Над рекой Хуншуйхэ в ущелье Лунтань уезда Тяньэ Гуанси-Чжуанского автономного района арка из бетонного моста с главным пролётом 600 метров, словно радуга, перекинулась через реку, соединив два берега. Это и есть мост Тяньэ-Лунтань, который единовременно увеличил мировой рекорд пролёта бетонных арочных мостов с 445 до 600 метров, одним рывком преодолев признанный в отрасли технический запретный рубеж 600-метрового класса.
24 августа на церемонии вручения Научно-технических премий Гуанси 2026 года проект «Ключевые технологии строительства бетонных арочных мостов с пролётом 600 м», возглавляемый академиком Инженерной академии Китая, профессором Гуансийского университета Чжэн Цзелянем, был удостоен высшей премии за достижения в области науки и техники Гуанси. Ранее мост Тяньэ-Лунтань уже получил высшую награду Международной ассоциации по мостам и строительным конструкциям (IABSE) в категории крупных автомобильных и железнодорожных мостов.
Арочные мосты — важный тип современных мостов. Ранее в отрасли считалось, что пролёт обычных бетонных арочных мостов вряд ли превысит 400 метров, а сталежелезобетонным арочным мостам также сложно преодолеть отметку в 500 метров. «Япония, Хорватия и другие мостостроительные державы ещё в 1990-х годах публиковали исследовательские отчёты о строительстве бетонных арочных мостов 600-метрового класса, однако до сих пор они остановились на отметке менее 390 метров», — говорит Чжэн Цзелянь. — «Мост Тяньэ-Лунтань — это не только насущная инженерная необходимость, но и важная возможность для нашей страны выйти на одну арену с мировыми мостостроительными державами и добиться технологического прорыва».
Прорыв начался с проектных стандартов. Главный конструктор моста Тяньэ-Лунтань, заместитель главного инженера Гуансийской транспортно-проектной группы компаний Шан Цунцзинь рассказал, что на тот момент в Китае и за рубежом не существовало проектных норм для подобных арочных конструкций. В ходе углублённых исследований команда новаторски предложила двойной контрольный стандарт: «метод допускаемых напряжений + двойной нелинейный конечно-элементный анализ». Первый используется для проверки прочности сечения арки, второй — для точного моделирования всего процесса строительства с целью проверки общей несущей способности по предельному состоянию.
«Применение на реальном мосту показало, что фактические деформации и напряжения, зафиксированные при строительном мониторинге, в высокой степени совпадают с теоретическими значениями, а общий коэффициент запаса прочности удовлетворяет требованиям норм», — отмечает Шан Цунцзинь.
По статистике, постоянные нагрузки в бетонных арочных мостах с жёстким скелетом большого пролёта составляют 92–96% от общего напряжения, при этом постоянная нагрузка от внешнего бетона составляет около 55% всей постоянной нагрузки. Снижение веса — ключ к прорыву в увеличении пролёта. Для этого команда спроектировала главную арку в виде двух раздельных рёбер, отказавшись от плит днища и кровли средней секции с низким уровнем напряжений. Общая ширина верхней и нижней плит была уменьшена с 23 до 13 метров, что позволило сократить объём внешнего бетона с 40 000 до 28 000 кубических метров. В результате расход бетона на погонный метр арки 600-метрового моста снизился на 22% по сравнению с аналогичными мостами 400-метрового класса, а постоянные нагрузки остались практически на том же уровне. Одновременно были усилены постоянные поперечные связи и добавлены временные распорки для обеспечения поперечной устойчивости.
На этапе бетонирования внешней оболочки команда новаторски предложила технологию «3 кольца, 6 участков, 8 рабочих зон, с использованием 8 насосов высокого давления для одновременной заливки 4 рабочих зон за один цикл». Все 28 000 кубических метров внешнего бетона моста были уложены за 36 этапов, без использования вантовой системы регулировки нагрузок, при этом растягивающие напряжения стабильно удерживались в пределах 1 МПа. Для наиболее уязвимого к ветровым нагрузкам этапа максимальной консоли команда оптимизировала расстановку ветровых оттяжек на основе CFD-анализа и аэродинамических испытаний: при сокращении их количества на 20% боковые смещения от ветровой нагрузки снизились на 30%, а все требования по ветроустойчивости на всех этапах были полностью удовлетворены.
«Выявить источники инженерных рисков и решить их с помощью научно обоснованных технических мер» — так Чжэн Цзелянь охарактеризовал суть проведённой работы. Он рассказал, что при финансовой поддержке крупного специального научно-исследовательского гранта Департамента науки и технологий Гуанси-Чжуанского автономного района команда самостоятельно решила комплекс задач по строительству бетонного арочного моста 600-метрового класса. По сравнению с вариантом вантового моста, строительство моста Тяньэ-Лунтань позволило напрямую сэкономить 110 миллионов юаней, а за 100-летний расчётный срок службы расходы на обслуживание, как ожидается, сократятся на 470 миллионов юаней.
В марте 2023 года, в период строительства моста Тяньэ-Лунтань, Инженерная академия Китая и Международная ассоциация по мостам и строительным конструкциям провели в городе Наньнин «Вторую всемирную конференцию по технологиям строительства большепролётных арочных мостов» на фоне строительства этого моста. В конференции приняли участие почти 30 академиков. Участники конференции оценили технологии строительства моста Тяньэ-Лунтань как «представляющие высочайший международный уровень».
Мировые арочные мосты — за Китаем, китайские арочные мосты — за Гуанси. Обладая уникальными ключевыми технологиями мирового уровня, Чжэн Цзелянь вместе с командами Гуансийского университета и других организаций отважно покоряет вершины мостостроительной техники, непрестанно превосходя собственные достижения в области арочного мостостроения мирового класса.