Конструкция моста, виды

Мост

— сооружение, служащее для перевода дороги через какие либо препятствие, например через реку, канал, овраг или другую дорогу.

Мост состоит из опор и пролётного строения (рис. 1). Промежуточные опоры называются быками, крайние — устоями. Пролётное строение (рис. 2) состоит из:

• а) основной несущей конструкции (главных ферм, сводов, арок и т. д ), передающей нагрузку моста на опоры;
• б) проезжей части;
• в) связей продольных и поперечных, объединяющих элементы пролётного строения в одну неизменяемую систему;
• г) опорных частей строения.

В ряде случаев, в железобетонных и каменных, пролётное строение и опоры составляют одно целое или лишены обособленных проезжей части и связей, например бесшарнирные своды, рамные мосты, плитные мосты и т. д.

Основные размеры моста: величина отверстия (в свету между опорами), величина расчётного пролёта, ширина пролётного строения или расстояние между осями ферм, высота пролётного строения и превышение низа конструкции над отметкой горизонта вод.

Рис.1. Схема моста

Величина отверстия малых мостов определяется пропуском наибольшего (расчётного) расхода воды во время половодья и при наибольшем возможном ливне. Величина отверстия для несудоходных рек и несудоходных частей судоходных рек определяется обычно экономическими условиями наименьшей стоимости моста.

Отверстия продета над судоходными частями рек ограничиваются судоходными подмостовыми габаритами. Расстояние от меженного горизонта воды до низа конструкции в судоходных отверстиях определяется высотой судоходного габарита, которая отмеривается от судоходного горизонта (несколько более низкого, чем горизонт самых высоких вод).

Системы мостов и области применения их.

Основные системы пролётных строений — балочные, арочные и висячие, разрезные, неразрезные и консольные.

Основные виды — по материалу: железобетонные, стальные и деревянные.

В металле и дереве возможны все три основные системы — балочная, арочная и висячая; в железобетоне — балочная и арочная.

Применение принципа сборности сближает конструктивные формы из всех трех материалов.

Получают широкое применение комбинированные конструкции, например стальные балки с железобетонной плитой или железобетонные балки со стальным шпренгелем и др.

В мостостроении основным строительным материалом является железобетон, обладающий преимуществами перед другими материалами (долговечность, меньшие эксплуатационные расходы, малый расход стали и т. д.).

Железобетонные

Большое значение в применении к мосту имеет сборный железобетон, существенно облегчающий монтаж конструкций. Сборные желебетонные мосты монтируются в основном так же, как стальные. При небольших пролётах железобетоные пролётные строения могут быть поставлены опоры краном в целом виде.

Металлические

Основным преимущество металлическх — высокая индустриальность и в связи с этим короткие сроки и малая трудоёмкость изготовления и монтажа, а также сравнительно небольшой вес пролётного строения. Поэтому главная область применения металла в мостостроении — больше пролётов, где эти преимущества имеют еще существенное значение.

Рис. 2. Элементы металлического пролетного строения: 1 — главные фермы; 2 — проезжая часть, ездовое полотно; 3 — продольные балки; 4 — поперечные балки;

5 — опорные части.

Другая область применения металлических мостовых конструкций — подвижные мосты (разводные, разборные возимые и наплавные, напр. военные, для которых существенно важны транспортабельность, быстрота возведения и т. д.).

Деревянные

Преимуществом деревянных — является использование местного материала (леса), малый вес и лёгкая обработка материала. Невысокая долговечность деревянных конструкций ограничивает применение их во временных или в мостах пониженной капитальности. Однако консервирование древесины значительно повышает срок службы деревянных конструкций. .

Развитие мостовой конструктивной формы

Древнейшими материалам для моста были дерево и камень. Древние деревянные мосты не сохранились, однако известны значительное количество мостов, существовавшие до н. э. (через рр. Тибр, Дунай, Рейн и др ). Деревянные мосты средних веков и эпохи Возрождения имели в основном простую балочную и подкосную форму.

В древние и средние века получила широкое npименение основная форма каменных — арочная (в Риме, Испании, Китае). В Древней Руси — были деревянные, через большие реки обычно наплавные ( нач. 12 в. через Днепр в Киеве), а также на ряжах ( в Новгороде). В Армении и Грузи лучили развитие каменные; большой смелостью выполнения отличаются, например на р. Беслети (Грузии 12 в.), Санаинский (Армения, 1234).

В эпоху Возрождения мосты приобрели современную конструктивную форму. В 17—18 вв. лучшие каменные — строились во Франции. В 1716 там был учрежден «Корпус мостов и дорог». В это время начался переход от эмпирических приёмов конструирования к расчету. Некоторые — построенные французким инженером Ж. Р. Перроне и его учениками (конец 18 в. ), удивляют до сих пор смелостью решения (рис. 3). Первый в Москве каменный (Троицкий) был построен в нач. 16 в. через реку Неглинку у стен Кремля; однако развитие каменных мостов происходило весьма медленно.

Во 2-й пол. 17 в. построен Большой Каменный (Всехсвятскип) через р. Москву. В 18 в. в основном продолжалось строительство деревянных. Первые мост в Петербурге, а также на «перспективе» Москва — Петербург были деревянными — свайными и наплавными. В конце 18 в. началось усиленное строительство каменных (Чернышёв мост через Фонтанку и др.).

Рис. 3. Мост в Понт-Сент-Моксане (Франция). 1786.

Интенсивное развитие капиталистического производства, а также транспорта в конце 18 в. обусловило подъём мостостроения на более высокий уровень, появляются чугунные, затем железные и, наконец, железобетонные, каменные — потеряли своё прежнее значение, деревянные строились как — местного значения или временные.

Первые чугунные мосты (арочные) появились в конце 18 в. в Англии — 1779, в России—1784. Русским инженером С. В. Кербедзом был создан в 1850 Николаевский мост. в Петербурге, впоследствии переименованный в мост им. лейтенанта Шмидта, самый большой в своё время по длине чугунный мост в мире.

Широкое строительство железных дорог стимулировало использование железа в мостостроении. В России первые железные мосты были балочные многорешётчатой системы ( Петербургско-Варшавской железно-дорожный через реку Лугу.

В 70-х гг. по инициативе Н. А. Белелюбского стали строить многораскосные — со сжатыми стойками и растянутыми раскосами. Он усовершенствовал их конструкцию в дальнейшем, например в построенном в 1879 мосту через реку Волгу у Сызрани и мост Сибирской железнодорожный Современник Белелюбского Л. Д. Проскуряков ввёл применяемую и теперь треугольную решётку ферм и создал непревзойдённые в своё время по лёгкости со пшренгельной решёткой, например — через р. Енисей Сибирской железнодорожный (1896).

То же изменение конструкции характерно для зарубежных стран. В 80-х гг. 19 в. по инициативе Белелюбского в России при сроительстве мостов ранее, чем в других странах, сварочное железо было заменено литым (сталью).

Рис. 4. Мост через реку Лугу 19857 г.

За рубежом — связи со сложным рельефом местности получили распространение арочные, к наиболее эффектным относится построенный в 1887 инж. А. Г. Эйфелем виадук Гараби во Франции. Строятся также неразрезные и консольно-балочные мосты больших пролётов (через реку Св. Лаврентия в Канаде пролётом 547 м).

На шоссейных дорогах наряду с деревянными мостами нач. 19 в. строились висячие, в которых проезжая часть подвешена к цепи или кабелю, перекинутым через пилоны. Первый цепной — был сооружён в Америке в 1796, затем цепные — появились в Англии России. Пролёты их быстро увеличивались, в 1826 в Англии был построен мост пролётом 176 м через Менийский пролив А. Л. Витберг в России (1809), а затем Л. Навье и М. Сеген во Франции предложили заменить цепь кабелем, что облегчило сооружение висячих мостов и дало возможность довести пролёты до 300 м (Фрейбургский 1834).

В Америке сооружение висячих мостов продолжалось с большим успехом (в 1937 в Сан-Франциско — пролётом 1270 м, в 1956 в Нью-Йорке — 1450 м).

На шоссейных дорогах и в городах для перекрытия больших пролётов строятся и арочные (в Сиднее — пролёт 503 м и около Нью-Йорка — 528 м). В России на шоссейных дорогах строились деревянные, достигшие высокой степени совершенства, — арочные — через рр. Нарову, Вепрж, Любань, через реки и каналы в Петербурге и др.

Первым висячим мостом на Европейском континенте был Пантелеймоновский — через реку Фонтанку в Петербурге (1823) пролётом 37 м при общей длине 54 м. Висячая система была применена также на большом — через р. Днепр у Киева и на Варшавском шоссе через р. Великую у г. Острова.

В конце 19 в. началось строительство железобетонных мостов — сводчатых, балочных и затем рамных. Помимо сводчатых, повторяющих конструктивные формы каменных, но с более лёгким надсводным строением, часто с пустотелыми сводами, возводились с ребристыми сводами, с отдельными арками и развитой проезжей частью.

Пролёты арочных железобетонных — достигают 250—300 м. В России начали строятся железобетонные — в самом конце 19 в. На юге России в нач. 20 в. было построено довольно большое количество железобетонных — малых пролётов. На железных и шоссейных дорогах был построен ряд весьма крупных виадуков.

В СССР железобетонные — получили широкое развитие. В 30-х и 40-х гг. применялись в основном монолитные, многие из которых имели большие размеры (мост Володарского в Ленинграде пролётом 138 м, через канал им. Москвы, Москворецкий — в Москве, через Днепр в Днепропетровске и Запорожье пролётом 140 м и 228 м и др.).

В 50-х гг. получают распространение сборные железобетонные, в т. ч. предварительно напряжённые. В США построен сборный предварительно напряжённый балочной конструкции длиной более 38 км. В СССР сборные балочные конструкции служат для перекрытия большинства малых, в значит, степени средних, а иногда и больших пролётов, в сборном исполнении строятся также крупные арочные (через Енисей в Красноярск), построен мост-метро в Москве.

Стальные в СССР строились в большинстве балочными, на железной дороге обычно разрезными. Получают распространение сварные.

Первый большой цельносварной — был сооружён в 1938 в Ленинграде по проекту Г. П. Передерия взамен старого чугунного моста им. лейтенанта Шмидта (б. Николаевского).

К новым сварным — относятся открытый в 1953 М. им. акад. Е. О. Батона (Новодницкий М.) через р. Днепр в Киеве, в 1957 — Ново-Арбатский мост в Москве и др. Сооружён ряд крупных балочных — комбинированной системы — стальные балки с железобетонной плитой (Ново-Арбатский в Москве, через р. Даугава в г. Риге, 1957, и др.).

На реках при скалистом грунте или в городах применялись арочные (через р. Днепр у Запорожья, через р. Оку в Горьком, Большой Каменный в Москве и др.).

На автогужевых и подвесных дорогах и в городах сооружаются висячие — в виде вантовых ферм, стержни которых состоят из канатов, обладающие большой жёсткостью и экономичностью, или на цепях (Крымский в Москве), или на кабелях (через р. Кузнечиху в г. Архангельске.

Применяются комбинированные системы — балки с гибкой аркой (через р. Белую в г. Уфе).

Деревянные автодорожные мосты применяются в основном простых балочных конструкций, изготовляемых на строительных дворах. Для перекрытия больших пролётов при невозможности использования других материалов строят деревянные, комбинированной системы — балка с аркой.

Опора моста в мостовой конструкции

Проектный институт ТРАНССТРОЙПРОЕКТ специализируется на проектировании транспортных сооружений. Выполняет расчет опор для моста с гарантией долговечности и надёжности. Разрабатывает проектную документацию на опоры (КЖ) точно в срок.

Узнать стоимость проекта опор моста

 

Наиболее трудоемкий и ответственный процесс в строительстве мостов – возведение его опор. Но выбор правильного типа опор и технологий их возведения производится еще на стадии проектирования мостового сооружения.

