Мост

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

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

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

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

Рис.1. Схема моста

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

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

Системы мостов и области применения их.

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

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

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

Применение принципа сборности сближает конструктивные формы из всех трех материалов.

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

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

Железобетонные

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

Металлические

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

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

5 — опорные части.

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

Деревянные

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

Развитие мостовой конструктивной формы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 4. Мост через реку Лугу 19857 г.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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