Типы мостов автомобилей: Мосты автомобильные — назначение, классификация и типы. Ведущие мосты, поддерживающие, управляемые и комбинированные

Содержание

Мосты автомобильные — назначение, классификация и типы. Ведущие мосты, поддерживающие, управляемые и комбинированные

Мостами автомобиля называются металлические балки с колесами. Мосты служат для установки колес и поддерживания несущей системы автомобиля (рамы, кузова). На автомобилях применяются различные типы мостов (рисунок 1).

Ведущим называется мост с ведущими колесами, к которым подводится крутящий момент двигателя. На автомобилях ведущими мостами могут быть только передний, только средний и задний или одновременно все мосты. Наибольшее распространение получили задние ведущие мосты на автомобилях ограниченной проходимости с колесной формулой 4х2 и предназначенные для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием и сухих грунтовых дорогах.

Рисунок 1 — Типы мостов автомобилей, классифицированных по различным признакам

Управляемым называется мост с ведомыми управляемыми колесами, к которым не подводится крутящий момент двигателя.

Управляемыми на большинстве автомобилей являются передние мосты.

Комбинированным называется мост с ведущими и управляемыми одновременно колесами. Комбинированные мосты применяются в качестве передних мостов в переднеприводных легковых автомобилях ограниченной проходимости, в полноприводных автомобилях повышенной проходимости и на автомобилях высокой проходимости, предназначенных для эксплуатации в тяжелых дорожных условиях.

Поддерживающим называется мост с ведомыми колесами, которые не являются ни ведущими, ни управляемыми. Наибольшее применение поддерживающие мосты получили на прицепах и полуприцепах. Они применяются также на многоосных грузовых автомобилях и в качестве задних мостов на переднеприводных легковых автомобилях.

Подробнее об автомобильных мостах:

Лекция 30.

Назначение и типы мостов

Лекция 30. Назначение и типы мостов

Назначение и типы. Мостами автомобиля называются металли­ческие балки с колесами. Мосты служат для установки колес и поддержания несущей системы автомобиля (рамы, кузова). На автомобилях применяются различные типы мостов (рис. 1).

Ведущим называется мост с ведущими колесами, к которым подводится крутящий момент двигателя. На автомобилях ведущи­ми мостами могут быть только передний, только задний, средний и задний или одновременно все мосты. Наибольшее распростра­нение получили задние ведущие мосты на автомобилях ограни­ченной проходимости с колесной формулой 4×2, предназначен­ных для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием и сухих грунтовых дорогах.

Управляемым называется мост с ведомыми управляемыми ко­лесами, к которым не подводится крутящий момент двигателя.

Управляемыми на большинстве автомобилей являются передние мосты.

Комбинированным называется мост с ведущими и управляемы­ми одновременно колесами. Комбинированные мосты применя­ются в качестве передних мостов в переднеприводных легковых автомобилях ограниченной проходимости, полноприводных ав­томобилях повышенной проходимости и автомобилях высокой проходимости, предназначенных для эксплуатации в тяжелых до­рожных условиях.

Поддерживающим называется мост с ведомыми колесами, ко­торые не являются ни ведущими, ни управляемыми. Наибольшее применение поддерживающие мосты получили на прицепах и полуприцепах. Они применяются также на многоосных грузовых автомобилях и в качестве задних мостов на переднеприводных легковых автомобилях.

Ведущий мост. Он представляет собой жесткую пустотелую бал­ку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ве­дущих колес, а внутри размещены главная передача, дифферен­циал и полуоси.

На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов (рис. 2).

Картер разъемного ведущего моста (рис.3, а) обычно отли­вают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых за­прессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов. Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомоби­лях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Картер неразъемного штампосварного ведущего моста (рис. 3, б) выполняется в виде цельной балки 9 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состо­ит из двух штампованных стальных половин, сваренных в про­дольной плоскости. Средняя часть балки моста предназначена для крепления с одной стороны картера главной передачи и диффе­ренциала, а с другой — для установки крышки. К балке моста приварены опорные чашки 7 пружин подвески колес, фланцы б для крепления опорных дисков тормозных механизмов и крон­штейны и 1 укрепления деталей подвески. Неразъемные штампо-сварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъ­емности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшую массу и меньшую стоимость изготовления.

Неразъемный литой ведущий мост (рис.3, в) изготовляют из ковкого чугуна или стали. Балка 13 моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовываются трубы 11 из леги­рованной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы 12 предназначены для крепления опорных дисков тор­мозных механизмов. Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъем­ности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры.

Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные, так как для доступа к главной передаче и диффе­ренциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Контрольные вопросы

  1. Каково назначение мостов автомобилей?

  2. Что представляет собой ведущий мост автомобиля?

  3. Каковы типы главных передач?

  4. Каковы преимущества и недостатки гипоидной главной передачи?

  5. Каково назначение дифференциалов?

Лекция 31. Главная передача. Дифференциал и полуоси

Главная передача. Шестеренный механизм, повышающий пе­редаточное число трансмиссии автомобиля, называется главной передачей.

Главная передача служит для постоянного увеличения крутя­щего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения скорости их вращения до необходимых значений.

Главная передача обеспечивает максимальную скорость дви­жения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топлива в соответствии с се передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомоби­ля, а также мощности и быстроходности двигателя. Величина пе­редаточного числа главной передачи обычно составляет 6,5…9,0 у грузовых автомобилей и 3,5…5,5 — у легковых.

Па автомобилях применяются различные типы главных пере­дач (рис. 4).

Одинарная главная передача состоит из одной пары шестерен.

Цилиндрическая главная передача применяется в переднепри­водных легковых автомобилях при поперечном расположении дви­гателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеплением. Ее передаточное число равно 3,5…4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД — не ме­нее 0,98, по она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная.

Коническая главная передача (рис.5, а) применяется на лег­ковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней гру­зоподъемности. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен в конической главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД конической глав­ной передачи со спиральным зубом равен 0,97…0,98. Передаточ­ные числа конических главных передач составляют 3,5…4,5 у лег­ковых автомобилей и 5… 7 — у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача (рис.5, б) имеет широкое при­менение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением е. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, а на переднепривод­ных автомобилях — исходя из условий компоновки.

Главная пере­дача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях. Передаточные числа гипоидных главных передач легковых автомобилей составляют 3,5…4,5, а грузовых автомобилей и автобусов — 5…7. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочна и бесшумна, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритна и ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она име­ет КПД, равный 0,96…0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется возможность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тяжести автомобиля, повысив его устойчивость. Од­нако гипоидная главная передача требует высокой точности изго­товления, сборки и регулировки. Она также требует из-за повы­шенного скольжения зубьев шестерен применения специального гипоидного масла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующими на зубьях шестерен прочную масляную пленку.

Червячная главная передача (рис. 5, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка относительно червячной шестерни, имеет передаточное число 4…5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных мно­гоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами чер­вячная главная передача меньше по размерам, более бесшумна, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные динамиче­ские нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9… 0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым материалам (оло-нянистая бронза) является самой дорогостоящей.

Двойные главные передачи применяются на грузовых автомо­билях средней и большой грузоподъемности, полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутя­щего момента. КПД двойных главных передач находится в преде­лах 0,93… 0,96.

Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.

В центральной главной передаче (рис.5, г) коническая и ци­линдрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через диф­ференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.

В разнесенной главной передаче (рис.5, д) коническая пара шестерен находится в картере в центре ведущего моста, а цилинд­рические шестерни — в колесных редукторах. При этом цилинд­рические шестерни соединяются полуосями через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси подводится к колесным ре­дукторам.

Широкое применение в разнесенных главных передачах полу­чили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редук­тор (рис.5, ё) состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко свя­занных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с корон­ной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущих колес передается через дифференциал, полуоси 7, сол­нечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.

При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьша­ются размеры картера и средней части ведущего моста. В результа­те увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложная, имеет большую металлоемкость, дорогостоящая и трудоемкая в обслуживании.

Дифференциал. Механизм трансмиссии, распределяющий кру­тящий момент двигателя между ведущими колесами и ведущими мостами автомобиля, называется дифференциалом.

Дифференциал служит для обеспечения ведущим колесам раз­ной скорости вращения при движении автомобиля по неровным дорогам и на поворотах. Разная скорость вращения ведущим коле­сам, проходящим разный путь на поворотах и неровных дорогах, необходима для их качения без скольжения и буксования. В про­тивном случае повысится сопротивление движению автомобиля, увеличатся расход топлива и изнашивание шин.

В зависимости от типа и назначения автомобилей на них при­меняются различные типы дифференциалов (рис.6).

Дифференциал, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими колесами автомобиля, называется межколесным.


Дифференциал, который распре­деляет крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомо­биля, называется межосевым.

На большинстве автомобилей применяются конические симмет­ричные дифференциалы малого трения.

Симметричный дифференциал распределяет поровну крутящий момент. Его передаточное число рав­но единице (и = 1), т.е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рис. 4.45, а, б) имеют одинаковый диаметр и рав­ное число зубьев. Симметричные дифференциалы применяются на автомобилях обычно в качестве межколесных и реже — межосевых, когда необходимо распределять крутящий момент поровну между ведущими мостами. j Несимметричный дифференциал распределяет не поровну крутя­щий момент. Его передаточное число не равно единице, но посто­янно, т. е. полуосевые шестерни 3 и 4 (рис. 4.45, в, г) имеют неодинаковые диаметры и разное число зубьев. Несиммет­ричные дифференциалы применяют, как правило, в качестве меж­осевых, когда необходимо распределять крутящий момент про­порционально нагрузкам, приходящимся на ведущие мосты.

Межколесный конический симметричный дифференциал (см. рис. 4.45, а) состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых ше­стерен 3 и 4, которые соединены полуосями с ведущими колеса­ми автомобиля. Дифференциал легкового автомобиля имеет два свободно вращающихся сателлита, установленных на оси, за­крепленной в корпусе дифференциала, а у грузового автомобиля — четыре сателлита, размещенных на шипах крестовины, также за­крепленной в корпусе дифференциала.

Схемы работы дифференциала при движении автомобиля по­казаны на рис. 4.46. При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге (рис. 4.46, а) ведущие колеса одного моста прохо­дят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление дви­жению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом кор­пус дифференциала, сателлиты и полуосевые шестерни враща­ются как одно целое. В этом случае сателлиты 3 не вращаются во­круг своих осей, заклинивают полуосевые шестерни 4, и на оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие моменты.

При повороте автомобиля (рис. 4.46, б) внутреннее по отно­шению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колесо, вращается медленнее и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внут­реннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоро­стями, что и необходимо при движении на повороте.

При движении автомобиля по неровной дороге ведущие коле­са также встречают разные сопротивления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и буксования.

Одновременно с изменением скоростей вращения происходит изменение крутящего момента на ведущих колесах. При этом кру­тящий момент уменьшается на колесе, вращающемся с большей скоростью. Так как симметричный дифференциал распределяет крутящий момент на ведущих колесах поровну, то в этом случае на колесе с меньшей скоростью вращения момент тоже уменьшается и становится равным моменту на колесе с большей скоростью вра­щения. В результате суммарный крутящий момент и тяговая сила на ведущих колесах падают, а тяговые свойства и проходимость авто­мобиля ухудшаются. Особенно это проявляется, когда одно из ве­дущих колес попадает на скользкий участок дороги, а другое нахо­дится на твердой сухой дороге. Если суммарного крутящего момен­та будет недостаточно для движения автомобиля, то автомобиль остановится. При этом колесо на сухой твердой дороге будет непод­вижным, а колесо на скользкой дороге будет буксовать.

Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку (выключение) дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала. При заблокированном дифференциале крутящий момент, подводимый к колесу с луч­шим сцеплением, увеличивается. В результате создается большая суммарная тяговая сила на обоих ведущих колесах автомобиля. При этом суммарная тяговая сила увеличивается на 20…25 % во время движения в реальных дорожных условиях.

Конический симметричный дифференциал является дифферен­циалом малого трения, так как имеет небольшое внутреннее тре­ние.

Трение в дифференциале повышает проходимость автомоби­ля, так как оно позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее, что может предотвратить буксование. При этом суммарная тяговая сила на ведущих колесах достигает максимального значения.

Однако в дифференциале малого трения увеличение суммар­ной тяговой силы на ведущих колесах составляет всего 4…6%, что также не способствует повышению тяговых свойств и прохо­димости автомобиля.

Конический симметричный дифференциал малого трения простио конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность. Он обеспечивает хорошие управляемость и устой­чивость, уменьшает износ шин и расход топлива. Этот дифферен­циал также называется простым дифференциалом.

Межоссвой дифференциал распределяет крутящий момент между главными передачами ведущих мостов многоприводных автомобилей. Дифференциал устанавливается в раздаточной ко­робке или приводе главных передач. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в трансмиссии автомобиля, которая очень сильно нагружает трансмиссию, особенно при дви­жении по ровной дороге. В качестве межосевых на автомобилях применяются и конические, и цилиндрические дифференциалы.

Кулачковые {сухарные) дифференциалы могут быть с горизон­тальным (рис. 4.47, а) или радиальным (рис. 4.47, б) расположе­нием сухарей. Сухари 3 размещаются в один или два ряда в отвер­стиях обоймы 2 корпуса 1 дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены на шлицах полуосей. Су­хари в дифференциале выполняют роль сателлитов.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге сухари неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездо­чек. Своими концами они упираются в профилированные кулач­ки полуосевых звездочек и расклинивают их. Все детали диффе­ренциала вращаются как одно целое, и оба ведущих колеса авто­мобиля вращаются с одинаковыми угловыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте или по неровной доро­ге сухари перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ве­дущим колесам автомобиля разную скорость вращения без про­скальзывания и буксования.

Кулачковые дифференциалы являются дифференциалами по­вышенного трения, так как имеют значительное внутреннее тре­ние, которое позволяет передавать больший крутящий момент на небуксующее колесо и меньший — на буксующее. При этом сум­марная тяговая сила на ведущих колесах автомобиля достигает максимального значения. Так, за счет повышенного внутреннего трения суммарная тяговая сила на ведущих колесах увеличивается на 10… 15 %, что способствует повышению тяговых свойств и про­ходимости автомобиля. Кулачковые дифференциалы относитель­но просты по конструкции и имеют небольшую массу. Они широ­ко применяются на автомобилях повышенной и высокой прохо­димости.

Червячные дифференциалы могут быть с сателлитами или без са­теллитов. В червячном дифференциале с сателлитами (рис. 4.47, в) крутящий момент от корпуса 1 дифференциала через червячные сателлиты 7 и черняки 6 и 8 передается полуосевым червячным шестерням 9 и 10, которые установлены на шлицах полуосей, связанных с ведущими колесами автомобиля.

При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге корпус, сателлиты, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно целое. При движении автомобиля на повороте и по не­ровностям дороги разная скорость вращения ведущих колес обес­печивается за счет относительного вращения сателлитов, червя­ков и полуосевых шестерен.

В червячном дифференциале без сателлитов (рис. 4.47, г) полу­осевые червячные шестерни 9 ж 10 находятся в зацеплении с чер­вяками б и 8, которые находятся также в зацеплении между собой. Крутящий момент от корпуса 1 дифференциала передается полу­осевым шестерням 9 и 10 через червяки б ж 8.

Червячные дифференциалы обладают повышенным внутрен­ним трением, которое увеличивает суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля на 10… 15 %. Это способствует повы­шению тяговых свойств и проходимости автомобиля. Однако чер­вячные дифференциалы наиболее сложны по конструкции. Они самые дорогостоящие из всех дифференциалов, так как их сател­литы и полуосевые шестерни изготавливают из оловянистой бронзы.

В связи с этим в настоящее время червячные дифференциалы на автомобилях применяются очень редко.

Полуоси. Валы трансмиссии, соединяющие дифференциал с колесами ведущего моста автомобиля, называются полуосями.

Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.

На автомобилях применяются различные типы полуосей (рис. 4.48).

Фланцевая полуось (рис. 4.49, а) представляет собой вал, кото­рый изготовлен за одно целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 1 полуоси имеет шлицы для со­единения с полуосевыми шестернями дифференциала. Фланце­вые полуоси получили наибольшее применение.

Бесфланцевая полуось (рис. 4.49, б) представляет собой вал, на­ружный и внутренний концы которого имеют шлицы. Шлицы наружного конца 3 предназначены для установки фланца крепле­ния полуоси со ступицей колеса, а шлицы внутреннего конца 1— для связи с полуосевыми шестернями дифференциала.

При движении автомобиля кроме крутящего момента полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действу­ющих на ведущие колеса при прямолинейном движении, на по­вороте, при торможении, заносе и т.п. Нагруженностъ полу­осей зависит от способа их установки в балке ведущего моста.

Полуразгруженная полуось 6 (рис. 4.49, в) наружным концом опирается на подшипник 4, установленный в балке 5 заднего мо­ста. Полуось не только передает крутящий момент на ведущее ко­лесо и работает на скручивание, но и воспринимает изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на ведущее колесо при движении автомобиля. Полу­разгруженные полуоси применяются в задних ведущих мостах лег­ковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъем­ности .

Разгруженная полуось 6 (рис. 4.49, г) имеет ступицу 7 колеса, установленную на балке 5 моста на двух подшипниках 4. В ре­зультате все изгибающие моменты воспринимаются балкой мос­та, а полуось передает только крутящий момент, работая на скру­чивание. Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах автобусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъ­емности.

Контрольные вопросы

  1. Каково назначение мостов автомобилей?

  2. Что представляет собой ведущий мост автомобиля?

  3. Каковы типы главных передач?

  4. Каковы преимущества и недостатки гипоидной главной передачи?

  5. Каково назначение дифференциалов?

Лекция 32. Конструкция ведущих мостов

Конструкция ведущих мостов. Задний ведущий мост легкового автомобиля ВАЗ (рис. 4.50) выполнен в виде цельной балки 7 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балку моста сваривают из двух стальных штампованных половин. С одной сто­роны к средней части балки моста приварена крышка 12, в кото­рой имеется маслоналивное отверстие с резьбовой пробкой, а с другой — прикреплен болтами картер 16 главной передачи и диф­ференциала. По обоим концам балки приварены стальные кова­ные фланцы 4 для крепления тормозных щитов 28тормозных ме­ханизмов. К балке заднего моста также приварены опорные чашки б пружин задней подвески и кронштейны 8 и 26 крепления дета­лей подвески. В заднем мосту размещаются главная передача, диф­ференциал и полуоси. В задний мост заливается трансмиссионное масло. Внутренняя полость моста сообщается с атмосферой через сапун, который исключает повышение давления внутри моста и предотвращает попадание внутрь воды при преодолении водных преград.

На автомобиле применяется шестеренная главная передача, оди­нарная, гипоидная. Передаточное число главной передачи 4,3. Глав­ная передача имеет одну пару конических шестерен со спиральным зубом. Оси шестерен не пересекаются, а перекрещиваются и лежат на некотором расстоянии (ось ведущей шестерни ниже оси ведомой), т.е. имеют гипоидное смещение. Благодаря гипоидному смещению уменьшается высота расположения карданной передачи и пола кузова, вследствие чего повышается комфортабельность ав­томобиля, несколько снижается его центр тяжести и повышается устойчивость. Кроме того, гипоидная главная передача имеет по­вышенные прочность и долговечность, а также обеспечивает плав­ное зацепление шестерен и бесшумность работы.

Ось ведущей шестерни 22 смещена вниз на 31,75 мм относи­тельно оси ведомой шестерни 14. Ведущая шестерня 22, изго­товленная вместе с валом, на котором закреплен фланец 21, ус­тановлена в картере 16 на двух конических роликовых подшипни­ках 19, уплотненных манжетой 20. Между подшипниками нахо­дится распорная втулка 18, обеспечивающая правильную затяж­ку подшипников. Ведомая шестерня 14 прикреплена болтами к корпусу 25дифференциала. Правильное положение ведущей ше­стерни относительно ведомой обеспечивается регулировочным кольцом 17.

На автомобиле применяется конический межколесный диф­ференциал, симметричный, двухсателлитный, малого трения. Он распределяет крутящий момент поровну между ведущими колеса­ми автомобиля.

Корпус 25 дифференциала установлен в подшипниках 11. За­тяжка подшипников и зацепление зубьев ведущей 22 и ведомой 14 шестерен главной передачи регулируются регулировочными гайка­ми 10. Внутри корпуса дифференциала закреплена ось 23 с двумя сателлитами 13. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями 15полуосей, которые соединены со шлицевыми кон­цами полуосей 9 и имеют опорные шайбы 24. Все шестерни диф­ференциала выполнены прямозубыми.

На автомобиле применяются полуразгруженные полуоси. Они передают крутящий момент и воспринимают изгибающие момен­ты в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Полуось 9 вы­полнена в виде сплошного вала. Внутренний конец полуоси имеет шлицы, а наружный — фланец. Полуось внутренним концом свя­зана с шестерней 15, находящейся в корпусе 25 дифференциала. Наружный конец полуоси установлен в подшипнике 3, который размещен во фланце 4 балки моста и уплотнен манжетой 5. К фланцу полуоси крепится болтами 29 тормозной барабан 1 и гайками 31 колесо с шиной, а также декоративный колпак 30. От смещения полуось удерживается специальной пластиной 27, фиксирующей подшипник 3. Пластина вместе с тормозным щитом 2

В ведущем мосту автомобиля регулируют зацепление шестерен главной передачи и затяжку подшипников.

Задний ведущий мост грузовых автомобилей КамАЗ (рис. 4.51) имеет стальную сварную балку 9, к которой приварены фланец для крепления картера

Главная передача — двойная, центральная. Передача состоит из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями.

Ведущая коническая шестерня главной передачи установлена на шлицах ведущего вала 5, а ведомая коническая шестерня 6 — на валу ведущей цилиндрической шестерни 7, которая выполне­на за одно целое с валом, установленным на трех роликовых под­шипниках. Ведомая цилиндрическая шестерня связана с корпу­сом 13 дифференциала, который установлен в картере главной передачи на двух конических роликовых подшипниках.

Дифференциал — конический, симметричный, малого трения, четырехсателлитный. Корпус дифференциала — разъемный, он состоит из двух половин. Внутри корпуса дифференциала нахо­дятся крестовина 17 с четырьмя сателлитами 10 и полуосевые шестерни 12, установленные на шлицах полуосей 14, Полуоси — фланцевые, разгруженные. Каждая полуось крепится фланцем к ступице 3 колеса автомобиля, которая установлена на наконечни­ке балки моста на двух конических роликовых подшипниках, за­крепленных гайкой 15, замковой шайбой 1 и контргайкой 2. Сту­пица колеса уплотнена манжетами.

В балке моста имеются резьбовые отверстия с пробками для заливки и слива масла, а также сапун 4 для связи внутренней полости моста с окружающей средой.