Опоры мостового сооружения воспринимают на себя постоянные и временные нагрузки и передают их основанию. Неправильные расчеты нагрузок могут привести к воздействию больших усилий на сооружение, чем оно может выдержать, что приведет к нарушению его эксплуатации.

Именно проектировщик решает первоначальную задачу надежности и долговечности проектируемой конструкции, принимая во внимание условия местности будущего строительства, параллельно оптимизируя его стоимость и трудозатраты посредством выбора наилучших технических решений.

В этой статье мы расскажем, какие опоры существуют и из чего приходится выбирать проектировщику, чтобы создать надежный объект, который прослужит не один десяток лет.

Конструкция опоры

Для начала, необходимо понимать, из чего состоит опора моста. Её составляющими чаще всего являются три части:

• Ригель или оголовок опоры – воспринимает давление от пролетного строения и передает нагрузку от опорных частей вниз на тело и фундамент.
• Тело опоры – средняя часть, изготавливаемая из бетона или железобетона. Имеет несколько конструктивных разновидностей, определяющих тип опоры в целом.
• Фундамент опоры – часть опоры, располагающаяся под землей или водой. Тип фундамента выбирается в соответствии с геологическими изысканиями, после исследования грунтов местности будущего строительства. Для некоторых разновидностей тело опоры может одновременно являться ее фундаментом.

Типы опор

По способу изготовления

• Монолитные опоры – изготавливаются из бетона, бутобетона, железобетона или камня.
• Сборные опоры (до 20% бетона в составе) – собираются на монтаже из отдельных блоков. Отличаются от монолитных опор простотой сборки, и, соответственно, меньшей трудоёмкостью с малым количеством «мокрых» работ. Есть также возможность переноса части работ со стройки на завод, например, для предварительного натяжения арматуры. Использование сборных опор сокращает время их возведения, но, нужно отметить, что не всегда этот тип опор подходит для конкретного объекта, т.к. наличие стыков в сборной конструкции делает её менее надежной, в сравнение с монолитной.
• Сборно-монолитные опоры (более 20% бетона).

По расположению

Для возведения любого моста необходимо два типа опор:

• Устои – крайние опоры, на которые опираются концы пролетных строений. Чаще всего имеют в своей конструкции еще один элемент – шкафные стенки, с прямыми или обратными открылками, откосными стенками, отделяющие торцы пролетных строений от насыпи.

Устои также подразделяются на обсыпные, имеющие конус насыпи, входящий в длину пролета, и необсыпные, где насыпь находится в пределах длины устоя.

Пример обсыпного типа устоев, путепровод автодороги Ш-2 на участке от М2 до М7

• Быки – промежуточные опоры, воспринимающие давление от пролетного строения. Чаще всего изготавливаются из железобетона и бетона, и лишь иногда из стали, а так же с использованием деревянных и стальных свай.

Пример опоры металлической промежуточной, путепровод на транспортной развязке на автомобильной дороге «Граница РФ (на Екатеринбург) – Алматы» 1247 км.

По типу мостовой конструкции тела и фундамента опоры

Массивные опоры. Чаще используются при строительстве мостов, находящихся в сложных условиях: например, через крупные реки, реки с агрессивными водами или ледоходом, так как обладают наибольшей прочностью к дополнительным внешним нагрузкам.

Облегченные опоры. Имеют несколько разновидностей:

Столбчатые опоры. Опоры в виде отдельных столбов – оболочек, частично заполненных бетоном, объединенных сверху ригелем. При хороших свойствах грунта, тело опоры служит одновременно и её фундаментом.

Свайные опоры. Железобетонные опоры в виде свай, забитых в грунт и объединенных сверху железобетонной насадкой. Бывают с как ростверком, так и без.

Стоечные опоры. Опоры в виде отдельных стоек, опирающихся на сборный или монолитный фундамент.

Проектирование опор

При проектировании опор необходимо руководствоваться основными принципами, которые позволят сделать правильный выбор:

• Местность и условия строительства. При проектировании моста, который будет подвержен повышенному волновому и ледовому воздействию, а также навалу судов, производится расчет дополнительных нагрузок на опоры, проектируются ледорубы.
• Сроки строительных работ, зависящие напрямую от их трудоемкости, наличия «мокрых» работ, использования грузоподъемной техники.
• Стоимость работ, зависящая от расхода материала на строительство и защиту мостовых опор, а, также, от трудоемкости и сроков строительно-монтажных работ.

Как мы смогли убедиться, задача грамотного выбора типа опор для каждого конкретного случая очень не проста. Специалисты проектного института ТРАНССТРОЙПРОЕКТ имеют широкий опыт проектирования мостовых сооружений. Все выбранные нами опоры грамотно рассчитаны на нагрузки и наилучшим образом подходят к каждому конкретному сооружению, обеспечивая его надежность и гарантируя долговечность.

Заказать консультацию по проектированию

 

Как строят мосты? Клуб почемучек. :: Это интересно!

Здравствуйте, дорогие читатели! Приветствую вас в пятничном выпуске  «

Сегодня я отвечаю  на вопрос мамы Юлии и ее дочки Риты (7 лет): «Как строят мосты?»

Начнем с самого начала. Что такое мост? Думаю, даже ребенок ответит, что мост — это сооружение, помогающее пересечь реку, озеро, ущелье или любое другое препятствие. Мост — это одна из первых инженерных конструкций, придуманная человеком.

Я приглашаю вас сегодня вместе с моими помощниками Катей и Витей повторить ход развития мостостроения и пройти все его этапы на собственном опыте. Для этого нам понадобится мисочка с водой, символизирующая реку, пластилин, зубочистки и полоски картона. Мои помощники будут делать модели всего того, о чем я буду рассказывать, а вы присоединяйтесь к нам. Готовы?

Чтобы понимать, о чем будет говориться дальше, я предлагаю разобраться с инженерными понятиями, касающимися мостов. Посмотрим на рисунок и составим небольшой словарик терминов.

Рисунок 1. Основные части моста

Итак, мост состоит из пролетных строений и опор.

Пролетные строения — это собственно сам мост. То, по чему переходят реку люди или переезжает транспорт. Пролетные строения бывают самыми разными — балочными, фермовыми, арочными, вантовыми и еще несколько других видов. О каждом из них мы поговорим отдельно.

Опоры — это те конструкции, на которые мост (точнее, его пролетные строения) опираются и которые распределяют нагрузку, давящую на сам мост. Опоры, стоящие на берегах реки в обоих концах моста называются устоями. А промежуточные опоры, стоящие в воде — быками.

Теперь, когда о мостах мы уже кое-что знаем, отправимся в путешествие в далекое прошлое.

Спросите, что бы сделал малыш, если бы ему надо было попасть на другой берег речки? А из материалов и инструментов у него были бы только самые простые — дерево, камень, веревки? Скорее всего он ответит, что срубил бы достаточно высокое дерево, перекинул бы его через реку и перешел бы на другой берег по нему. Наверное, именно так и выглядели самые первые мосты на свете.

По одному бревну передвигаться не очень удобно, но если выложить ими целый ряд, то получится обыкновенная дорога, по которой легко перебраться на другую сторону. Именно так долгое время выглядело большинство мостов. Этот тип мостов называется балочным.

Балочный мост

Кроме того, в те же давние времена были изобретены остальные основные конструкции мостов — распорные (арочные и подвесные) и понтонные.

Например, подвесные мосты тоже имеют очень давнюю историю. Они были распространены (и используются по сей день) в горных районах нашей планеты. В Индии, Китае, в Южной Америке. Везде, где есть узкие, но очень глубокие ущелья. Строятся они очень просто. На другой берег перебрасывается (или переносится вплавь) один из концов веревки. Второй конец остается на этом берегу. Оба конца закрепляются. Получается канатный мостик.

По нему рискнет пройти лишь цирковой акробат-канатоходец.

Вспомните, видели ли вы такой номер в цирке? Решится ли малыш повторить его? Нет? Тогда вам надо потренироваться! На прогулке поучитесь ходить по бордюру, как можно дольше сохраняя равновесие. Правда ли, что чтобы не упасть, лучше держаться за какие-нибудь перила? Поэтому чуть выше основного каната на подвесном мосту обычно протягивают еще две веревки, чтобы было за что держаться. Да и снизу часто вместо одного каната протягивают два и настилают по ним настил из поперечных дощечек.

Подвесной веревочный мост. Фото с сайта  www.mostow.ru

А в Индии такие мосты бывают живыми! Люди протягивают канаты с берега на берег и пускают по ним виться ростки лиан. Лианы очень прочные и гибкие растения. И растут они достаточно быстро. Поэтому через некоторое время канат оказывается опутанным лианами, по которым вполне можно ходить как по мосту.

Подвесной мост из лиан. Фото с сайта  www.mostow.ru

Еще один вид мостов — понтонные. Так называют плавучие мосты, пролеты которых опираются не на твердые опоры, а на плавающие в воде объекты — понтоны. Понтонами могут быть просто несколько бочек, связанных одна с другой и поставленных на якорь. Или какие-то плоты. Или даже суда.

Чтобы сделать понтонный мост, опустите в воду плавать половинку пробки

Именно понтонный мост использовал великий и воинственный персидский царь Ксеркс в своем походе на греков. Он мечтал покорить Грецию, собрал несметное войско и выступил в поход. Но армии сначала надо было преодолеть пролив, отделяющий их от Греции — Геллеспонт (ныне Дарданеллы). И тогда Ксеркс приказал по всему проливу поставить на якорь корабли и соединить их мостками, чтобы воины могли перейти по этому плавучему мосту на греческий берег. Но, когда бОльшая часть моста была уже готова, на море вдруг началась сильная буря и разметала все корабли. Мост рухнул. А Ксеркс в ярости приказал своим рабам высечь непокорное море цепями!

Ксеркс наблюдает, как секут море. Рисунок из книги  Райнер Кёте «Мосты»

Но и висячие мосты, и понтонные в те далекие времена использовать было не очень удобно. Они были ненадежными и сложными в эксплуатации. До тех пор, пока не были изобретены новые строительные материалы (а произошло это уже в 19 веке), основными мостами все же были балочные и арочные.

С балочным мостом мы уже познакомились. Он достаточно прочен и его легко строить. Но со временем оказалось, что у такого моста есть ряд недостатков. Самый главный из них тот, что под большим грузом он прогибается. Человек свободно проходит по нему, а вот груженая повозка уже может мост прогнуть и даже переломить.

Балочный мост прогибается под тяжестью

Предложите малышу подумать, что же можно сделать в таком случае?

Конечно же, подставить под длинный пролет опору!

Добавляем промежуточную опору

Если мы взглянем на Рисунок 1, то вспомним, что такие промежуточные опоры называют «быками«.  Правда, необычное название? У детского писателя А. Шибаева есть такое забавное стихотворение:

«Что за шутки? Говорят,
На быках мосты стоят!
Вот он, мост,
Под ним река —
Ни единого быка!
Не пойму я ничего:
Утонули, что ли?
Или все до одного
Убежали в поле
От нелёгкого труда?
Ну, а мост на чём тогда?..»

Промежуточная опора-бык поможет и при второй проблеме: если длина балки моста короче длины реки. Ведь не всегда можно найти такое бревно, чтобы оно доставало с одного берега до другого. Тогда и кладут несколько балок, опирая их концами на опоры, стоящие в воде.

Балочный мост с двумя пролетами

Но даже при наличии промежуточных опор, балки под грузом прогибаются. Эту проблему решили древние римляне.  Дорожная сеть в их огромной империи простиралась на 300 тыс. км. И нередко римлянам приходилось пересекать на своем пути большие и малые речки. От того, насколько успешно они это могли делать, зависела боеспособность римских армий. Поэтому в строительстве мостов римлянам не было равных.  Именно они стали строить первые каменные мосты, использовать в строительстве цемент и делать арочные (или как их еще называют, сводчатые) конструкции.

