Південний міст через річку Дніпро в м. Києві запроєктовано Київською філією Державного інституту з проєктування і вишукування автомобільних доріг «Союздорпроект» під керівництвом головного інженера проєкту Г.Б. Фукса і призначено для автомобільного та пішохідного руху, а також проїзду потягів метрополітену. Будівництво мосту тривало 7 років і було завершено у 1990 році. У цьому ж році міст було прийнято в постійну експлуатацію для автомобільного та пішохідного руху. У 1992 році після спеціального обстеження по мосту було відкрито рух потягів метрополітену (рис. 1).
Міст був запроєктований за чинними на той час технічними умовами [1] із урахуванням перспектив розвитку транспортної інфраструктури на вертикальні рухомі навантаги від колони автомобілів за схемою Н-30 та одиничної навантаги від автомобіля за схемою НК-80 із орієнтовною інтенсивністю руху в межах 20 тис. автомобілів на добу, а також на навантаги від п’ятивагонних потягів метрополітену.
Південний міст загальною довжиною 1256 м – це споруда з однопілонною вантовою сталевою прогоновою будовою з вантовим прогоном завдовжки 439,0 м, двопрогоновою залізобетонною коробчастою будовою (анкерна частина вантового прогону) завдовжки 119,5 м та дев’ятипрогоновою залізобетонною коробчастою спорудою завдовжки 661,5 м.
Сталеві вантові прогонові будови та залізобетонні вантові анкерні прогони примикають до пілона. Сталева балка жорсткості Південного моста складається із двох тристінчастих коробчастих балок, що симетрично розташовані відносно поздовжньої осі моста (рис. 2, а), по яких влаштовано автопроїзди для шести колон автотранспорту по три з кожного боку. Загальна ширина балки жорсткості дорівнює 41,6 м. Коробчасті балки об’єднані сталевою ортотропною плитою, на якій розташовано дві колії метрополітену. Всередині великих коробок балок розміщені трубопроводи – по одному в кожній коробці, а в середині малих коробок балок влаштовано анкерні кріплення вантів.
Залізобетонні прогони Південного моста в поперечному перерізі складаються з трьох коробчастих балок із попередньо-напруженим армуванням (рис. 2, б). Коробчасті балки об’єднані між собою по верхніх плитах. Над середньою балкою розміщено дві колії метрополітену, а над крайніми – автопроїзди та пішохідні тротуари.
а – на сталевих прогонах, б – на залізобетонних прогонах
Пілон моста виконано з монолітного залізобетону, а його ноги розташовані в зонах між автопроїздами та метропроїздом. Вершина пілона знаходиться на висоті 110 м від рівня проїзду. В рівні проїздів поперечний переріз ніг пілона становить 2×5 м, причому задля зменшення їх гнучкості поперек моста є горизонтальні розпірки, що утворюють раму.
Також варто зазначити, що вантова система Південного моста є двоплощинною, кожна з яких знаходиться в зоні між автопроїздами і метропроїздом. Ванти, що йдуть у бік головного прогону, мають горизонтальну орієнтацію канатів, а в бік залізобетонної частини – вертикальну. Ванти моста сформовані з пари витих закритих канатів діаметром 62 мм кожен, об’єднаних між собою стяжними пристроями й гасниками коливань. Канати вантів виготовлені згідно вимог [3]. Модуль деформації канатів в діапазоні робочих навантаг прийнятий 17,3×106 т/м2. В поперечному перерізі канат складається з чотирьох шарів Z-подібних дротин та чотирьох шарів круглих дротин, отже в канаті загалом налічується 154 дротини за схемою 1×154 (1+7+7/7+14+20Z+28Z+32Z+38Z). Ззовні канати вкриті захисним цинковим і фарбовим покриттям. Внутрішні дротини канатів без захисного покриття.
Вузли анкерування вантів у сталевій балці жорсткості розміщені в малих коробках. Коробки разом із вузлами повністю виконувались на заводі. Вузли розташовані в 12 групах по три через 2,5 м за довжиною балки. Відстань між групами вантів – 10,0 м. У кожному ванті налічується по 2 канати. Загальна кількість канатів у сталевій балці жорсткості – 144 шт. Канати вантів оперті через систему шайб і нахилені по осі вантів траверсних балок. Траверсні балки за допомогою фланцевих кутників прикріплені до стінок коробок на високоміцних болтах М24. На поясах траверсних балок встановлена опорна шайба, в якій утворено отвір для пропуску анкера і сферичної випуклої шайби. Між сферичною випуклою шайбою і торцем анкера встановлені пакети роз’ємних шайб задля коректування довжини канату. На поверхні коробки встановлено кожух, в якому розташовано дубовий вкладиш, що фіксує положення вантів і не допускає коливань у зоні анкерування.
