Российские учёные создали модель, которая делает мосты неуязвимыми даже при землетрясениях

В Пермском Политехе создали компьютерную модель, которая в пять раз точнее существующих методов рассчитывает надёжность опорных частей мостов. Это открытие особенно важно для регионов с повышенной сейсмической активностью — Крыма и Дальнего Востока, где безопасность инфраструктуры напрямую зависит от качества проектирования.

Почему опоры — сердце моста

В России эксплуатируется более 42 тысяч мостов, и их устойчивость в критические моменты во многом определяется работой опорных частей — подшипников. Именно они гасят колебания, перераспределяют нагрузку и продлевают срок службы конструкции.

Особую роль играют сферические опорные части: полимерный слой, зажатый между стальными чашами, принимает на себя вибрации и предотвращает разрушение. Но точность расчётов таких элементов до недавнего времени оставляла желать лучшего.

Сложности старых методов

Традиционные методики не учитывали важный фактор — ползучесть полимеров, то есть их постепенное текучее деформирование под нагрузкой. В итоге прогнозы могли расходиться с реальностью на 70%. Это делало проектирование менее надёжным и повышало риски при эксплуатации.

Новая модель из Перми

Учёные Пермского Политеха разработали метод, который снижает погрешность до 13-20%. Секрет в учёте ключевых параметров:

• способа крепления полимерного слоя,

• его толщины,

• характера сцепления с поверхностью.

Оптимальным решением оказалось сцепление с шероховатой поверхностью и толщина слоя от 4 до 8 мм. Такой вариант показал максимальную эффективность в испытаниях и подтвердил долгий срок службы опорных элементов.

Сравнение методов

Советы шаг за шагом: как применять модель

1. На этапе проектирования моста задать параметры опорных частей в программе.

2. Ввести данные о толщине полимерного слоя (4-8 мм).

3. Указать тип поверхности — шероховатая для лучшего сцепления.

4. Смоделировать нагрузку в условиях сейсмических колебаний.

5. Получить прогноз с минимальной погрешностью и заложить его в проект.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: использовать усреднённые данные без учёта свойств материалов.
  Последствие: повышенные риски разрушения.
  Альтернатива: применять новые модели, учитывающие поведение полимера.

• Ошибка: экономить на испытаниях.
  Последствие: преждевременный износ опор.
  Альтернатива: тестировать материалы в условиях, максимально приближённых к эксплуатации.

• Ошибка: полагаться на импортные решения.
  Последствие: зависимость от поставок и высокая цена.
  Альтернатива: развивать отечественные аналоги с учётом локальных условий.

А что если использовать модель в других сферах?

Принцип расчёта можно адаптировать не только для мостов. Та же логика применима в строительстве высотных зданий, транспортных развязок и даже спортивных арен, где опорные элементы должны выдерживать большие динамические нагрузки.

Плюсы и минусы разработки

FAQ

Почему именно полимерный слой так важен?
Он играет роль амортизатора и гасит колебания, продлевая срок службы моста.

Можно ли использовать эту модель для старых мостов?
Да, при реконструкции расчёты помогут подобрать оптимальные параметры опор.

Есть ли интерес со стороны промышленности?
Да, уже проявила интерес компания "АльфаТех", занимающаяся производством опорных частей.

Мифы и правда

• Миф: современные мосты уже полностью безопасны.
  Правда: качество расчётов и материалов напрямую влияет на их надёжность.

• Миф: уход иностранных производителей не критичен.
  Правда: без отечественных решений возникла бы зависимость от импорта.

• Миф: новые модели — это лишь теория.
  Правда: метод прошёл практические испытания и показал точность в пять раз выше.

3 интересных факта

• В России на каждый регион приходится в среднем более тысячи мостов.
• Самые протяжённые мосты в стране находятся на Дальнем Востоке и в Сибири.
• В Японии и Китае уже активно используют компьютерные модели для расчёта мостов в сейсмоопасных районах.

Исторический контекст

1. В СССР мосты строили в условиях ограниченных технологий моделирования, полагаясь на усреднённые данные.

2. В 1990–2000-е годы Россия пользовалась импортными подшипниками и расчётами западных фирм.

3. В 2020-е годы уход зарубежных производителей заставил создавать отечественные решения — и это стало стимулом для технологического рывка.