Знает ли малыш, что такое арка? Возьмите полоску картона и попросите малыша продемонстрировать вам арку. Чем же она лучше ровного перекрытия?

Дело в том, что нагрузка на горизонтально расположенную поверхность гораздо больше, чем на выгнутую дугой. Это можно проверить самому. Пусть малыш попробует надавить пальцем на середину «моста» из полоски картона. Он легко прогнется. А теперь выгните полоску в виде арки и пусть малыш попробует прогнуть этот мост. Правда, это сделать гораздо труднее?

Ровная балка прогибается под тяжестью

Арка тяжесть выдерживает

Поэтому и мосты с арочными перекрытиями очень прочны и их можно делать гораздо длиннее, чем балочные. Есть мосты, построенные древними римлянами, которые стоят до сих пор. Так же как и акведуки (мосты не для людей или транспорта, а для воды), по которым проходил водопровод в римские города. Например, одни из самых знаменитых и хорошо сохранившихся из них, которыми можно любоваться и по сей день, это мост  Понте де Тиберио в Римини и акведук Пон-дю-Гар во Франции.

Мост  Понте де Тиберио в Римини (Италия). Фото с сайта  wikipedia.org

Акведук Пон-дю-Гар (Франция). Фото с сайта  wikipedia.org

Долгое время прочности деревянных балочных и каменных арочных мостов хватало, чтобы обеспечивать движение любых грузов через реки. Но вот пришел 19 век. А вместе с ним появились новая техника и новые материалы. По всему миру стала активно строится сеть железных дорог. И вот тогда обнаружилось, что старые мосты для нее не подходят. Чтобы выдерживать тяжелые грузовые составы понадобились мосты еще более прочные, чем традиционные каменные. И тогда люди для строительства мостов начали использовать сталь. Стальной мост крепок, строить его быстрее и дешевле, чем каменный. Но в конструкции стальных мостов потребовались улучшения. Для них стали использовать фермы.

Фермы делают конструкцию моста жестче

Фермы — это такие металлические решетчатые конструкции. Сейчас мы чаще всего их видим на железнодорожных мостах, опорах линий электропередач, подъемных кранах. Они придают крепость сооружению за счет перераспределения нагрузки между всеми элементами.

Давайте сравним простой балочный мост и такой же балочный мост, укрепленный фермами. Уже на этапе сборки можно своими руками почувствовать, насколько полоса, состоящая из треугольников, крепче простой линейной конструкции. Попросите ребенка повертеть мост в руках — он обязательно оценить его крепость.

Линейная конструкция (вверху) и фермовая (внизу)

Но самые длинные и самые распространенные современные мосты относятся не к балочным, а к подвесным. Да-да, к подвесным! Оказывается, висящий мост прочнее того, что стоит, опираясь на берега. Только, конечно, висит мост уже не на канатах, и даже не на цепях, а на стальных тросах. 

Модель подвесного моста

Чтобы подвесить мост, сначала строятся высокие столбы — пилоны, на которых потом крепится система тросов, удерживающих всю конструкцию. Бывает две разновидности крепления. У висячих мостов несущие тросы крепятся обычно в одной точке наверху пилона и имеют дугообразную форму.  А у вантовых мостов тросы крепятся по всей высоте пилона и натянуты как струна.

Ну а теперь самый главный вопрос, который очень интересовал мою дочку все то время, пока я рассказывала о строении мостов. Да, мосты бывают длинные и короткие, ровные и выгнутые, деревянные и стальные, крепкие и не очень. Но как их ставят на опоры в реке? Ведь там же вода?

Тогда я попросила Катю придумать какой-нибудь способ, чтобы можно было поставить опору для моста посреди реки, и она сама смогла найти один из ответов. Я уверена, что подумав, вы тоже его найдете 🙂 Реку надо просто осушить! Можно прорыть для нее временное русло, и когда вода уйдет, спокойно построить опору на сухом месте. Можно дождаться естественного падения уровня реки (например, один из самых старейших средневековых каменных мостов — мост в Регенсбурге, или Штайнерн Прукн, начали строить в 1135 году, когда река необыкновенно обмелела).

Мост  Штайнерн Прукн. Фото  из книги  Райнер Кёте «Мосты»

Этот способ, конечно, подходит не всегда (спросите малыша, а когда он не может применяться?). Поэтому наряду с ним используют и другие способы. Например, если грунт в месте строительства моста позволяет, то в дно можно вбить сваю — опору с заостренным концом. Сваи вбивают обычно прямо с судна. И опора прочно укрепляется на дне. В нашей модели мягкий грунт мы смоделировали пластилином  — в него очень крепко встала свая-палочка.

Так забивают сваи

Но если мы по какой-то причине не можем это сделать, то можно опору установить на фундаменте. Этот способ часто используют в современном мостостроении. Но как же сделать бетонный фундамент под водой? Во-первых, бетон может застывать и в воде. А во вторых, в том месте, где будут производится работы можно воду и убрать. Делается это с помощью кессонов.

Чтобы понять, что это такое, проведем один физический опыт.  Даже не опыт, а фокус. Для него нам понадобится миска с водой, пустой стакан и большой кусок скомканной бумаги. Вложите бумагу в стакан так, чтобы комок там плотно застрял и не выпадал при переворачивании. И скажите малышу, что вы сможете перевернуть вверх ногами и погрузить стакан с бумагой в воду так, что бумага останется совершенно сухой. А потом просто проделайте то, что сказали. Никаких особых навыков вам не понадобится — просто поставьте стакан вверх дном в миску. И вы увидите, что воздух в стакане так и остался. Он вытеснил воду с этого места и внутри миски с водой образовался воздушный колокол. И бумага осталась совершенно сухой — достаньте стакан обратно и убедитесь в этом.

Вот на наш стакан и похож кессон. В нужном месте устанавливают цилиндрическую водонепроницаемую камеру, открытую снизу. И в этом месте создается воздушный колокол, дно реки освобождается. В камеру через специальный шлюз забираются рабочие и устанавливают опору.

Вот так все просто и интересно!  Надеюсь, Рите понравится мой ответ 🙂

Если вас тоже увлекла тема строительства мостов, то можно посмотреть про это одну из серий развивающего американского мультсериала «Волшебный школьный автобус«. Называется она «Under Construction» (в русском переводе «Строительство»). Ссылка на ютьюбе http://www.youtube.com/watch?v=DzOQJu0Bpag В этой серии ученики мисс Фризл стали маленькие-маленькие и им пришлось строить разнообразные мосты из подручных материалов.

А еще можно скачать игру-головоломку на андроид, в которой нужно строить из ферм  все более и более сложный  железнодорожный мост так, чтобы потом поезд мог по нему проехать. Очень увлекательное занятие 🙂 Называется игра «X-construction«

Игра—головоломка «X-construction»

Чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб (для этого надо всего лишь поставить его баннер на боковую панель блога, а если такого нет — то дать ссылку в любых соц. сетях) и присылайте их мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой «Клуб почемучек».  Среди всех присланных вопросов, независимо от того, опубликовала я на них ответ или нет, я разыгрываю призы.

Следующий розыгрыш состоится в первый день рождения «Клуба почемучек», который он отмечает 26 октября. Не пропустите!   Призом будет один из возрастных блоков моего платного проекта «Нескучная наука».

А также я приглашаю спонсоров к сотрудничеству с моим Клубом!!! 

Архив прошлых выпусков «Клуба почемучек» можно посмотреть ЗДЕСЬ.
Другие развивающие занятия на тему техники можно увидеть здесь:  Что быстрее, машина или поезд,  Как работает лифт,   Почему самолет оставляет на небе белый след, Куда пропадает мультгерой, когда выключают телевизор, Добыча и выплавка металлов, Водяные часы — клепсидра, Как самим сделать мультфильм, Почему люди не выпадают из качелей, Ракета на водяном двигателе,  Как увидеть МКС,  Как сделать флюгер   

Материалы по теме:

• Сайт «Все о строительстве мостов» (http://www.mostow.ru)
• Райнер Кёте. Мосты (http://www.razlib.ru/istorija/mosty)
• Мост. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Мост)

Висячий мост с самым длинным пролетом в мире

Введение

На протяжении всей истории мостостроения одним из основных вопросов, который стоял перед инженерами, являлся вопрос об увеличении длины пролета мостовых сооружений и, соответственно, уменьшении количества опор. Известно, что стоимость строительства опор составляет 40-60% от стоимости моста (при строительстве опор часто возникают определенные трудности, связанные с грунтовыми условиями и с производством работ: устройство шпунтового ограждения котлована и островков; водоотлив; подводное бетонирование; наличие механизированной техники для устройства конструкций фундамента и т.д.). Кроме этого, слишком большое количество промежуточных опор может стеснять русло, что в свою очередь будет вызывать увеличение скорости течения и, как следствие, размыв берегов и фундаментов опор.

В данной статье кратко рассмотрены системы мостов и описан самый длинный в мире мост Акаси-Кайке.

Статические схемы мостов

Как же выбрать наиболее рациональную статическую схему для перекрытия максимального пролета? Ниже кратко рассмотрим основные системы мостов.

Балочная система (рисунок 1).

Такая система наиболее проста в расчетах. Чаще всего для изготовления балок используют железобетон либо сталь, реже дерево. Но даже использование стальных пролетных строений не позволяет перекрывать достаточно большие пролеты. При увеличении длины пролета увеличиваются габаритные размеры несущих элементов. Резко увеличивается высота ребер и толщина поясов, что негативно сказывается на возрастании собственного веса конструкции и наветренной нагрузки. Это затрудняет изготовление и монтаж, как самого пролетного строения, так и опор. Максимальные пролеты, перекрываемые балочными системами – около 200 м.

Рисунок 1 – Балочная статическая схема

 

Ферменная система (рисунок 2).

Такая система позволяет перекрывать большие пролеты, чем балочные системы. Это достигается за счет того, что используется решетка большой высоты из стержней вместо сплошной стенки, это позволяет снизить собственный вес конструкции, а также снизить ветровую нагрузку. Еще одним преимуществом фермы над балкой является то, что при допущении соединения стержней между собой шарнирами, в расчетах все элементы будут работать только на продольные усилия. Максимальные пролеты, перекрываемые ферменными системами – около 300 м.

Рисунок 2 – Статическая схема фермы

Распорные системы (рисунок 3).

Такие системы позволяют перекрывать пролеты еще больше, чем балочные и ферменные, за счет возникновения в них горизонтальной составляющей под действием вертикальной нагрузки. Горизонтальная составляющая способствует снижению изгибающих моментов в несущих конструкциях. Но возникновение этого горизонтального усилия вызывает определенные проблемы. Первое и самое главное, это более сложная и громоздкая конструкция опор. Второе – это то, что значение этого горизонтального усилия (распора) зависит от стрелы прогиба конструкции, что в свою очередь влияет на строительную высоту. В зависимости от статической схемы (например, одно, двух, трех или бесшарнирная арка) распорные системы могут быть сложны в расчетах. Максимальные пролеты, перекрываемые арочными системами – 400-500 м.

Рисунок 3 – Арочная статическая схема

Вантовые, подвесные и комбинированные системы.

В практике строительства и проектирования мостовых сооружений выяснилось, что наибольшие пролеты перекрываются висячими системами.

Основной несущий элемент данного типа конструкции – это гибкие тросы или канаты. В подавляющем большинстве они состоят из большого числа тонких проволок, сплетенных между собой. Мостовым полотном может быть балка или ферма жесткости, которые крепятся к гибким несущим элементам на подвесках. Основные проблемы данной конструкции – это высота промежуточных опор (пилонов), в зависимости от которой регулируются усилия в тросах или канатах. Вторая проблема – это надежная анкеровка несущих элементов на земле. Для этого обычно устраивают подземные бункеры, в которых концы тросов закрепляют и заливают большой массой бетона.