Средний ведущий мост грузовых автомобилей КамАЗ имеет конструкцию, аналогичную заднему ведущему мосту. Отличием является наличие в среднем ведущем мосту блокируемого меж­осевого дифференциала, картер которого крепится к картеру глав­ной передачи моста.

Межосевой дифференциал — конический, симметричный, ма­лого трения. Он имеет конструкцию, аналогичную межколесному дифференциалу. Межосевой дифференциал состоит из разъемно­го корпуса, крестовины, четырех сателлитов и двух конических шестерен привода среднего и заднего ведущих мостов. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется специальным меха­низмом, корпус которого укреплен на картере межосевого диф­ференциала. Привод механизма блокировки дифференциала — пневматический, рычаг его управления находится на щитке при­боров в кабине водителя.

Задний ведущий мост грузовых автомобилей МАЗ (рис. 4.52) включает в себя стальную литую балку, двойную главную переда­чу, конический дифференциал и бесфланцевые полуоси.

К центральной части балки 14 моста прикреплен картер 10 глав­ной передачи и дифференциала. В полуосевые рукава балки моста запрессованы стальные толстостенные трубы 8, на которых на двух роликовых подшипниках установлены ступицы ведущих колес автомобиля.

Двойная главная передача — разнесенная. Она состоит из цент­ральной и колесных передач.

Центральная передача выполнена в виде пары конических ше­стерен со спиральными зубьями и вместе с дифференциалом размещена влитом картере 10. Ведущая коническая шестерня 11 с валом установлена на трех роликовых подшипниках, а ведомая коническая шестерня 13 прикреплена к корпусу 12 дифферен­циала.

Дифференциал — конический, симметричный, малого трения, четырехсателлитный.

Колесная передача — планетарная, она состоит из ведущей (солнечной) шестерни 3, трех сателлитов 4, наружной 2 и внут­ренней 15 чашек и ведомой (коронной) шестерни 6. Все шестерни колесной передачи цилиндрические, прямозубые. Солнечная шес­терня и сателлиты имеют наружные зубья, а коронная шестерня — внутренние зубья. Солнечная шестерня установлена на шлицах по­луоси, а сателлиты — на роликовых подшипниках на осях 5, за­крепленных в наружной и внутренней чашках колесной переда­чи, которые соединены болтами и жестко связаны с балкой моста. Коронная шестерня и крышка 1 прикреплены к ступице 7 колеса автомобиля.

Передача крутящего момента от полуоси на ступицу колеса осуществляется через солнечную шестерню, сателлиты и корон­ную шестерню. Крышка 1, коронная шестерня 6ч ступица 1коле­са образуют вращающийся картер, в который заливают масло для смазывания шестерен передачи и подшипников ступицы колеса.

Внутренняя полость колесной передачи связана через сапун с окру­жающей средой.

Комбинированный мост. Это мост, выполняющий функции ве­дущего и управляемого мостов одновременно.

Комбинированный мост (рис. 4.53, а) включает в себя главную передачу, дифференциал и привод ведущих управляемых колес. Главная передача 1 и дифференциал 2 имеют такую же конструк­цию, как и главная передача и дифференциал заднего ведущего моста. Привод ведущих управляемых колес представляет собой карданные передачи с карданными шарнирами 4 равных угловых скоростей. Конструкция привода ведущих управляемых колес за­висит от типа их подвески.

У грузовых автомобилей при зависимой подвеске колес (рис. 4.53, б) и неразрезной балке ведущего моста в приводе колес приме­няются карданные передачи с одним карданным шарниром 4 равных угловых скоростей. Крутящий момент к карданному шар­ниру 4 подводится от дифференциала 2 внутренней полуосью 3. Наружная полуось 5 имеет фланец, от которого крутящий момент передается на ступицу 6 колеса. Ступица установлена на поворот­ной цапфе на двух подшипниках, и полуоси 3 и 5 передают толь­ко крутящий момент.

У легковых автомобилей при независимой подвеске ведущих управляемых колес (рис. 4.53, в) обычно используют карданные передачи с двумя шарнирами 4 равных угловых скоростей. При этом внутренние шарниры обеспечивают вертикальные переме­щения колес, а наружные шарниры — их поворот. При независимой подвеске колес иногда используют карданные передачи с двумя кар­данными шарнирами 7 неравных угловых скоростей и одним кар­данным шарниром 4 равных угловых скоростей (рис. 4.53, г).

Конструкция комбинированных мостов. Рассмотрим устройство переднего моста и привода колес легковых автомобилей ВАЗ по­вышенной проходимости (рис. 4.54).

Передний мост — комбинированный. Он выполняет функции ведущего и управляемого мостов одновременно и имеет постоян­ный привод от раздаточной коробки. Передний мост автомобиля включает в себя картер, главную передачу, дифференциал и при­вод передних колес. Картер 4 переднего моста выполнен в виде неразъемного корпуса с развитой средней частью. Он отлит из алюминиевого сплава. К средней части’ корпуса прикреплены крышки 9 и 2. Крышка 9 отлита из алюминиевого сплава, а крыш­ка 2 отштампована из листовой стали. В крышке 9 имеется сливное отверстие с резьбовой пробкой 10. По бокам корпуса изготовлены специальные фланцы для установки крышек 1 подшипников 12 корпусов внутренних шарниров 13 привода передних колес. Внут­ри картера переднего моста размещаются главная передача 8 и дифференциал 7. Картер переднего моста крепится к кронштейнам двигателя с помощью двух шпилек 3 и кронштейна 6. В картер моста через отверстие с резьбовой пробкой 11 заливается транс­миссионное масло. Внутренняя полость картера через сапун 5 со­общается с атмосферой.

Главная передача и дифференциал переднего моста имеют та­кое же устройство, как у заднего моста, и детали их унифициро­ваны (см. рис. 4.50).

Привод передних колес передает крутящий момент от диф­ференциала к передним управляемым колесам. Привод передних колес (рис. 4.55) представляет собой карданную передачу, кото­рая включает в себя вал, наружный и внутренний шарниры. Вал 10 привода выполнен сплошным. На концах вала имеются шлицы для установки наружного и внутреннего шарниров привода. На­ружный шарнир привода передних колес состоит из корпуса 1, обоймы 3, шести шариков 4 я сепаратора 7. Внутри корпуса шар­нира и снаружи его обоймы имеются специальные канавки, в которых размещаются шарики. Шарики обеспечивают подвиж­ное соединение корпуса и обоймы шарнира. Обойма 3 шарнира неподвижно закреплена на шлицевом конце вала 10 стопорным 2 и упорным кольцами. Шарнир защищен от пыли, грязи и вла­ги чехлом 9, который имеет защитный кожух 6. Чехол и кожух закреплены хомутами 5. Корпус 1 наружного шарнира имеет шлицевой наконечник, с помощью которого он соединяется со ступицей переднего колеса автомобиля. Внутренний шарнир при­вода передних колес имеет устройство, аналогичное наружному шарниру. Однако он несколько отличается от наружного шарни­ра по своей конструкции. Корпус 11внутреннего шарнира также имеет шлицевой наконечник, которым он соединяется с полу­осевой шестерней дифференциала переднего моста автомобиля. Конструкция шарниров привода передних колес позволяет пе­редавать крутящий момент при значительных углах между вала­ми, максимальные значения которых составляют 42° для наруж­ного шарнира и 18 ° для внутреннего. При сборке в шарниры зак­ладывается специальная смазка в количестве 75 см3 в наружный шарнир и 150 см3 во внутренний. В процессе эксплуатации авто­мобиля шарниры в дополнительной смазке не нуждаются.

На рис. 4.56 представлена конструкция переднего ведущего моста грузовых автомобилей ЗИЛ высокой проходимости. Главная пере­дача моста — двойная, центральная. Она состоит из двух пар ше­стерен: конической 17 со спиральными зубьями и цилиндриче­ской 8 с косыми зубьями. Дифференциал 9 — конический, сим­метричный, малого трения, четырехсателлитный. Главная пере­дача и дифференциат размещены в картере 10, который крепится к центральной части балки 12 моста. К концам балки моста при­креплены шаровые опоры 15 для поворотных цапф 1. Внутри каж­дой поворотной цапфы размещена наружная полуось 2, которая соединяется с внутренней полуосью 13 шариковым карданным

шарниром 1Травных угловых скоростей. На шлицах наружной по­луоси установлен фланец 3 для крепления к ступице 5 ведущего управляемого колеса. Шкворень для поворота колеса сделан раз­резным и состоит из двух шипов 6, которые жестко закреплены в шаровой опоре. На шкворне на роликовых конических подшип­никах 7 установлена поворотная цапфа, а на ней также на роли­ковых конических подшипниках 4 — ступица колеса, имеющего шину с регулируемым давлением.

2

Мосты легковых и грузовых автомобилей: устройство и классификация

Мосты автомобилей — агрегаты колёсных или гусеничных машин, связывающий колеса на одной оси и воспринимающий все виды нагрузок (вертикальные, продольные и поперечные), существующих между колёсами и подвеской. Крепится к раме автомобиля или несущему кузову с помощью подвески, решая задачи соединения колес с кузовом, передачи крутящего момента (актуально в случае если мост ведущий) и тормозных усилий. При разработке мостов важной инженерной задачей является сохранение надежности конструкции при минимальной массе агрегата.

Мосты различаются по назначению, конструкции, виду подвески и количеству колес. В зависимости от конкретного транспортного средства и необходимых задач по эксплуатационным характеристикам подбирается тот или иной вид моста для легковой или грузовой машины.

Содержание статьи:

Виды мостов по назначению

По назначению мосты делятся на: ведущие, управляемые, комбинированные, поддерживающие и проходные.

Ведущие

Ведущий мост соединяет между собой колеса ведущий оси, обеспечивая передачу крутящего момента от двигателя, а следовательно содержит в себе механизмы, необходимые для выполнения этой задачи: главную передачу, дифференциал, полуоси, колёсные ступицы. У автомобилей, привод в которых осуществляется гидравликой или электричеством, некоторые вышеперечисленные элементы не применяются, вместо них используются мотор-колёса.

Ведущий мост грузовика

Ведущий мост может располагаться спереди, сзади, либо одновременно и там и там (последнее чаще встречается у машин повышенной проходимости). Он выполняет следующие функции:

  • Передача и преобразование крутящего момента к ведущим колесам;
  • Обеспечение разной скорости вращения колес;
  • Передача тягового усилия к раме автомобиля или кузову;
  • Передача тормозных усилий.

Устройство ведущего моста грузового автомобиля:

1 — ступица; 2 — тормозной барабан; 3 — сапун; 4 — зубчатое колесо главной передачи; 5 — картер главной передачи; 6 — шпилька крепления картера главной передачи; 7 — балка моста; 8, 10 — полуоси; 9 — дифференциал; 11 — тормозная камера; 12 — подшипники ступицы.

Управляемые

Грузовик Tatra T813 S1 8×8 с двумя управляемыми мостами спереди

Управляемый мост содержит в себе механизмы рулевого управления, обеспечивая маневренность транспортного средства, и соединяет колеса управляемой оси. Управляемый мост может быть расположен спереди или сзади, у многоосных транспортных средств таких мостов может быть несколько. В основном управляемый мост располагается спереди за исключением специальной техники вроде зерноуборочных комбайнов, погрузчиков, автомобилей коммунальных служб — у них он располагается сзади.

Основой управляемого моста может служить как балка/поперечина, так и подрамник. У большинства легковых автомобилей (чаще всего они переднеприводные) спереди установлен управляемый ведущий мост или, если говорить корректными терминами, так называемый комбинированный мост.

Устройство управляемого неразрезного моста грузовика «ГАЗ»:

1 — колесо;
2 — тормозной барабан;
3 — ступица;
4, 13 — подшипники;
5 — гайка;
6 — щит;
7 — цапфа;
8 — шкворень;
9, 16 — рычаги;
10, 15 — тяги;
11 — шайба;
12 — стопор;
14 — балка.

Наиболее часто встречающиеся типы передних управляемых мостов:

а — неразрезной;
б — разрезной;
1 — колесо;
2 — цапфа;
3 — шкворень;
4 — балка;
5 — рессора;
6 — стойка;
7 — подвеска.

Комбинированные

Комбинированный мост сочетает в себе функции ведущего и управляемого мостов. Наиболее распространена такая компоновка в легковых переднеприводных автомобилях. В комбинированном мосте есть главная передача и дифференциал, а привод реализован с помощью карданной передачи с карданными шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС). Внутренние шарниры отвечают за подвижность узла по вертикали, наружные — при повороте колеса.

Пример комбинированного моста — привод управляемых колес переднеприводного автомобиля марки «ВАЗ», где главная передача и дифференциал выполнены в едином с коробкой передач корпусе.

а — общий вид;
б — детали наружного шарнира;
в — привод правого переднего колеса;
1, 3 — наружный и внутренний шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы)
2, 4 — приводные валы;
5 — корпус шарнира;
6 — сепаратор шарнира;
7 — обойма шарнира;
8 — шарики шарнира;
9 — упорное кольцо привода;
10, 13 — хомуты пыльников;
11 — стопорное кольцо;
12 — пыльник.

Поддерживающие

Поддерживающий мост — прямая балка, на концах которой расположены колесные ступицы с подшипниками. Мост такой конфигурации передает только вертикальные нагрузки и тормозные усилия к колесам автомобиля. Поддерживающий мост часто используется на задней оси переднеприводных автомобилей и за счет простоты своей конструкции считается наиболее надежным вариантом задней подвески.

Также поддерживающие мосты нашли свое применение в тяжелых прицепах и полуприцепах, где они устанавливаются для повышения общей грузоподъемности за счет распределения на них вертикальной нагрузки.

Пример поддерживающего (заднего) моста автомобиля марки ВАЗ:

1 — ось;
2 — ступица;
3 — рычаг;
4 — подвеска;
5 — балка.

Проходные

Проходной мост — разновидность ведущего моста, который передает часть крутящего момента на следующий ведущий мост (обычно задний) с помощью проходного вала главной передачи. Используется только на многоосных автомобилях с несколькими ведущими мостами.

Проходной мост КАМАЗ

Виды мостов по расположению

По расположению автомобильные мосты делят на передние, задние, промежуточные и подкатные.

Передние

Передний мост связывает колеса передней по ходу движения оси транспортного средства и служит опорой для передней части автомобиля. В зависимости от типа транспортного средства передние мосты могут быть управляемыми (классическая компоновка), ведущими (в передне- и полноприводной технике), управляемыми и ведущими одновременно (в передне- и полноприводных автомобилях, технике повышенной проходимости) и не управляемыми и не ведущими одновременно (в сельскохозяйственных и коммунальных машинах).

Передний мост автомобилей УАЗ (Спайсер)

Задние

Задний мост связывает колеса задней по ходу движения оси транспортного средства и служит опорой для задней части автомобиля. Задние мосты могут быть ведущими (классическая компоновка), управляемыми (например, у вилочных погрузчиков), ведущими и управляемыми одновременно (у сельскохозяйственных, коммунальных и других специальных машин) и не ведущими и не управляемыми одновременно (у переднеприводной техники).

Задний ведущий мост BMW 7 Series

Промежуточные

Промежуточный мост — любой мост, не являющийся передним или задним по своему расположению. В двухосных автомобилях понятия промежуточного моста не существует. Промежуточные мосты у многоосных автомобилей могут быть как ведущими и/или управляемыми, так и просто выполнять поддерживающую функцию, аккумулируя на себе часть нагрузки.

Подкатные

Подкатной мост — отсоединяемый от прицепа или полуприцепа мост, который используется для транспортировки особо тяжелых грузов и обычно выполняет функцию поддерживающего моста.


Виды мостов по конструкции

Конструктивно мосты проектируются в виде полнотелой поперечины или пустотелой балки.

а — поперечина;
б — неразъемная балка;
в — разъемная балка;
1, 4 — рукава полуосей;
2, 3 — части картера моста.

С поперечиной

Мосты с поперечиной изготавливаются в виде двутавра переменного сечения из металлического бруса методом ковки. Часто поперечину по ошибке называют балкой. Обычно центральная часть поперечины двутаврового сечения изогнута вниз с целью более низкого расположения агрегатов (например, двигателя).

С балкой

Мосты с балкой пустотелые с целью размещения внутри балки элементов привода ведущей оси. Существуют мосты с разъемной и неразъемной балкой. Последние имеют значительно более высокую жесткость, поэтому применяются в тяжелой технике. Мосты с разъемной балкой предназначены для легковых автомобилей и грузовиков с небольшой грузоподъемностью,

Задний неразъемный ведущий мост грузовика Mercedes-Benz Actros

Также мосты с балкой отличаются по технологии изготовления. В основном применяются штампованные и литые балки.

  • Разъемные — есть поперечный разъем в области картера, соединяемый болтами. Трубчатые рукава полуосей запрессованы в разъемные части картера;
  • Неразъемные — балка цельная с литым картером, в который запрессованы рукава полуосей. Плюсом такой компоновки, помимо более высокой жесткости по сравнению с разъемными мостами, также является удобство обслуживания — для доступа к дифференциалу и главной передаче не нужно демонтировать мост целиком;
  • Штампованные — изготавливаются из ковкого чугуна методом штамповки с применением сварки, превосходят по жесткости разъемным балки, но уступают по этому параметру литым балкам;
  • Литые — наиболее жесткий и надежный вид балок, применяется в тяжелой технике, однако технология изготовления наиболее сложная и дорогостоящая. Материалом для изготовления служат ковкий чугун или сталь.

Виды мостов по типу подвески

По виду подвески мосты делятся на неразрезные и разрезные.

а — неразрезной мост;
б — разрезной мост.

Неразрезные

Неразрезной мост — в таком исполнении колеса автомобиля жестко связаны друг с другом посредством балки. Изменение положения одного колеса, например, при проезде неровностей, напрямую влияет на положение другого колеса на этой же оси.

Разрезные

Разрезной мост — в этом случае колеса автомобиля связаны с балкой моста через подвеску. Изменение положения одного колеса, например, при проезде неровностей, не влияет на положение другого колеса на этой же оси.


Виды мостов по числу колес

Автомобильные мосты также разделяют по количеству колес на оси. Бывают мосты с одинарными и сдвоенными колесами.

Карьерный самосвал NHL NTE330 — спереди мост с одинарными колесами, сзади со сдвоенными

Одинарные

Мост с одинарными колесами — автомобильный мост, на ступицах которого находится по одному колесу. Применяется на легковых автомобилях, легком коммерческом транспорте, спереди на грузовой технике. Это самый распространенный вид мостов.

Сдвоенные

Мост со сдвоенными колесами — автомобильный мост (обычно задний), на ступицах которого находится по паре колес. Иногда спаренные колеса называют «спаркой». Применяется в грузовиках, карьерных самосвалах и различной тяжелой технике.

На этой ноте краткое описание и устройство автомобильных мостов мы заканчиваем. Возможно, вам также будет интересно почитать наш материал про такой элемент подвески как стойки стабилизатора.

Типы мостов автомобиля | Газета-А.ru

Мосты авто представляют собой специальные балки, выполненные из металла. Они служат для поддержания частей несущей системы машины и установки колёс. Выход из строя этого узла авто грозит серьёзными последствиями, и при малейшем подозрении на поломку стоит провести диагностику. В принципе паниковать не стоит, мосты поддаются ремонту, тем более, что на http://фостэрс.рф/catalog/mosty/ есть большой выбор запчастей. Но и запускать ситуацию нельзя, иначе последствия могут быть очень серьёзными. Да и ремонт мелкой поломки не так сильно ударит по карману, как замена всего узла.

Типы мостов

Всего существует 4 типа этих механизмов, которые различаются по конструкции и эксплуатационным особенностям. Итак, мосты различаются на:

  • ведущие;
  • управляемые;
  • комбинированные;
  • поддерживающие.
Механизм первого типа тоже делится на несколько разновидностей– передний, задний и промежуточный. Они же в свою очередь подразделяются на: разрезного и неразрезного вида. Последние представляют собой полую балку, на ней размещаются узлы трансмиссий. Основным предназначением ведущего неразрезного моста есть перемены в подведённом вращательном моменте и передаче последнего на пару ведущих колёс.

Этот показатель зависит от того, какого типа подвеска установлена на авто. Если она независимого вида – то мост (ведущий) разрезают и наоборот. Кстати, при создании легковых авто применяют классический тип компоновки мостов – ведущего с задним. На машинах полноприводной конструкции эту функцию выполняют оба механизма.

Управляемый мост

Чаще всего так называют передний механизм авто с полным или задним приводом. Хотя у машин спецназначения (коммунальных служб, колёсная с/х техника) этот принцип не соблюдается. То есть, ведущим является именно мост спереди. В то же время деталь, расположенная сзади выполняет функции управляемого.

Он различается на разрезной и целостный. Последний представляет собой балку. На неё установлены поворотные кулаки (на обеих концах). Балка даёт возможность управления направлением колёс в процессе езды автомобиля.

Мост поддерживающего типа

Он выполняет роль промежуточного, в тех случаях, когда требуется повышение грузоподъёмности машины. Также этот механизм является дополнительной частью в процессе распределения нагрузки по вертикали, которая оказывается на раму или кузов.

Этот мост тоже внешнее является балкой. На обеих её концах установлены колёса, дополнительно она оснащена подвеской. Промежуточные мосты используют при строении тяжёлых полуприцепов для легковушек или пикапов.

как выбрать задний мост для грузовика

Задний ведущий мост, играя роль замыкающего компонента силовой линии грузовика, существенно влияет на динамику разгона, экономичность и полезную нагрузку.
Многообразие типов задних мостов и главных передач помогает покупателю автомобиля лучше подобрать грузовик в соответствии с теми условиями, в которых машине предстоит работать. Расскажем, что нужно знать при выборе этих агрегатов

Михаил Ожерельев

Жесткая конкуренция между автопроизводителями и борьба за каждого покупателя на рынке способствует тому, что многообразие конструкций постоянно растет. Предлагаемые на рынке модели и модификации ведущих мостов при внешней схожести различаются по преобразуемому крутящему моменту, передаточному числу, осевой нагрузке и собственной массе. В последнее время автопроизводители все больше внимание уделяют облегченным мостам для решения транспортных задач, которые требовательны к полезной нагрузке. Причем это касается как одиночных, так и сдвоенных мостов.

ОДИНОЧНЫЕ МОСТЫ

Мост Meritor 17x рассчитан на осевую нагрузку 13 тонн

Задний мост в автомобиле — это, прежде всего, несущая конструкция, которая должна обладать необходимой прочностью и жесткостью, чтобы воспринимать значительные нагрузки. На грузовиках малой и средней грузоподъемности сегодня в основном применяются штампованные ведущие мосты неразъемной конструкции. При необходимых прочностных характеристиках жесткости штамповка по сравнению с литьем имеет меньшую массу и дешевле в изготовлении. В свою очередь, неразъемные литые мосты находят применение в шасси тяжелых грузовиков. К примеру, в линейке продукции, предлагаемой сегодня крупнейшими мировыми производителями трансмиссий — ArvinMeritor, Rockwell, Eaton, ZF, Dana, обычно используются балки прямоугольного сечения, изготовленные литьем из чугуна с шаровидным графитом. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, что позволяет получать компактную конструкцию с учетом того, что в картере моста размещаются главная передача, дифференциал и полуоси.