За останні 10 років комплексне спеціальне обстеження мосту виконувалось у 2017, 2021 та у 2025 роках. За результатами обстеження 2025 року встановлено, що канати вантів Південного мосту містять дефекти та пошкодження, що знижують їх довговічність та несну здатність. За результатами обстеження згідно норм [2] експлуатаційний стан вантів відповідає стану 4 (обмежено працездатний).
Що ж безпосередньо стосується характеристики дефектів і пошкоджень вкажемо на наступне. При огляді канатів на ділянці між пілоном і прогоновими будовами виявлено сліди корозії та пошкодження захисного покриття. Стяжки між канатами знаходяться в проєктному положенні. Проте канати вантів у пілоні проходять через канали в тілі пілону, внаслідок чого дана ділянка не доступна для візуального огляду. Всі анкери канатів і виходи канатів закриті захисними ковпаками. На виході канатів із каналів слідів іржі не виявлено. Упорні площадки вантів у пілоні знаходяться в задовільному стані, слідів іржі також не виявлено.
Канати вантів в залізобетонних вантових прогонових будовах проходять через канали в верхній плиті прогонових будов 9-11 і дана ділянка не доступна для візуального огляду. Анкери канатів опираються на упори, що розташовані на нижній поверхні плити. Місця входу в канали закриті захисними гумовими ковпаками. На вході в канали на канатах вантів слідів іржі не виявлено. Однак сліди іржі містять циліндричні сталеві обойми упорів на верхній частині плити. Упорні площадки вантів у залізобетонних вантових прогонових будовах в цілому знаходяться в задовільному стані. Частина анкерів містять сліди іржі та протікання мастила (рис. 3).
В сталеві прогонові будови проходять через вікна, що розташовані у верхній ортотропній плиті малих коробок балки жорсткості. Місця входу канатів закриті металевими кожухами квадратного січення, що прикріплені до ортотропної плити болтами. Гумових ковпаків, що закривають вхід у кожух немає. Герметизація на вході канатів виконана встановленням дерев’яних вкладишів, на поверхню яких нанесено герметик. Однак стан герметизації незадовільний, внаслідок чого практично у всіх місцях герметик пропускає воду. На нижній грані дерев’яних вкладишів для фіксації положення вантів і канатів вантів присутні сліди іржі та просочування води. Сліди іржі виявлені практично на усіх канатах в сталевій балці жорсткості. Особливе занепокоєння викликає повне корозійне руйнування окремих дротин частини канатів, але на даний час це лише дротини зовнішнього шару канатів, що знаходяться в контакті із дерев’яними вкладишами (рис. 4). В подальшому через відсутність антикорозійного покриття внутрішніх дротин канатів, корозія, радше за все, вразить і їх.
Загальна тенденція накопичення пошкоджень у канатах вантів сталевої частини Південного мосту за результатами обстежень 2017, 2021 і 2025 років висвітлена на рисунках 5, 6.
Висновки. Результати обстежень 2017, 2021 і 2025 років засвідчують, що кількість пошкоджених дротів у канатах вантів, а також кількість самих канатів вантів із корозійними пошкодженнями постійно збільшується. Останнє викликано як порушенням антикорозійного захисного шару, так і дефектами конструкцій вводу канатів вантів у сталеві прогонові будови. Ба більше, конструкція канатів вантів не має внутрішньої ізоляції, а покриття, яке було нанесене при їх виготовленні, зазнало природне старіння, що призвело до виникнення відкритих пустот між дротами вантів. Даний фактор теж впливає на збільшення кількості пошкоджень канатів вантів і з плином часу прогнозована кількість пошкоджень буде лише збільшуватись. Зазначимо, що роботи по заміні навіть декількох вантів потребують виконання доволі значного комплексу робіт із облаштування пілону і балки, обмеження руху автотранспорту, влаштування захисного накриття над коліями метрополітену, розроблення, виготовлення та влаштування спеціальних допоміжних конструкцій. Понєваж кількість пошкоджень із кожним роком невпинно збільшується і надалі ця тенденція повсякчас буде тільки зростати, доцільно розглянути можливість заміни всіх канатів вантів мосту на нові з сучасною конструкцією, що мають внутрішній антикорозійний захист.
Стан канатів вантів Південного мосту вимагає проведення невідкладного капітального ремонту за спеціально розробленим проєктом, розроблення якого займе певний час, однак вже зараз необхідне проведення робіт із метою сповільнення процесу деградації канатів вантів.
1. СН 200-62. Технические условия проектирования железнодорожных, автодорожных и городских мостов и труб. – Москва: Государственный комитет совета министров СССР по делам строительства, 1962. – 328 с.
2. ДСТУ 9181:2022. Настанова з оцінювання і прогнозування технічного стану автодорожніх мостів. – Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2022. – 52 с.
3. ТУ 14-4-1216-82. Канаты стальные оцинкованные спиральные закрытой конструкции. – Москва: Министерство черной металлургии СССР, 1982. – 16 с.