Мост Акаси-Кайкё

Наиболее яркий представитель моста с подвесной статической схемой – мост Акаси-Кайкё (рисунок 4) в Японии через пролив Акаси. Этот мост знаменит тем, что имеет самый большой пролет в мире (длина основного пролета 1991 м). Пилоны моста имеют высоту 298 м.

Мостовое полотно состоит из фермы жесткости с шестиполосным автомобильным движением (по 3 полосы в каждую сторону). Изначально планировалось построить мост под автомобильное и железнодорожное движение, но затем это решение было пересмотрено.

Рисунок 4 – Мост Акаси-Кайкё

Идея строительства возникла еще в 1955 году, однако само строительство началось только в 1988 году и продолжалось 10 лет. Во время строительства возникли определенные трудности. В то время, когда уже были установлены фундаменты двух промежуточных опор, произошло землетрясение амплитудой 7,3 бала по шкале Рихтера. В связи с этим, одна опора была сдвинута на 1 м. Вместо изначально запланированного основного пролета длиной 1990 м пришлось вносить изменения и использовать пролет длиной 1991 м с наращиванием ферм жесткости и перерасчетом усилий.

При проектировании и строительстве моста инженеры столкнулись с рядом проблем (наличие сильных ветров – до 290 км/ч, морских течений и высокой сейсмической активности в районе строительства моста – до 8,5 баллов по шкале Рихтера), что требовало нестандартных и новых решений, таких как:

• установка амортизаторов внутри башен для восприятия сейсмической нагрузки;
• укрепление сетью треугольных скоб фермы жесткости (мост стал жестче и прочнее) и т.д.

Для строительства моста была разработана новая стальная проволока, которая оказалась в два раза прочнее, чем обычная. Чтобы получить трос, который должен был удерживать мост весом в 160000 тонн и длиной два километра, сначала 127 пятимиллиметровых проволок собираются в прядь, а затем 290 таких прядей собираются в трос. В результате трос состоит из 36830 тысяч проволок. Общая длина проволоки – более 300000 километров. Также для подводного бетонирования был разработан новый бетон, который быстро застывал и обладал высокой прочностью, и не растворялся в воде при заливке.

В настоящее время у инженеров и инвесторов разрабатываются варианты еще более грандиозных сооружений, таких, как мост через Берингов пролив или строительство моста через Гибралтарский пролив с пролетами 3 и 5 км.

Выводы

• наиболее рациональной схемой для перекрытия больших пролетов является подвесная система;
• все системы мостов постоянно совершенствуются, для расширения области их применения;
• все большие мосты или мосты с большими пролетами требуют индивидуального подхода, учитывающего местные условия строительства. Эти условия могут в большой степени влиять на выбор статической схемы мостового сооружения;
• кроме совершенствования статической схемы мостов, также параллельно должны совершенствоваться уже существующие, а также разрабатываться новые материалы для строительства сооружений.

Железнодорожный мост — это… Что такое Железнодорожный мост?

Железнодорожный мост через реку Исеть (г. Каменск-Уральский)

Железнодорожный мост — искусственное сооружение, которое строится для укладки полотна через водные препятствия. На небольших водотоках и суходолах устраивают малые мосты, трубы или лотки. Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады. В местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линии строят путепроводы. Для пересечения ущелий, глубоких долин и оврагов строят виадуки, для пересечения с городской территорией — эстакады. Эстакады также строят на подходе к большим мостам.

Конструкция моста

Мост состоит из пролётных строений, являющихся основанием для пути и опор, поддерживающих пролётные строения и передающих давление на грунт. Опоры состоят из фундамента и видимой части (тела). Фундаменты опор сооружаются при неглубоком залегании прочных грунтов на естественном основании, а при слабых грунтах — на сваях. Концевые опоры моста называются устоями, а промежуточные — быками. Устои служат подпорной стенкой, для примыкающего к мосту земляного полотна. Пролётные строения опираются на опоры через опорные части, которые позволяют пролётному строению поворачиваться и продольно перемещаться при изгибе под нагрузкой и при изменении температуры. Под одним концом пролётного строения помещают неподвижные опорные части, допускающие только поворот, под другим концом — подвижные, перемещающиеся на катках. Пролётное строение состоит из балок, ферм, связей между ними и мостового полотна.

Материалы пролётного строения

Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также во время Великой Отечественной войны для быстрого восстановления разрушенных мостов. Достоинствами этих мостов являются простота конструкции, возможность использования местных материалов, дешевизна и быстрота сооружения. Однако они недолговечны, пожароопасны и сложны в содержании.

В XIX в. широкое распространение для строительства железнодорожных мостов получил камень. Каменные мосты долговечны, надёжны и требуют небольших затрат на содержание. Каменные мосты имеют значительную собственную массу, поэтому малочувствительны к увеличению массы поездов, меньше других мостов реагируют на удары при движении поездов, при езде по ним производится меньше шума. Недостатками каменных мостов является большая трудоёмкость строительства и ограниченная длина пролёта. В конце XIX — начале XX вв. каменные мосты уступили место бетонным, железобетонным и стальным мостам.

Металлические мосты получили широкое распространение благодаря высокой прочности при сравнительно малой массе, возможности применения типовых деталей, высокой механизации сборочных работ. Металлические мосты составляют около 70 % общей протяжённости железнодорожных мостов. Их недостатками являются большой расход металла и необходимость тщательного ухода для предотвращения коррозии.

Железобетонные мосты являются основным типом малых мостов. Они более долговечны, чем металлические и требуют меньших затрат на содержание. Железобетонные конструкции также применяются в средних и больших пролётах железнодорожных мостов, однако их большая масса усложняет строительно-монтажные работы и требует более мощных опор.

В сталежелезобетонных мостах железобетонная плита проезжей части или балластного корыта объединена со стальными главными и поперечными балками или фермами и включена в совместную работу с ними.

Мостовое полотно

На железнодорожных мостах применяются два вида мостового полотна: с ездой на балласте и безбалластное. Полотно с ездой на балласте применяется на железобетонных и сталежелезобетонных мостах. Балластная призма используется однослойная щебёночная или двухслойная из асбестового балласта поверх дренирующего щебёночного слоя. Балласт укладывается в балластное корыто, наименьшая толщина балласта под шпалой составляет 25 см, наибольшая толщина не должна превышать 60 см. Из-за большого собственного веса применение мостового полотна с ездой на балласте ограничено пролётами 33 м для железобетонных мостов и 55 м — для сталежелезобетонных.

Мостовое полотно безбалластного типа применяется преимущественно на металлических мостах. Для устройства мостового полотна используются деревянные, металлические или железобетонные поперечины (мостовые брусья), а также сплошные железобетонные плиты. Мостовые брусья укладываются на продольные (главные) балки на расстоянии 10—15 см друг от друга во избежание провала колёс между ними. Вертикальные прогибы пролётных строений могут достигать 1/800 расчётного пролёта. Для обеспечения плавности движения поездов рельсовому пути придают строительный подъём по дуге круга или параболе за счёт изменения высоты мостовых брусьев. Стрела подъёма должна примерно соответствовать величине прогиба от половины нормативной вертикальной нагрузки.

Охранные приспособления

Однопутный железнодорожный мост в городе Красноармейск, Московская область

Охранные приспособления предназначены для обеспечения безопасного прохода поезда в случае схода колёсной пары или тележки на мосту или на подходе к нему. Для этого внутри рельсовой колеи у каждого путевого рельса укладывается сплошная линия контррельсов или контруголков. Контррельсы ограничивают боковые смещения подвижного состава, сошедшего с рельсов, предотвращая его падение и опрокидывание. Контррельсы протягивают до задней грани устоев и далее их концы на протяжении не менее 10 м сводят «челноком», заканчивающимся металлическим башмаком. Челнок воспринимает удар от сошедшей колёсной пары и отклоняют её в желоб между рельсами и контррельсами. На мостах с безбалластным полотном из деревянных, металлических или железобетонных брусьев для предотвращения продольного смещения поперечин и провала колеса между ними снаружи путевых рельсов укладываются охранные (противоугонные) уголки иди брусья.

См. также

Литература

• Железнодорожный путь / Т. Г. Яковлева, Н. И. Карпущенко, С. И. Клинов, Н. Н. Путря, М. П. Смирнов; под ред. Т. Г. Яковлевой. М.: Транспорт. 1999. 405 с.
• Бройтман, Э. З. Железнодорожные станции и узлы [Текст] : учебник для студентов техникумов колледжей ж/д тр-та / Э. З. Бройтман. — М. : Маршрут, 2004. — 370 с.

6 самых длинных автомобильных мостов в мире :: Autonews

Китай признан мировым лидером не только по производству автомобилей и спросу на них. Страна лидирует и в строительстве самых длинных автомобильных мостов. В октябре 2018 года открылось движение по самой протяженной морской переправе в мире, которая соединила Гонконг, Макао и Чжухай. Длина моста составила 55 км. Однако в мире существуют не менее грандиозные автомагистрали.

Циндаосский мост, Китай

Фото: TPG/Globallookpress

До открытия движения по магистрали Гонконг-Макао-Чжухай самым длинным действующим морским мостом оставался Циндаосский мост, протяженностью 42,5 км. Автомобильный мост над водой соединяет города Циндао и Хуандао. Конструкция выдерживает землетрясения в 8 баллов и столкновения с судами водоизмещением 300 тыс. тонн. Однако водители экономят в пути по мосту всего 30 минут, поэтому целесообразность постройки инженерного чуда вызывает много вопросов у экспертов.

Мост Гонконг-Чжухай-Макао, Китай

Фото: Lui Siu Wai/imago stock&people/Globallookpress

Строительство века в Поднебесной завершилось в октябре 2018 года, и новый рекордсмен длиной 55 км связал города Гонконг, Чжухай и Макао. Мост состоит из нескольких надводных участков, подводного тоннеля длиной 7 км и искусственных островов. Для движения по нему автотранспорта предусмотрены по три полосы в каждом направлении. Строительство моста обошлось Китаю в 11 млрд долларов.

Мост через залив Ханчжоувань, Китай

Фото: Xu Yu/Xinhua/AP

Самый большой трансокеанский мост в мире соединяет города Шанхай и Нинбо, его длина 35,7 км. Мост сократил расстояние между Нинбо и Шанхаем, крупнейшим портом страны, на 320 км. В центре переправы расположен остров-платформа с сервисной станцией и зоной отдыха для водителей. Для безопасного движения мост выполнен в виде буквы S: таким образом водители не засыпают за рулем. Переправа выступает как достопримечательность, с нее открывается вид на впадение реки Цяньтан в Восточно-Китайское море, признанное чудом природы.

Мост через озеро Пончартрейн, США

Фото: Alex Brandon/AP

Дамба через озеро Пончартрейн — самый длинный мост в Северной Америке. Кроме того, он считается одним из старейших мостов в мире. А до строительства моста Гонконг-Чжухай-Макао был признан и самым длинным сооружением над водой в мире. Мост соединяет города Мандевилл и Метайри, штат Луизиана, США и состоит из двух параллельных мостов. Конструкцию поддерживают 9 тыс. бетонных свай, в 13 км к югу от северного побережья у мостов оборудованы подъемные пролеты. Ежегодный трафик составляет 12 млн автомобилей. Проезд по мосту платный — $2.

Крымский мост, Россия

Фото: Сергей Мальгавко/ТАСС

Самый длинный мост в Европе и России. Крымский мост — переход через Керченский пролив, он состоит из автодорожного и строящегося железнодорожного мостов. Пути начинаются на Таманском полуострове и через Тузлинскую косу, остров Тузла и мыс Ак-Бурун ведут в Керчь. Длина моста 19 км, из которых на автомагистраль приходится почти 17 км. Автодорожный мост состоит из четырехполосной скоростной дороги категории IБ с расчетной скоростью движения 120 км/ч. Его пропускная способность — 40 тыс. автомобилей в сутки.

Мост Васко да Гама, Португалия

Фото: Gerken&Ernst/Globallookpress

Мост Васко да Гама расположен в Лиссабоне, его протяженность через реку Тежу составляет 17,2 км, а надводная часть —10 км. До открытия Крымского моста он считался самым длинным в Европе. По мосту проходит автодорога в шесть полос с ограничением скорости 120 км/ч. Конструкция рассчитана на 120 лет, выдерживает ветер силой 250 км/ч и землетрясения магнитудой от 8,7 баллов. Проезд по мосту платный — 2,7 евро.

Автодорожный мост через реку Волгу (Восточный мост) в створе улицы Маяковского в городе Твери

Описание объекта

Вид строительства — капитальный ремонт аварийного автодорожного моста. Мост представляет собой железобетонное балочное неразрезное пятипролетное строение с ездой поверху, на монолитных ж.б. опорах на свайном основании. Главные балки пролетного строения переменной высоты за счет криволинейного очертания нижнего пояса.Пролетные строения моста сборные. Коробчатые блоки пролетного строения объединены между собой по клеевым стыкам путем их обжатия пучками из высокопрочной проволоки.В поперечном направлении пролетное строение состоит из двух главных балок коробчатого сечения, объединенных между собой монолитным участком и железобетонной плитой проезжей части. Проезжая часть – 4 полосы движения (по 2 в каждую сторону), а также 2 линии трамвайных путей по оси моста. Промежуточные опоры состоят из 2-х несвязанных между собой стоек, под каждую из балок пролетного строения. Устои моста обсыпного типа. Основным выполненным решением при капитальном ремонте аварийного моста является производство работ по усилению пролетных строений внешней высокопрочной арматурой, расположенной внутри коробчатых балок пролетов.

• схема пролетных строений: 55м + 96м + 124м + 96м + 55м;
• полная длина моста –439,2 м, ширина моста29,3 м;
• габариты проезжей части – 1,0м + 2 х 3,5м + 7,5м + 2 х3,5 м+1,0м = 23,5м.

Работа над объектом

• генеральное проектирование

Стадия  «Рабочая документация»:

• проектирование основных конструкций
• разработка СВСиУ
• проектирование наружного освещения и электроснабжения
• разработка сметная документация
• техническое сопровождение строительно-монтажных работ
• разработка усиления пролетного строения высокопрочной арматурой
• расчет на испытательные нагрузки
• авторский надзор

Заказчик

ООО «АСВ Строй»

Государственный Заказчик — Департамент Архитектуры и строительства Администрации города Твери.

Генподрядчик

ООО «АСВ Строй»

Сроки  проектировани

2012–2013 г.г.

Сроки  строительства

2012–2013 г.г.

Строительство мостов и материалы | Харфорд Каунти, Мэриленд

Материалы мостов

Некоторые из основных материалов, используемых для изготовления моста, — это сталь, бетон, камень и асфальт. Другие материалы включают железо, дерево, алюминий, резину и другие соединительные материалы. Ниже приводится описание некоторых типичных применений этих материалов в мостах.

Бетон

Бетон обычно используется для изготовления многих элементов надстройки мостов, таких как настилы, предварительно напряженные бетонные балки, бордюры, тротуары и парапеты (стены с барьерами бокового движения).Он широко используется в новой конструкции для всего абатмента, включая опоры, шток (основная передняя стена), боковые стенки, боковые стенки, задние стенки, торцевые стенки (для соединения с транспортным барьером), опоры балок и опоры с аналогичными элементами. Его также можно использовать для монолитных или сборных железобетонных свай для поддержки опор и опор.

Сталь

Сталь обычно используется в надстройке моста для армирования компенсаторов, балок, опор, балок перекрытий, балок, арматурных стержней в бетоне, транспортных барьеров и ферм.Он используется в опорной конструкции для арматурных стержней в бетоне, армировании компенсаторов, анкерных болтах и ​​т. Д. Он также используется для свай для поддержки опор и опор.

Камень

Камень обычно использовался для строительства устоев и опор в 1940-х годах и ранее. Это особенно верно там, где местный полевой камень был легко доступен. Многие впечатляющие каменные арочные мосты были построены для железнодорожной системы B&O в 1800-х годах. В округе Харфорд до сих пор сохранились остатки опор и опор некоторых опор и опор железнодорожных мостов штата Массачусетс и Пенсильвания.

Асфальт

Асфальт — это материал, который широко использовался для изнашиваемых поверхностей гофрированных металлических настилов, деревянных настилов и бетонных настилов в округе Харфорд.

Утюг

Железо обычно использовалось в балках и фермах, которые были построены до 1900 года. Сталь заменила железо, потому что она имеет большую прочность на разрыв, чем железо, и менее хрупкая. В современных конструкциях мостов железо почти не используется.

Древесина

Древесина используется для изготовления нескольких настилов и транспортных барьеров в округе Харфорд.Он также используется для балок на одном мосту и опор и свай на другом мосту.

Алюминий

Алюминий иногда используется при изготовлении перил мостов.

Резина

Резина и изделия из синтетического каучука используются для изготовления подшипников и материала компенсаторов.

Строительство мостов — Классификация и типы мостов

Существует много типов мостов, и их можно классифицировать по-разному: по типу используемых структурных элементов, по тому, что они несут, они фиксируются или перемещаются, а также в зависимости от используемых материалов.

По структуре они классифицируются как:

• Мосты балочные — основным конструктивным элементом балочного моста является горизонтальная балка, опирающаяся на каждый конец. Их можно просто поддерживать, когда только балки соединяются через один пролет или непрерывно, когда балки соединяются через два или более пролетов.
• Ферменный мост представляет собой мост, несущая конструкция которого представляет собой ферму — конструкцию из связанных элементов, образующих треугольные блоки.Они одно из самых старых типов современных мостов.

• Консольный мост построен с использованием консолей, структурных элементов, которые поддерживаются только с одного конца и которые оттуда горизонтально выступают в пространство. Они есть обычно изготавливается из пары непрерывных пролетов, проходящих с противоположных сторон. Консольный мост устроен аналогично балочным мостам, но физика (читай «силы») работает иначе.
• Арочный мост на каждом конце есть упоры, которые выдерживают вес моста. Они являются одними из самых старых мостовых сооружений и построены со времен Древней Греции.
• Связанные арочные мосты (или арочные арки) также имеют надстройку в форме арки, но их арка находится выше уровня моста и удерживает его. сверху.
• Мосты подвесные удерживайте вес моста тросами.В древности эти мосты строили из веревок или лозы. Сегодня мы используем сталь. Подтипы включают простой подвесной мост, напряженный ленточный мост, непролетный подвесной мост, подвесной мост и мост подвесной мост на самоанкере.
• Вантовые мосты похожи на подвесные мосты и также используют тросы, но их форма отличается, в них меньше тросов, а башни, удерживающие тросы, намного выше.

Мосты также могут быть фиксированными или подвижными . Фиксированное пребывание на месте с момента постройки до выхода из строя или поломки. снесли. С другой стороны, есть разводные мосты, чтобы они могли убираться с пути лодок или других транспортных средств, которые должны проходить мимо них, но не мог, потому что мост слишком низкий. Обычно они имеют электропитание. Посередине есть временные мосты, которые могут быть собираются и разбираются, когда они больше не нужны.Они используются военными или в чрезвычайных ситуациях.

• Двухэтажный (или двухэтажные) мосты строятся двухуровневыми. Эти два уровня иногда бывают одного типа, а в других случаях могут нести разные виды движения (поезд, автомобильное движение …).
• Мосты трехходовые соедините три разные точки. Они очень редки и на сегодняшний день их всего 24.
• Виадук представляет собой мост из нескольких небольших пролетов для перехода через долину или ущелье.Термин виадук происходит от латинского через , что означает дорога и ducere , что означает , чтобы вести что-то . Древние римляне не использовали этот термин — он происходит от аналогии с акведуком.

До промышленной революции мосты были деревянными, каменными и каменными. Сегодня мы строим мосты из бетона, стали, полимеров, армированных волокном, нержавеющая сталь или комбинации этих материалов.

4 лучших материала для строительства мостов

Мосты — это важные сооружения, которые помогают преодолевать физические препятствия, такие как водные массивы, дороги и долины.А поскольку единственная цель моста — обеспечить проход через препятствие, он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать как статические, так и динамические нагрузки. Итак, какие материалы лучше всего подходят для строительства мостов?

Лучшие материалы для строительства мостов зависят от типа строящегося моста. Однако наиболее часто используемые материалы включают бетон, сталь, камень и композитные материалы. Бетон и сталь обычно используются при строительстве элементов надстройки моста.

В этой статье мы обсудим лучшие материалы для строительства мостов, а также прольем больше света на конкретные роли каждого материала. Готовый? Тогда давайте прямо в это дело.

1. Бетон

Бетон, возможно, является одним из самых важных материалов, используемых при строительстве мостов. Бетон придает мостам высокий уровень универсальности и гибкости, что делает его идеальным для поглощения и распределения веса. Использование бетона позволяет инженерам-строителям и архитекторам разрабатывать широкий спектр практических структурных форм.

Несмотря на то, что бетон отлично подходит для использования в крупных строительных проектах, он имеет относительно низкую прочность на разрыв. Однако для решения этих проблем инженеры-строители предпочитают использовать железобетон для строительства мостов.

Использование армированного цементного бетона (RCC) увеличивает пластичность бетона, позволяя материалу выдерживать большие нагрузки без изгиба или реакции на другие растягивающие воздействия.

Железобетон имеет такой же коэффициент теплового расширения, что и сталь, что помогает устранить внутренние напряжения, возникающие в результате сжатия или теплового расширения.Бетон также помогает поглощать структурные напряжения, позволяя эффективно передавать нагрузку на различные материалы. Обычно это происходит, когда цементный клей внутри бетона затвердевает и принимает форму стали и детали поверхности.

Популярной альтернативой железобетону является предварительно напряженный бетон. Предварительно напряженный бетон обычно легче, чем железобетон, который часто бывает громоздким и тяжелым. Поэтому при строительстве мостов и конструкций, предназначенных для поглощения ударов и ударов, предварительно напряженный бетон является наиболее предпочтительным вариантом.

В отличие от RCC, в котором обычно не учитывается давление ниже нейтральной оси, предварительно напряженный бетон очень эффективен в сопротивлении нагрузкам. Инженеры-строители также предпочитают предварительно напряженный бетон для высоконагруженных конструкций, поскольку уменьшенный вес и поперечное сечение приводят к большей экономии с точки зрения используемых материалов.

Преимущества использования бетона при строительстве мостов

Бетон — популярный строительный материал, который помогает поддерживать структурную целостность зданий и крупных строительных объектов.Ниже приведены некоторые из преимуществ использования бетона при строительстве мостов.

• Бетон отличается высокой прочностью и высокой прочностью на сжатие: Бетон, как известно, выдерживает большие нагрузки, что делает его идеальным для использования в мостах.
• Бетон универсален: Вы можете использовать предварительно напряженный бетон или RCC, в зависимости от типа проекта, над которым вы работаете.
• Бетон недорого : Бетон является одним из наиболее доступных бетонных материалов, что, в свою очередь, снижает общую стоимость строительства.

Недостатки использования бетона при строительстве мостов

• Бетон довольно хрупкий: Бетон является хрупким, если он не армирован или не подвергается предварительному напряжению, что увеличивает риск разрушения или растрескивания без особого предупреждения.
• Бетон требует времени, чтобы укрепиться: Гидратация обычно занимает много времени, а это означает, что бетонные элементы не наберут полную прочность до тех пор, пока через некоторое время.

2. Сталь

Трудно говорить о строительстве мостов без упоминания стали.Прочность, пластичность и универсальность стали делают ее фантастическим вариантом для строительства мостов. Вы найдете сталь в железнодорожных мостах, длиннопролетных и даже коротких и средних пролетах.

Обычная конструкционная сталь обычно имеет впечатляющую прочность на сжатие и растяжение 370 Н / кв. Мм, что значительно выше прочности бетона на сжатие и растяжение. Одна из самых замечательных особенностей стали — ее пластичность. Пластичность позволяет стали значительно деформироваться перед разрушением под воздействием напряжения, превышающего ее структурные возможности.

Основные категории стальных мостов, используемых в строительстве

Сталь — это суперматериал, когда речь идет о крупномасштабных и мелких постройках. Помимо хорошей реакции на статические и динамические нагрузки, сталь достаточно прочна, чтобы распределять вес и удерживать другие элементы на месте, особенно в массивных конструкциях.

Ниже приведены основные категории стали, используемой в строительстве мостов.

• Углеродистая сталь: Одна из самых доступных по цене сталей и идеальна там, где жесткость предпочтительнее прочности.Углеродистая сталь легко поддается сварке, но она не подходит для больших мостовых конструкций.
• Высокопрочная сталь: Высокопрочные стали получают свою прочность за счет добавления сплавов. Однако для того, чтобы придать форму стали этого типа, требуется опытный сварщик.
• Погодостойкие стали: Этот тип стали известен своей повышенной устойчивостью к коррозии. Погодостойкие стали обычно имеют прочное внешнее покрытие, которое помогает предотвратить постепенную коррозию. Этот тип стали чрезвычайно полезен в соленой среде, где мосты могут ржаветь и со временем подвергаться значительной коррозии.
• Термообработанные углеродистые стали: Этот вид стали прочен и широко используется в крупных проектах. После сварки эта стальная сталь может выдерживать огромные нагрузки, что делает ее очень надежной и долговечной. Существует несколько типов термообработки, в том числе:
• Нержавеющая сталь: Изначально нержавеющая сталь использовалась в компонентах безопасности, таких как поручни и ограждения, из-за ее антикоррозионных свойств. Тем не менее, нержавеющая сталь приобрела все большее значение, часто присутствуя практически во всех конструктивных элементах, будь то палуба, системы подвески или стяжные тяги.Сталь также идеально подходит для изготовления подшипников и других деталей мостов, требующих высокой коррозионной стойкости.

Преимущества использования стали в мостостроении

Высокое отношение прочности к массе Высокое соотношение прочности и веса стали

помогает минимизировать общие затраты на строительство, устраняя необходимость в опорных конструкциях. Кроме того, сталь удобна при использовании в длиннопролетных мостах из-за ее легкости. Сталь также сводит к минимуму общие затраты на механическое оборудование, поскольку она уменьшает требуемый размер противовеса, особенно в поворотных и подъемных мостах.

Высококачественные строительные материалы Сталь

легко доступна (различных сертифицированных марок, размеров и форм). Сталь может быть изготовлена ​​заранее, а пробная сборка может быть быстро проведена в производственных центрах, чтобы исключить риск проблем со сборкой на строительной площадке. Простота изготовления и монтажа делает сталь идеальной для использования как в крупных, так и в небольших строительных проектах.

Скорость строительства

Сборка стали из стали означает, что строительство будет быстрым, особенно в агрессивных средах.А поскольку стальные мосты можно установить быстро, дороги и железнодорожные пути не будут закрыты надолго, прежде чем население сможет снова ими пользоваться. Легкость стали позволяет плавно устанавливать большие элементы, что, следовательно, сокращает общую продолжительность проекта.

Универсальность

Обычно нет ограничений на то, как стальные конструкции устанавливаются в мосты. В зависимости от масштабов проекта стальные конструкции могут устанавливаться с помощью выдвижных устройств, спуска на воду, подъемных кранов и даже транспортеров.Подрядчик по монтажу будет иметь столь необходимую гибкость при установке стали.

Ремонт, модификация и снос Сталь

является наиболее предпочтительной при строительстве мостов из-за ее адаптируемости и простоты ремонта. Инженеры могут расширить (и укрепить) стальные мосты для размещения дополнительных полос движения. Более того, стальные балки можно разрезать на удобные части и переработать, когда мост больше не используется.

Легкость ремонта стали также делает ее идеальной для использования в зонах повышенного риска.Все, что нужно сделать, это вырезать пораженные участки перед сваркой новой стали. Балки также подлежат ремонту термической правкой.

Прочность

По сравнению с бетоном, который легко растрескивается без каких-либо признаков, сталь предсказуема благодаря легко видимым и доступным конструктивным элементам. Легкость обзора гарантирует, что инженерам-строителям не придется проводить обширные исследования для определения пострадавших районов. А в случае, если со временем возникнет коррозия, для решения проблемы будет достаточно перекраски проблемных участков.

Эстетика

Сталь — один из лучших материалов для мостостроения благодаря простоте модификации. Вы можете изменить сталь, чтобы она выглядела тяжелой или легкой, а возможность дальнейшего моделирования дает инженерам и сварщикам свободу придумывать различные формы и отделки.

Сталь

также используется при строительстве ферм, которые, помимо распределения нагрузки по мосту, также вносят свой вклад в общую красоту конструкции.Таким образом, гибкость стали позволяет инженерам и сварщикам реализовывать свои творческие замыслы.

3. Камень

Камень уже несколько столетий используется при строительстве мостов. Хотя каменные мосты не так популярны, как раньше, они, пожалуй, являются одними из самых прочных и надежных типов мостов.

Однако в современных мостах обычно используются камни на поверхности. Это объясняет, почему вы, вероятно, найдете камни, используемые в качестве облицовки опор, опор или арок.При выборе камня для строительства моста крайне важно обеспечить его устойчивость к атмосферным воздействиям, чтобы нейтрализовать негативное воздействие дождя, соленого ветра и даже снега.

Лучшие камни для строительства мостов

Из-за того, что мосты поглощают и распределяют статические и динамические нагрузки, требуются тяжелые камни с высоким удельным весом. Ниже приведены некоторые из лучших камней для мостов.

• Базальт : Базальтовый камень обычно используется в тяжелом строительстве из-за его компактности, долговечности и общей прочности.Помимо своей впечатляющей прочности, базальт также устойчив к погодным условиям и, что еще более важно, невосприимчив к влаге. Свойства базальта делают его отличным вариантом для использования в опорах мостов, стенах рек, а также в качестве заполнителя при производстве бетона.
• Гранит: Гранит широко используется в строительстве мостов из-за его морозостойкости, низкого коэффициента поглощения и высокой прочности на сжатие. Гранит невероятно хорошо полируется, что объясняет его использование в качестве облицовки стен.В мостах из гранита можно сооружать опоры мостов, бордюры и каменные колонны. Его также можно использовать в качестве заполнителя (крупнозернистого) в бетоне.
• Песчаник: Некоторые строители предпочитают использовать песчаник при строительстве опор мостов и речных стен. Чтобы песчаник работал как пирс, крайне важно использовать кремнистый песчаник, поскольку он очень прочен и устойчив к большинству агентов коррозии.

Преимущества использования камня в строительстве мостов

• Прочный и долговечный: Камень идеален для различных типов строительства, в том числе для строительства мостов.И хотя камни используются не так часто, как раньше, они являются отличным материалом для строительства опор и опор мостов.
• Обеспечивает экологическую устойчивость : Камни обычно появляются естественным образом и не требуют предварительного нагрева или серьезных модификаций для использования в строительстве. Более того, камень можно использовать повторно, если мост перестанет существовать.
• Легко добраться: Некоторые строительные материалы обычно трудно приобрести до начала строительства. Однако в случае с камнями вам нужно будет только доставить камни на место, прежде чем начинать строительство.

Недостатки использования камня в мостостроении

• Требуется много времени: Каменные конструкции не могут быть предварительно установлены, если они не находятся на физическом месте. Обработка стали обычно происходит быстрее, чем установка камней в мосты. А из-за того, что при строительстве мостов мало места для ошибок, камни обычно приводят к увеличению затрат на рабочую силу, что, в свою очередь, увеличивает общий бюджет проекта.
• Ошибки, которые сложно исправить: В отличие от стали, которую можно легко заменить и отремонтировать, ошибки при размещении камней могут обернуться гибелью для всего проекта.Поэтому при строительстве мостов с использованием камня в качестве основного материала крайне важно соблюдать особую осторожность.

4. Композитный материал

Композитный материал помогает при строительстве новых мостов, а также пригодится при ремонте. Например, пластик, армированный волокном, обычно армируют углеродными или стеклянными волокнами. Полученный материал обычно бывает прочным, легким, прочным и пластичным.

Реактивный порошковый бетон (RPC) также становится популярным при строительстве тонких колонн в длиннопролетных мостах.Вы также можете использовать композитный материал для ремонта или реконструкции колонн и других поддерживающих элементов моста. Стекловолокно, пропитанное эпоксидной смолой, также помогает покрывать непластичные колонны, делая их более устойчивыми к внешним воздействиям.

Основные части моста

Типичные мосты обычно состоят из фундамента, настила и дополнительных компонентов, таких как балки, опоры, фермы и опоры. Обратите внимание, что дополнительные компоненты обычно различаются в зависимости от типа строящегося моста.

Ниже приводится краткое описание основных частей моста и идеальных материалов для использования.

Фундамент

Также называемый сваей, фундамент служит основной опорой или опорами строящегося моста. Фундаменты сохраняют структурную целостность зданий и мостов, поглощая и распределяя общие нагрузки на мост.

Современные инженеры-строители предпочитают использовать сваи на месте, где ямы глубоко пробурены в земле.Затем перед заливкой перфорации бетоном устанавливается армированная сталь. Фундаменты мостов обычно возводятся в первую очередь, поскольку их установка часто определяет общую устойчивость и прочность конструкции. Бетон и сталь являются наиболее часто используемыми материалами для фундаментов из-за их прочности и способности выдерживать различные типы нагрузок.

Профнастил

Настил обычно является наиболее часто используемым (и просматриваемым) участком моста, поскольку он служит пригодной поверхностью для передвижения транспортных средств и людей.В железобетонных мостах настил обычно делается из бетона, который заливается на прочный металлический каркас для усиления всей конструкции.

Балка

Балка обычно действует как рычаги моста, обеспечивая полную опору для всего настила. Балки обычно устанавливаются поверх крышек, чтобы принимать и распределять вес на фундамент. Балка может быть сделана из стали или бетона, в зависимости от ближайшего окружения.

Подшипники Подшипники

помогают выдерживать давление и нагрузки, вызванные транспортными средствами и факторами окружающей среды.Поглощая давление до того, как оно распространится на другие части, подшипники могут поддерживать структурную целостность мостов.

Некоторые архитекторы предпочитают использовать в мостах эластомерные опоры. Эти подшипники обычно состоят из качественных стальных пластин, сплавленных с резиной или эластомером. Повышенная эластичность позволяет мосту противостоять движениям, которые могут повредить железобетонные конструкции.

Абатмент

Абатменты соединяют мост с землей, тем самым обеспечивая опору для всего устройства, поглощая давление, вызванное как статическими, так и подвижными нагрузками.Опоры должны быть устойчивыми и достаточно прочными, чтобы воспринимать нагрузки от надстройки моста, а также нейтрализовать давление, исходящее от движений земли.

Бетон широко используется при строительстве опор из-за его способности выдерживать большие нагрузки.

Фермы

Фермы помогают распределять нагрузки по всей конструкции моста. Фермы не только играют важную роль в распределении нагрузки, но и делают мосты более привлекательными.Балки и стержни, используемые при строительстве стропильных сетей, часто изготавливаются из стали из-за ее погодных и коррозионных свойств.

Заключение

Есть несколько материалов, которые можно использовать при строительстве мостов. Однако лучшие материалы должны соответствовать типу строящегося моста.

За прошедшие годы бетон стал важным материалом для строительства коротких, средних и длинных мостов. Другой важный материал — сталь, которая жизненно важна для поддержания целостности конструкции моста.

Камни также играют ключевую роль в строительстве мостов, особенно на поверхности опор, арок или опор. А поскольку мосты должны быть прочными и достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки, настоятельно рекомендуется использовать высококачественные строительные материалы.

Источники

Тауэрский мост (1894 г.) | Знаменитые мосты | Строительство моста

Тауэрский мост — это комбинированный разводной и подвесной мост через реку Темзу в Лондоне, названный в честь близлежащего лондонского Тауэра.Его часто ошибочно принимают за Лондонский мост, следующий мост вверх по течению, и он стал культовым символом города и очень популярной туристической достопримечательностью.

В 1876 году корпорация Лондонского Сити провела конкурс на проект столь необходимого нового речного перехода вниз по течению от Лондонского моста, но было важно, чтобы новый мост не мешал речному движению. На рассмотрение было представлено более 50 проектов, и только в 1884 году была выбрана конструкция подножки и подвески сэра Горация Джонса и сэра Джона Вулфа Барри.

Строительство началось в 1886 году, а спустя 8 лет Тауэрский мост был официально открыт 30 июня 1894 года.

Тауэрский мост, Лондон ночью

© Автор: Diliff (собственная работа) [CC-BY-SA-3.0) через Wikimedia Commons

Мост составляет 244 метра (800 футов) в длину между двумя 65-метровыми башнями, построенными на опорах. Центральный пролет 61 м (200 футов) между башнями разделен поровну на две опоры или створки, которые можно поднять на угол 83 градуса, чтобы пропустить речной транспорт.Каждая балка весит более 1100 тонн и уравновешена, чтобы свести к минимуму усилие, необходимое для их подъема, операция, которая занимает всего пять минут. Их поднимают огромные гидравлические насосы, которые сначала приводились в действие паровыми двигателями, работающими на угле, которые были заменены электричеством и маслом в 1976 году. Два боковых пролета представляют собой подвесные мосты, каждый длиной 82 м (270 футов).

Между башнями есть две пешеходные дорожки высокого уровня, которые позволяют пешеходам переходить реку даже при поднятом настиле моста.Эти пешеходные дорожки были закрыты для публики в 1910 году из-за того, что они не использовались, но были вновь открыты как полностью закрытые переходы в 1982 году в рамках недавно запущенной выставки Тауэрского моста.

Мост сделан из более чем 11 000 тонн стали и покрыт корнуолльским гранитом и портлендским камнем. Для поддержки опор в русло реки было погружено более 70 000 тонн бетона. Общая стоимость строительства составила 1,184 миллиона фунтов стерлингов.

Ссылки: Википедия | Выставка Тауэрского моста

фактов о мостах для детей

Другие значения слова «мост» см. В разделе «мост» (значения)

Мост — это конструкция для пересечения открытого пространства или разрыва.Мосты в основном используются для пересечения рек, долин или дорог на транспортных средствах, но люди также долгое время использовали мосты для пеших прогулок. Мосты, называемые путепроводами на автомагистралях, используются, чтобы не регулировать движение.

Мосты также используются в вооруженных силах. Военные мосты должны быть переносными, чтобы их можно было легко перебросить на линию фронта, поэтому они намного сложнее обычных гражданских мостов.

История

Мост Аркадико в Греции (13 век до н.э.), один из старейших существующих арочных мостов.

Самый простой тип моста — это ступеньки, так что, возможно, это был один из самых ранних типов моста.Люди неолита также построили дощатый настил через болота; Примеры таких мостов включают Sweet Track и Post Track в Англии, возраст которых составляет около 6000 лет. Несомненно, древние люди также использовали бревенчатые мосты; Это деревянный мост, который падает естественным путем, либо намеренно срублен, либо помещен поперек ручьев. Некоторые из первых искусственно построенных мостов со значительным пролетом, вероятно, были намеренно срубленными деревьями.

Среди самых старых деревянных мостов — Holzbrücke Rapperswil-Hurden, пересекающий верхнее Цюрихское озеро в Швейцарии; доисторические груды древесины, обнаруженные к западу от Седамма, датируются 1523 годом до нашей эры.Первый деревянный пешеходный мост вел через Цюрихское озеро, за которым последовало несколько реконструкций, по крайней мере, до конца 2 века нашей эры, когда Римская империя построила деревянный мост шириной 6 метров (20 футов). Между 1358 и 1360 годами Рудольф IV, герцог Австрии, построил «новый» деревянный мост через озеро, который использовался до 1878 года — его длина составляла около 1450 метров (4760 футов), а ширина — 4 метра (13 футов). 6 апреля 2001 года был открыт реконструированный деревянный пешеходный мост, который является самым длинным деревянным мостом в Швейцарии.

Мост Аркадико — один из четырех микенских арочных мостов, часть бывшей сети дорог, предназначенных для движения колесниц, между фортом Тиринф и городом Эпидаврос на Пелопоннесе в южной Греции. Датированный греческим бронзовым веком (13 век до нашей эры), это один из старейших арочных мостов, которые все еще существуют и используются. Несколько сохранившихся арочных каменных мостов эллинистической эпохи можно найти на Пелопоннесе.

Величайшими мостостроителями древности были древние римляне.Римляне построили арочные мосты и акведуки, которые могли выдержать условия, которые могут повредить или разрушить более ранние конструкции. Некоторые стоят сегодня. Примером может служить мост Алькантара, построенный через реку Тежу в Испании. Римляне также использовали цемент, который уменьшил разброс прочности природного камня. Один тип цемента, называемый пуццоланом, состоял из воды, извести, песка и вулканической породы. Мосты из кирпича и раствора были построены после римской эпохи, поскольку технология производства цемента была утеряна (а позже открыта заново).

В Индии в трактате Arthashastra Каутильи упоминается строительство плотин и мостов. Мост Маурьев возле Гирнара исследовал Джеймс Принсп. Мост был снесен во время наводнения, а позже отремонтирован Пушпагуптой, главным архитектором императора Чандрагупты I. Использование более прочных мостов с плетеными бамбуковыми цепями и железными цепями стало заметно в Индии примерно в 4 веке. Администрация Великих Моголов в Индии построила несколько мостов как военного, так и коммерческого назначения.

Хотя большие китайские мосты деревянной конструкции существовали во времена периода Сражающихся царств, самым старым из сохранившихся каменных мостов в Китае является мост Чжаочжоу, построенный с 595 по 605 годы нашей эры во времена династии Суй. Этот мост также имеет историческое значение, так как является старейшим в мире открытым каменным сегментарным арочным мостом. Европейские сегментные арочные мосты восходят, по крайней мере, к мосту Альконетар (примерно 2 век нашей эры), в то время как огромный мост Траяна римской эпохи (105 год нашей эры) представлял собой сегментные арки с открытыми перемычками в деревянной конструкции.

Веревочные мосты, простой тип подвесного моста, использовались цивилизацией инков в Андах в Южной Америке незадолго до европейской колонизации в 16 веке.

В 18 веке Ганс Ульрих Грубенманн, Йоханнес Грубенманн и другие внесли много новшеств в конструкции деревянных мостов. Первую книгу по мостостроению написал Юбер Готье в 1716 году.

Крупный прорыв в мостовой технологии произошел с возведением Железного моста в Шропшире, Англия, в 1779 году.Впервые здесь использовался чугун в качестве арок для перехода через реку Северн. Во время промышленной революции 19 века для мостов большего размера были разработаны ферменные системы из кованого железа, но железо не обладает прочностью на растяжение, чтобы выдерживать большие нагрузки. С появлением стали, обладающей высокой прочностью на разрыв, были построены мосты гораздо большего размера, многие из которых использовали идеи Гюстава Эйфеля.

Крытый мост в Уэст-Монтроуз, Онтарио, Канада

В Канаде и США многочисленные мосты с деревянным покрытием были построены в конце 1700-х — конце 1800-х годов, что напоминает более ранние конструкции в Германии и Швейцарии.Некоторые крытые мосты были построены и в Азии. В более поздние годы некоторые из них были частично сделаны из камня или металла, но фермы, как правило, по-прежнему были деревянными; в Соединенных Штатах было три стиля ферм: Queen Post, Burr Arch и Town Lattice. Сотни таких построек до сих пор стоят в Северной Америке. Они были представлены вниманию широкой публики в 1990-х благодаря роману, фильму и пьесе « Мосты округа Мэдисон ».

В 1927 году пионер сварки Стефан Брыла спроектировал первый в мире сварной автомобильный мост , мост Мауржице, который позже был построен через реку Слудвия в Мавжице около Ловича, Польша, в 1929 году.В 1995 году Американское общество сварки вручило награду за историческую сварную конструкцию мосту в Польшу.

Типы мостов

Мосты можно разделить на несколько категорий. Общие категории включают тип используемых структурных элементов, то, что они несут, являются ли они неподвижными или подвижными, а также используемые материалы.

Типы конструкций

Мосты можно классифицировать по тому, как действия растяжения, сжатия, изгиба, кручения и сдвига распределяются по их структуре.

Балочные перемычки

Балочный мост	представляют собой горизонтальные балки, поддерживаемые с каждого конца блоками подконструкции, и могут быть либо с простой опорой, , когда балки соединяются только через один пролет, либо непрерывными , когда балки соединяются через два или более пролетов. При наличии нескольких пролетов промежуточные опоры называются опорами. Самый длинный в мире мост с балками — улица Понтчартрейн-Козуэй на юге Луизианы в США, 23.83 мили (38,35 км) с индивидуальными размахами 56 футов (17 м). Балочные мосты — это самый простой и самый старый из используемых сегодня мостов, и они очень популярны.
Ферменный мост	Ферменный мост — это мост, несущая надстройка которого состоит из фермы. Эта ферма представляет собой конструкцию из связанных элементов, образующих треугольные блоки.
Консольный мост	Консольные мосты строятся с использованием консольных балок — горизонтальных балок, поддерживаемых только с одного конца.Большинство консольных мостов используют пару непрерывных пролетов, которые проходят с противоположных сторон опорных опор и встречаются в центре препятствия, которое пересекает мост. Самый большой консольный мост — 549-метровый (1801 фут) Квебекский мост в Квебеке, Канада.
Арочный мост	Арочные мосты имеют опоры на каждом конце. Вес моста переносится на опоры с обеих сторон. Самые ранние из известных арочных мостов были построены греками, в том числе мост Аркадико. Самый большой арочный мост в мире — мост Чаотяньмэнь через реку Янцзы длиной 1741 м (5712 футов) и пролетом 552 м (1811 футов). Мост был открыт 29 апреля 2009 года в городе Чунцин, Китай.
Арочный мостик арочный	Арочные мосты арочные имеют надстройку арочной формы, но отличаются от обычных арочных мостов. Вместо того, чтобы переносить вес моста и транспортные нагрузки на осевые силы в опорах, концы арок ограничиваются натяжением в нижнем поясе конструкции.Их еще называют арками тетивы.
Подвесной мост	Мосты подвесные подвешиваются на тросах. Самые ранние подвесные мосты были сделаны из веревок или лоз, покрытых кусочками бамбука. В современных мостах кабели свисают с башен, прикрепленных к кессонам или коффердамам. Кессоны или коффердамы вживляют глубоко в дно озера, реки или моря. Самый длинный подвесной мост в мире — это мост Акаси Кайкё длиной 3909 м (12825 футов) в Японии.
Вантовый мост	Вантовые мосты, как и висячие мосты, удерживаются тросами. Однако в вантовом мосту требуется меньше кабеля, и опоры, удерживающие кабели, пропорционально выше. Первый известный вантовый мост был спроектирован в 1784 году К. Т. (или К. Дж.) Лёшером. Самый длинный вантовый мост с 2012 года — Русский мост длиной 1104 м (3622 фута) во Владивостоке, Россия.

Несъемные или разводные мосты

Большинство мостов — это фиксированные мосты, то есть у них нет движущихся частей, и они остаются на одном месте до тех пор, пока не разрушатся или не будут снесены.Временные мосты, такие как мосты Бейли, предназначены для сборки и разборки, транспортировки на другое место и повторного использования. Они важны в военной инженерии, а также используются для перевозки транспорта во время восстановления старого моста. Подвижные мосты предназначены для того, чтобы не мешать лодкам или другим транспортным средствам, которые в противном случае были бы слишком высокими для их размещения. Обычно они имеют электрическое питание.

Мосты двухэтажные

Двухэтажные (или двухэтажные) мосты имеют два уровня, например мост Джорджа Вашингтона, соединяющий Нью-Йорк с округом Берген, штат Нью-Джерси, США, как самый загруженный мост в мире, по которому ежегодно проходит 102 миллиона автомобилей; фермы между уровнями проезжей части обеспечили жесткость проезжей части и уменьшили движение верхнего уровня, когда нижний уровень был установлен через три десятилетия после верхнего.Мосты Цин Ма и Кап Шуй Мун в Гонконге имеют шесть полос движения на верхних палубах, а на нижних этажах есть две полосы движения и пара путей для поездов метро MTR. Некоторые двухэтажные мосты используют только один уровень для уличного движения; Мост Вашингтон-авеню в Миннеаполисе резервирует нижний уровень для автомобильного и легкорельсового транспорта, а верхний уровень — для пешеходного и велосипедного движения (преимущественно студентов Миннесотского университета). Точно так же в Торонто виадук Принца Эдуарда имеет пять полос движения для автотранспорта, велосипедные дорожки и тротуары на верхней палубе; и пара путей для линии метро Блур-Данфорт на его нижней палубе.Западный пролет моста Сан-Франциско-Окленд-Бэй также имеет два уровня.

Мост Роберта Стивенсона на высоком уровне через реку Тайн в Ньюкасл-апон-Тайн, построенный в 1849 году, является ранним примером двухэтажного моста. На верхнем уровне проходит железная дорога, а на нижнем — автомобильное движение. Другие примеры включают мост Британия через пролив Менай и мост Крейгавон в Дерри, Северная Ирландия. Мост Эресунн между Копенгагеном и Мальмё состоит из четырехполосного шоссе на верхнем уровне и пары железнодорожных путей на нижнем уровне.Тауэрский мост в Лондоне — это другой пример двухэтажного моста, центральная часть которого состоит из низкоуровневого пролетного строения и высокоуровневого пешеходного моста.

Виадуки

Виадук состоит из нескольких мостов, соединенных в одну более длинную конструкцию. Самыми длинными и одними из самых высоких мостов являются виадуки, такие как Дорога к озеру Пончартрейн и Виадук Мийо.

Многоходовой мост

Tridge — это тип многоходового моста.

Многоходовой мост состоит из трех или более отдельных пролетов, которые пересекаются около центра моста.Многонаправленные мосты только с тремя пролетами отображаются как «T» или «Y», если смотреть сверху. Разводные мосты встречаются крайне редко. Примеры — Тридж, Маргарет-Бридж и Zanesville Y-Bridge.

Типы мостов в использовании

Мост можно разделить на категории по тому, для чего он предназначен, например, поезда, пешеходы или дорожное движение ( автодорожный мост ), трубопровод или водный путь для водного транспорта или движения барж. Акведук — это мост, несущий воду, напоминающий виадук, который представляет собой мост, соединяющий точки одинаковой высоты.Автомобильно-железнодорожный мост обеспечивает как автомобильное, так и железнодорожное движение. Overway — это термин для моста, который разделяет несовместимое пересекающееся движение, особенно автомобильное и железнодорожное. Мост может нести воздушные линии электропередачи, как и мост Сторстрём.

Некоторые мосты предназначены для других целей, например, башня Нового Моста в Братиславе, где есть ресторан, или мост-ресторан, который представляет собой мост, построенный для работы в качестве ресторана. На других опорах подвесного моста установлены передающие антенны.

Защитники природы используют эстакады для диких животных, чтобы уменьшить фрагментацию среды обитания и столкновения животных с транспортными средствами. Первые мосты для животных возникли во Франции в 1950-х годах, и теперь эти типы мостов используются во всем мире для защиты как крупных, так и мелких животных.

Типы мостов по материалам

Krämerbrücke в Эрфурте, Германия — с фахверковыми зданиями Малый каменный мост, Отоной, Греция

Материалы, из которых построено сооружение, также используются для классификации мостов.До конца 18 века мосты были деревянными, каменными и каменными. Современные мосты в настоящее время строятся из бетона, стали, армированных волокном полимеров (FRP), нержавеющей стали или комбинации этих материалов. Живые мосты были построены из живых растений, таких как Ficus elastica, корней деревьев в Индии и виноградных лоз глицинии в Японии.

В мостах из балок

Тип моста	Используемые материалы
Консоль	Для небольших пешеходных мостов консоль может быть простой балкой; однако в больших консольных мостах, предназначенных для обслуживания автомобильного или железнодорожного движения, используются фермы, построенные из конструкционной стали, или коробчатые балки, построенные из предварительно напряженного бетона.
Подвеска	Кабели обычно изготавливаются из стальных тросов, оцинкованных цинком, вместе с большей частью моста, но некоторые мосты по-прежнему изготавливаются из железобетона.
Арка	Камень, кирпич и другие подобные материалы, обладающие высокой прочностью на сжатие и отчасти на сдвиг.
Балка	можно использовать предварительно напряженный бетон, недорогой строительный материал, который затем заделывают арматурой.Полученный мост может противостоять силам сжатия и растяжения.
Ферма	Треугольные части ферменных мостов изготавливаются из прямых и стальных стержней в соответствии с конструкциями ферменных мостов.

Военный мост

Танковый мост-транспортер армии США. Это передвижные мосты; танки и другая техника могут использовать их для преодоления определенных препятствий.

Танковый мостовой транспортер (TBT) имеет такую ​​же проходимость, как и танк, даже при полной загрузке.Он может развертывать, сбрасывать и загружать мосты независимо, но не может их восстанавливать.

Картинки для детей

• Автомобильный мост со стальными пустотелыми коробчатыми секциями, выполненный для продления срока службы за счет дополнительной обработки сваркой

Что такое консольный мост?

Консольные мосты предназначены для автомобильного или железнодорожного транспорта и обычно строятся из конструкционной стали или коробчатых балок из предварительно напряженного бетона.Отличительной чертой консольного моста является консольный мост. Консоли — это конструкции, которые выступают горизонтально с опорой только на одном конце. Консоли также могут быть балками для небольших пешеходных мостов. Консольные мосты со стальной фермой большего размера могут достигать 1500 футов в длину. Квебекский мост в настоящее время имеет самый длинный главный пролет в мире — 1801 фут в длину, что превосходит самый известный консольный мост, называемый Форт-Бридж, длиной 1700 футов по основному пролету.

История

Консольный мост был применен на практике в начале 19 века, когда инженеры добавили несколько точек шарнира, чтобы распределить нагрузку по всему мосту и легче, чем раньше, рассчитывать нагрузки на балку.Это поможет снизить напряжение в балке или ферме и позволит построить более длинный мост. Мост Хассфут был первым консольным мостом, построенным в 1867 году через реку Майн в Германии, и имел длину 124 фута.

Как это работает

Консольный пролет образуется, когда два консольных плеча выходят из противоположных сторон и пересекаются посередине. В подвесном пролете рычаги не пересекаются посередине, а вместо этого поддерживают ферменный мост, опирающийся на консольные рычаги.При строительстве консольных пролетов из предварительно напряженного бетона рычаги уравновешиваются, выступая в противоположных направлениях, чтобы создать сбалансированную консоль. Когда они прикреплены к прочному основанию, они называются якорными рычагами. Например, фундаментная опора будет иметь два уравновешенных консольных кронштейна и два анкерных рычага для увеличения прочности уравновешенных консольных опор. Консоли стальной фермы используют растяжение верхних элементов и сжатие нижних для поддержки нагрузок.

Специалисты-криминалисты

Engineering Specialists Inc.имеет почти 30-летний полевой опыт анализа повреждений жилых, коммерческих и промышленных зданий. Мы можем работать над любым проектом в любом штате, стране. Если вам или вашей компании необходимо подтвердить степень повреждения или способ устранения проблемы, напишите нам по адресу [email protected] или позвоните нам по бесплатному телефону (877) 559-4010.

Beam Bridge — факты, конструкция, преимущества и недостатки

Балочный мост или балочный мост — самый простой и старый тип мостов.Обычно он состоит из одного или нескольких пролетов, поддерживаемых опорой или опорой. на каждом конце.

Первые балочные мосты, построенные людьми, возникли как имитация природы — доисторические люди видели дерево, упавшее через ручей, и использовали то же самое. гайка техники в тех местах, где им было удобно. Геродот, историк из Древней Греции, первым оставил письменный документ о мост в 484 г. до н.э. Мост, о котором он писал, был построен через реку Евфрат в 8 веке до нашей эры и был сделан из дерева и камня.Древние римляне известны своими арочными мостами из камня и бетона, но они также начали с более простых типов мостов. Самый ранний известный древнеримский балочный мост был построен через реку Тибр в 7 веке до нашей эры и был известен как «Pons Sublicius», что буквально означает «мост из деревянных балок». Римляне также были первым использовал коффердамы для построения колонн. Они вбивали круглую конструкцию, сделанную из дерева и облицованную глиной, в русло реки и опорожняли ее. это воды с помпой.Это оставило бы место для заливки бетона, а также послужило бы формой. Когда французский инженер Юбер Готье написал первая книга о строительстве мостов в 18 веке, мостостроение стало больше точной наукой. Следующая книга «Работа по строительству мостов» написана Американский сквайр Уиппл еще больше улучшил это, став первым учебником по аналитическим методам расчета напряжений и деформаций в мосту.

Чтобы построить простой мост через ручей, вам понадобится каменная плита или деревянная доска.Изготовлены современные балочные мосты, способные выдерживать автомобильное и железнодорожное движение. из стали или железобетона, которые также могут подвергаться предварительному или последующему напряжению.

Первым шагом в строительстве балочного моста является установка коффердамов, которые строятся вокруг каждой точки колонны в русле реки. Вода откачивается из внутри них и стволы бурятся в русло реки до тех пор, пока они не достигнут коренных пород (глубина которых может быть более 25 м). Цилиндрическая клетка из арматуры в шахту опускается сталь и заливается бетон.Это формирует фундамент. Колонны можно залить на фундамент или сборный железобетон, а затем разместить там. Опоры сооружаются на берегу реки, где будет опираться конец моста, путем заливки бетона между верхней частью берега и руслом реки. Это будет держать настил моста и предотвратить попадание грязи в реку. Стальные или предварительно напряженные бетонные балки укладываются краном на колонны и крепятся болтами. к шапкам колонок. Чтобы завершить надстройку моста, поперек балок кладут стальные плиты или сборные железобетонные плиты, которые образуют прочную платформу.После этого на платформу укладывается горячеканальный модифицированный полимером асфальт. Его цель — быть барьером для влаги. Поверх асфальта кладется сетка. арматурных стальных стержней, а затем заключены в бетонную плиту. Эта сетка состоит из двух слоев. В качестве последнего слоя настила бетонное покрытие заливают слой от 20 до 30 см. Бетон можно заливать в несъемные формы, если они используются. Если нет, бетон заливает тротуарная машина, которая растекается, уплотняет и разглаживает бетон — все сразу.Прежде чем бетон застынет, на него вручную или механически наносится противоскользящая текстура. поверхность. Бетон также имеет швы, предотвращающие растрескивание, каждые 5 м до заливки или после. Эти стыки заделываются гибким герметиком.