Одиночными ведущими мостами комплектуются автомобили колесной формулой 4х2 и 6х2. Используемые в таких мостах главные передачи в зависимости от количества зубчатых пар бывают одинарными или двойными. Одинарные главные передачи имеют одну зубчатую пару, в составе которой могут использоваться цилиндрические, конические, гипоидные зубчатые колеса или червячное зацепление.

Входящая в стандартную комплектацию блокировка дифференциала помогает двигаться по скользкой поверхности

Гипоидные передачи, характеризующиеся повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы, получили наибольшее распространение в автомобилестроении, в том числе и в грузовом. К слову, произошло это еще и потому, что на рынке значительно расширился ассортимент смазочных материалов, обеспечивающих повышенную прочность масляной пленки. Это требуется для устранения склонности к заеданию, характерной для гипоидной передачи.

В последнее время в силовой линии коммерческих автомобилей все шире стали использоваться новые подходы. Стремление к повышению грузоподъемности, с одной стороны, и уменьшению собственной массы, сокращению потерь на трение, увеличению КПД, с другой, направило разработчиков по пути как конструктивного, так и технологического совершенства, в том числе в области технологии изготовления. Примером может служить разработка ArvinMeritor — мост MS-13-17X Logix Drive с одинарной гипоидной передачей. Особенность конструкции редуктора заключается в способе крепления ведомой шестерни: она зафиксирована в картере моста не на болтах, а с помощью лазерной сварки. Новая конструкция стала компактнее и жестче, а отсутствие выступающих головок болтов (в прежней конструкции их было 36) снизило гидравлические потери, связанные с перемешиванием масла. Мост рассчитан на осевую нагрузку до 13 тонн, может применяться для автопоездов общей массой до 56 тонн и имеет несколько вариантов передаточных чисел — от 2,64 до 6,17. Входящая в стандартную комплектацию блокировка дифференциала увеличивает устойчивость автомобиля при движении по скользкой и рыхлой поверхности.

Что качается передаточных чисел, следует учитывать, что их меньшие значения используются преимущественно в ведущих мостах для магистрального применения. Мосты с так называемым «длинным» рядом передаточного отношения позволяют существенно снизить расход топлива и уровень выбросов на эксплуатационных скоростях. Обратной стороной медали является необходимость более частой смены трех высших передач во время грузоперевозок на дальние расстояния. Одним из решений этой проблемы может быть применение коробки передач с двойным сцеплением. Из реализуемых в этом направлении проектов следует упомянуть коробку передач ZF Traxon Dual со стратегической схемой переключения Top 3: за счет модуля двойного сцепления практически все переключения на пониженную передачу и обратно, например с 12-й на 11-ю, выполняются под нагрузкой и практически незаметно. Компания ZF утверждает, что такое техническое решение в связке с длинным ведущим мостом могло бы дать дополнительную экономию топлива до 2 %.

Сдвоенный мост с колесными редукторами разработан для самых тяжелых грузовых перевозок

Когда необходимо увеличить передаточное число, но сохранить компактную конструкцию моста с большим дорожным просветом, используют двойную главную передачу. В последнее время такие передачи, позволяющие значительно повысить силу тяги на ведущих колесах, находят широкое распространение в высоконагруженной технике, например строительной или внедорожной. По компоновке двойные передачи выполняются центральными и разделенными. Центральные двойные главные передачи представляют собой сочетание конической или гипоидной пары с цилиндрической, которые объединены в общем картере. Разнесенные двойные передачи состоят из центрального редуктора в виде конической или гипоидной пары и двух редукторов, размещенных в ступицах колеса или близко к колесам. В числе плюсов разнесенных главных передач отмечается снижение нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а в числе минусов — усложнение конструкции балки или ступичного узла. Сегодня находят применение два типа разнесенных передач. В первом случае входная группа в составе одноступенчатой конической или гипоидной передачи соединяется с планетарным редуктором, расположенным в ступице колеса, — соосный редуктор. В качестве примера можно привести одиночный мост RST1365HV, разработанный специально для грузовика Volvo FM с колесной формулой 4х4 и рассчитанный на крутящий момент 2200 Нм.

Во втором случае роль выходного звена отводится цилиндрической передаче с наружным зацеплением — эта передача обычно монтируется в отдельном картере вблизи ступицы колеса (несоосный редуктор). Схемы с несоосным редуктором используются в портальных мостах, применяемых в городских автобусах и специальных машинах высокой проходимости.

Пример разнесенной двойной передачи с бортовыми редукторами

Еще одним достаточно редким, но интересным решением, позволяющим увеличить тягу на ведущих колесах, является многоскоростной редуктор. Наличие дополнительно подключаемой пары шестерен позволяет удвоить количество передач в трансмиссии без применения сложных КП с делителем. К слову, такая схема удобна еще и тем, что на пониженной передаче хвостовик редуктора и карданный вал не нагружаются высоким крутящим моментом, а значит, крестовины и шлицевые соединения могут иметь облегченную конструкцию. В современной двухступенчатой передаче «постоянным» звеном обычно является коническая передача, а «переменным» — либо цилиндрическая пара с внешним зацеплением, либо планетарный ряд. Последний вариант отличается компактностью, но имеет сравнительно высокую стоимость.

СДВОЕННЫЕ МОСТЫ

Сегодня большинство крупных производителей коммерческой техники имеют в своей производственной программе многоосные шасси, позволяющие повысить грузоподъемность транспортного средства и при этом ограничить нагрузку на дорожное полотно. В автомобилях с колесной формулой 6х4 или 6х6 применяются два типа привода: последовательный, при котором передача крутящего момента от раздаточной коробки к обоим мостам осуществляется одним карданным валом, и параллельный — с применением двух отдельных карданных валов, выходящих из раздаточной коробки. Параллельный привод ранее широко использовался в полноприводных автомобилях, например ЗиЛ-157. Однако необходимость установки дополнительной раздаточной коробки и «лишнего» карданного вала отрицательно повлияла на сферу применения данной конструктивной схемы, поэтому в современных конструкциях сдвоенных ведущих мостов преимущественно используется последовательная схема.

Последовательная схема раздачи крутящего момента реализуется разными путями с использованием комбинаций конических, гипоидных, цилиндрических и червячных передач. Наиболее простым считается привод с червячными главными парами: сказываются большое передаточное число при малых габаритах и удобство компоновки редуктора при использовании верхнего червяка. Такие редукторы можно встретить в трансмиссии многоосной спецтехники.

Мост штампованной конструкции в сравнении с литым легче и дешевле в изготовлении

А вот на тяжелых грузовиках дорожной гаммы преимущественное распространение получила другая схема — с двойной главной передачей промежуточного моста. Например, в комбинации, используемой большинством зарубежных производителей, промежуточный мост имеет цилиндрический редуктор с передаточным числом 1,0 и коническую передачу, а в заднем мосту используется одноступенчатая главная передача. Крутящий момент между агрегатами передается сквозным валом через средний мост, внутри которого расположен меж осевой дифференциал. К слову, именно так устроен сдвоенный мост RTS2370A (Volvo FH, FM), предназначенный для тяжелых работ, в том числе и в неблагоприятных условиях эксплуатации. Агрегат рассчитан на передачу крутящего момента 3100 Нм и нагрузку тележки и полную массу автопоезда 23 и 70 тонн соответственно. Все сдвоенные задние мосты предлагаются с широкой гаммой передаточных чисел. Тем самым обеспечивается надежное трогание с места и преодоление подъемов, а также соответствие экономичному режиму частоты вращения двигателя на эксплуатационных скоростях. Сдвоенные мосты также имеют механизм блокировки дифференциала, которые устанавливаются между осями.

Независимо от того, для какой работы предназначен автомобиль, для любой задачи найдется соответствующее решение ведущего моста, утверждают автопроизводители.

МИНУС 280 КГ

На выставке Bauma 2016 компания MAN представила новый облегченный тандемный мост с гипоидной передачей для решения транспортных задач, которые требовательны к полезной нагрузке. По сравнению с мостом с планетарным колесным редуктором, он весит примерно на 280 кг меньше. В отличие от обычных мостов с гипоидной передачей, которые обеспечивают грузоподъемность 13 тонн, выигрыш в весе составляет 180 кг. Поэтому, например, автобетоносмесители смогут перевозить на 180 кг воды или бетона больше. Необходимость применения теплоизолированных кузовов при транспортировке асфальта дает дополнительный вес. Теперь транспортный оператор сможет компенсировать это за счет применения облегченного моста. Техническая полная масса автопоезда 60 тонн также открывает возможности применения помимо строительного сектора — в развозных и магистральных перевозках.

Помимо увеличения полезной нагрузки, новый тандемный мост имеет и другие преимущества: по сравнению с автомобилями, где используются мосты с планетарной передачей, новая ось приводит к некоторому снижению расхода топлива. В прямом сравнении мостов с гипоидной передачей новая конструкция, рассчитанная на полезную нагрузку в 11,5 т, дает также примерно 4 см дополнительного дорожного просвета. Это, в свою очередь, означает, что новая конструкция удовлетворяет требованиям для получения одобрения автомобилей повышенной проходимости N3G с шинами 315/80R22,5.

Новый мост предлагается для автомобилей TGX 6×4, TGS 6×4 и 8×4 мощностью до 480 л. с. в исполнении с нормальной высотой и в вариантах с рессорной и пневморессорной подвеской, а также для TGM с колесной формулой 6×4. Версии TGX 6×4, а также TGS 6×4 и 8×4 в исполнении со средней высотой и рессорной подвеской также выигрывают при оборудовании такой опцией. Новый тандемный мост имеет передаточное число 2,85. Раньше в этом сегменте более широко применялось число 3,08.

Из Москвы на рождественских каникулах в трансконтинентальный автопробег по 30 странам отправилась команда «Русского прорыва» – 8 человек на двух Ладах и двух Нивах.

Автопробег «Русский прорыв» пройдет по 30 странам Африки и Европы. Основная цель пробега – это презентация российского автопрома для международной аудитории. Также планируется и культурная программа – встречи с дипломатическими миссиями в зарубежных странах, пресс-конференции и презентации в российских культурных центрах, посещение высших учебных заведений.

В автопробеге участвуют четыре автомобиля отечественного производства – два Chevrolet Niva и две Лады. Одна из них это разработка Бронто — внедорожник LADA 4х4 с системой бензин-газ, имеющий комплектацию News Hunter (оборудование для фото- и видеосъемки). Второй автомобиль – разработка компании «Моторика» – полноприводный пикап «Пилигрим», с ходовой частью от внедорожника LADA 4х4 и кузовом LADA 110.

Редакция рекомендует:




Хочу получать самые интересные статьи

29.

Назначение, устройство и принцип работы ведущих мостов.

Ведущим называется мост с ведущими колесами, он представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы веду­щих колес, а внутри размещены главная передача, дифференци­ал и полуоси. На автомобиле ведущими мостами могут быть только передний, только задний, промежуточный и задний или одновременно все мосты.

На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов.

ведущие мосты

по конструкции балки моста

по способу изготовления балки моста

разъемные

штампосварные

неразъемные

литые

Картер разъемного ведущего моста (рис. 9.4, а) обычно отли­вают из ковкого чугуна. Картер состоит из двух соединенных меж­ду собой частей 2 и J, имеющих разъем в продольной вертикаль­ной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых запрессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1 полу­осей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов. Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомоби­лях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Картер неразъемного штампосварного ведущего моста выполняется в виде цельной балки с развитой центральной ча­стью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. К средней части балки моста с одной стороны крепятся картер главной передачи и дифференциал, а с другой — устанавливается крышка. К балке моста приварены опорные чаш­ки пружин подвески колес, фланцы для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронштейны крепления деталей подвески. Неразъемные штампосварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми не­разъемными мостами имеют меньшую массу и меньшую стоимость изготовления. Неразъемный литой ведущий мост изготавливают из ковкого чугуна или стали. Балка моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовывают трубы из легиро­ванной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы предназначены для крепления опорных дисков тор­мозных механизмов. Неразъемные литые ведущие мосты получи­ли применение на грузовых автомобилях большой грузоподъем­ности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры. Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные, так как для доступа к главной передаче и диффе­ренциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Ведущая шестерня главной передачи передает крутящий момент ведомой шестерне моста, дифференциал распределяет его между полуосями. Полуоси передают крутящий момент колесам автомобиля, а также воспринимают изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

30. Назначение, типы, устройство и принцип работы главной передачи.

Главной передачей называется шестеренный механизм, повы­шающий передаточное число трансмиссии автомобиля. Главная передача служит для увеличения крутящего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения ско­рости их вращения до необходимых значений. Главная передача обеспечивает максимальную скорость дви­жения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топ­лива в соответствии с ее передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомобиля, а также мощности и быстроходности двигателя. Передаточное чис­ло главной передачи обычно составляет 6,5…9,0 у грузовых авто­мобилей и 3,5…5,5 у легковых автомобилей.

На автомобилях применяются различные типы главных пере­дач.

главные передачи

одинарные

двойные

цилиндрические

центральные

конические

гипоидные

разнесенные

червячные

Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомо­биля (см. подразд. 1.2) к главной передаче предъявляются и спе­циальные требования:

• минимальные габаритные размеры, обеспечивающие требуе­мый дорожный просвет;

• обеспечение наиболее низкого уровня шума.

Одинарная главная передача со­стоит из одной пары шестерен. Цилиндрическая главная передача применяется в переднеприводных легковых автомобилях при поперечном расположении дви­гателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеп­лением. Ее передаточное число 3,5…4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндри­ческая главная передача имеет высокий КПД — не менее 0,98, но она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная, чем другие главные передачи. Коническая главная передача (рис. 6.2, а) применяется на лег­ковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Оси ведущей 7 и ведомой 2 шестерен в кони­ческой главной передаче лежат в одной плоскости и пересекают­ся, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие раз­меры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД кони­ческой главной передачи со спиральным зубом 0,97…0,98. Пере­даточные числа конических главных передач 3,5… 4,5 у легковых и 5…7 у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача имеет широкое приме­нение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей и ведо­мой шестерен гипоидной главной передачи, в отличие от кони­ческой, не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекре­щиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоид­ным смещением. Гипоидная главная передача с верхним смеще­нием используется на многоосных автомобилях, так как вал веду­щей шестерни должен быть проходным, и на переднеприводных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная передача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легко­вых автомобилях. Передаточные числа гипоидных главных передач 3,5…4,5 у легковых автомобилей, 5…7 у грузовых автомобилей и автобусов. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, имеет высокую плавность зацепле­ния, малогабаритная. Ее можно применять на грузовых автомоби­лях вместо двойной главной передачи. Она имеет КПД, равный 0,96…0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется возмож­ность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тя­жести автомобиля, повысив его устойчивость. Однако гипоидная главная передача требует высокой точности изготовления, сбор­ки и регулировки. Она также требует из-за повышенного скольже­ния зубьев шестерен применения специального гипоидного мас­ла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присад­ками, образующими на зубьях шестерен прочную масляную пленку. Червячная главная передача может быть с верхним или нижним расположением червяка относительно червячной шестерни, имеет передаточное число 4…5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных мно­гоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами чер­вячная главная передача меньше по размерам, более бесшумная, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные динами­ческие нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9…0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым ма­териалам (оловянистая бронза) является самой дорогостоящей.

Двойные главные передачи. На грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных авто­мобилях и автобусах для увеличения передаточного числа транс­миссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момен­та, применяются двойные главные передачи. КПД двойных глав­ных передач находится в пределах 0,93…0,96. Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен. В центральной главной передаче коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля. В разнесенной главной передаче коническая пара шестерен находится в картере в центре ведущего моста, а ци­линдрические шестерни в колесных редукторах. При этом цилиндрически шестерни соединяются полуосями через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси подводится к колесным редукторам. Широкое применение в разнесенных главных передачах полу­чили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редук­тор состоит из прямозубых шестерен— солнечной, коронной и трех сателлитов. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях, жестко свя­занных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с корон­ной шестерней, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен к ступицам ведущих колес передается через дифференциал, полуоси, сол­нечные шестерни, сателлиты и коронные шестерни. При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьша­ются размеры картера и средней части ведущего моста. В результа­те увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложная, имеет большую металлоемкость, дорогостоящая и трудоемкая в обслуживании.

Модификации мостов КамАЗ

Информация об редукторах Каталог — Редукторы КамАЗ На автомобилях КамАЗ устанавливалось множество различных ведущих мостов. которые можно разделить на следующие типы :
— Мосты полноприводных автомобилей ххх-23ххххххх передние;
— Мосты полноприводных автомобилей ххх-25ххххххх средние и ххх-24ххххххх задние;
— Мосты неполноприводных автомобилей ххх-25ххххххх средние и ххх-24ххххххх задние;

Мосты полноприводных и не полноприводных автомобилей отличаются конструкцией картеров и главных передач. Конструкции мостов полноприводных автомобилей во-многом идентичны и отличаются наличием механизма блокировки межколесного дифференциала (МКБ), шестернями главных передач, ступицами и элементами тормозного механизма.

Задний мост является ведущим, независимо от типа привода грузового автомобиля.

Средний (промежуточный) мост. В целом, устройство среднего и заднего мостов очень похожее, однако в промежуточном мосте имеется межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между средней и задней осями автомобиля. В большинстве средних мостов предусмотрен механизм блокировки межосевого дифференциала, который значительно повышает проходимость автомобиля. Управление блокировки межосевого дифференциала — электропневматическое: включение и выключение производится с помощью кнопки в кабине, а муфта блокировки, расположенная внутри моста, приводится в действие сжатым воздухом.

Задние и промежуточные мосты устанавливаются как на полноприводные, так и на неполноприводные автомобили (с колесной формулой 4×2, 6×4 и 8×4).

Передний мост. Обладает наибольшими конструктивными отличиями от заднего и промежуточного. В первую очередь это обусловлено тем, что передний ведущий мост на КАМАЗ комплектуется механизмом поворота колес. Одно из конструктивных отличий заключается в том, что картер моста представляет собой одно целое с укороченным кожухом левой полуоси, а главная передача и дифференциал расположены не в центре моста, а с левой его стороны.
Передние мосты устанавливаются на полноприводные КАМАЗы с колесной формулой 4×4, 6×6 и 8×8.

КАМАЗ 4310

Мост задний на КАМАЗ модель 4310

4310-2400010

Мост задний на КАМАЗ 4310

4310-2400010

КАМАЗ 4310, 43114

Мост передний на КАМАЗ 4310,43114

43114-2300020-**

Мост задний на КАМАЗ 4310,43114

43114-2400020-20

Мост средний на КАМАЗ 4310,43114

43114-2500020-20

КАМАЗ 43118

Мост передний на КАМАЗ 43118

43118-2399020-20

Мост передний на КАМАЗ 43118

43118-2399020-20

КАМАЗ 4326

Мост задний на КАМАЗ 4326 №

4326-2400021-20

КАМАЗ 43253 4326

Мост задний на КАМАЗ 43253 4326

4326-2400021-20

КАМАЗ 5320, 5511

Мост задний на КАМАЗ 5320 (49 зубов)

5320-2400010-10

Мост средний на КАМАЗ 5320 и 5511 (47-50 зубов)

5320-2500010-**

КАМАЗ 53215

Мост задний на КАМАЗ 53215 (47 зубов)

53215-2400021-40

Мост задний на КАМАЗ 53215 (47 зубов)

53215-2400021-40

КАМАЗ 5511

Мост задний на КАМАЗ 5511 (47-50 зубов)

5511-2400010-**

Мост средний на КАМАЗ 5511 (47-50 зубов)

5511-2500010-**

КАМАЗ 65115

Мост задний на КАМАЗ 65115 (47-50 зубов)

65115-2400021-**

Мост задний на КАМАЗ 65115 (47-50 зубов) / + с блок.

65115-2400021-40

Мост средний на КАМАЗ 65115 (49 зубов)

65115-2500020-10

Мост средний на КАМАЗ 65115 (47-50 зубов) / + сблок.

65115-2500021-**

КАМАЗ 65116

Мост средний на КАМАЗ 65115 (47 зубов)

65115-2500021-40

КАМАЗ 6520

Мост задний на КАМАЗ 6520 (35/21 или 31/15)

6520-2400011-**

Мост задний на КАМАЗ 6520 (35/21)

6520-2400011-10

Мост задний на КАМАЗ 6520 (31/15)

6520-2400011-20

Мост средний на КАМАЗ 6520 (35/21)

6520-2500011-10

Мост средний на КАМАЗ 6520 (35/21 или 31/15)

6520-2500011-20

 


Мосты Мадара

КамАЗ 6522, 65225, 65226, 65228

Мост ведущий передний

650. 1-00.00.00-10 (-20)

Мост ведущий средний

652-00.00.00-10 (-20)

Мост ведущий задний

651.1-00.00.00-10 (-20)

КамАЗ 6520

Мост ведущий средний

676-00.00.00-10

Мост ведущий задний

677.1-00.00.00-10

КамАЗ 65221, 65222, 65224, 65227

Мост ведущий передний

655. 1-00.00.00-20 (-10)

Мост ведущий средний

656-00.00.00-20 (-10)

Мост ведущий задний

657.1-00.00.00-20 (-10)

КамАЗ 6560, 65221, 65222, 65224

Мост ведущий передний с подкачкой

658-00.00.00-20

Мост ведущий средний с подкачкой

660-00.00.00-20

Мост ведущий задний с подкачкой

661-00. 00.00-20

КамАЗ 6560

Мост второй ведущий передний с подкачкой

659-00.00.00-20

КамАЗ 5460-036-22

Мост ведущий задний

395.4-00.00.00-10 (-20)

КамАЗ 5460-037-63

Мост ведущий задний

395.3-00.00.00-10 (-20)

КамАЗ 5460, 53605-1956-62

Мост ведущий задний

318. 3-00.00.00

КамАЗ 53605-1956-15

Мост ведущий задний

318.7-00.00.00

НЕФАЗ — 5297

Мост ведущий задний

397.1-00.00.00

КамАЗ 6522, 65225, 65226, 65228

Колесно-ступичная группа переднего моста левая

340-023-7401

Колесно-ступичная группа переднего моста правая

340-022-7401

КамАЗ 6520, 6522, 65225, 65226, 65228

Колесно-ступичная группа среднего и заднего мостов левая

340-031-7401

Колесно-ступичная группа среднего и заднего мостов правая

340-030-7401

КамАЗ 65221, 65222, 65224

Колесно-ступичная группа переднего моста левая

633-03. 00.00

Колесно-ступичная группа переднего моста правая

633-02.00.00

Колесно-ступичная группа среднего и заднего мостов левая

631-03.00.00

Колесно-ступичная группа среднего и заднего мостов правая

631-04.00.00


Модификации мостов

МостКартерГлавная
передача
СтупицаТормозной
механизм
Тормозные
камеры
Кулак
Мосты полноприводных автомобилей ххх-23ххххххх передние
4310-23000104310-23010104310-23020104310-3103011В составе мостов100-35192104310-23004062
4310-23004064
4310-23004065
43114-2300012 43114-23020104310-3103009   
4326-2300010 4326-23020104310-3103011 100-3519210 
Мосты полноприводных автомобилей ххх-25ххххххх средние и ххх-24ххххххх задние
4310-24000104310-25010104310-24020104310-31030114310-3502010100-35192104310-2403070
4310-2403071
4310-2500010 4310-2502010    
43114-250001043114-2501007
с МКБ
55112-25020114310-3103009   
43114-2400012 43114-2402011    
Мосты неполноприводных автомобилей ххх-25ххххххх средние и ххх-24ххххххх задние
53229-250002153229-2501007
с МКБ
53229-250201165115-310401053229-3502010100-351910053229-2403070
53229-2403069
53229-240002153229-2401007
сМКБ
53229-2502011   53205-2403070
53205-2403069
53215-24000105320-240101053215-2402011
различные варианты шестерен
53205-31040105511-3502010  
53215-25000105320-250101053215-2502011
различные варианты шестерен
    

Информация об редукторах Каталог редукторов КамАЗ

типов мостов. 7 основных типов

Есть 7 основных типов мостов : Арочный мост, Балочный мост, Вантовый мост, Консольный мост, Висячий мост, Ферменный мост, Связанный арочный мост. Способ управления вертикальными / горизонтальными напряжениями определяет структуру различных мостов. В одних случаях несущим элементом будет площадь палубы, в других — башни. Существуют также конструкции, которые передают напряжение через мостовые тросы, что обеспечивает определенную гибкость для различных местностей.

Интересным фактором при рассмотрении различных конструкций мостов является их долговечность и то, что они существуют на протяжении столетий. Многие из величайших инженеров мира за прошедшие годы не смогли внести никаких существенных улучшений в основные несущие конструкции. Теперь мы рассмотрим различные типы мостов и то, как они работают.

Типы мостов

7 основных типов мостов:

  1. Арочный мост
  2. Балочный мост
  3. Вантовый мост
  4. Консольный мост
  5. Висячий мост
  6. Ферменный мост
  7. Связанный арочный мост

5 основных типов мостов:

  1. Арочный мост
  2. Балочный мост
  3. Вантовый мост
  4. Висячий мост
  5. Ферменный мост

Балочные мосты

Балочный мост — один из самых простых типов мостов.Прекрасным примером является простой бревенчатый мост — то, что вы можете увидеть во время загородной прогулки.

Площадка палубы традиционно состоит из деревянных досок или каменных плит (часто называемых мостом с хлопушкой). Они поддерживаются с обеих сторон двумя балками, проходящими между опорами / опорами.

Очень часто можно встретить другие балки, расположенные между главными балками, обеспечивающие дополнительную поддержку и устойчивость.

Зона, по которой перемещаются люди или транспортные средства, будет представлять собой простой настил, расположенный вертикально поперек лежащих ниже балок.Это часто называют «просто поддерживаемой» структурой. Нет передачи напряжения, которое вы видите в арочных конструкциях и других типах мостов.

Пример балочного моста: мост через реку Айова. Источник: см. Примечание 1.

Фермовые мосты

Ферменный мост существует буквально столетия и представляет собой несущую конструкцию, которая включает ферму в высокоэффективной, но очень простой конструкции. Вы заметите множество различных вариаций простого ферменного моста, но все они имеют треугольные секции.Роль этих треугольных элементов важна, потому что они эффективно поглощают растяжение и сжатие, создавая напряженную структуру, способную выдерживать динамические нагрузки. Эта смесь напряжения и сжатия обеспечивает сохранность конструкции моста, а площадь настила остается неизменной даже при относительно сильном ветре.

Пример ферменного моста: мост Фрэнсиса Скотта Ки, Балтимор. Источник: см. Примечание 2.

Консольные мосты

Когда был спроектирован первый консольный мост, это было большим инженерным прорывом.Мост работает с использованием консолей, которые могут быть простыми балками или фермами. Они изготавливаются из предварительно напряженного бетона или конструкционной стали, когда используются для размещения транспортных средств. Если учесть, что горизонтальные балки, составляющие консоль, поддерживаются только с одной стороны, это действительно начинает казаться немного опасным. Однако два консольных рычага соединены так называемым «подвесным пролетом», который фактически является центральной частью, не имеющей прямой опоры снизу. Нагрузка на мост поддерживается посредством диагональных связей с горизонтальными балками, в отличие от обычных вертикальных распорок.Чрезвычайно безопасная и очень надежная конструкция консольных мостов существует до сих пор.

Пример консольного моста: Форт-Бридж, Шотландия. Источник: см. Примечание 3.

Arch Bridges

Пример арочного моста: Гаолянский мост Летнего дворца. Источник: примечание 4.

Существует много разных типов арочных мостов, но все они имеют общие центральные элементы. У каждого моста есть опоры, которые используются для поддержки изогнутой арочной конструкции под мостом. Самый распространенный тип арочного моста — это виадук, длинный мост, состоящий из множества арок.Боковое давление, создаваемое арочным пролетом, передается на опорные опоры. Поэтому важно, чтобы эти части моста оставались прочными, неповрежденными и хорошо обоснованными. Вы увидите множество арочных мостов с декоративной кирпичной кладкой, которая является неотъемлемой частью конструкции. Простой, но очень эффективный арочный мост может перевезти все, от пешеходов до тяжелого рельса.

Арочные перемычки

Пример связанного арочного моста: Бесконечный мост в Стоктон-он-Тис. Источник: см. Примечание 5.

Связанный арочный мост представляет собой увлекательную конструкцию, которая включает в себя арочную конструкцию (обычно металлическую), поддерживаемую вертикальными связями между аркой и настилом. Концы арочной конструкции соединяются нижним поясом. Это действует аналогично тетиве лука. Давление вниз от арочной конструкции к настилу моста преобразуется в растяжение вертикальными стяжками. Многие полагают, что опоры гарантируют, что связанный арочный мост и арочная конструкция останутся на месте.Однако именно настил / усиленный пояс соединяет кончики каждого конца арки вместе. Лучшим примером этого является тетива, которая поглощает давление, удерживая обе стороны лука в контакте, пока она в конечном итоге не станет плоской.

Сравнение арочного моста и связанного арочного моста.

Подвесные мосты

Пример подвесного моста: Хромолитография «Висячего моста Грейт-Ист-Ривер» (Бруклинский мост), сделанная Карриером и Айвсом, 1883 г.

Структура стереотипного подвесного моста выглядит очень простой, но конструкция чрезвычайно эффективна.Настил подвесного моста является несущим элементом конструкции. Он удерживается на месте вертикальными подвесками, поддерживающими тросы. Подвесные тросы выходят за пределы каждой стороны моста и прочно закреплены в земле. Это будет зависеть от размера моста, но будет установлено несколько опор для удержания подвесных тросов. Любая нагрузка, приложенная к мосту, преобразуется в натяжение подвесных тросов, которые являются неотъемлемой частью конструкции.Поскольку в подвесных тросах есть некоторая «просадка», это может привести к небольшому, но размеренному смещению моста в сложных погодных условиях.

Вантовые мосты

Пример вантового моста: мост Рио-Антиррио в Греции.

Вантовый мост зависит от опор / опор, которые являются несущим элементом конструкции. Кабели подключаются от пилонов к нижней палубе. Либо прямо с вершины башни, либо в разных точках колонны.При соединении в разных точках колонны это создает веероподобный узор. Это особенность, которую многие люди связывают с вантовыми мостами. Этот тип конструкции, как правило, используется на расстояниях больше, чем те, которые достигаются с помощью консольного моста, но меньше, чем у подвесного моста. Одна из основных проблем этого типа моста заключается в том, что центральное соединение кабелей может оказывать горизонтальное давление на настил. Следовательно, конструкция палубы должна быть усилена, чтобы выдерживать это постоянное давление.

Сравнение схемы подвесных и вантовых мостов.

Какой мост строить наиболее дорого?

Если вы посмотрите на подавляющее большинство дорогих мостов, вы увидите закономерность, это, как правило, подвесные мосты. Итак, ответ на вопрос, какой мост строить наиболее дорого, прост — висячий мост!

Они могут быть такими дорогими по ряду причин. Во-первых, они предлагают возможность преодолевать огромные расстояния (до 7000 футов) — пролет, недоступный для других конструкций мостов.Размер башен, используемые материалы и установка так называемой палубной фермы под настилом моста — все это приводит к значительным затратам. Мы прошли долгий путь от первых подвесных мостов, которые, по всей видимости, были сделаны из скрученной травы. Стоимость сегодняшних более крупных подвесных мостов регулярно превышает 1 миллиард долларов!

Какой мост самый лучший?

С точки зрения прочности, мост из фермы обеспечивает наилучшее соотношение прочности и веса. Другими словами, он может выдерживать наибольший вес на вес своих строительных материалов.В следующем разделе приводится более подробная информация.

Какой тип моста самый прочный?

Несмотря на то, что конструкция моста с фермами существует буквально столетия, она широко считается самым прочным типом мостов. Сама конструкция выглядит чрезвычайно простой, так что же делает его самым прочным типом моста и почему?

Несущий мост, состоящий из массива треугольных конструкций. Интересно, что треугольные балочные конструкции закреплены на месте, а не жестко связаны, что важно при распределении нагрузки.Вибрации, вызванные движением транспорта по мосту или даже погодными условиями, не изолированы; вместо этого они распространяются прямо по конструкции моста, перемещаясь между треугольными секциями. Поскольку нагрузка распределяется прямо по мосту, это также увеличивает общую устойчивость и снижает изгиб.

Какой тип моста самый распространенный?

Балочный мост — самый распространенный тип мостов. Кроме того, он самый простой в сборке — см. Подробное описание выше.

Заключение

Когда вы смотрите на различные типы мостов и на то, как они работают, это открывает совершенно новую область проектирования. То, что многие из нас считают эстетической особенностью современного моста, часто является неотъемлемой частью конструкции. Эти функции часто помогают контролировать напряжение и стресс разными способами. Также интересно видеть, что разные конструкции мостов подходят для разных ландшафтов. Тот факт, что многие из этих базовых конструкций насчитывают столетия, говорит об их жизнеспособности, долговечности и безопасности.

Читайте также:

___________

Источники изображений:

  1. Автор Дуглас У. Джонс, Викимедиа
  2. Автор: Dharrah87, Викимедиа
  3. Эндрю Шива, Викимедиа
  4. Автор: Хеннесси, Викимедиа
  5. Автор: Mrs Logic, Викимедиа

Типы мостов | BigRentz

Мосты, от Сиднейской гавани до Тауэрского моста через Темзу и Золотых ворот, соединяют нас и связывают вместе.Они открывают путь к открытиям и к тому способу, которым многие из нас добираются до работы каждый день. Будь то простые пешеходные мосты, функциональные платные мосты или сложные разводные мосты, все они выполняют важную функцию.

Мосты могут быть простейшими сооружениями или огромными потрясающими произведениями искусства — или чем-то еще. Пока он ведет нас через пролет, который иначе было бы трудно (или даже невозможно) пересечь, мост служит своей единственной цели.

7 различных типов мостов
  1. Арочный мост
  2. Балочный мост
  3. Консольный мост
  4. Висячий мост
  5. Вантовый мост
  6. Арочный мост
  7. Ферменный мост

Начиная с первого ствола дерева, уложенного через русло ручья, люди веками создавали все более сложные конструкции мостов.Инновации привели к созданию различных конструкций и типов материалов, используемых для перекрытия водных путей и каньонов.

Сейчас часто можно увидеть массивные и замысловатые современные мосты, простирающиеся на невероятно большие расстояния. Самый длинный мост в мире, Большой мост Даньян-Куньшань стоимостью 8,5 миллиардов долларов в Китае, проходит по высокоскоростной железной дороге на расстояние более 100 миль.

Мосты

работают за счет уравновешивания сил физики через надстройку (фермы, фермы и т. груз в землю.

Мост должен сопротивляться движению, чтобы обеспечить устойчивую поверхность для пересечения водораздела. Правильное проектирование и строительство моста могут обеспечить идеальный баланс для поддержания моста в рабочем состоянии.

1. АРКОВЫЙ МОСТ

Римляне построили более 1000 каменных арочных мостов , некоторые из которых сохранились до наших дней, например, мост Пон-Сен-Мартен в итальянской долине Аоста (построен в I веке до нашей эры). Этой конструкции моста более 3000 лет.Бетон теперь также используется для строительства современных арочных мостов.

Нагрузка моста — это вес самого моста (так называемая статическая нагрузка ) в сочетании с весом всего, что он несет (живая нагрузка , ). Арочный мост использует силы нагрузки и гравитации, которые в противном случае могут привести к падению моста, чтобы удерживать его.

Арочный мост работает, передавая нисходящее давление силы тяжести внутрь к центру конструкции — к центральному камню, называемому замковым камнем, — а не прямо вниз.Этот принцип называется сжатие , и он позволяет арке внизу поддерживать поверхность или деку над ней.

Фиксированные арочные мосты могут быть дестабилизированы из-за колебаний температуры, поэтому в конструкцию арки иногда вносятся шарниры на каждом основании и даже в центре пролета. Это помогает более длинным арочным мостам адаптироваться к расширению или сжатию материала, из которого они изготовлены, при резком изменении температуры.

2. ЛУЧЕВОЙ МОСТ

Простота балочного моста сделала его первым из когда-либо построенных мостов.Он по-прежнему самый дешевый в строительстве. Все, что вам нужно, это перекладина, перекрывающая пролет, поддерживаемая опорами с каждого конца. Один из типов мостов с балками — это мост с балками, в котором в качестве арматуры используются стальные балки.

Гравитация представляет собой большую проблему при строительстве моста, потому что, в отличие от здания, большая часть того, что находится под ним, представляет собой пустое пространство. Балочный мост может поддерживаться только двумя опорами , по одному на каждом конце, для противодействия силе тяжести и несения всей его нагрузки.

Но вот опасность балочных мостов: чем длиннее мост и чем больше людей, машин и других вещей он несет, тем тяжелее его общая нагрузка.И чем дальше друг от друга опоры балочного моста, тем менее устойчива конструкция.

Добавляя опоры посередине, известные как опоры или опоры , и соединяя секции между ними, вы можете создать очень длинный устойчивый мост. Примерами являются 3,2-мильная Yolo Causeway около Сакраменто, Калифорния, или 24-мильная Lake Pontchartrain Causeway в Луизиане.

В балочных мостах сила сжатия толкает груз внутрь на опоры в середине моста.Одновременно тянущая или растягивающая сила , растяжение тянет нагрузку наружу к опорам на обоих концах моста.

3. КОНСОЛЬНЫЙ МОСТ

Некоторые мосты построены с использованием консольной конструкции . В этом типе используется столб, закрепленный вертикально в земле, для поддержки горизонтального настила, простирающегося с одной или обеих сторон через пролёт. Нагрузка часто поддерживается как сверху, так и снизу. Доска для прыжков в воду или платформа — хороший пример консольной конструкции.

Самый длинный консольный пролет в мире принадлежит Квебекскому мосту в Канаде, который был построен в 1919 году и имеет длину 1800 футов. По длине он превосходил Форт-Бридж в Шотландии, строительство которого было завершено в 1890 году.

В США центральная часть мемориального моста Конде Б. Маккалоу через залив Кус в Орегоне является консольной. То же самое и с восточной частью моста через залив Сан-Франциско в Окленд (не путать с Золотыми воротами). Многие консольные мосты комбинируются с другими типами для пересечения одного пролета.

Консольные мосты часто поддерживаются фермами . Ферма моста снимает нагрузку с настила и передает ее на опоры и опоры, помогая консолям выдерживать растяжение в верхних опорах и сжатие в нижних.

(Подробнее о конструкции ферм ниже, в разделе, посвященном мостам из ферм.)

4. МОСТ ПОДВЕСКИ

Подвесной мост , пожалуй, самый узнаваемый тип мостов в Соединенных Штатах, благодаря легендарному мосту Золотые Ворота в Сан-Франциско.Завершенный в 1937 году, он привлекает более 10 миллионов посетителей каждый год, чтобы полюбоваться двумя оранжевыми башнями высотой 746 футов и потрясающим эффектом ар-деко.

Подвесные мосты — это то, на что их название звучит: они стабилизированы вертикальными опорами или опорами , соединенными подвесными тросами . К этим основным тросам прикреплены более мелкие вертикальные подвески , которые удерживают настил моста с помощью натяжения — основной силы, поддерживающей подвесные мосты.

Хотя первые подвесные мосты были сделаны из простых веревок, поддерживающих деревянные доски, теперь техника подвеса поддерживает длинные пролеты по широким каналам. Но поскольку эти мосты прикреплены к земле только в нескольких местах (башни или столбы), они могут раскачиваться на ветру или вибрировать при переходе через плотный транспортный поток.

Ветер или движение по мосту могут создавать вибрации. Когда они достигают определенной частоты, это может вызвать опасное явление, называемое резонансом — тот же принцип, при котором стекло разбивается, если обученный певец бьет достаточно высокую ноту.Если вибрации достаточно сильные, они могут нарушить переходы мостов и вызвать обрушение.

Подвесные мосты также могут подвергаться воздействию скручивания , скручивающей силы, часто вызываемой факторами окружающей среды, такими как ветер, который может создавать опасные движения. Если поверхность моста достаточно перекручивается во время нахождения на нем путешественников, их можно сбросить.

И хотя скручивание создает напряжение в вертикальной плоскости, сдвиг оказывает аналогичный эффект в горизонтальной плоскости. Это происходит, когда силы окружающей среды оказывают давление в противоположных направлениях на единственную закрепленную часть моста, ломая ее, как палку между двумя руками.

5. КАБЕЛЬНЫЙ МОСТ

Вантовый мост — это разновидность подвесного моста, который соединяет перекладину или настил моста непосредственно с столбами или башнями. Нет главного кабеля, только большое количество вертикальных подвесов , прикрепленных к вершине башни. Эти подтяжки используют натяжение, чтобы помочь удерживать мостовую настилу стабильной и на месте.

Мост Стремсунд в Швеции считается первым современным вантовым мостом.Трехпролетная конструкция была завершена в 1956 году. Ее стальная и бетонная платформа подвешена на диагональных тросах с двух пилонов.

Стеклянный мост Солнечных часов, построенный в 2004 году через реку Сакраменто в Реддинге, Калифорния, использует технику троса в сочетании с элементами консолей и подвески. Знаменитый Бруклинский мост, открытый в 1883 году, представляет собой гибридный вантовый и подвесной мост.

6. МОСТ СВЯЗАННЫЙ АРКАМИ (БАУТРИНГ)

Арочный мост сочетает в себе черты арочного моста и подвесного моста.Он использует горизонтальную тягу с обеих сторон для поддержки арочной конструкции, как в обычном арочном мосту. Но вместо арки, поддерживающей конструкцию снизу, арка возвышается над дорогой, а вертикальные стяжки спускаются для увеличения поддержки настила.

Их еще называют мосты-тетивы , так как сбоку они выглядят как дуги. Этот лук использует натяжение своих вертикальных тросов вместе со сжатием арки, чтобы выдержать нагрузку и сохранить устойчивость моста.

Мост Блэкфрайарс-Стрит с деревянным настилом в Лондоне, Онтарио, Канада, является примером этого стиля. По нему осуществлялось движение транспортных средств с 1875 года, когда он был построен, до 2013 года, когда он был окончательно закрыт.

американских тетивных мостов включают мост Форт-Питт через реку Мононгахела в Питтсбурге, мост Лоури-авеню через реку Миссисипи в Миннеаполисе и мемориальный мост Дэниела У. Хоана в Милуоки.

7. ФЕРМОВЫЙ МОСТ

Ферменный мост распределяет нагрузку на ряд небольших секций, соединенных вместе.Мостовые фермы, образованные несущими балками для небольших мостов или коробчатыми балками для более крупных, обычно соединяются сварными или клепанными соединениями в виде ряда треугольников.

Вертикальные стальные или деревянные опоры помогают удерживать мост за счет натяжения, в то время как диагональные опоры фермы добавляют устойчивости за счет сжатия, направляя нагрузку к центру, как арка.

Довольно недорогая конструкция фермы существует уже давно. Большинство мостов с фермами были построены из дерева в 19 веке, до перехода на железо и сталь.Знакомая конструкция фермы Pratt включает диагональные сегменты, которые наклонены к центру моста. Он был представлен Томасом Уиллисом Праттом в 1844 году.

Мост Pratt Truss Bridge через реку Коттонвуд в Сидар-Пойнт, штат Канзас, является классическим примером этой практичной и широко используемой конструкции. Он был построен в 1916 году компанией Missouri Valley Bridge Company и внесен в Национальный регистр исторических мест США.

Другие виды ферм включают:

  • Ферма Балтимор
  • Ферма Howe
  • Ферма длинная
  • Ферма Vierendeel
  • Ферма Уоррена

Мост Икицуки в Японии имеет самый длинный в мире пролёт непрерывных ферм.Завершенный в 1991 году, он регистрируется на высоте 1300 футов. Мост Фрэнсиса Скотта Ки через гавань Балтимора — еще один яркий пример такого дизайна.

Типы мостов по мобильности

СТАЦИОНАРНЫЕ МОСТЫ

Фиксированные мосты

довольно просты: они закреплены на якоре и предназначены для обеспечения устойчивого и безопасного проезда через реку, каньон, железную дорогу, проезжую часть или другое препятствие. Многие из описанных выше стилей мостов относятся к этой категории.

Балки

с двутавровыми балками могут обеспечить устойчивость в балочных мостах, таких как путепроводы на автомагистралях, но коробчатые балки — закрытые трубы, обычно прямоугольные, — обеспечивают лучшую защиту от скручивания.

ВРЕМЕННЫЕ МОСТЫ

Понтонные мосты чаще всего используются в военное время для перевозки войск, припасов и военной техники. Как правило, это временные конструкции, которые плавают прямо на воде над понтонами — контейнеры, наполненные воздухом для обеспечения плавучести.

Они являются преемником древней практики выстраивания кораблей или плотов встык, образуя мост. Одним из недостатков понтонных мостов является то, что, поскольку они опираются непосредственно на поверхность воды, они затрудняют любое плавсредство, пытающееся пройти по каналу, который они пересекают.

МОСТЫ ПОДВИЖНЫЕ

В категорию разводных мостов входят подъемные и разводные мосты. Это позволяет части конструкции убираться с дороги и пропускать высокие суда по водным путям. Вот несколько примеров:

  • Вертикальный подъемный мост — это своего рода ферменный мост, который поднимается с помощью тросов, прикрепленных к настилу. Это позволяет поднимать его с помощью шкивов, прикрепленных к вершине башни или пилона с обеих сторон водного пути. Палуба остается горизонтальной при подъеме, а ее максимальная высота определяется высотой башен.
  • Палуба на опорном мосту или подъемном мосту , напротив, поднимается с основания, как дверь, открывающаяся вверх, часто с помощью гидравлики.
  • Поворотные мосты также позволяют проходить гидроциклам, но с использованием другого метода: они вращаются горизонтально или качаются, как открывающаяся дверь, на пьедестале. Они не так распространены, но иногда используются в местах, слишком широких для подъемного моста.
  • В мостах Traverser используются консоли, которые можно раскатывать по каналу на колесах или снимать, создавая эффект горизонтального движения платформы.

Общие типы мостовидных протезов по функциям

AQUEDUCT / VIADUCT МОСТ

Акведук — это «водный мост» на латыни. Римляне использовали арочные акведуки для переноса воды из одного места в другое. Виадук — это проезжая часть, поднятая серией арок на большом расстоянии.

CULVERT

Водопроводные трубы технически не являются мостами, но они похожи. Простые конструкции, обычно окруженные почвой или другим наполнителем, позволяют воде течь под ними, а не через дорогу, тропу или железнодорожную линию.Часто они сделаны из бетона, но некоторые из них представляют собой простые гофрированные трубы.

ДВОЙНОЙ МОСТ

Двухэтажный мост может выдерживать большее количество транспортных средств в густонаселенных районах. Мост через реку Янсиган через реку Янцзы в Китае, который открылся в 2019 году и обошелся в 1,27 миллиарда долларов, является самым длинным двухэтажным подвесным мостом в мире, высотой 5500 футов.

Его верхняя палуба имеет шесть полос движения для каждого направления движения по автомагистралям, а также пешеходные дорожки и обзорные площадки по бокам.На нижнем ярусе проложены еще четыре полосы для местных автомобилей, две полосы для немоторизованных транспортных средств и еще две пешеходные дорожки.

ПЕШЕХОДНЫЙ МОСТ

Пешеходные мосты или пешеходные мосты , могут быть простыми пролетами через каньоны, ручьи или проезжей части, достаточно широкими, чтобы их мог пересечь человек (или два человека рядом). Самые ранние мосты были ступеньками или упавшими деревьями. К этому типу также относятся качающиеся мосты и дощатые настилы , которые обычно проходят по более низким, болотистым или песчаным местам.

ТРУБОПРОВОДНЫЙ МОСТ

Трубопроводный мост , , как и следовало ожидать, построен для транспортировки газа или жидкости по трубопроводу. Они проходят через места, где невозможно проложить трубопровод под рекой или другим препятствием. Часто это подвесные мосты.

ПОЕЗДНЫЙ МОСТ

Фермовые мосты стали заметными в 1800-х годах, когда железные дороги были вершиной транспорта, поэтому неудивительно, что многие ферменные мосты проходят через железнодорожные пути. Другой вид железнодорожного моста — эстакада , которая состоит из нескольких коротких балок встык, поддерживаемых (часто деревянными) рамами, расположенными близко друг к другу для пересечения длинного пролета.

МОСТ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Транспортный мост достаточно широкий и прочный, чтобы по крайней мере одно транспортное средство могло двигаться в одном направлении, хотя обычно он вмещает по крайней мере две полосы встречного движения.

Типы материалов для мостовидных протезов

Во всем мире мосты изготавливают практически из любого подручного материала, включая веревки, лозу и даже мусор. В мостостроении чаще всего используются следующие материалы:

  • Дерево — популярный материал для ферм и эстакад в 1800-х годах, дерево также использовалось для изготовления крытых мостов.Его использование уступило место более прочным вариантам, которые не были подвержены деформации, раскалыванию и термитам.
  • Камень — Не требующий особого ухода и прочный вариант, часто используемый для арочных мостов, камень часто использовался для строительства мостов в римскую эпоху.
  • Бетон и сталь — В наше время сочетание бетона и стали чаще всего используется для путепроводов на автомагистралях и т. Д.
  • Современные материалы — Строительные материалы развиваются, чтобы соответствовать определенным условиям окружающей среды и сокращать расходы на техническое обслуживание.К ним относятся армированные волокном пластмассы, высококачественный бетон и композитные материалы.

Силы, влияющие на различные конструкции мостов

Что определяет тип моста, который будет построен в конкретном месте? Конструкции мостов основаны не только на эстетике. Помимо топографических и логистических условий, в которых будет построен мост, необходимо учитывать также природные силы. Вот некоторые природные силы, воздействующие на мосты:

  • Gravity — Тяга вниз важнее для мостов, чем для зданий.В отличие от дома или небоскреба, большая часть того, что находится под мостом, — это пустое пространство.
  • Нагрузка — Вес самого моста складывается с весом всего, что он несет. Чем длиннее мост, чем больше людей, машин и прочего он несет, тем тяжелее его груз.
  • Сжатие — Сила толчка или сжатия, которая создает движение внутрь к центру, сжатие — это то, что помогает удерживать арочные мосты на ногах. Но при слишком сильном сжатии мост может прогнуться.
  • Натяжение — Напряжение в противоположном направлении — это сила натяжения или растяжения, которая создает движение наружу от центра. Натяжение в вертикальных тросах — вот что поддерживает подвесные мосты. Но при слишком большом натяжении мост может сломаться.
  • Кручение — Эта скручивающая сила, часто вызываемая силами окружающей среды, такими как ветер, может вызвать опасное движение в таких конструкциях, как подвесные мосты. Если поверхность моста достаточно перекручивается во время нахождения на нем путешественников, их можно сбросить.
  • Сдвиг — В то время как кручение создает напряжение в вертикальной плоскости, сдвиг — это сила, которая оказывает аналогичный эффект, но в горизонтальной плоскости. Это происходит, когда силы окружающей среды оказывают давление в противоположных направлениях на одну закрепленную часть моста.
  • Вибрация / резонанс — Когда ветер или движение по мосту соответствует его собственной частоте вибрации, это может вызвать явление, называемое резонансом. Если вибрации достаточно сильные, они могут нарушить переход и вызвать обрушение.

Взаимодействие этих сил выглядит следующим образом: гравитация воздействует на конструкцию моста. Сила сжатия толкает груз внутрь на опоры в середине моста. Сила натяжения вытягивает нагрузку наружу на опоры на обоих концах мостовидного протеза.

Когда эти силы действуют в противоположных направлениях на часть моста, это может вызвать повреждение от сдвига. Ветер и большие нагрузки могут вызвать скручивание или вибрацию / резонанс на мосту, что также может быть опасно.Современные мосты спроектированы так, чтобы противодействовать этим потенциально опасным условиям.

Заключение

Мосты, как и здания, служат нам практически и эстетично. Это не просто способы добраться из одного места в другое; они также служат ориентирами. Более того, они также стали географическими и архитектурными символами, которые помогают определить нас как людей в культурном и историческом плане.

Итак, в следующий раз, когда вы подойдете к мосту, присмотритесь к нему поближе. Мало где можно увидеть, как искусство и наука сливаются так легко в функциональность, как мост.

Похожие сообщения











Как работают мосты — Объясните, что материал

Над, под или прямо посередине? Это звучит просто, но с древних времен он ставит перед каждым великим инженером вызов. Нам нравятся прямые и ровные автомагистрали и железные дороги, но неровности и неровности Земли делают такое строительство непростой задачей.Как пройти по шоссе через долину или сделать так, чтобы железная дорога пересекала ручей? Самый простой ответ использовать мост . Возможно, это звучит просто, но какой тип моста вы используете? Почему существует так много разных типов и как все они работают? Давайте посмотрим поближе и узнаем больше!

Фото: Один из величайших мостов в мире. Спустя более 150 лет после завершения строительства в 1859 году удивительный Королевский мост Альберта в Королевстве Исамбард Брунель до сих пор сохранил железнодорожные поезда 30 м (100 футов) над рекой Тамар, разделяющей Корнуолл и Девон в Англии.Но разве это подвесной мост, или это ферменный мост? Ну, это, конечно, ферменный мост (обратите внимание на толстые, трубчатые, «линзовидные» фермы наверху). Вертикальные связи, идущие от верхнего изгиба («хорды») ферм через нижний изгиб вниз к настилу, означают, что мост не толкает наружу свои опорные башни, хотя он толкает свои грузы вниз на них. Но здесь также есть элементы других мостов — кусочки подвесного моста, кусочки тетивы (связанная арка) — и я думаю, что это хороший пример того, как некоторые мосты на самом деле являются гибридами, объединяющими несколько разных типов мостов в одну структуру.Рядом с ним в 1960-х годах был построен современный подвесной мост, через который также переправлялись автомобили (см. Фото ниже).

Чудо мостов

Фото: Мосты не просто несут нагрузки: с высокими башнями и изящными пролетами их вдохновляющий дизайн — это триумф архитектуры и инженерии. Это Палладианский мост в Приор-парке в Бате, Англия, построенный в 1755 году и, по общему мнению, один из четырех таких мостов в мире. Вы можете видеть, что нижняя часть моста — по сути его настил — опирается на пять отдельных каменных арок.

В бесконечной войне людей против природы только когда-либо быть одним победителем, но люди все еще могут утешить себя случайные победы, которые являются величайшими мостами мира представлять. Если нам нужно пересечь реки или долины, соединитесь острова на материк, перевозят автомобили, людей или искусственные водные пути, мосты — прекрасное решение, когда природа мешает нам. Историки предполагают, что люди изобрели мосты, когда увидели, как упали деревья могут помочь им пересечь мелкие реки.С тех пор у мостов выросли длиннее, технически сложнее и многое другое впечатляющий, медленно развивающийся от простых каменных арок до изящных парящие подвесные мосты длиной в несколько миль. Атакует ветры сверху, омываемый реками снизу, весь день загруженный движением транспорта долго, это чудо, что мосты так долго остаются в вертикальном положении.

Как мосты уравновешивают силы

Силы заставляют вещи двигаться, но они также удерживают их. Это далеко от очевидного, но когда что-то вроде небоскреба вырисовывается высоко над нам или мост тянется под нашими ногами, скрытые силы трудны на работе: мост никуда не идет, потому что все силы, действующие на него идеально сбалансированы.Конструкторы мостов, короче, силы Балансиры .

Самая большая и самая распространенная сила во Вселенной, гравитация, — это постоянно тянуть вещи вниз, что не проблема для небоскреб, потому что земля под ним поднимается прямо вверх опять таки. Но мост через реку, долину, море или дорогу вполне другое: огромная дека (основная горизонтальная площадка мост) не имеет опоры непосредственно под ним. Чем длиннее мост, чем больше он весит, тем больше несет и тем больше риск он рухнет.Мосты, конечно, время от времени рушатся, и довольно эффектно, но большинство из них счастливо стоят годами, десятилетиями, или даже столетия. Они делают это, тщательно уравновешивая два основных вида сил, называемых сжатием (толкающая или сжимающая сила, действующая внутрь) и натяжение (тянущая или растягивающая сила, действующая наружу), направляя нагрузку (общий вес моста и вещей, которые он несет) на абатменты (опоры с обеих сторон) и опоры (одна или несколько опор посередине).Хотя видов много мостов, практически все они работают за счет уравновешивания сжимающих сил в некоторых местах с растягивающими силами в других местах, поэтому нет общая сила, чтобы вызвать движение и нанести ущерб.

Иллюстрация: Уравновешивающие силы в мосту: разные типы мостов переносят нагрузки за счет сил сжатия («сжатие» — показано здесь красными линиями) и растяжения («растяжение» — показано синими линиями): 1) Балочный мост имеет его балка частично в растяжении и частично в сжатом состоянии, при этом упоры (боковые стойки) сжаты; 2) Арочный мост выдерживает нагрузки за счет сжатия; 3) У подвесного моста опоры (башни) сжаты, а палуба подвешена к толстым подвесным тросам на более тонких тросах, каждый из которых находится в растянутом состоянии.4) Вантовый мост аналогичен, но палуба свисает прямо с опор на тросах. Опоры сжаты, а кабели растянуты. 5) Ферменный мост представляет собой мост с усиленной балкой. Как и у балочного моста, верхняя часть сжимается, а нижняя — растягивается. Диагональные фермы растянуты, а вертикальные — сжаты. 6) Консольный мост уравновешивает силы натяжения над настилом моста и силы сжатия внизу.

Перевозка грузов

Если мост разгружен, все, что ему действительно нужно сделать, это поддержать его собственный вес (собственный вес ), поэтому растяжение и сжатие в его структура — это, по сути, статические силы (те, которые не вызывают движение), мало меняясь от часа к часу или день ото дня.Тем не мение, по определению мосты должны нести изменяющуюся величину веса ( с живой нагрузкой ) от таких вещей, как железнодорожные поезда, автомобили или люди, которые могут значительно увеличить обычные растягивающие или сжимающие силы. резко. Например, железнодорожные мосты изгибаются и изгибаются каждый раз, когда тяжелый поезд пересекает их и снова «расслабляется», как только груз прошел.

Экологические силы

Мосты также должны выдерживать постоянно меняющиеся факторы окружающей среды. Арочные мосты через реки, например, им приходится справляться с скопившейся за ними водой (их опоры часто стратегически размещены отверстия для просачивания воды при сильном наводнении).Приостановка мосты, по которым перевозятся автомобили, имеют тенденцию нести одни и те же нагрузки в течение всего дня, хотя, часто располагаясь в ветреных устьях, они также должны терпеть пронзительные порывы ветра, создающие крутящую силу, называется кручение , в мостовом настиле. (Современные подвесные мосты решают эту проблему, имея палубы с аэродинамически спроектированные поперечные сечения, испытанные в аэродинамические трубы, и может быть усилен фермами снизу.) Нагрузки, вызывающие смещение моста движение вперед и назад может быть особенно опасным, если они это сделают дико вибрируют на своей так называемой естественной или резонансной частоте. Resonance , как это известно, делает бокалы для вина разбиться, когда оперные певцы подойдут слишком близко; «пение» ветер может иметь столь же катастрофические последствия для моста.

Мосты в истории

Люди находят мосты завораживающими и сбивающими с толку одновременно. Почему так много разных типов? Как инженеры выбирают один добрый над другим? Почему люди склонны строить разные виды мосты в разные периоды истории? Есть простые ответы на все эти вопросы — и сложные тоже.

Фото: Мосты — продукт своего места и времени: место, потому что они должны быть адаптированы к конкретным местным условиям; и время, потому что они всегда использовали самые современные материалы и инженерные технологии. Это вид на революционный Бруклинский мост в Нью-Йорке, сделанный со стороны Бруклина. Предоставлено: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Один простой ответ заключается в том, что за тысячи лет человеческих цивилизации инженеры постепенно развивались более изощренно. конструкции мостов, которые могут перекрывать все большие расстояния.Старейший типы мостов, балки и арки, могут растягиваться только до того, как они разрушиться под собственным весом; более сложные версии этих конструкции (фермы, коробчатые балки и консольные мосты) могут достигать дальше; а подвесные и вантовые мосты могут идти дальше еще. Эта постепенная эволюция — и расширение — мостов стало возможным частично благодаря более глубокому пониманию инженерии, но также путем разработки гораздо более прочных материалов. Арочные мосты были популярны в средние века, например, потому что они были быстрыми и легко построить из местных материалов и прослужил долгое время с минимальным обслуживанием или без него.Когда Железный мост, первый в мире чугунный (арочный) мост был построен в Коулбрукдейле в Шропшире, Англия, в 1779 году. революция в мостостроении; в 19 ​​веке сотни других мостов были построены из железа, а затем стали, в том числе Новые Знаменитый Бруклинский мост 1883 года в Йорке с пролетом 486 м (1595 футов). Подвесные и вантовые мосты больше всего полагаются на надежен на современные материалы, железобетон и сталь. Некоторые новейших мостовидных протезов, естественно, используют самые современные композитные материалы. материалы.

Типы мостов

Хотя обсуждать мосты в этом довольно абстрактном и теоретическим путем, гораздо интереснее взглянуть на некоторую специфику исследуя по очереди каждый основной тип моста.

Балка

Фото: Балочный мост, соединяющий железнодорожную ветку с дорогой в Дорсете, Англия. Обратите внимание на опору с правой стороны, которая не дает мосту обрушиться вниз по направлению к нам.

Балка — самый простой (и часто самый дешевый) мост: колода, охватывающая относительно небольшое расстояние, поднятая парой опор (вертикальные опоры с обоих концов).Встаньте на доску (палубу), натянутую между парой стульев (опор). и вы заставите его прогнуться вниз посередине, так что внизу он немного длиннее и немного короче сверху. Это говорит нам о том, что нижняя часть балки находится в напряжении (растягивается дольше, чем обычно), в то время как верх находится в сжатии (сжался короче). Нагрузка на мост вроде он передается через луч к опорам на обоих концах, которые также сжаты (сдавлены вниз). Чем длиннее луч, тем больше вероятность провисания посередине, поэтому базовая балка мосты обычно довольно короткие.Современные балочные мосты могут быть очень длиннее, если они построены с коробчатыми балками (огромные пустотелые коробки изготовлены из повторяющихся секций стальных балок и / или усилены бетон) или скрепленный фермами (диагональная арматура) сбоку или снизу. Балки объяснено далее в нашей статье о том, как здания работают.

Арка

Фото: Мост Палтни в Бате, Англия, состоит из трех каменных арок. Построенный в 1773 году, он построен по образцу Понте Веккьо во Флоренции, Италия.

Арки — единственные виды мостов, которые полностью поддерживаются силами. сжатия. Под аркой есть напряжение, но оно обычно незначительна, если только арка не большая и неглубокая. Что делает смысл, если задуматься, потому что бесконечно широкая арка просто быть горизонтальной балкой с натянутой нижней стороной. Настил моста, опирающийся на арку, упирается в изгибы камней. (или металлические детали) под ним, плотно прижав их вместе и эффективно делая их сильнее.Нагрузка на камень арочный мост передается через центральный камень (так называемый краеугольный камень ), вокруг изгиба других камней и в опоры, где твердая земля с обеих сторон отталкивается вверх и внутрь. Как луч мосты, арки относительно просты и дешевы в строительстве, и не нужно перекрывать дорогу или реку центральными опорами. Они могут легко превышают пролет базовой балки, хотя их большим недостатком является то, что они нужны большие абатменты, поэтому они не всегда являются эффективным способом создание моста вроде шоссе, если под ним требуется большой зазор.Виадуки и акведуки (водные мосты) часто представляют собой вариации арочных мостов, с несколькими арками рядом.

Примеры арочных мостов: мост Мостар в Боснии и Герцеговине и Карлов мост в Праге.

Ферма

Фото: мост с фермами, через который проходит пешеходная дорожка над железнодорожной линией в Дорсете, Англия.

Одним из способов увеличения досягаемости базового балочного моста является усиление это — и инженеры нашли лучший способ сделать это с помощью система диагональных, треугольных брусков по бокам, которые называются фермы.Есть много способов устроить фермы для поддержки мостик, дающий множество замысловатых и зачастую привлекательных решетчатых узоров; линзовидные (изогнутые) фермы, использованные в верхней части Королевского моста Альберта фото, являются одним из примеров. Типичный ферменный мост выглядит как пустотелый короб с открытым или закрытые вертикальные стенки и крыша, стороны усилены диагональными фермами, и основание на балках.

Консольный

Фото: Хьюи П. Длинный консольный мост через реку Миссисипи недалеко от Нового Орлеана, строился в начале 1930-х гг.Обратите внимание, как явно неподдерживаемые пролеты на обоих концах расширяются наружу и становятся тонкими. воздух от опор — принцип консолей в действии. Картина восстановлена ​​с оригинала Маркуса Ламкина. любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Две смежные балки, выходящие наружу от пирса, могут уравновешивают друг друга — так же, как канатоходец может уравновесить удерживая обе руки прямо от ее тела. Это основная идея консольный мост. Обычно, когда мы говорим о кантилевере, мы имеем в виду балку, опирающуюся только на одну конец, как трамплин или качели, только намного более жесткий.В консольном мосту, обычно есть пара консолей, выходящих из каждого пирс с коротким балочным мостом между ними, соединяющий их вместе; в качестве альтернативы, у некоторых есть консоль, выходящая от каждого упора к середине, с балкой, перекрывающей их. Консольные мосты бывают иногда трудно распознать, потому что они обычно усилены балками и фермы, но их легче обнаружить, если вы помните, что на них несколько секций и часто имеют хотя бы один пирс посередине.

Самый известный в мире консольный мост Форт-Бридж в Шотландия, имеет три консоли (усиленные решеткой из ферм) с двумя более короткими балочными перемычками между ними.Самая длинная консоль в мире — это очень похожий Квебекский мост, длиной чуть менее 1 км (987 м или 3239 футов, если быть точным). Другие примеры консольных мостов включают мост Квинсборо в Нью-Йорке и Crescent City Connection в Новом Орлеане.

Подвеска

Фото: Мост Тамар, построенный в 1961 году, пересекает реку Тамар, границу между Корнуоллом и Девоном, Англия, рядом с железнодорожным мостом Брюнеля 1859 года (который вы можете видеть на заднем плане).Обратите внимание на усиление фермы и балки под настилом.

Если вам нужен мост с большим пролетом, подвесной мост в каком-то смысле это действительно ваш единственный вариант. Гений подвески мост заключается в использовании очень высоких опор с огромными изогнутыми магистральными тросами. натянутые между ними. Десятки более тонких вертикальных подвесных тросов различной длины свисают с основных кабелей и поддерживают огромные вес палубы и груза, который она несет. (И хотя люди всегда замечаем кабели в подвесном мосту, они часто не проходят Найдите балки и фермы, укрепляющие настил под ними.Это тонкий и очень важный момент: большинство мостов на самом деле композиты двух или более основных типов мостов.) Самый большой все мосты используют подвесной подход; самый длинный в мире, Акаси Кайкё в Японии составляет 3,9 км (2,4 мили) в длину.

Известные висячие мосты, включая мост Хамбер. и Клифтонский висячий мост в Англии, мост Золотые Ворота в Калифорнии, и Бруклинский мост на Манхэттене, Нью-Йорк.

Вантовый

Фото: Артур Равенел-младший.вантовый мост в Charleston S.C. Фотография любезно предоставлена ​​американским проектом Кэрол М. Хайсмит в архиве Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса США.

Большим недостатком подвесных мостов является то, что они должны быть прикреплены к земле с обеих сторон. Это не всегда возможно, если нет места для кабелей или подходящего основания, чтобы закрепить их в. Другой тип подвесного моста, известный как вантовый мост, устраняет это, уравновешивая два комплекта подвески кабели по обе стороны от каждой опоры, которая поддерживает нагрузку.В «нормальный» подвесной мост, палуба подвешена на тросах разной длины, которые сами поддерживаются чрезвычайно сильной основной подвесные тросы. В вантовом мосту есть только один набор тросы, идущие по диагонали от каждого пирса до настила моста, который имеет тенденцию быть более прочным и громоздким, чем висячий мост.

Вантовые мосты значительно короче обычных подвесные мосты и, как правило, не перекрывают гораздо большие расстояния более 1 км; самый длинный в мире в настоящее время Русский мост в Владивосток, Россия, д. 1.1 км (3622 фута). Другие примеры включают мост Васко да Гама. в Португалии, Виадук Мийо во Франции, мост Ханчжоу в Китае, и Мост Аккордов в Иерусалиме.

Понтон

Фото: Понтонный мост через реку Евфрат в Ираке. Фото Кевина К. Куихуиса-младшего любезно предоставлено Корпусом морской пехоты США.

Лодки, очевидно, плавают по воде, поэтому, если вам нужно в спешке построить временный мост, одним из возможных решений будет спустить палубу на серию лодок.Такой плавучий мост называется понтоном — и он широко используется военными для импровизированных переходов через реки (например, когда существующие мосты были взорваны по стратегическим причинам). Хорошо организованные армии имеют заранее подготовленные секции понтонных мостов, которые они могут поставить на место и скрепить болтами в любом месте и в любое время. Основные проблемы с понтонными мостами — это основная нестабильность и относительно легкие нагрузки, которые они могут нести. Поскольку палуба плавает очень близко к ватерлинии, понтонный мост автоматически блокирует движение лодок по реке, хотя обычно можно отделить часть или две от середины и отпустить ее в сторону, чтобы позволить речному движению пройти.

Дуга сквозная и завязанная (тетива)

Фото: Мост Адских Врат, мост через арку железной дороги в Нью-Йорке, на снимке. около 1915–1920 гг. Обратите внимание на то, как настил моста проходит через арку горизонтально (так часть арки находится над палубой, а часть — ниже) и большие опоры с обоих концов удерживая арку на месте. Фото Детройт Паблишинг Ко. Любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Подвесьте балочный мост к верхней арке, и то, что вы получите, называется мост через арку (если настил прорезает арку) или связно-арочный мост (если настил привязывает арку к основанию).Оба типа немного похожи на подвесные мосты, потому что палуба и ее груз свисают с арки. Однако, хотя они выглядят очень похожи, они по-разному уравновешивают силы.

В мосту со сквозной аркой, как и в обычной каменной или кирпичной арке, концы арок толкать («толкать») наружу и отталкивать за абатменты. Такие мосты по этой причине их иногда называют упорными дугами.

Примеры мостов со сквозной аркой: мост Харбор-Бридж в Сиднее. в Австралии, Мост Адских Ворот в Нью-Йорке (показано здесь) и мост Тайн-Роуд в Ньюкасле, Англия.

Фото: Борода Дэниела Картера, арочный мост через реку Огайо. Обратите внимание на то, как колода сидит у основания арки (другими словами, вся арка над палубой) и привязывает на место; по этой причине не нужны большие абатменты чтобы удерживать арку на месте. Фотография любезно предоставлена ​​архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса США, Отдел эстампов и фотографий.

В мосту с завязанной аркой, в то время как арка поддерживает колода, колода также не дает арке выдвигаться наружу, удерживая он на месте, поэтому арка и настил уравновешивают друг друга.Так же, как вантовый мост более самонесущий, чем подвесной мост, потому что он устраняет анкерные тросы, таким образом мосты с арочной связкой более самонесущие, чем обычные арка, потому что им меньше нужны прочные абатменты. Завязанная арка мосты иногда называют тетивами, потому что они напоминают арка лука вытащила готовая стрелять стрелой, и потому что перекладина связывает лук аналогичным образом.

Примеры арочных мостов: Пуэнте-де-ла-Баркета в Испании и Мост Святого Георгия в Делавэре, США.Мост Чаотяньмэнь в Китае одновременно сквозной арочный и арочный мосты.

Мосты подъемно-поворотные

Фото: Разводной мост Эль-Фердан проходит через Суэцкий канал в Египте. Это самый длинный поворотный мост в мире длиной 340 м (1100 футов). Фото Даниэля Мешеля любезно предоставлено ВМС США.

Обычные мосты непрактичны, если что-то вроде низкой дороги должен пересечь реку или канал, по которому должны проходить высокие лодки.В этом случае нам понадобится механический мост с настилом, который можно приподнять или откинуть в сторону, когда это необходимо. Башня Мост в Лондоне, Англия, представляет собой своего рода двойной подъемный мост: у него есть раздельная платформа, которая поднимается вверх. в центре. Есть много примеров поворотных мостов по всему миру. Мир. У некоторых есть две движущиеся части, которые поворачиваются в стороны, оставляя свободный центральный канал; другие Поверните на центральной опоре, чтобы открыть один или два чистых канала водного пути с каждой стороны.

Как спроектировать мост?

Так же, как мосты уравновешивают конкурирующие силы из разных направлениям, поэтому инженерам приходится учитывать все аспекты когда они планируют новый мост.

Тип

Как далеко нужно протянуть мост? Это обычно определите тип необходимого моста. Очень короткий промежуток (более небольшая река, дорога или железная дорога) заслуживает только недорогой балки или ферма; подвесные и вантовые мосты, как правило, излишне сложно и дорого; и арочные мосты построены гораздо реже, чем в средние века, отчасти потому, что другие типы мостов более эффективно используют доступное пространство. В качестве мы уже видели, тип моста определяет используемые материалы, в очень большой степени.Даже в этом случае может существовать возможность использования локальных материалы, чтобы мост вписался в окружающую среду. Это было конечно особенность традиционных арочных мостов, часто построенных из местного камня или камень. Современные мосты обычно строят из стали и бетона. и вынуждены полагаться на дизайн, чтобы интегрироваться в их вместо этого окружение. Мосты коробчато-балочного типа часто изготавливают секциями, вне строительной площадки, что означает, что их можно очень быстро установить. К сожалению, это также имеет тенденцию означать, что они выглядят очень похожими и универсальными.

Переход

Место, где строится мост, также является критически важным важный фактор. Достаточно ли твердое основание для установки больших абатментов? для арки? Есть ли прочная порода, в которую можно подвесить тросы? быть закрепленным (а если нет, лучше ли будет вантовый мост)? Если мост должен пересекать реку, как можно безопасно опоры и башни погрузились в кровать, чтобы их не унесло стремительной водой. Точное расположение моста тщательно выбирается, чтобы упростить строительство, снижение затрат и обеспечение прочности моста и прочный.Мосты не всегда можно пересечь идеально. прямая линия, однако; мосты иногда приходится пересекать под углом (что дает так называемый мост , перекос ), изгиб или изменение направления из одного раздела в другой. Современные мосты с коробчатыми балками, построенные из модульные секции настила, легко изгибаются даже в довольно драматических углы.

Фото: Виадук Калсток, с момента его завершения в 1908 году, перевозил железнодорожные составы высоко над рекой Тамар в Калстоке, графство Корнуолл в Англии.Представьте себе инженерные проблемы здесь. Вы должны перевозить очень тяжелые грузы (поезда) на высоком уровне по довольно широкому долина реки, оставляя достаточно места для прохода парусных лодок. Одна арка такая высокая и широкая было бы невозможно построить, поэтому проектировщик выбрал вместо этого 12-арочный виадук. Уродливый мост мог запросто испортили красивый пейзаж здесь, но эта элегантная структура служит идеальным фокусом. Хотя он выглядит как камень, на самом деле это сборный железобетон.

Нагрузка

Помимо постоянной и постоянной нагрузки, какие виды случайных, переходные силы, которые может выдержать мост? Здесь землетрясения или ураганы, и если да, то как можно спроектировать мост выжить в них? Сможет ли речной мост выдержать наводнения? И что о грузе, который он будет нести? Если это автомобильный мост, сколько стоит трафик, вероятно, увеличится в ближайшие годы и десятилетия, и всегда ли мост будет достаточно прочным, чтобы справиться с ними? Что, если несколько из этих переходных сил возникают одновременно? Для Например, предположим, что мосту одновременно приходится выдерживать сильный ветер, огромное давление из-за повышения уровня воды и интенсивного движения транспорта?

Прочие факторы

Инженеры должны учитывать все виды других факторов, помимо основной тип, расположение и прочность моста.Например, делает ли по мосту должны проходить разные виды движения (железная дорога, автомобили, и пешеходов) и как он их разделит? Как насчет безопасности соображения (не допустить, чтобы мчащиеся машины не перевалили через край), и такие вопросы, как минимизация риска самоубийств (особая проблема для некоторых из самых высоких мостов в мире)? Какое обслуживание понадобится ли мост, от регулярных осмотров бетона до систематических покраска для защиты от коррозии?

Мосты в гармонии

Наука, технологии и инженерия дайте нам уверенность в том, что мы можем построить камень, железо, сталь или бетон мосты, которые просуществуют многие десятилетия.Но есть еще много чего мост, чем просто оставаться в вертикальном положении, пока шаттл с банальными грузами Это. Подумайте о некоторых из величайших мостов в мире — Арка Старого моста в Мостаре, Бруклинский подвесной мост на Манхэттене, консольный мост Форт-Рэйлэнд или совсем недавно построенный, например, вантовый виадук Мийо во Франции — и вы быстро понять, что великие мосты запоминаются так же захватывающе как великие постройки. Сидя в реке или пересекая долину, вы мог бы утверждать, что мост нарушает равновесие в природе.Но мосты соединяют людей и сообщества вместе, и многие будет оспаривать, что великие мосты — это настоящие чудеса света, которые усиливают их окружение. Кто, например, может представить залив Сан-Франциско без моста Золотые Ворота? Так что, возможно, так же верно будет утверждать, что гений большого моста заключается в налаживании партнерских отношений. между людьми и местом, чтобы техника и природа сидели счастливо, бок о бок.

7 знаковых конструкций мостов (и их полезности)

Мосты — такая обычная часть повседневной жизни, что их часто принимают как должное.Будь то вождение автомобиля, ходьба или путешествие на поезде, они позволяют нам пересекать водоемы, долины, дороги и другие геологические и искусственные препятствия. Не менее важно, что они позволяют жизненно важным инженерным линиям, включая кабели и трубопроводы, также преодолевать эти барьеры.

Давайте посмотрим на некоторые распространенные конструкции мостов, на то, как они развивались на протяжении веков, и на цели, которым служит каждая конструкция. Пока мы занимаемся этим, мы сделаем шаг назад и полюбуемся несколькими примечательными примерами каждого из них. Это может помочь вам и вашим клиентам взглянуть на мосты в новом свете.

# 1 — Балочный мост

Балочные мосты обычно считаются самой простой формой мостов. Насколько просто? Когда пещерные люди клали бревна через ручьи, чтобы пересечь их, они строили самые первые балочные мосты.

Эти основные мосты обычно охватывают относительно короткие расстояния. Чтобы построить балочный мост (также известный как балочный мост), все, что вам нужно, это жесткая горизонтальная конструкция (балка) и две опоры, по одной с каждого конца, на которые она будет опираться. Эти приспособления поддерживают опускающийся вниз мост и любой транспортный поток, проезжающий по нему.

Простейшим мостом с балками может быть бревно, деревянная доска или каменная плита, уложенная через узкий ручей или ручей. Более сложные обычно строятся из стали или бетона или их комбинации. Бетонные элементы могут быть армированными, предварительно напряженными или предварительно напряженными.

Конструкция типичного балочного моста.

При несущей массе мост из леща выдерживает как сжимающее, так и растягивающее напряжение.

Чтобы понять, как это работает, подумайте об этой простой модели или опробуйте ее в своем гараже.Представьте, что вы кладете доску на два кирпича. Это простой балочный мост. Если бы вы поместили тяжелый груз в середину доски, она бы погнулась. Верхняя сторона изгибалась бы под действием силы сжатия, а нижняя сторона изгибалась бы под действием силы натяжения. Добавьте достаточно веса, и «мост» в конце концов сломается. Верхняя сторона будет изгибаться, а нижняя — трещать.

На этом примере вы можете понять факторы, которые инженер должен учитывать при проектировании моста.

Балочные мосты обычно используются для преодоления относительно коротких расстояний (обычно менее 250 футов), потому что в отличие от мостов других типов они не имеют встроенных опор. Единственные опоры — опоры. Чем дальше друг от друга опоры, тем слабее становится балочный мост. Это не означает, что балочные мосты нельзя использовать для преодоления больших расстояний, это просто требует, чтобы ряд балочных мостов был соединен вместе, создав так называемый непрерывный пролет.

Lake Pontchartrain Causeway, Луизиана

  • Осуществляет: Четыре полосы движения
  • Кресты: Lake Pontchartrain
  • Место нахождения: Метэри и Мандевиль, Луизиана
  • Конструкция: Мост из неразрезных балок
  • Длина: 23.87 миль (38,442 км)
  • Высота: 15 футов
  • Завершено: 1956 (на юг), 1969 (на север)

Более длинные и сложные балочные мосты строятся с использованием множества балок, выровненных бок о бок с настилом на их вершине. Основные балки могут быть двутавровыми (также известными как двутавровые балки), фермами или коробчатыми балками. Они могли пробежать половину моста или всю его длину.

Балочные мосты используются для перевозки пешеходов, автомобилей, грузовиков и железнодорожных путей через участки с ограниченным расстоянием.Их часто используют для монорельсовых и наземных транспортных систем. Они также полезны для прокладки инженерных кабелей и трубопроводов на короткие расстояния к домам, изолированным общинам и районам.

Подсказка: Многие балочные мосты являются историческими сооружениями, и существуют ограничения на то, как по ним могут проводиться инженерные сети. В штате Коннектикут, где находится множество таких исторических мостов, предлагает рекомендации о том, как с этим справиться.

# 2 — Ферменный мост

Мост Фрэнсиса Скотта Ки — Балтимор, Мэриленд

  • Осуществляет: Четыре полосы движения
  • Кресты: Река Патапско
  • Расположение: Балтимор, Мэриленд
  • Конструкция: Стальной арочный неразрезной мост через фермы
  • Длина: 8636 футов
  • Высота: 185 футов
  • Выполнено: 1977

Ферменный мост представляет собой выступающую ферму, которая представляет собой конструкцию из связанных элементов, образующих треугольные блоки.Ферма используется, потому что это очень жесткая конструкция, которая передает нагрузку от одной точки моста на гораздо более широкую площадь. Ферменные мосты могут пересекать более длинные пролеты, чем базовые балочные мосты.

Конструкция типичного ферменного моста.

Фермовые мосты появились на самом раннем этапе истории современных мостов. Их строить относительно экономично, потому что они эффективно используют материалы.

Фермовые мосты строились в основном из дерева в начале 1800-х годов, а к середине того же века постепенно перешли на железные.Сталь стала стандартом к 1880-м годам. Некоторые штаты продолжали строить мосты со стальными фермами в течение 1930-х годов, в то время как другие отказались от них раньше, решив вместо этого строить бетонные балочные и балочные мосты.

Примеры таких мостов все еще существуют в Соединенных Штатах, но их количество уменьшается, поскольку их сносят и заменяют мостами более современного типа. Некоторые ферменные мосты чрезвычайно просты и практичны, в то время как другие используют более сложные детали дизайна.

На протяжении всей истории инженеры экспериментировали с различными формами ферменных мостов, пытаясь найти более эффективные способы решения конкретных проблем.Ферменный мост может иметь настил или дорожное полотно сверху (ферма настила), посередине (через ферму) или внизу фермы. Если стороны фермы выступают над полотном дороги, но не соединены между собой, она называется пони-фермой или полупроходной фермой.

Фермовые мосты пересекают пешеходы, автомобили, грузовики, легкорельсовый транспорт и тяжелый рельсовый транспорт. Обычно их используют для перехода через реки, а не на дороги. Фермовые мосты исторически использовались для транспортировки воды и сточных вод по трубам через пролеты.Со временем были добавлены электрические и кабельные линии. Большая часть этой коммунальной инфраструктуры стареет, и даже если мост не заменяется, коммунальные линии часто необходимо заменять.

Примечание: При обновлении устаревшей инженерной инфраструктуры под ферменными мостами важно использовать безопасное оборудование, разработанное специально для обслуживания под мостом. Ознакомьтесь с этими примерами.

# 3 — Консольный мост

Мост Эда Коха Квинсборо — Нью-Йорк

  • Вместимость: Десять полос движения, четыре верхних, шесть нижних, плюс полосы для пешеходов и велосипедистов
  • Кресты: Ист-Ривер
  • Расположение: Нью-Йорк (от Манхэттена до Квинса)
  • Конструкция: Двухпалубный консольный мост
  • Длина: 3724 фута
  • Высота: 130 футов
  • Выполнено: 1909

Эти типы мостов построены с использованием консолей, которые представляют собой конструкции, которые выступают горизонтально в пространство и опираются только на один конец.Для небольших пешеходных мостов консоль может быть простой балкой. В больших консольных мостах, предназначенных для обслуживания автомобильного или железнодорожного транспорта, используются фермы, построенные из конструкционной стали, или коробчатые балки, построенные из предварительно напряженного бетона.

Конструкция консольного моста.

Консольные мосты со стальными фермами

стали крупным инженерным прорывом в 1800-х годах, поскольку они могут преодолевать расстояния более 1500 футов и легче возводятся на сложных переходах, таких как шоссе, глубокие водные пути или населенные районы, с минимальной поддержкой грунта или без нее.

Инженеры строят более длинные консольные мосты, добавляя больше опор. Это распределяет нагрузку между ними, что позволяет добиться большей длины.

Консольные мосты могут быть построены без фальш-работ внизу и без опорных вышек и тросов наверху. Такая простота конструкции — одно из их больших преимуществ. Они также имеют очень жесткую конструкцию, поэтому могут нести относительно большие нагрузки, в том числе железнодорожные пути, которые обычно используются для этих мостов.

Многие из этих мостов несут коммуникации через свои пролеты в густонаселенных городских районах.Взгляните на этот пример крупного проекта, который координировал установку различных инженерных сетей, включая оптоволоконные сети, газ, водоснабжение, обширные ливневые стоки, сточные воды и защищенные государством линии связи в рамках одного проекта.

# 4 — Арочный мост

Stone Arch Bridge — Миннеаполис, Миннесота

  • Перевозит: пешеходов и велосипедистов
  • Кресты: Река Миссисипи
  • Место нахождения: Миннеаполис, Миннесота
  • Конструкция: 21 пролет каменной арки и один пролет стальной фермы настила
  • Длина: 2100 футов
  • Ширина: 28 футов
  • Выполнено: 1883

Арочный мост — один из самых распространенных типов мостов.Они вошли в обиход более 3000 лет назад и оставались популярными до промышленной революции. В то время изобретение стали, бетона и других передовых материалов помогло инженерам разработать другие современные конструкции мостов. Однако арочные мосты используются и сегодня, и с помощью современных материалов их можно построить больше, чем раньше.

Арочный мост имеет опоры на каждом конце и имеет форму изогнутой или заостренной арки. Проектирование арочного моста основано на передаче веса моста и его нагрузок частично в горизонтальную ось, сдвигаемую вместе опорами с обеих сторон моста.Более длинный мост можно сделать из серии арочных мостов, хотя сегодня обычно используются более экономичные варианты.

Конструкция простого арочного моста.

Знаете ли вы? Именно арка придает прочность одноименному мосту. Фактически, арка из камня не требует раствора.

Хотите верьте, хотите нет, но арочные мосты из камня и дерева стали очень популярными во времена Римской империи. Римские инженеры построили более 1000 каменных арочных мостов в Европе, Азии и Северной Африке.Многие из этих мостов стоят и сегодня, демонстрируя свою прочность и долговечность. Подобные мостообразные конструкции были одними из первых, кто выполнял служебную функцию. Они использовались для переноса воды из-за пределов городов в городские районы, подобно тому, как сегодня мосты несут трубы для транспортировки воды с места на место.

По прошествии столетий средневековые архитекторы усовершенствовали более ранние конструкции, создав арочные мосты с более узкими опорами, более тонкими арочными стволами, заостренными арками и увеличенными арочными пролетами.Архитекторы эпохи Возрождения не только построили одни из самых прочных мостов в истории, но и создали одни из самых красивых. Мост Риальто в Венеции — один из таких примеров. За последние 150 лет из железа, стали и бетона были построены более крупные и амбициозные арочные мосты.

Прочность и долговечность арочных мостов позволяет использовать их для перевозки пешеходов, транспортных средств, легкорельсового и тяжелого транспорта, и, как уже упоминалось, некоторые из них были построены исключительно для перевозки воды с места на место.Когда дело доходит до поддержки современных инженерных сетей, арочные мосты часто неэффективны. Невозможно поддерживать необходимую инфраструктуру внутри арки, а размещение ее вдоль моста может быть некрасивым и подвергать их воздействию погодных условий.

Фактически, в большинстве штатов есть рекомендации по отключению коммунальных предприятий от мостов, и трудно найти какие-либо советы о том, как это сделать на арочном мосту, за исключением этого примера из штата Вашингтон.

№5 — Подвесной мост

Мост Золотые Ворота — Сан-Франциско, Калифорния

  • Осуществляет: Шесть полос движения, пешеходы и велосипедисты
  • Соединяет: Сан-Франциско и округ Марин, Калифорния
  • Конструкция: Подвес, арка ферм и мостки из ферм
  • Длина: 8 981 фут
  • Высота: 746 футов
  • Выполнено: 1933

Этот тип моста имеет подвесные тросы между опорами и подвесные тросы, свисающие с опор, удерживающих настил.Подвесные тросы закреплены на каждом конце моста, и они несут большую часть нагрузки.

Конструкция подвесного моста.

Современные сложные подвесные мосты произошли от простых версий, датируемых пятнадцатым веком. У них были несущие тросы, но не было башен. Самые простые подвесные мосты включают веревочные, сетчатые и другие тканые мосты.

Первый висячий мост в современном стиле в США был построен в Пенсильвании в 1801 году.С годами подвесные мосты стали популярными, потому что они перекрывали большие промежутки, недоступные другим мостам. Кроме того, их строительство дешевле, потому что они используют меньше материалов, чем большинство других мостов.

Висячие мосты более сейсмостойкие, чем практически любой другой тип мостов. Кроме того, их легко обновить, чтобы освободить место для более широких транспортных средств или дополнительных полос движения. Также относительно легко подвесить кабели и линии электропередач на большие расстояния на подвесном мосту.

Минусы: конструкция, как правило, очень жесткая, чтобы выдерживать сильный ветер, и большинство из них не выдерживает большой вес поездов. Для поддержки инженерной инфраструктуры на сложных типах подвесных мостов часто требуются специальные подвесы.

№6 — Арочный мостик

Fremont Bridge — Портленд, Орегон

  • Осуществляет: Четыре полосы движения, две палубы движения
  • Кресты: Река Уилламетт и улицы
  • Расположение: Портленд, Орегон
  • Сооружение: Арочный мост
  • Длина: 2154 футов
  • Высота: 381 фут
  • Выполнено: 1973

Арочный мост (также называемый арочным мостом или мостом на тетиве-балке) — это тип моста, который имеет арочные ребра с каждой стороны проезжей части (настила) и по одной анкерной балке на каждой из арок, поддерживающих мост. палуба.Вертикальные стяжки, соединенные с арками, поддерживают настил сверху.

Конструкция арочного моста.

Этот тип моста можно рассматривать как нечто среднее между аркой и подвесным мостом. Комбинированный стиль конструкции позволяет строить мост с менее громоздким фундаментом, чем арочные мосты, а это означает, что они являются отличным вариантом для сложных мест, где требуются приподнятые опоры, или в местах с неустойчивым грунтом. Благодаря арочной конструкции они идеально подходят для ситуаций, когда мост необходимо построить вне строительной площадки, доставить и установить на месте.Это невозможно с подвесными мостами.

Мосты с жесткой аркой могут иметь много преимуществ, но они не идеальны. Для них требуются сварные швы на стыке ребра арки и стяжных балок, а также на стыке арки и вертикальных стяжек. Эти сварные швы необходимо регулярно ремонтировать, что может быть дорогостоящим, трудоемким и неудобным. Конструкция и конструкция этого типа моста не являются избыточными, что означает, что если хотя бы одна из двух анкерных балок выйдет из строя, вся конструкция рухнет.Наконец, мосты с арочной связью дороже в строительстве по сравнению с другими типами мостов такой же длины.

Простая конструкция мостов этого типа делает их удобными для поддержки инженерных труб и кабелей.

№7 — Вантовый мост

Bob Graham Sunshine Skyway Bridge — Тампа-Бэй, Флорида

  • Осуществляет: Четыре полосы движения
  • Кресты: Тампа-Бэй, Флорида
  • Конструкция: Вантовый мост из неразрезного предварительно напряженного бетона
  • Длина: 1.1 миль
  • Высота: 430 футов
  • Выполнено: 1987

На первый взгляд вантовый мост может выглядеть как разновидность висячего моста, но они конструктивно отличаются. В отличие от подвесных мостов, вантовые мосты не требуют анкеровки, и две башни не нужны. Вместо этого кабели могут проходить от проезжей части до вышки, которая выдерживает весь вес.

Конструкция вантового моста.

Базовая конструкция вантового моста насчитывает почти 500 лет. Современные версии начали строиться в Европе после Второй мировой войны в качестве экономичной замены мостов, поврежденных во время войны.

Башня вантового моста поглощает и распределяет все сжимающие силы моста. Кабели можно крепить к проезжей части разными способами. Например, в радиальном направлении кабели проходят от нескольких точек на дороге до одной точки на вышке.В параллельном порядке кабели прикрепляются к проезжей части и вышке в нескольких отдельных точках.

Сегодня вантовые мосты являются популярным выбором, поскольку они предлагают все преимущества подвесного моста, но с меньшей стоимостью для более коротких пролетов. Они требуют меньше стального троса, быстрее строятся и включают больше сборных железобетонных секций. Дизайн некоторых из этих мостов может стать серьезным вау-фактором.

Заключение

Каждый тип моста служит разным целям и может использоваться для перекрытия различных типов зазоров и барьеров.Однако мосты — это больше, чем просто утилитарный объект. Они также являются чудесами инженерной мысли и прекрасными вещами. Мы надеемся, что этот обзор поможет вам глубже понять детали мостов, которые вы пересекаете каждый день.

Чтобы узнать больше о мостах, прочтите наш пост о величайших американских мостах.

Инженерные мосты для защиты от напряжений

Мосты обычно считаются статическими конструкциями. На самом деле они действуют скорее как динамичные живые существа.Они постоянно меняются, реагируя на различные нагрузки, погодные условия и другие виды стресса, чтобы нормально функционировать. В некоторых случаях, как и человек, переживающий травму, мосты должны «реагировать» на чрезвычайно стрессовые события, такие как несчастные случаи, взрывы, пожары, землетрясения и ураганы, чтобы выжить.

В этой статье мы рассмотрим, как разные типы мостов могут выдерживать нагрузки. Мы также рассмотрим некоторые из наиболее распространенных факторов, влияющих на мосты. Эти факторы стресса могут иметь большое влияние на то, как мосты стареют, приходят в упадок и, возможно, выходят из строя.

Понимание их может помочь инженерам разработать прочные конструкции, а инспекторам и обслуживающему персоналу продлить срок службы существующих конструкций.

Дилемма гравитации

Самая большая сила, воздействующая на мосты, — это гравитация, которая постоянно тянет их, пытаясь затащить на землю. Гравитация не имеет большого значения, когда речь идет о зданиях, в том числе таких больших, как небоскребы, потому что земля под ними всегда отталкивается.

С мостами дело обстоит иначе.Их настил охватывает открытое пространство. «Космос» не поддерживает силы тяжести. Мосты большего размера, которые перекрывают большие пространства, более уязвимы для гравитации, чем более короткие. Точно так же более тяжелые конструкции с большей вероятностью станут жертвами гравитации, чем более легкие.

Отказ моста — относительно редкое явление. Итак, что же удерживает их от падения из-за силы тяжести?

Ответ практически один и тот же независимо от типа конструкции:

  • Сжатие (сила, которая толкает или сжимает внутрь) тщательно уравновешивается натяжением (силой, которая растягивает и тянет наружу).
  • Эта балансировка происходит путем распределения нагрузки (общего веса конструкции моста) на опоры (опоры на обоих концах моста) и опоры (опоры, которые проходят под мостом по его длине) .

Эти силы по-разному распределяются на разных типах мостов:

Балочный мост

Балочный мост имеет настил (балку) в растяжении и сжатии . (Балку можно сжимать и растягивать в зависимости от условий.) Абатменты сжимаются, что означает, что они всегда сжимаются.

Арочный мост

Арочный мост поддерживает нагрузки, распределяя сжатие по арке и вниз. Структура всегда напирает на себя.

Подвесной мост

Башни (опоры) подвесного моста сжаты, а палуба свисает с натянутых тросов. Сама дека находится в состоянии сжатия и при растяжении.

Вантовый мост

Вантовый мост похож на висячий мост. Однако палуба свисает прямо с опор на тросах. Опоры сжаты, а кабели растянуты. Колода испытывает обе силы.

Ферменный мост

Ферменный мост — это вариант балочной конструкции с усиленным усилением. Колода в напряжении. Фермы справляются как с растяжением, так и с пониманием, причем диагональные — при растяжении, а вертикальные — при сжатии.

Арочный мост поддерживает нагрузки, распределяя сжатие по арке и вниз. Структура всегда напирает на себя.

Консольный мост

Консольный мост — одна из самых простых для понимания форм. В основном, это касается сил растяжения (вытягивания) над настилом моста и сил сжатия (толкания) внизу.

Посмотрите на эти мосты, которые уникальным образом управляют силами:

The Rolling Bridge, Лондон

Это скульптурное сооружение представляет собой тип моста, который обычно называют мостом для керлинга.Он состоит из восьми треугольных секций, шарнирно соединенных между собой. Мост может «раскручиваться», чтобы пешеходы могли его пересекать, и «свертываться калачиком», чтобы пропустить лодки.

Когда конструкция находится в «развернутом» состоянии, она выглядит и функционирует как ферменный мост. Система гидравлических поршней используется для придания ему закрытой восьмиугольной формы.

Лоз Пикок [CC BY-SA 2.0], через Wikimedia Commons

The Gateshead Millennium Bridge, Ньюкасл

Эту инновационную конструкцию часто называют «наклонным мостом».Он использует передовую гидравлическую систему, чтобы убирать его с дороги, когда проходят лодки.

Хотя это кажется достаточно простым, этот мост должен иметь дело с уникальными проблемами растяжения и сжатия. В нем используются особенности подвесных конструкций и конструкций с вантовыми опорами, которые сжимаются (и растягиваются) до крайних пределов, когда мост находится в движении. Эта структура добавляет новое измерение к стандартному проектированию мостов.

Конструкция моста проста и сложна одновременно. Мост постоянно уравновешивает сжимающие силы в одних местах с растягивающими в других, поэтому никакая подавляющая сила, особенно сила тяжести, не преодолеет конструкцию в любое время, что приведет к повреждению или разрушению.

Напряжения, выходящие за рамки гравитации

Усложняющим фактором является то, что сжатие и растяжение моста постоянно меняются из-за таких факторов стресса, как:

Изменение нагрузки

Было бы легко строить мосты, если бы нагрузки на них оставались статичными. Силы на них никогда не изменятся. Реальность такова, что нагрузки могут резко и динамично меняться в течение дня и во времени.

Мосты несут все, от поездов, автомобилей, грузовиков и пешеходов до водоводов и другой инженерной инфраструктуры.Объем движения и объем коммунальных услуг меняются в течение дня, вызывая значительные колебания временной нагрузки, что может увеличивать и уменьшать растягивающие и сжимающие силы в конструкции.

Пример: Когда железная дорога движется по мосту, конструкция изгибается и изгибается, а затем возвращается в исходное расслабленное состояние, когда поезд проезжает мимо.

Силы окружающей среды

Мосты постоянно реагируют на Мать-Природу. К экологическим источникам стресса относятся:

  • Приливы, волны и запасы воды .Вода — одна из самых могущественных сил на Земле. Инженеры часто вставляют отверстия в опоры мостовидного протеза, чтобы вода могла проходить через них, а не давить на них.
  • Ветров . Сильные порывы ветра могут раскачивать и перекручивать мосты. Современные более легкие и аэродинамические, что позволяет ветру проходить сквозь них, что не дает им двигаться.
  • Землетрясения . Сейсмические силы заставляют секции моста трястись и врезаться друг в друга, что может привести к их разрушению.Конструкторы включают демпферы для поглощения вибраций и амортизаторы, чтобы секции не ударялись друг о друга на мостах в зонах активных землетрясений.
  • Ураганы и другие сильные штормы могут иметь разрушительные последствия для открытых участков мостов. Строительные бригады часто устанавливают защитное оборудование вокруг уязвимых участков, например, инженерной инфраструктуры.
  • Лед, холод и метели. Холодная погода и мороз вызывают усадку некоторых элементов моста.Оттаивание может иметь противоположный эффект. Последствия расширения и сжатия усугубляются в сегодняшних более экстремальных климатических условиях. Инженеры учитывают это, добавляя более гибкие и гибкие компоненты в мосты, построенные в холодных местах.

Несчастные случаи и другие непредвиденные события

Дорожные происшествия и строительные аварии, удары лодок об опоры и взрывы могут привести к значительному напряжению моста, а иногда и к его разрушению. Строители могут использовать прочные, огнестойкие материалы и изолирующие элементы, чтобы ограничить воздействие экстремальных явлений на баланс сил, воздействующих на мост.

Заключение

Некоторые из вышеперечисленных сил могут вызвать немедленное катастрофическое повреждение мостов или окончательное разрушение. Эти факторы стресса также со временем изнашиваются на мостах, что приводит к долгосрочным повреждениям.

Как и у живых существ, у мостов есть способы сообщить, что они перенапрягаются. Инспекторы, менеджеры и инженеры должны искать эти признаки. Это может помочь им сохранить существующие конструкции в безопасности и предоставить им информацию, необходимую для разработки еще более прочных и гибких конструкций в будущем.

Типы мостов: растягивающие и сжимающие силы — мероприятие

(1 Рейтинг)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 8 (6-8)

Требуемое время: 45 минут

Расходные материалы на группу: 2 доллара США.00

Размер группы: 2

Зависимость действий: Нет

Тематические области: Физические науки

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Учащиеся изучают, как силы растяжения и сжатия действуют на три разных типа мостов.Используя губки, картон и веревку, они создают модели балочных, арочных и подвесных мостов и применяют силы, чтобы понять, как они распределяют или передают эти нагрузки. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Используя бесчисленные возможности проектирования балочных, ферменных, арочных и подвесных мостов, инженеры-строители и строители создают мосты, которые необходимы для инфраструктуры нашего мира.Чтобы спроектировать мосты любого типа, инженеры должны понимать силы, которые действуют на каждый мост: сжатие и растяжение, а затем проектировать мосты, которые выдерживают эти силы без разрушения или разрушения. Команды инженеров выбирают тип моста, конструкцию и материалы, чтобы наилучшим образом распределять нагрузку на препятствие, и составляют подробные планы проектирования с указанием материалов, размеров, форм и углов для строительства моста.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

  • Определите три основных типа мостов, включая мост с балками или фермами, арочный мост и подвесной мост.
  • Описать и определить сжимающие и растягивающие силы, действующие на различные типы мостов.
  • Объясните ситуации, для которых лучше всего подходят разные типы мостов.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

MS-ETS1-2.Оцените конкурирующие проектные решения, используя систематический процесс, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы. (6-8 классы)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Оцените конкурирующие проектные решения на основе совместно разработанных и согласованных критериев проектирования.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Существуют систематические процессы для оценки решений в отношении того, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технологии
  • Выбор конструкций для конструкций основан на таких факторах, как строительные законы и нормы, стиль, удобство, стоимость, климат и функция.(Оценки 6 — 8) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Конструкции опираются на фундамент.(Оценки 6 — 8) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

  • Рабочий лист «Примечания к мосту», по одному на учащегося
  • 1 маленькая губка (или плоский ластик)
  • 1 ручка или маркер с темными чернилами
  • 1 полоса картона или картона для плакатов (1 дюйм в ширину и 11 дюймов в длину; 2.5 см в ширину x 28 см в длину)
  • 1 отрезок струны длиной 10 футов (3 м) или канат малого диаметра
  • 1 кусок каната длиной 11 футов (3 или 4 м)
  • несколько учебников (минимум четыре)
  • Рабочий лист типов мостов и сил, по одному на учащегося

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_brid_lesson01_activity1] для печати или загрузки.

Больше подобной учебной программы

Введение / Мотивация

(Необязательно: предоставьте каждому учащемуся копию рабочего листа «Примечания по мостам», чтобы заполнить все, что они знают о мостах перед упражнением, и сделать записи во время вводной части упражнения.)

Как мосты влияют на наши сообщества и города? Мосты обеспечивают важные связи между местами, обеспечивая нам доступ к ресурсам, другим местам и другим людям.Мосты позволяют проезжей части проезжать через различную местность, водные пути и горы с минимальным отклонением, экономя время на транспорте или поездках на работу, или даже соединяя районы, которые в противном случае были бы недоступны. Кто проектирует эти мосты? Инженеры-строители делают. Думайте о мостах как о способе, с помощью которого инженеры помогают нам объединять миры. (Покажите карту Ванкувера, Британская Колумбия, Канада или другого города с множеством мостов.) Например, к выступам Ванкувера было бы трудно добраться, если бы не мосты, связывающие этот регион вместе.

Три основных типа мостов, используемых на транспорте: балочные и ферменные, арочные и подвесные. Чтобы понять, как работают мосты, мы должны понимать силы, которые действуют на каждый мост. На мост в любой момент времени действуют две основные силы: сжатие и растяжение. Сжатие или сжимающая сила — это сила, которая сжимает или укорачивает предмет, на который она действует. Натяжение или растягивающая сила — это сила, которая расширяет или удлиняет предмет, на который она действует. В качестве простого примера представьте себе пружину.Если мы подтолкнем оба конца пружины друг к другу, мы сжимаем пружину. Таким образом, на него действует сила сжатия, укорачивающая пружину. Если мы оттягиваем оба конца пружины друг от друга, мы растягиваем пружину. Таким образом, на него действует сила натяжения, чтобы удлинить пружину. Цель конструкции моста — справляться с этими силами без разрушения или разрушения каким-либо образом.

Балочные и ферменные мосты

Broadway Bridge, Boulder, CO. Авторское право

Copyright © 2007 Denise W.Карлсон. Используется с разрешения

Балочные мосты — это самый простой и дешевый тип мостов для строительства. Самые простые балочные мосты состоят из горизонтальной балки, поддерживаемой с каждого конца колоннами или опорами. Вес балки и любая дополнительная нагрузка на мост передается непосредственно на опоры. Однако сама балка должна выдерживать собственный вес и нагрузки между опорами. Когда нагрузка давит на балку, верхняя часть балки сдвигается вместе под действием сжимающей силы, в то время как сила растяжения растягивает нижнюю часть.Чем дальше друг от друга опоры или опоры, тем слабее становится балочный мост. Для мостов с более крупными балками, предназначенных для интенсивного автомобильного и железнодорожного движения, балки заменяются простыми фермами или треугольными элементами, которые более экономичны, чем сплошные балки. Инженеры использовали в мостах много разных конструкций ферм. Таким образом, большинство балочных мостов редко превышают длину более 200 футов (61 м), однако старые мосты с фермой, пересекающие крупные реки, часто имеют длину 500–600 футов (152–183 м), не считая концевых опор, таких как опоры.

Арочные мосты

Арочные мосты — самый простой для распознавания тип мостов. Это один из старейших типов мостов, обладающий необычайной природной прочностью. Вместо того, чтобы толкать прямо вниз, как это делают балочные мосты, вес арочного моста и любая дополнительная нагрузка на мост переносятся наружу по изгибу арки к опорам на каждом конце. Эти опоры называются опорами. Абатменты распределяют нагрузку на мостовидный протез и не позволяют его концам расползаться.Римляне были хозяевами арочного моста. Многие из их арочных мостов использовали мало или совсем не использовали раствор или «клей», чтобы скрепить камни. Цель арочного моста — выдерживать все нагрузки при сжатии без каких-либо растягивающих нагрузок. Камни в конструкциях держатся вместе за счет силы собственного веса и сжатия, передаваемого между ними. Размер арки или степень кривизны имеет большое влияние на эффективность этого типа мостовидного протеза. Иногда в очень больших арочных мостах арка часто уменьшается в размерах или уплощается, что приводит к значительным растягивающим усилиям, которые необходимо учитывать при проектировании.Большинство современных арочных мостов имеют длину от 30 до 457 метров.

Мосты подвесные

Висячие мосты двух категорий: современные висячие мосты и вантовые мосты. Современные подвесные мосты характеризуются М-образной разводкой тросов. Кабели натягиваются на две башни, а затем закрепляются на обоих концах. Дорожное полотно подвешивается к тросам на более тонких тросах или стержнях. Вес проезжей части и любая дополнительная нагрузка передаются тросам, создавая в тросах силу натяжения.Затем тросы передают свою силу на башни и якоря. Типичные современные подвесные мосты простираются на расстояние от 2 000 до 7 000 футов (610–21 34 м). Для вантовых мостов характерна А-образная разводка кабеля. Кабели крепятся непосредственно к опорам и исключают необходимость в системе крепления. В вантовом мосту наблюдаются те же силы растяжения и сжатия, что и в современном подвесном мосту. Типичные вантовые мосты охватывают расстояния от 500 до 3000 футов (152–914 м), быстро становясь предпочтительным выбором для пролетов средней длины.Вантовые мосты тоже выглядят круто!

Сегодня мы собираемся создать простые модели каждого типа мостовидного протеза, которые мы только что обсудили, чтобы помочь нам узнать больше о том, как силы растяжения и сжатия действуют на каждый из них. Мы также будем думать о ситуациях, когда инженер может решить использовать каждый тип мостов при проектировании проезжей части.

Процедура

Перед мероприятием

Подготовьте следующие материалы для каждой группы:

  • Для модели балочного моста используйте ручку или маркер, чтобы нарисовать равноудаленные параллельные линии по ширине (а не по длине) губки (или ластика) (см. Рисунок 1).Если вы используете губку, немного смочите ее, чтобы она могла сгибаться.
  • Для модели арочного моста разрезать картон на полоски.
  • Для модели подвесного моста разрежьте струну (или канат малого диаметра) на три отрезка длиной 2 фута (0,6 м) и один отрезок длиной 4 фута (1,2 м).
  • Для модели вантового моста разрежьте веревку большего диаметра на один кусок длиной 5 футов и другой кусок длиной 6 футов.
  • Сделайте копии рабочего листа «Типы мостов и сил», по одному на каждого учащегося.
  • Разделите класс на группы по два ученика в каждой.

Со студентами

  1. Представьте студентам основные концепции каждого моста: балки, арки и обоих подвесных мостов, как описано во вводном разделе. Обсудите силы, присутствующие в каждом мосту — сжатие и растяжение — и различия в каждом из них. Раздайте учащимся рабочие листы, чтобы они могли заполнить их самостоятельно. После того, как студенты закончат, просмотрите свои ответы, чтобы убедиться в их понимании поведения сил сжатия и растяжения в различных типах мостов.
  2. Пусть каждая команда построит простой балочный мост (см. Рис. 1). Разместите две стопки учебников примерно одинаковой высоты (3-4 дюйма или 8-10 см) так, чтобы плоская губка (или ластик) могла «охватить» их (расстояние между стопками должно составлять 1-2 дюйма или 2-5 см). ). Положите губку на две стопки учебников на расстоянии между ними. Используя ручку или карандаш, приложите направленную вниз силу к верхней части губки — ровно настолько, чтобы губка согнулась, но не разрушилась полностью.
    • Что происходит с параллельными линиями сверху и снизу? (Ответ: Линии наверху сближаются.Линии внизу раздвигаются дальше.)
    • Где находятся сжимающие силы? (Ответ: силы сжатия расположены сверху.)
    • Где находятся растягивающие силы? (Ответ: Силы растяжения расположены снизу.)

Рис. 1. Модель балочного моста. Авторское право

Авторские права © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

  1. Пусть каждая группа построит простой арочный мост. Предложите им аккуратно согнуть картонные полоски так, чтобы они имели изогнутую форму.Затем положите картонную полоску на ровную гладкую поверхность (настольный или кафельный пол, но не ковер) так, чтобы она напоминала арку. Используя ручку или карандаш, приложите силу, направленную вниз, к вершине центра арки. Что происходит с аркой? (Ответ: Ожидайте, что арка обрушится, потому что ее концы выдвинутся наружу.) Затем поместите две стопки учебников на расстоянии примерно 5–6 дюймов (13–15 см) друг от друга. Поместите картонную полоску между двумя стопками изогнутой формой, напоминающей арочный мост. Нажмите на центр арки (см. Рисунок 2).
    • Что теперь происходит? (Ответ: арка не должна рушиться так легко.)
    • Какое усилие абатменты (в соответствии с учебниками) оказывают на арку: толкающее (сжатие) или тянущее (растяжение)? (Ответ: абатменты отталкиваются от арки, так как арка прижимается к абатментам.)
    • Укажите, как стопки книг действуют как опоры, удерживающие концы арки от раздвигания.

