about_history_01

Строительство моста Люзанси, Франция, 1946 год. Установка сегмента.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ

 

 

Концепция конструкций из предварительно напряженного бетона ознаменовала абсолютно новое направление строительства. С развитием преднапряжения проектировщики получили возможность контролировать поведение конструкции, возводить более экономичные, оптимальные строительные объекты при большей гибкости дизайна и эстетичности сооружения в целом. В настоящее время практически нет областей строительства, где бы не мог найти применения предварительно напряженный бетон.

 

Концепция предварительного напряжения бетонных конструкций в ее современном понимании появилась благодаря французскому инженеру Эжену Фрейссине. Сама идея существовала уже давно, но именно Эжен Фрейссине окончательно сформировал ее и нашел ей практическое применение. Будучи выпускником французской политехнической школы и национальной школы мостов и дорог, Фрейссине на протяжении всей своей карьеры изучал свойства и характеристики бетонных конструкций. Его многолетний опыт и исследования привели к получению им патента на технологию возведения конструкций из предварительно напряженного бетона в 1928 году. Этот патент был получен на высокопрочные стальные тросы, натянутые в бетонной балке.

Укрепление здания морского терминала в Гавре (Франция)

Укрепление здания морского терминала в Гавре (Франция)

Впервые преднапрягаемая сталь была использована в бетонном элементе для противодействия усилию растяжения, значительно сокращая, таким образом, количество необходимой пассивной стальной арматуры. Вскоре после получения патента Фрейссине открыл свой первый завод по изготовлению преднапряженных конструкций во Франции. Это был абсолютный успех с технической точки зрения, и полный провал в коммерческом плане, так как запуск производства пришелся на экономический кризис, и в 1933 году завод пришлось закрыть. Однако уже в 1935 году Фрейссине удалось доказать все преимущества преднапряжения на практике. Благодаря этой технологии удалось спасти здание морского терминала в Гавре (Франция), часть которого уходила под воду со скоростью 25,4 мм в месяц. Фрейссине предложил укрепить фундамент с помощью преднапряжения. Его непревзойдённый успех дал толчок развитию и широкому применению технологии.

РАЗВИТИЕ ПРЕДНAПРЯЖЕНИЯ В АМЕРИКЕ

 

У истоков популяризации преднапряжения в США стоял Гюстав Манель, бельгийский инженер и профессор. Работая в своей лаборатории в Бельгии во время Второй Мировой Войны, Манель провел многочисленные исследования и испытания предварительно напряженного бетона, среди которых полномасштабное исследование предварительно напряженных бетонных балок моста, а также более полное изучение свойства текучести бетона и арматуры.

Гюстав Манель, основатель преднапряжения в США

Гюстав Манель, основатель преднапряжения
в США

В основном Гюстав Манель исследовал текучесть высокопрочных тросов, и текучесть и усадку обычного армированного бетона. На основании его исследований был сделан вывод о том, что высокопрочные тросы, используемые для преднапряжения, подвержены текучести гораздо меньше, чем низкопрочная мягкая стальная арматура, используемая при обычном армировании.

 

К моменту окончания Второй Мировой Войны, Манель был одним из немногих инженеров, обладавших знаниями в области проектирования и строительства пост-напряженных конструкций. Благодаря этому в 1948 году Манель получил возможность применить свои обширные теоретические знания на практике, когда американские инженеры из Филадельфии обратились к нему для проектирования первого крупного строительного объекта с использованием предварительно напряженного бетона в Америке, моста Уолнат-Лейн. При разработке проекта необходимо было выбрать наиболее экономичную технологию строительства, но при этом сохранить эстетическую составляющую проекта. Таким образом, была применена система преднапряжения, отвечающая всем заявленным требованиям. С этого момента начинается история развития преднапряжения в Америке.

Мост Уолнат-Лейн, Филадельфия, 1950 г.

Мост Уолнат-Лейн, Филадельфия, 1950 г.

Мост Уолнат-Лейн, Филадельфия, 1950 г.

 

Профиль главного пролета моста Уолнат-Лейн

Профиль главного пролета моста Уолнат-Лейн

about_history_07РАЗВИТИЕ ПРЕДНAПРЯЖЕНИЯ В РОССИИ

 

Большой вклад в развитие преднапряжения в России внес Виктор Васильевич Михайлов, советский ученый, специалист в области строительных конструкций. Именно он стал основоположником теории и техники применения предварительно напряженного бетона в СССР. В то время предварительное напряжение широко применялось, в основном, при изготовлении конструкций гражданского и промышленного строительства. Всего выпускалось около 30 млн м3 конструкций из предварительно напряженного бетона в год, что значительно превышало объемы других стран. Предварительно напряженные конструкции обычно изготавливались с натяжением арматуры на упоры. Подобное производство могло осуществляться во всех регионах страны. Такая широкая география технологии стала возможна благодаря внедрению электротермического способа натяжения стержневой арматуры повышенной прочности. Технология преднапряжения широко применялась при строительстве различных объектов в Санкт-Петербурге. Среди них можно выделить Спортивный Комплекс «Юбилейный», возведенный в 1967 году. Для своего времени это строительство считалось экспериментальным благодаря использованию вантовой конструкции технического потолка главной арены. Потолок держится на стальных преднапряженных тросах, натянутых между центральным барабаном и внешним железобетонным кольцом, лежащим на высоких несущих пилонах. По форме конструкция напоминает «велосипедное колесо» и не имеет промежуточных опор. При строительстве моста Александра Невского также была применена технология преднапряжения. Были использованы стальные тросы диаметром 70мм, стягивающие отдельные части моста (по данным СПБ ГБУ «Мостотрест»). В конструкциях моста они пропущены пучками через предусмотренные технологические отверстия. Наиболее широкое распространение система предварительного напряжения в России нашла в строительстве защитных оболочек атомных электростанций. При строительстве таких крупных АЭС, как Балаковская, Калининская, Ростовская, была применена система предварительного напряжения защитной оболочки.

К сожалению, после распада Советского Союза объем выпуска преднапряженных конструкций снизился в 10 раз, однако за последние годы все больше представителей строительного рынка склоняются к установке системы преднапряжения. Прежде всего, развитие преднапряжения связано с его установкой в перекрытия жилых, офисных и коммерческих зданий, поскольку все интенсивнее развивается переход к проектированию зданий с широким шагом поперечных стен и колонн, что является одним из основных доводов в пользу преднапряжения. В целом, с момента получения первого патента в 1928 году, система постоянно развивалась, дорабатывалась и улучшалась, совершенствуясь в разных аспектах, от улучшения антикоррозийной защиты компонентов до сокращения влияния на окружающую среду. Однако ее основные преимущества, такие как экономия материалов, уменьшение нагрузки на фундамент, относительная легкость конструкции, гибкость дизайна и эстетичность сооружения в целом, все еще остаются актуальными, и зачастую являются решающими факторами при выборе технологии.