, че предвид значително по-ниското тегло на мостове с комбинирана стомано-стоманобетонна конструкция и като се отчита и високата сеизмична опасност в района на Кресна, т.е. лот 3.2. на АМ Струма, може да се постигне едно много ефективно решение като вместо отвори на 24 метра се премине към отвори на 48 метра. Ефектът би бил значителен, защото намаляваме броя на стълбовете на моста наполовина. Това е много спестено време и пари, както и спестяване на екологична интервенция върху природата. Пак като изходим от по-леките комбинирани мостове, можем да приложим тази стратегия и за ремонт на съществуващи естакади. Както вече споменахме, това не е ремонт, а подмяна на горното строене с по-леко. Веднага се постига ефект на облекчаване на долното строене с по-ниски сеизмични сили.

Вие можете ли да предложите алтернативни и ефективни решения?

(Проф. Николай Рангелов) При теренни условия, предполагащи големи подпорни разстояния, стоманените мостове са ефективна алтернатива, а практиката (за съжаление не нашата) показва, че при мостове с отвори от порядъка на 50-80 м особено целесъобразни се оказват комбинираните стомано-стоманобетонни конструкции. Това са конструктивни решения, при които пътната плоча е стоманобетонна, останалата конструкция е стоманена и чрез подходящи съединения между тях се осигурява ефективна съвместна работа. Така се комбинират предимства и недостатъци на двата материала.

Има ли у нас инженерен и производствен капацитет за такъв вид мостове?

(Проф. Николай Рангелов) Да, у нас има достатъчно производители на стоманени конструкции, които са в състояние да се справят с подобни задачи. Повечето от тях са обединени в споменатата от доц. Георгиев БАМК. Тук ще направя едно отклонение по актуалната тема за взаимодействие между бизнеса и науката. Мисля, че сме намерили ефективна форма на реализиране на такова сътрудничество чрез асоциирането към БАМК на катедра „Метални, дървени и пластмасови конструкции“ към Строителен факултет на УАСГ, която е водещото изследователско звено у нас в областта на стоманените и комбинираните конструкции, в частност и такива мостове.

Трябва да си дадем ясна сметка, че наличието на голям производствен капацитет е необходимо, но не достатъчно условие за реализиране на подобни проекти. Ключово важно е и осигуряване на високо качество на производството и монтажа. Това е регламентирано от съответни европейски стандарти, по които са сертифицирани и нашите водещи производители. В правото сте да кажете, че това в специфичните наши условия не гарантира задължително желаното качество. Ще опровергая тези съмнения като кажа, че колкото и парадоксално на пръв поглед да изглежда, именно производителите са тези, които първи са осъзнали, че осигуряването на действително, а не формално високо качество им отваря широко вратите към европейските и световните пазари.

Накрая, имам всички основания да смятам, че натрупаният опит и практически знания през 70-те и 80-те години на XX век не са напълно забравени.

Какъв е опитът на съседните на България страни?

(Доц. Цветан Георгиев) Катедра „Метални, дървени и пластмасови конструкции“ към УАСГ е единственото специализирано академично звено в България в областта на строителните стоманени конструкции и като такова ние имаме и своите международни контакти. Това ни помага лесно да обменяме информация със сродни на нас звена и институции. Така например, когато потърсихме съдействие от наши колеги от Гърция и Румъния за техни текущи проекти за комбинирани мостове, те откликнаха и много бързо ни „заляха“ с информация и различни примери на реализации. Това показва, че популярността на този вид конструкции в сродните държави членки на Европейския съюз от региона е многократно по-голяма в сравнение с България.  Популярността идва с икономическата ефективност и техническата обоснованост на комбинираните мостове. Нещо повече, чрез прилагане на този вид строителство гръцките строителни фирми изнасят конструкции за Албания. Това  е важно да се подчертае, защото рано или късно и нашите пътно-строителни фирми ще потърсят външни пазари, а тогава инертността и рутината, в която родното мостостроене е изпаднало, няма да са техни предимства, а напротив ще бъдат негатив.

Има ли катедра „Метални, дървени и пластмасови конструкции“ към УАСГ капацитет да подпомага държавните инвеститорски дирекции като АПИ и НКЖИ?

(Проф. Николай Рангелов) Убеден съм, че да, ние имаме достатъчно знания и сме в състояние да окажем помощ в тази посока на държавните агенции, отговорни за реализирането на инфраструктурни проекти. Споменатите от мен постижения в областта на стоманените конструкции от близкото минало са проектирани от нашите учители от катедрата и мисля, че като техни достойни ученици и последователи сме съхранили и даже увеличили натрупаните както теоретични, така и практически знания. Наред с това трябва да отбележа и някои неотдавнашни и текущи научни изследвания при нас главно в областта на комбинираните стомано-стоманобетонни мостови конструкции.

Убеден съм, че са налице достатъчно предпоставки за излизане от порочния кръг на набраната с десетилетия инерция и успешно продължаване на прекъснатата традиция в областта на стоманените мостове. Само чрез обективно сравняване на различни варианти и тяхната оценка, но за целия проектен експлоатационен срок, може да се достигне до оптималните решения за всеки конкретен случай.