Мост — дорожное сооружение, возведённое над каким-либо препятствием, например, через водоём, овраг. Мост, возведённый через дорогу или железнодорожные пути, называют путепроводом, через пересыхающий овраг или ущелье — виадуком. Мост является одним из древнейших инженерных изобретений человечества.
Конструкция
Как правило, мосты состоят из пролётных строений и опор. Пролётные строения служат для восприятия нагрузок и передачи их опорам; на них может располагаться проезжая часть, пешеходный переход, трубопровод и так далее. Опоры переносят нагрузки с пролётных строений на основание моста.
Пролётные строения состоят из несущих конструкций: балок, ферм, диафрагм (поперечных балок) и собственно плиты проезжей части. Статическая схема пролётных строений может быть арочной, балочной, рамной, вантовой или комбинированной; она определяет тип моста по конструкции. Обычно пролётные строения прямолинейны, однако в случае необходимости (например, при постройке эстакад и дорожных развязок) им придают сложную форму: спиралеобразную, кольцевую, и так далее.
Пролётные строения поддерживаются опорами, каждая из которых состоит из фундамента и опорной части. Формы опор могут быть весьма разнообразными. Промежуточные опоры называются быками, береговые — устоями. Устои служат для соединения моста с подходными насыпями.
Материалами для мостов служат металл (сталь и алюминиевые сплавы), железобетон, бетон, природный камень, дерево, пластмассыКрытый пешеходный мост при полукруглый потолок сделанный из пластмассы Стоковое Фото — изображение насчитывающей никто, конспектов: 79234250, верёвки.
Схема моста — формула, в которой последовательно представлены размеры расчётных пролётов — расстояния между центрами опорных частей пролётных строений. Если несколько последовательных опорных частей имеют одинаковый размер, указывается их количество, помноженное на размер каждого. Например (вымышленный «мост»), схема моста 5+3x10+4 м значит, что у первого пролётного строения моста расчётный пролёт — 5 метров, три следующих — по 10 метров каждый и пятый — 4 метра.
Классификация
Временные мосты на плавучих опорах называют наплавными, или понтонными.
Мосты бывают одно и много (два, три и так далее) пролётные.
По назначению По назначению мосты различают: пешеходный автодорожный железнодорожный совмещённый специальный городской декоративный (садово-парковый)
Выделяют также трубопроводные мосты, акведуки (используются для транспортировки воды) и виадуки (мосты через овраги или ущелья; соединяют точки, равные по высоте).
По статической схеме По статической схеме мосты делятся на балочные, распорные и комбинированные.
Балочные — самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. Основная отличительная особенность балочной системы состоит в том, что с пролётных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют. Балочные мосты разделяют на следующие типы: Разрезная система — состоит из ряда балок, причём одна балка перекрывает один пролёт. Система статически определима и может применяться при любых типах грунтов. Недостатки: большое количество деформационных швов и обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре. Неразрезная система — одна балка пролётного строения перекрывает несколько пролётов или сразу все. Таким образом, пролётное строение неразрезной системы рассчитывается как многоопорная статически неопределимая балка с использованием метода сил, метода перемещений или других методов расчёта статически неопределимых систем, применяемых в строительной механике. Неразрезная система хороша меньшим, чем в разрезной, количеством деформационных швов и меньшей строительной высотой. Недостаток такой системы — чувствительность к деформации основания. Консольный мост — 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. Достоинством консольной системы является её статическая определимость, а следовательно, лёгкость расчёта и нечувствительность к грунтам. К недостаткам системы можно отнести большое количество и сложность устройства деформационных швов шарнирного типа, а также нарушение комфортности проезда в зоне шарниров. В настоящее время мосты такой системы сооружаются редко. 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. Её достоинством является меньшее количество деформационных швов, а недостатком — обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре. Во всех вышеперечисленных схемах мостов пролётные строения могут изготавливаться как в виде сплошных балок различного сечения, так и в виде решётчатых конструкций, то есть ферм. Ферменные — как правило, железнодорожные мосты с пролётом свыше 50 м. Преимущества фермы — лёгкая конструкция, позволяющая перекрывать достаточно большие пролёты (обычно от 40 до 150 м). Фермы изготавливают из стандартного стального проката. Единственная в мире эксплуатируемая железобетонная мостовая ферма находится в г. Белово Кемеровской области на подъездных железнодорожных путях предприятия.
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 распорных систем, довольно сильно отличающихся друг от друга: Арочный мост — классический тип каменного моста, известный с глубокой древности: 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. 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. Интересным вариантом висячего моста является живой корневой мост, распространённый на востоке Индии. Вантовые — разновидность висячих мостов: функцию 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. Ванты располагаются под углом наклона к горизонтали не менее 30 градусов, так как в противных случаях в них возникают большие усилия, и жёсткость сильно уменьшается. Балку жёсткости лучше выполнять коробчатого сечения, поскольку это улучшает её работу на кручение от временных нагрузок и от действия ветра. Наиболее часто вантовая система применяется при перекрытии глубоких и/или широких рек и в городских условиях. Рамная система — состоит из рам, стойки которых выполняют функцию опор, а ригели — функцию пролётных строений. По форме рамы могут быть Т-образными, П-образными, а также иметь две наклонные стойки и консольные свесы (специального названия не имеют). Достоинствами рамной системы являются небольшая строительная высота и увеличенное по сравнению с балочными системами подмостовое пространство. Всё это делает рамные конструкции удобными для путепроводов и эстакад. Также данная система может быть применена в горных условиях из-за того, что там в силу особенностей рельефа нельзя понизить уровень проезда. Недостатками рамной системы являются сложность строительства и чувствительность к деформации основания. Такие системы в настоящее время малоприменимы из-за дороговизны и специфичности. Комбинированная схема — наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки.
По уровню проезда С ездой понизу: чаще всего сквозные фермы или арочные; все виды висячих мостов; встречаются также балочные конструкции, где подвижная нагрузка передвигается между основными несущими элементами; С ездой посередине: чаще всего арочные конструкции, в которых пяты арок находятся значительно ниже, а замок — выше уровня проезжей части; С ездой поверху: подавляющее большинство классических балочных, а также рамных конструкций; встречаются также фермы и реже арки.
Разводные мосты
Особый тип мостов — разводные мосты. В разведённом состоянии мост не мешает проходу судов. Своими разводными мостами знаменит Санкт-Петербург, где все мосты через Неву, кроме Большого Обуховского моста, являются разводными.
Особые конструкции разводных мостов: мосты, разводимые поднятием средней части: первый тип: пролёт поднимается в горизонтальном положении вверх (например, железнодорожный мост в Ростове-на-Дону); второй тип: пролёт или пролёты поднимаются, поворачиваясь вокруг одного из шарниров (например, Дворцовый мост в Санкт-Петербурге); поворотные мосты: у таких мостов средняя часть шарнирно укреплена на стоящей в середине реки опоре. Мост разводится поворотом средней части на 90°, таким образом средняя часть становится параллельна руслу реки. Примером такой конструкции служит Варваровский мост в украинском городе Николаеве, поворотный пролёт которого имеет длину 134 м, и мост в Валенсии, по которому проложена трасса для гонок Формулы-1.
История
Природным прототипом моста являлось дерево, упавшее с одного берега ручья (или небольшой речки) на другой. Затем люди для обустройства переправы специально перетаскивали один конец ствола большого дерева на другой берег и закрепляли его. С появлением верёвок, плавающие на воде брёвна стали крепко связывать между собою для образования сплошного деревянного мостового настила от берега до берега. Позже, для придания жёсткости, и для сопротивления течению реки и ледоходу, на небольшой глубине, мостовые конструкции подпирали длинными брёвнами-сваями, воткнутыми в мягкое илистое дно реки, или же опускали на дно реки большие бревенчатые ящики-срубы (ряжи), и засыпали их тяжёлыми камнями.
В густых джунглях, для преодоления ручьёв и опасных затягивающих трясин болот, использовались свисающие с ветвей больших деревьев и переплетающиеся между собой вьющиеся лианы. В Индии до XXI века выращиваются живые корневые мосты. В устьях многих тропических рек прямо из воды густыми зарослями растут мангры, чьи корни всегда приподнимаются над водой, даже во время морских приливов, на которые иногда крепят настилы мостовых переходов с одного берега протоки на другой. У древних инков были распространены верёвочные мосты, представляющие собой простейшую форму висячих.
В гористых областях иногда встречаются природные каменные мосты, когда после камнепадов, оползней и селей, перегораживавших узкие бурные потоки на дне ущелий, вода, со временем, размыла часть запруды, и под огромными каменными глыбами образовались протоки для горных ручьёв. По этим камням уже можно перебраться на противоположный берег горного ручья. Следующим шагом к созданию каменных мостов на отмелях, перекатах, шиверах, и неглубоких речных порогов, где уже существовали броды, было выставление больших камней плотной цепочкой, перешагивая по которым с одного торчащего из-под воды камня на другой, можно было, уже не замочив ноги, перебраться на другой берег. Затем на выступающие из воды камни стали укладывать и закреплять брёвна, доски или большие, специально обтёсанные, каменные плиты-мегалиты. В других случаях, подбирали (или подтёсывали) подходящие по размеру клиновидные камни, из которых выкладывали над водой устойчивый полукруглый свод-арку.