Рисунок 2. Модель арочного моста.авторское право

Copyright © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

  1. Пусть каждая группа построит простой подвесной мост. Сначала обвяжите один из отрезков бечевки (или веревки небольшого диаметра) длиной 2 фута (0,6 м) вокруг середины учебника толщиной ~ 1 дюйм (2,5 см), пока он лежит на столе. . Повторите этот шаг со второй деталью длиной 2 фута вокруг другого учебника. Поставьте эти два учебника вертикально так, чтобы шнурок был вверху. Возьмите третий кусок двухметровой веревки и привяжите каждый конец к веревке на верхушках учебников.Расположите учебники на расстоянии около 18 дюймов (0,5 м) друг от друга. Теперь нажмите на веревку, которая соединяет два учебника вместе (см. Рисунок 3). Что происходит? (Ответ: обратите внимание, как книги относительно легко падают внутрь.)

Рисунок 3. Модель подвесного моста. Нажатие на веревку между двумя соединенными книгами показывает, насколько они нестабильны; они легко падают внутрь. Copyright

Copyright © 2017 Дуа Чакер, Программа ITL, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере

  1. Затем снимите завязки с двух учебников.Возьмите кусок длиной 4 фута (1,2 м) и положите стопку учебников на один конец. На другой конец положите еще одну стопку учебников. Используя те же учебники толщиной 1 дюйм (2,5 см), что и раньше, поместите их под веревку, стоящую дыбом. Попробуйте установить расстояние между двумя учебниками так же, как и раньше, 18 дюймов (0,5 м). Теперь надавите на веревку между двумя учебниками (см. Рис. 4).
    • Что происходит? (Ответ: Ожидайте, что книги не упадут так легко, даже при увеличивающейся нагрузке.)
    • Струна (трос) натянута или сжимается? (Ответ: струна натянута; она может выдерживать только растягивающее усилие.)
    • Книги (башни) растянуты или сжаты? (Ответ: Книги в сжатом виде.)
    • Толкают или тянут стопки книг (якоря) за веревку (трос)? (Ответ: Стопки книг тянут за веревку, потому что веревка тянет за них.)
    • Укажите, как крепления (стопки учебников) помогают стабилизировать мост.

Рисунок 4. Модель подвесного моста. С добавлением креплений с каждой стороны нажатие на веревку между двумя соединенными книгами показывает, что они более устойчивы. Авторское право

Copyright © 2017 Дуа Чакер, Программа ITL, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере

  1. Пусть каждая группа построит простой вантовый мост. Попросите учащихся встать и вытянуть руки горизонтально в каждую сторону. Попросите их представить, что их руки образуют мост, а их голова — башню посередине.В этом положении их мышцы держат руки вверх. Теперь, используя веревку, попросите учащихся стать вантовыми мостами (см. Рис. 5). Обвяжите каждый конец 5-футовой (1,5-метровой) веревки вокруг каждого локтя. Расположите середины веревок на макушках. Трос действует как опора и поддерживает локти. Используя 6-футовую (1,8-метровую) деталь, повторите этот процесс, завязав концы вокруг их запястий.
    • Где вы чувствуете толкающую или сжимающую силу? (Ответ: веревки натянуты из-за веса руки (мостика), а их головы сжаты.)
    • Обратите внимание, как нагрузка (вес стрелы) передается на башню (головы).
    • Сделайте шаг назад и обратите внимание на узор, образованный струнами, проходящими над их головами.

Рис. 5. Модель вантового моста. Авторское право

Авторское право © Джо Фридрихсен, программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

  1. Завершите упражнение одним из действий по оценке после выполнения, описанных в разделе «Оценка». Например, пусть каждая команда выберет для проектирования мост одного типа.Используя свои заметки и рабочие листы, попросите их нарисовать мост в подходящем месте. Например, современный подвесной мост может пересекать водоем длиной 3 000 футов (914 м).

Словарь / Определения

опора: масса, как и каменная кладка, принимающая арку, балку, ферму и т. д. на каждом конце моста.

якорь: любое устройство для крепления подвесного моста с любого конца.

Арочный мост: мост, имеющий форму арки.

балка: длинный жесткий горизонтальный опорный элемент конструкции.

балочный мост: мост, состоящий из балок, поддерживаемых колоннами (опорами, башнями).

трос: очень прочный трос, сделанный из прядей металлической проволоки, используемый для поддержки канатных дорог или подвесных мостов.

вантовый мост: мост, состоящий из одной или нескольких башен (или колонн) с тросами, поддерживающими настил моста.Характеризуется А-образным рисунком кабеля.

Сжатие: толкающая сила, которая сокращает предметы.

палуба: «верх» моста, по которому мы едем или ходим.

инженер: человек, который применяет свое понимание науки и математики для создания вещей на благо человечества и нашего мира.

подвесной мост: мост, в котором настил подвешивается на тросах.

Натяжение: тянущая или растягивающая сила, которая имеет тенденцию удлинять предметы.

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Рабочий лист : Попросите учащихся индивидуально заполнить рабочий лист «Примечания по мосту» перед упражнением и добавить к нему во время вводной / мотивационной части упражнения. Просмотрите их ответы, чтобы оценить их владение концепциями.

Встроенная оценка деятельности

Вопрос / ответ : Задайте студентам вопросы, приведенные в разделе «Процедура», и обсудите их в классе.

Рабочий лист : Попросите учащихся индивидуально заполнить Рабочий лист «Типы мостов и силы». Просмотрите их ответы, чтобы оценить их владение концепциями.

Оценка после деятельности

Создайте свой собственный : После упражнения опишите для студентов, как, когда сообществу нужен новый мост, группы инженеров выбирают тип моста, конструкцию и материалы, чтобы наилучшим образом распределить нагрузку на препятствие, а затем нарисуйте подробные планы проектирования. которые используются для строительства моста.Поручите студенческим командам выбрать тип моста и составить свой собственный подробный проект моста, указав материалы, размеры, формы и углы, точно так же, как инженеры.

Инженерные сценарии : Инженеры используют свои знания о типах мостов, чтобы выбрать наиболее подходящую конструкцию для нового района. Предложите учащимся обсудить в парах и рассказать классу, какие типы мостов они выбрали бы для транспортировки по следующим сценариям:

  • Река шириной 300 футов (91 м).(Ответ: Ферма или арочный мост.)
  • Овраг шириной 305 м (1000 футов). (Ответ: Вантовый или арочный мост.)
  • Водоем размером 10 000 футов (3048 м) в поперечнике. (Ответ: Подвесной мост.)
  • Небольшой клочок болотистой земли. (Ответ: Ферма или арочный мост.)
  • Водный путь, по которому должны проходить высокие суда. (Ответ: Подвесной мост.)

Вопросы безопасности

  • Когда учащиеся создают свои вантовые мосты для людей, посоветуйте им не завязывать веревки так сильно, что это может нарушить их кровообращение.

Расширения деятельности

Попросите учащихся вырезать из журналов картинки трех различных типов мостов и нарисовать стрелки, показывающие, где действуют силы растяжения и сжатия.

Масштабирование активности

  • Для младших классов заполните рабочие листы вместе, как класс.
  • Для старших классов, помимо индивидуального заполнения рабочих листов, каждый ученик должен выполнить следующее: 1) найти мост возле своего дома, 2) создать его изображение, используя цифровую камеру или сделав подробный рисунок, и 3) подготовить презентацию для класса, указав следующие особенности: тип моста, расположение моста, основные области применения и очевидные части моста, подверженные силам растяжения и сжатия.

использованная литература

Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 21 марта 2007 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

Супер-мост: Постройте мост. Обновлено в октябре 2000 г. NOVA Online. По состоянию на 14 марта 2007 г. (деятельность адаптирована из этого ресурса) http://www.pbs.org/wgbh/nova/bridge/build.html

авторское право

© 2006 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Джонатан С. Гуд; Джо Фридрихсен; Натали Мах; Крис Валенти; Денали Лендер; Дениз В. Карлсон; Малинда Шефер Зарске

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Последнее изменение: 25 сентября 2021 г.

30 самых впечатляющих мостов в мире

Blackstation / Майкл Стиллвелл Getty Images

Реклама — продолжить чтение ниже

Мост «Золотые ворота

Сан-Франциско, Калифорния

Четырехлетний проект по перекрытию пролива Золотые Ворота и соединению Сан-Франциско с округом Марин завершился строительством самого длинного (4200 футов) и самого высокого подвесного моста в мире, когда эта достопримечательность области залива открылась в 1937 году. .Золотые ворота будут хранить эти записи до 1960-х годов. Подвесной мост Джозефа Штрауса в стиле ар-деко сегодня известен во многом из-за чего-то необычного в мире мостов: цвета. Golden Gate был окрашен в «International Orange» отчасти, чтобы соответствовать теплым прибрежным окрестностям, а также выделяться на горизонте для яхтсменов.

Понте Веккьо

Флоренция, Италия

Вы не идете по мосту Золотые Ворота, ожидая найти там рынок или торговый центр.Но столетия назад магазины и даже дома стояли на втором этаже моста. Наиболее ярким примером, который все еще существует, является, вероятно, мост Понте Веккьо во Флоренции, Италия. Перестроенный после наводнения в 1345 году, модернизация 1565 года добавила второй этаж каменному сегментарному арочному мосту через реку Арно. Именно во втором этаже мастерские и дома заполняли дополнительное пространство, иногда простираясь шире, чем оригинальный мост. Понте Веккьо — единственный в своем роде во Флоренции, переживший Вторую мировую войну.

Магдебургский водный мост

Магдебург, Германия

Водный мост, пересекающий реку Эльбу и соединяющий канал Эльба-Гавел с Миттелландским каналом, становится самым длинным судоходным акведуком в мире, его длина составляет более 3000 футов. Раньше для соединения двух каналов требовался объезд на 7,4 мили и спуск к реке на лодке. Но в 2003 году новый бетонный водный мост возле Берлина все изменил и дал судам возможность перехода через воду.

Сиднейский мост Харбор-Бридж

Сидней, Австралия

Стальная вешалка для одежды, пересекающая Сиднейскую гавань, имеет более долгую историю, чем кажется. Стальной мост, открытый в 1932 году после восьми лет строительства, имеет шесть миллионов заклепок с ручным приводом. Из-за сильного солнца в Сиднее требовались петли, которые могли бы выдерживать расширение и сжатие стали при экстремальных температурах. До 2012 года мост шириной 160 футов был самым широким мостом с длинными пролетами в мире, и его стальная арка пересекает более 3700 футов над водой на высоте 440 футов.

Пешеходный мост Scale Lane

Халл, Англия

Пешеходы могут повеселиться в Халле, Англия, с качающимся пешеходным мостом, который некоторые называют апострофом. Черный стальной мост, спроектированный McDowell + Benedetti и открытый в 2013 году, служит переходом через реку Халл, но открывается для речного движения впечатляющим раскачивающимся движением.

Виадук Мийо

Мийо, Франция

Самый высокий мост в мире, высотой 1125 футов, открылся в 2004 году и иногда может парить над облаками.Виадук Мийо длиной более 8000 футов охватывает долину реки Тарн семью колоннами, спроектированными лордом Норманом Фостером. Чтобы построить мост всего за три года, бригады построили башни, а затем проезжую часть, которая была установлена ​​на вершине башен.

Бруклинский мост

Нью-Йорк

На строительство могло потребоваться 14 лет, но когда в 1883 году открылся Бруклинский мост, соединяющий Манхэттен и Бруклин, единственный пролет длиной 1595 футов, подвешенный на четырех тросах, стал зрелищем.Это все еще так. Этот проект, спроектированный Джоном А. Роблингом и построенный под руководством сына Вашингтона Роблинга и его жены Эмили, является непреходящим символом строительства мостов во всем мире. Возможно, это было в 1884 году. Зрелище Барнума, когда он ведет стадо из 21 слона по мосту, изначально укрепило популярность моста. Но сегодня, от кабелей диаметром 15,5 дюймов, состоящих из 5434 параллельных стальных тросов, до башен, построенных из известняка, гранита и цемента, все в Бруклинском мосту является культовым.

Мост Акаси-Кайкё

Кобе, Япония

Самый длинный подвесной мост в мире имеет диаметр 12 800 футов. Он открылся в 1998 году после 12 лет строительства. Трехпролетный мост пересекает пролив Акаси с 190 000 миль проводов, соединяющих проезжую часть от двух башен. Конструкция моста должна была учитывать землетрясения, сильные ветры и сильные морские течения, разбивающиеся о башни.

Мост Риальто

Венеция, Италия

Первый мост, переброшенный через Гранд-каналы Венеции, это сооружение 15-го века Антонио да Понте бросило вызов критикам того времени и превзошло некоторые жесткие соревнования — даже Микеланджело предложил проект запланированного перехода.Остроконечная венецианская архитектура позволяет кораблю проходить под ним. Конструкция, на создание которой ушло три года, была создана 24 фута в высоту и 75 футов в ширину, чтобы обеспечить пространство для магазинов по бокам.

Бэй-Бридж

Окленд, Калифорния

Район залива Сан-Франциско имеет два всемирно известных моста. Новый мост Bay Bridge East Span стоимостью 6,4 миллиарда долларов заменил сейсмически нестабильный мост.Он имеет самый большой в мире пролет самозакрепляющейся подвески, пролет длиной 2047 футов, закрепленный на единственной башне высотой 525 футов, которая удерживает один основной трос длиной в одну милю, содержащий 17 399 прядей из стальных тросов. Уф.

State Route 520 Плавучий мост

Сиэтл, Вашингтон

Самый длинный в мире плавучий мост был отодвинут на второй план в апреле 2016 года, когда его заменил совершенно новый плавучий мост State Route 520. Новый пролет, который проходит всего в нескольких футах к северу от старого моста в Сиэтле, простирается на 7 710 футов через озеро Вашингтон и имеет ширину в пять полос движения.В основе нового моста — 77 бетонных понтонов; вес воды, вытесняемой понтонами, равен весу конструкции, что позволяет ей плавать. Дорога поднята на 20 футов над водой. Мост крепят 58 якорей.

Мост Жака Шабана-Дельма

Бордо, Франция

Самый длинный мост с вертикальным подъемом в Европе, высотой 2220 футов, обладает архитектурным достижением: он поднимается на 252 фута над рекой Гаронна в Бордо, Франция.Четыре тонких пилона, которые служат транспортным средством для вертикального подъема, загораются, чтобы обозначить текущий прилив: синий для прилива и зеленый для отлива.

Мост Хеликс

Сингапур

Вдохновленный формой ДНК, Helix Bridge предлагает сингапурским пешеходам 918 футов архитектурной интриги и художественного самовыражения. Мост в Марина-Бэй использует несколько стальных стилей для изгиба и разворота, открываясь в пяти точках для смотровых площадок.Стальные трубы служат визуальным зрелищем. Если их выпрямить и уложить встык, они бы растянулись на 7380 футов.

Мост Нанпу

Шанхай, Китай

Мост Нанпу представляет собой впечатляющую семиполосную вантовую опору длиной 2500 футов над рекой Хуанпу. Но, честно говоря, наибольшую интригу представляют четыре мили моста, которые не пересекают реку. Круговой надземный подъезд тянется от земли и оборачивается, доводя транспортные средства до высоты перекрестка посреди сильно загруженного центра Шанхая.

Тауэрский мост

Лондон

Тауэрский мост открылся в 1894 году на восточной стороне Лондона после восьмилетнего проекта строительства моста через Темзу. Это один мост в двух стилях: подвесной и подъёмный. Башни высотой 213 футов на обоих концах 200-футового центрального пролета подъемника подвешивают мост к берегу с обеих сторон, одновременно служа фундаментом для пролета подъёмника, который может подниматься и опускаться для движения судов.

Capilano Cliffwalk

Северный Ванкувер, Британская Колумбия

По соседству с историческим подвесным мостом Капилано, в 2011 году открылся пешеходный мост с 700-футовым мостом, свисающим со скалы на высоте 230 футов над каньоном. Мост может выдержать 100 000 фунтов веса, будучи прикрепленным к стенам утеса. Чтобы сделать естественный каньон реки Капилано еще более впечатляющим, на некоторых участках Cliffwalk есть пешеходные дорожки со стеклянным дном.Не для слабонервных.

Русский мост

Остров Русский, Россия

Построенное в 2012 году сооружение высотой 1053 фута стало самым длинным вантовым мостом в мире длиной более 10 000 футов и имеет вторые по высоте пилоны (после виадука Мийо) в мире. мир. Только не планируйте, что вам когда-либо понадобится переходить Русский мост — он расположен в сельской местности на юго-востоке России, недалеко от Северной Кореи, Китая и Японии.

Карлов мост

Прага, Чешская Республика

Каменный, старый и впечатляющий Карлов мост в Праге пересекает реку Влтаву во всей ее готической красоте. То, что началось в 1357 году как крупный строительный проект, закончилось в начале 1400-х годов 2037-футовым каменным арочным мостом, соединяющим Старый город с площадью Пражского Града в Малом квартале с 16 арками и дополнительными 30 декоративными статуями.

Тиликумский переезд

Портленд, Орегон

Первый новый переход через реку Уилламетт в Портленде с 1973 года, 1700-футовый переход Тиликум открылся в сентябре 2015 года.Конструкция примечательна не только тонкой конструкцией с 110,5-футовыми башнями, спускающимися к пяти пролетам, но и тем, чего вы не найдете на мосту: автомобилями. В Америке непросто построить крупный инфраструктурный проект, тем более такой, который отвлекает водителей. Но здесь приветствуются только легкорельсовый транспорт, трамвай, автобусы, пешеходов и велосипедистов.

Мост через залив Ханчжоу

Цзясин, Китай

Один из самых длинных трансокеанских мостов в мире, протяженностью более 21 мили, мост через залив Ханчжоу с вантовыми секциями соединяет Цзясин и Нинбо через залив Ханчжоу на востоке Китая.Открытый в 2008 году, мост состоит из девяти участков, из которых две — вантовые. Бетонно-стальной мост включает сервисный центр примерно в середине, включая заправочную станцию, ресторан, отель и конференц-центр.

Мост Слауэрхофф

Леуварден, Нидерланды

По понятным причинам этот небольшой подъемный мост, получивший прозвище «Летающий подъемный мост», поднимает в воздух участки палубы размером 49 на 49 футов на 90 градусов, позволяя судам проходить.Две руки качаются на пилоне, а не на традиционных шарнирах, для более быстрого движения.

Мост Конфедерации

Борден-Карлтон, Канада

Мост Конфедерации, соединяющий остров Принца Эдуарда с материковой частью Нью-Брансуика на восточном побережье Канады, длиной восемь миль, обозначает самый длинный мост через лед. Открытый в 1997 году, мост не выигрывает слишком много эстетических конкурсов, но бетонная коробчатая балочная конструкция надежно справляется с ветром, волнами и погодными условиями в проливе Абегвейт в Нортумберлендском проливе.Мост Конфедерации с 62 опорами обычно возвышается на 131 фут над водой.

Мост Миллениум в Гейтсхеде

Гейтсхед, Англия

Открытый в 2002 году пешеходный мост отличается наклоном. Изогнутая конструкция пересекает реку Тайн и наклоняется, чтобы опускаться и подниматься, чтобы пропустить движение лодок мимо моста. Этот пролет длиной 413 футов, названный из-за своей формы «мостом подмигивающего глаза», был спущен за одно целое одним из крупнейших в мире плавучих кранов.

Мост через залив Цзяочжоу

Циндао, Китай

Открытый в 2011 году мост через залив Цзяочжоу в Китае до сих пор является самым длинным мостом над водой, его общая длина составляет около 26 миль. Комбинированный подвесной мост с самофиксацией и вантовый мост имеет Т-образную конструкцию, поскольку одна секция невесты, соединяющая Циндао и Хуандао, отрывается от острова Хуандао. Сделанный из стали и бетона, предназначенный для защиты от столкновений судов, землетрясений и других погодных катастроф, мост включает более 5000 бетонных свай.

Мост Лупу

Шанхай, Китай

Этот стальной арочный мост длиной около 2460 футов является одним из самых длинных в своем роде в мире, а его живописный дизайн примыкает к бывшей площадке Expo 2010 в Шанхае. Открытый в 2003 году, главный пролет высотой 1800 футов поднимается на 105 футов над рекой Хуанпу и соединяет районы Хуанпу и Пудун. С шестью полосами движения транспортных средств и двумя пешеходными дорожками туристы могут наслаждаться пролетом не меньше, чем путешественники.

Мост Октавио Фриаса де Оливейра

Сан-Паулу, Бразилия

Впечатляет не размер моста в Сан-Паулу, Бразилия, а форма моста высотой 453 фута через реку Пиньейрос. Открытая в 2008 году Х-образная башня вантового моста включает в себя две мостовые палубы, пересекающиеся внутри башни шириной 250 футов. Дополнительные светильники на кабелях добавляют дизайну дополнительную интригу.

Королевский мост через ущелье

Каньон-Сити, Колорадо

Самый высокий мост в Западном полушарии, мост Королевского ущелья, поднимает посетителей на 955 футов над рекой Арканзас. Висячий мост между башнями составляет 880 футов, общая длина — 1260 футов. Открытые в 1929 году, 1292 деревянные доски составляют в основном пешеходную туристическую достопримечательность — по мосту в разное время разрешалось проезжать легковые автомобили — чтобы соответствовать достопримечательностям в этом районе, включая прыжки с парашютом, гондолу, молнию возле моста и даже горки Skycoaster для качнуть всадников через край ущелья.

Мост Сери Вавасан

Путраджая, Малайзия

Асимметричный дизайн на мосту Сери Вавасан через озеро Путраджая в Малайзии поражает. С опорой из бетона и стали в форме перевернутой буквы Y, поднимающейся на 315 футов в высоту с одного конца, мост длиной 790 футов обладает такой же эстетической впечатляющей красотой, как и инженерная интрига. Открытый в 2003 году пилон имеет вид парусного корабля и подсвечивается ночью, чтобы добавить изогнутой конструкции.

Мост Сунниберг

Клостерс, Швейцария

Этот изогнутый вантовый мост получил множество наград после открытия в 1998 году благодаря как дизайну, так и эстетике, которые представляют собой то, что один судья признал «тонким выражением структурного искусства, реагирующего на чувствительный ландшафт.”Спроектированный Кристианом Менном, 1700-футовый мост изгибается через долину с уникальной Y-образной опорной конструкцией.

Цепной мост Сечени

Будапешт, Венгрия

Английский инженер Уильям Тирни Кларк дал Будапешту чем похвастаться, когда в 1849 году открылся Цепной мост Сечени через Дунай.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *