7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разновидности мостов

Разновидности мостов

Балочные — самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. С пролётных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют.

Балочные мосты разделяют на типы:

Разрезная система — состоит из ряда балок, причём одна балка перекрывает один пролёт. Система статически определима и может применяться при любых типах грунтов.

Неразрезная система — одна балка пролётного строения перекрывает несколько пролётов или сразу все.

Консольная система — состоит из двух типов балок. Одни балки опираются на две опоры и имеют консольные свесы. Другие балки называются подвесными, поскольку опираются на соседние балки. Соединение балок осуществляется при помощи шарниров.

Температурно-неразрезная система — состоит из двухопорных балок, объединённых в цепь с помощью верхней соединительной плиты. Под действием вертикальных нагрузок такая система работает как разрезная, а под действием горизонтальных — как неразрезная.

Распорные системы отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором.

Выделяют несколько разновидностей:

Рамная система — состоит из рам, стойки которых выполняют роль опор, а ригели — роль пролётных строений. По форме рамы могут быть Т-образными, П-образными, а также иметь две наклонные стойки и консольные свесы (специального названия не имеют) .

Висячие — мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и др.) , работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Этот вид представляют все крупнейшие по длине и высоте пролёта мосты мира.

Вантовые — разновидность висячих мостов: роль основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов. Ванты прикреплены к пилонам — высоким стойкам, монтируемым непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жёсткости, на которой располагается мостовое полотно.

Арочные — основными несущими конструкциями являются арки или своды. Арка — криволинейный брус, у которого поперечный размер меньше высоты. Свод — криволинейный брус, у которого ширина сечения значительно больше высоты. Арочные мосты могут быть с ездой поверху, понизу и посередине. Опоры арочных мостов всегда массивные, поскольку должны быть рассчитаны и на восприятие распора. При больших пролётах арки всегда экономичнее балочных конструкций, но только в отношении пролётных строений.

Ферменные — как правило, железнодорожные мосты с пролётом свыше 50 м. Преимущества фермы — лёгкая конструкция, позволяющая перекрывать достаточно большие пролёты (40 -150 м) .

Комбинированная схема — наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки.

Понтонные, или наплавные — временные мосты на плавучих опорах.

Конструкции и виды мостов

Мосты — неотъемлемый атрибут почти каждой реки, они помогают преодолевать препятствия, благодаря им расстояния становятся меньше, и добираться из пункта «А» в пункт «Б» оказывается комфортнее и быстрее. С появлением новых материалов и технологий сложные конструкции переправ становятся реальностью.

Что такое мост

Мосты – это продолжение дороги через препятствие. Чаще всего они прокладываются через водную преграду, но также могут соединять края оврага или канала. В связи с развитием транспортной инфраструктуры, в мегаполисах строятся мосты для передвижения над дорогами, образуя крупные развязки. Основными деталями их конструкции являются пролеты и опоры.

Классификация конструкций мостов

Виды мостов можно квалифицировать по нескольким критериям:

  • по основному назначению использования;
  • конструктивному решению;
  • строительным материалам;
  • в зависимости от длины;
  • по сроку эксплуатации;
  • в зависимости от принципа работы.

С тех пор как человек перекинул дерево с одного берега реки, чтобы добраться на другой, прошло немало времени и приложено много усилий в строительстве инженерных сооружений. В результате появились разные виды конструкций мостов. Рассмотрим их подробнее.

Балочные

Материалами для их строительства являются сталь, ее сплавы, железобетон, а первым материалом было дерево. Основными элементами несущих конструкций у этого типа являются балки, фермы, которые передают нагрузку на опоры основания моста.

Балки и фермы составляют часть отдельной конструкции, носящей название «пролет». Пролеты бывают разрезными, консольными и неразрезными, в зависимости от схемы соединения с опорами. Первые из них имеют по две опоры с каждого края, неразрезные могут иметь большее количество опор, в зависимости от необходимости, а у консольного моста пролеты выходят за опорные точки, где соединяются с последующими пролетами.

Арочные

Для их изготовления используются сталь, чугун, железобетонное литье или блоки. Первыми же материалами для строительства этого типа мостов были камни, булыжники или составленные из них монолитные блоки.

Основой конструкции является арка (свод). Соединение нескольких арок автомобильным или железнодорожным полотном является арочным мостом. Полотно дороги может иметь два расположения: над конструкцией или под ней.

Одной из разновидностей является гибрид — арочно-консольный мост, где две полуарки соединяются в верхней части и напоминают букву «Т». Арочная конструкция может состоять из одного пролета, и тогда основная нагрузка приходится на крайние опоры. Если мост состоит из нескольких соединенных конструкций, тогда нагрузка распределяется на все промежуточные и крайние опоры.

Подвесные мосты

Основные материалы для строительства в этом случае – сталь, железобетон. Конструкции возводят в местах, где невозможно установить промежуточные опоры. Несущим элементом являются пилоны, соединенные тросами. Чтобы удержать мост в стабильном состоянии, пилоны монтируют на противоположных берегах, между ними протягивают тросовое соединение до земли, где оно надежно закрепляется. К протянутым горизонтальным тросам крепят вертикальные, также присоединяя цепи которые будут поддерживать полотно моста. Жесткость полотну придают балки и фермы.

Читать еще:  Покраска кирпичной стены своими руками

Вантовые мосты

Строительные материалы – сталь, железобетон. Как и у подвесных аналогов, их конструкция предполагает пилоны и тросы. Различие состоит в том, что вантовое соединение является единственным, которое связывает конструкцию всего моста, т.е тросы крепятся не к горизонтально натянутым носителям, а непосредственно к конечным опорам, отчего конструкция приобретает большую жесткость.

Понтонные

«Плавучие» переправы не имеют жесткого каркаса и связи с берегом. Их конструкция собирается из отдельных секций с подвижным соединением. Разновидностью этого вида мостов являются наплывные переправы. Чаще всего они являются временными сооружениями, которые используют до момента установления льда на водных преградах. Они опасны в период сильного волнения на воде, затрудняют судоходство, а передвижение по ним имеет ограничения для многотонных грузовых машин.

Металлические мосты

Большая часть современных мостов предполагает использование металла в несущих частях конструкций. Довольно долгое время металлический мост считался самым прочным видом сооружения. На сегодняшний день этот материал является важной, но не единственной составляющей мостовых соединений.

Виды металлических мостов:

  • Арочные конструкции.
  • Виадуки с пролетами.
  • Висячие, вантовые.
  • Эстакады с опорами из железобетона, где пролеты смонтированы из металлических соединений.

Конструкции из металла обладают преимуществами, состоящими в простоте сбора, поэтому почти все виды железнодорожный мостов возводятся из этого материала. Металлические части изготавливаются промышленным способом на заводе, при этом размер может регулироваться. В зависимости от грузоподъемности механизмов, с помощью которых будет производиться монтаж, формируются заводские заготовки будущего цельного соединения.

Сварить конструкцию из частей можно непосредственно на месте окончательного монтажа. И если раньше приходилось проводить соединение множества частей одного пролета, то сейчас кран с грузоподъемностью 3600 т, вполне может перенести и водрузить на опоры цельнометаллический пролет.

Преимущества металлоконструкций

В качестве материала для строительства мостов редко используется железо из-за его плохой устойчивости к коррозии. Востребованным материалом стала высокопрочная сталь и ее соединения. Ее прекрасные эксплуатационные качества можно оценить на таких проектах, как вантовые виды мостов, с огромными пролетами. Примером может служить Московский мост через Днепр в Киеве или Обуховский мост в Санкт-Петербурге.

При строительстве железнодорожных мостов широкое применение получили металлические конструкции с решетчатыми фермами. Основным достоинством этих решений является эффективность в эксплуатации, быстрота строительства и демонтажа отдельных частей, сравнительно низкая себестоимость производства, возможность сооружения конструкции в кратчайшие сроки на доступных участках и в любой географической зоне.

Деревянные мосты

Первые мосты в истории человечества сооружались из дерева. Долго эти сооружения не могли использоваться без соответствующего ремонта, постоянных профилактических работ и замены отдельных частей и креплений. Это было сопряжено с трудностями строительства и недолговечностью самого материала. В настоящее время строятся следующие виды деревянных мостов:

  1. В зависимости от системы – балочные, подкосные.
  2. В зависимости от конструкции – пакетные строения с пролетами, фермовые мосты.

Балочное строение наиболее простое, а потому быстро монтируемое сооружение. Опорные балки забиваются в грунт на глубину до 4 м. На верхние концы свай с помощью стальных штырей укладываются насадки, все сваи связываются в единое целое, сверху настилается полотно для движения. При строительстве деревянного моста важно создать прочное сопряжение конструкции с насыпью из грунта на обоих концах, делается это для того, чтобы мост был устойчив.

Сейчас появилась тенденция возрождения строительства деревянных мостов, что связано с появлением технологии изготовления клееного бруса, более устойчивого к агрессивной среде, внешним силам кручения и более долговечен в эксплуатации, к тому же его длина не зависит от естественного роста дерева.

Поэтика и практика

В Санкт-Петербурге находится 93 водные артерии, сюда включены реки, протоки, каналы и почти 100 водоемов. Беспрепятственное сообщение между островами и частями города обеспечивают мосты, которых насчитывается около 800, из них 218 предназначены для пешеходов. С начала строительства города была заложена традиция возведения мостов, без которых Санкт-Петербург уже немыслим. Они составляют часть его архитектуры, истории, преданий и культуры.

Пожалуй, ни в одном городе России так активно не пользуются разводными переправами, как в Санкт-Петербурге.

Символом Северной столицы по праву считается один из старейших мостов – Дворцовый. Он был построен по проекту инженера Пшеницкого А. П. и соединяет Адмиралтейский остров со Стрелкой Васильевского острова. Современные механизмы поднимают 700-тонные конструкции центрального пролета для прохода судов.

Самый длинный разводной мост в Санкт-Петербурге носит имя Александра Невского. Его длина 905,7 м, центральный разводной пролет выполнен из металла, время разведения конструкции составляет всего 2 минуты.

Виды мостов Санкт-Петербурга включают в себя всю историю мостостроения – от первых деревянных до современных многополосных вантовых сооружений. Большой Обуховский мост, например, имеет длину 2824 м, и на сегодняшний день это одно из самых протяженных инженерных сооружений в России. Он составлен из двух параллельных одинаковых частей, по которым организовано четырехполосное одностороннее движение.

Питерские легенды

В Петербурге в обилии представлены различные виды мостов, есть и старинные, ставшие символами ушедшей эпохи, но их назначение не изменилось, хотя и обросло флером историй и романтики. Так, Поцелуев мост через реку Мойку притягивает туристов своим названием, но произошло оно от фамилии купца Поцелуева, чей питейный дом «Поцелуй» располагался рядом с переправой, и к романтическим порывам, название не имеет отношения.

Интересными легендами оброс Литейный мост, причем драматургический сюжет возник сразу при его закладке. Считается, что одним из закладных камней опор стал жертвенный камень Атакан. Теперь он нагоняет тоску на прохожих и провоцирует самоубийства. Чтобы задобрить «кровавый» валун, некоторые горожане бросают с моста в Неву монетки и льют красное вино. Также многие утверждают, что на Литейном можно встретить призрак Ленина.

Читать еще:  Монтируем отливы своими руками

Пять самых длинных мостов России

Пока не построен мост через Керченский пролив, пятерка масштабных переправ выглядит так:

  • Русский мост во Владивостоке. Длина сооружения составляет 3100 м, открытие состоялось в 2012 г. Впервые о его необходимости задумались в 1939 г., но осуществили на современном этапе.
  • Мост в Хабаровске. Его длина составляет 3891 м. Он имеет два яруса. По нижнему открыто железнодорожное движение, а по верхнему — автомобильное. Его изображение украшает пятитысячную купюру.
  • Мост на реке Юрибей. Он расположен за Полярным кругом в Ямало-Ненецком автономном округе. Длина конструкции – 2893 м.
  • Мост через Амурский залив имеет протяженность 5331 м. Был открыт в 2012 г. Он интересен системой освещения, помогающей экономить до 50% электроэнергии.
  • Президентский мост через Волгу в Ульяновске. Его длина – 5825 м. Строительство велось на протяжении 23 лет.

Виды и классификация мостов

Испокон веков мосты воздвигают для быстрого и удобного пересечения водных и прочих препятствий. Опираясь на современные технологии строительства, в которых учитываются особенности местности и назначение сооружения, выделяют определенные виды и типы мостов.
Виды мостов
Зависимо от расположения и пропускаемой нагрузки, мостовые сооружения делят на следующие виды.
По расположению выделяют:

  • Путепровод – эта конструкция является частью дороги;
  • Для соединения равных по высоте точек между оврагами или ущельями строятся виадуки.

По пропускаемой нагрузке различают мосты:

  • Пешеходные;
  • Автомобильные;
  • Железнодорожные;
  • Метромосты;
  • Комбинированные. Например, по ним могут проходить как автомобили, так и железнодорожные составы;
  • Для кораблей, у которых низкая ватерлиния, строят водные путепроводы;
  • Трубопроводные мосты. Такой вид используется при прокладке линии трубопроводов;
  • Акведуки – эти мостовые сооружения позволяют транспортировать воду.

Типы мостов
Классификация типов мостов не меньше, чем классификация видов. Перечислим по основным критериям, которые вызывают больший интерес.
Зависимо от статической схемы, можно встретить типы моста:

1. Блочный. По такой схеме строятся небольшие сооружения. Они достаточно просты в конструкции: в качестве пролетных строений выступают балки, ими же перекрывают расстояния между опорами. В зависимости от назначения сооружения, главные балки бывают со сплошным или сквозным сечением. Опоры воспринимают только вертикальные нагрузки от пролетных элементов – то есть работают на изгиб.

Балочные мосты также подразделяются на подтипы:

  • Разрезной – каждый пролет перекрыт одной балкой.
  • Неразрезной – одна балка перекрывает сразу все или несколько пролетов.
  • Консольный. В его составе используется два вида балок: с консольным свесом и двумя опорами и подвесные, которые опираются на другие балки.
  • Температурно-неразрезной тип. Его особенность в восприятии нагрузки: горизонтально направленную он воспринимает как неразрезной подтип, а при вертикально направленной нагрузке проявляет себя как разрезной мост.

2. Ферменной. Такая схема применима при длине моста от 40 до 150 метров. Для строительства используют стальной прокат. Обратим внимание, что ферменные сооружения могут иметь те же схемы, что и балочные, однако в пролетных конструкциях ставятся фермы.
3. Наплавной и понтонный мосты. Их особенность в плавучих пролетах или опорах, называемых понтонами. Эти схемы не предусматривают жесткого каркаса и жесткого крепления с берегом, поэтому зачастую являются временными.
4. Горбатый. Этот тип сооружения получил свое название из-за выгнутой формы вверх. Его преимущество заключается в том, что он практически не деформируется, а работает только на сжатие. К тому же пространство под горбатым мостом позволяет его возводить над линией судоходства.
5. Распорный тип. В отличие от балочной схемы, на опоры действуют и вертикальная, и горизонтальная составляющие нагрузки — распор.
Распорные мосты разделяют на 5 категорий:

  • Рамный. По виду напоминает Т- или П-образную форму. Эта схема обычно используется при строительстве эстакад и путепроводов. В конструкции использованы рамы, в роли опор выступают стойки, а пролетными строениями служат ригели.
  • Висячий или подвесной. Является широко распространенным типом моста. Выбор на такой схеме останавливают, когда установка промежуточных опор является нецелесообразной. Несущая конструкция выполняется из гибких элементов, таких как канаты, тросы и цепи. Они вертикально крепятся к пилонам, установленным на противоположных сторонах берега. Чтобы увеличить жесткость таких сооружений, могут дополнительно использоваться фермы и балки.
  • Вантовый. Считается устойчивее подвесного типа. По своей конструкции он схож с висячим мостом, однако, роль несущей конструкции выполняет вантовая ферма из стальных канатов.
  • В арочном типе несущая конструкция напоминает арку или свод. Ведь именно арки или своды переносят основную часть нагрузки. Конструкция позволяет преобразовывать горизонтальные нагрузки в вертикальные. Сам мост работает преимущественно на сжатие. Такую схему используют в горной местности или в городах для эстетического улучшения местности привлекательной конструкцией.
  • По комбинированной схеме, которая в себе сочетает балочную и арочную схемы, строят мостовые сооружения над широкими реками в городе.

Классификация мостов по уровню проезда
Зависимо от расположения проездной части, разделяют:

  • С ездой поверху. Примерами служат классический балочный, мост из рамных конструкций и некоторые ферменные мосты.
  • С ездой понизу. Представителями этого вида являются висящие, некоторые балочные, сквозные арочные и ферменные мосты.
  • Мосты с ездой посередине в основном являются арочными.

Типы разводных мостов
Разводные мосты позволяют пропускать судна любой высоты через реку. Их классификация:

  • Конструкции, у которых поднимается средняя часть. При этом пролет может подниматься как в горизонтальном положении вверх, так и при повороте вокруг шарнира.
  • Так называемые поворотные мосты. При строительстве такого сооружения на стоящей опоре в середине водоема шарнирно укрепляют среднюю часть. Разводится она на 90 градусов поворотом.

Какие существуют типы мостов

Каждый мост можно отнести к определенному типу независимо от возраста или материалов, из которых он сооружен. Существуют четыре основных типа мостов: балочный, арочный, консольный и подвесной (висячий). Такая последовательность отчасти отражает хронологию развития мостостроения. Самым первым появился балочный мост — он ведет свою историю с бревна, перекинутого через водный поток. Сооружение арки требует уже некоторых строительных знаний, а консолей — довольно высокого уровня развития инженерной мысли. Что же касается висячих мостов, то они были известны с глубокой древности, однако современные подвесные мосты, перекрывающие огромные расстояния, подчас являются самыми сложными в сооружении. Все остальные мосты — вариации четыpex основных типов. Вантовые мосты, к примеру, развивают характеристики подвесных и консольных мостов: каждая ванта (многожильный трос) крепится на столб, возвышающийся над мостовым полотном. В висячих мостах мостовое полотно поддерживается вертикальными тросами, прикрепленными к основным несущим тросам. Передвижные, сборно-разборные или наплавные мосты могут иметь в своей конструкции те же характеристики (отдельные или в сочетаниях), что и мосты четырех основных типов. Мосты, представляющие собой комбинацию из нескольких типов, часто называют гибридными.

Читать еще:  Строители перешли к этапу сборки судоходных арок моста в Крым

Старое и новое. Автомобильный мост через Ферт-оф-Форт стал первым в Европе мостом, во время строительства которого (начало 1960-х) был использован современный метод подвешивания тросов из стальной проволоки.

Балочные мосты. В простейшем виде балочный мост — это горизонтальное строение, покоящееся на опорах с двух сторон. При этом существует множество типов балочных мостов. Балочный мост должен выдерживать вертикальные нагрузки (вертикальные сдвигающие силы распределяются между опорами), а также воздействие горизонтальных сил сжатия и растяжения; когда же мост нагружен только с одной стороны, на него по всей его длине воздействует силы скручивания. Способность моста выдерживать нагрузки можно охарактеризовать соотношением высоты сечения балки и расстояния между опорами (отношение высоты к пролету). Если расстояние между опорами слишком велико, силы, действующие на балку, могут оказаться чрезмерными, и балка обрушится.

Коробчатые балки. Одна из вариаций балки — пустотелая балка, приобретающая прочность благодаря прямоугольному сечению. Балки из преднапряженного бетона использовались в строительстве 13-километрового моста в Рио-Нитерой, Бразилия (1974).

Простые балки. Самый простой пример балочного моста и, вероятно, самый первый мост, построенный человеком, — это дерево, положенное поперек реки. В данном случае ствол играет роль балки.

Неразрезная балка. Альтернативой свободно опертым балкам является мост неразрезной системы, когда на несколько опор укладывается лишь одна балка. Растягивающее усилие возникает в верхней части поперечного сечения балки, и это является преимуществом такого моста.

Свободно опертые балки. Конструкция, в которой отдельные балки обеими концами лежат на опорах, получила название «свободно опертые балки». Такую конструкцию можно использовать в сооружении многократно, установив несколько рядов опор и уложив на них несколько пролетов. Свободно опертые балки используют тогда, когда общий пролет требует, чтобы балки были одной длины или необходимо сделать несколько пролетов с подвижными соединениями.

Каменные балки. До появления современных инженерных технологий и материалов при соединении больших пролетов балки в большом количестве укладывали па опоры, расположенные близко друг к другу. Мост Люоянь в Кванчжоу, Китай, построенный в 1060 году, имеет длину более километра. Огромные гранитные плиты удерживают тридцать четыре каменные опоры.

Распределение нагрузки. Распределение нагрузки поперек нескольких уложенных параллельно балок, как показано на изображении типичного автомобильного моста, помогает преодолеть эффект скручивания, который проявляется, когда вес распределяется по мостовому полотну неравномерно. В данном случае полотно опирается на четыре равномерно распределенные стальные балки, которые подведены к каждому из пилонов, благодаря чему нагрузка приходится именно на колонну.

Балки моста Люоянь. При длине балок этого моста ( 20 метров) и при толщине, необходимой им, как минимум, для поддержания собственного веса, масса одной балки должна быть не меньше двухсот тонн. Это весьма неэффективное соотношение. На каждые пять метров пролета требуется 8 массивных каменных балок; таким образом, на сооружение этого моста ушло 350 балок, которые связывают 46 каменных «быков» обтекаемой формы.

Мегабалки. Балка, опирающаяся с двух сторон на пилон, может повторяться бесконечное число раз. Неудивительно, что самый длинным в мире мост, Даньянь — Куныпап Гранд-бридж, протянувшийся на 165 кило­метров, является балочным мостом. Сотни предварительно напряженных бетонных балок были уложены поперек многочисленных опор.

Арочные мосты. Арка сама по себе является очень прочной конструкцией. На подражание человека вдохновило присутствие арок в природе. Первые попытки были сделаны в камне, однако позднее для строительства арок стали использовать и другие материалы, в том числе дерево, кирпич, чугун, сталь и преднапряженный железобетон. Вертикальная нагрузка в арочной конструкции передается по кривой па опору с каждой из ее сторон, так называемую пяту, через которую нагрузка передается почве. Есть несколько типов арочных мостов: мостовое полотно идет сверху арки; полотно, подвешенное под аркой; полотно, пересекающее арку насквозь.

Линия действия сил. В арочной конструкции приложенные вертикальные усилия преобразуются в усилие сжатия и передаются на опоры, противодействие которых имеет вертикальную и горизонтальную составляющие. В традиционных каменных арках блоки в кладке называют сводчатыми или клинчатыми, а камень на вершине арки — ключевым или замковым. Последний «запирает» кладку.

Арки с полотном посередине. Мост Лупу через реку Хуанпу в Шанхае, Китай, построенный в 2003 году, — арочный мост со стальными коробчатыми пролетными строениями. Длина пролета составляет 550 метров, и это второй по длине арочный мост в мире. Мост представляет собой две массивные стальные арки, соединенные между собой. С полотном они соединяются вертикальными стальными затяжками.

Виды арочных мостов. Традиционно, попадая на однопролетный арочный мост, транспортные средства вынуждены были сначала подниматься вверх, а затем спускаться вниз. Сегодня сооружаются и другие виды арочных мостов — с горизонтальными мостовыми полотнами, например мосты с полотном посередине, с проездом поверху и с проездом под аркой.

Стальная арка. Современные строительные материалы и технологии позволили сооружать изящные арочные конструкции. Тонкие линии этого арочного моста с проездом посередине над озером Рузвельт в Аризоне, США, — пример того, как ненавязчивого могут вписаться современные мосты в удивительный природный пейзаж.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector