Статьи по филателии  
Словарь терминов  
Почтовый календарь  
Знакомство с филателией  
Филателистическая география  
Виртуальные выставки  
Форум  
Контакты  
Филателистические сайты  
Журнал "Мир марок"  
Выпуски СССР и России (USSR and Russia)  
"Земство" Каталог Чучина (ZEMSTVO)  
Каталог "Космос в картинках" (Space)  
Каталог "СОЧИ-2014" (Sochi-2014)  



http://slav-beton.ru/ главная кольца железобетонные для колодцев.
   
Статьи » | » По категориям » | » По авторам » | » По годам
Поиск публикацийЧто искать:  

 

Разное /

Строительные конструкции_7_1

180.JPG
000.JPG
     

АРОЧНЫЕ МОСТЫ

Основными пролетными конструкциями арочного моста являются дугообразные брусья - арки или цилиндрические своды, концы которых закреплены от горизонтальных перемещений. Из-за этих закреплений в арочной конструкции под действием вертикальной нагрузки возникает распор, а в поперечных сечениях арок или сводов – сжимающие напряжения. В зависимости от способа восприятия распора различаются распорные и безраспорные арочные мосты. Все каменные и бетонные (не армированные) мосты выполняются как распорные. Мосты с металлическими, железобетонными и деревянными пролетными строениями могут быть как распорными, так и безраспорными.

z54_75_01.jpg
Распорные каменный и железобетонный арочные мосты   
В распорном арочном мосту езда осуществляется поверху, посередине или понизу высоты арки. Наиболее распространены распорные арочные мосты с ездой поверху. В пролетных строениях таких мостов практически не возникают растягивающие напряжения, что позволяет использовать для их возведения каменную кладку и не армированный бетон, материалы, которые плохо сопротивляются растяжению, но являются прочными на сжатие, долговечными, огнестойкими и вместе с тем наименее дефицитными. Благодаря этому арочных мосты с ездой поверху на протяжении многих веков были практически единственными типами мостов для перекрытия рек и других естественных преград на дорогах. Пролетное строение мостов с ездой поверху состоит из собственно арок или цилиндрических сводов, проезжей части и промежуточных конструкций, передающих нагрузки от проезжей части на арки или своды. Пролетные строения арочных мостов с ездой поверху до конца ХIХ века выполнялись из древесины, каменных материалов или не армированного бетона. С развитием железнодорожного и автомобильного транспорта эти материалы постепенно были вытеснены пролетными конструкциями из металла и железобетона.

В однопролетном распорном арочном мосту распор передается на береговые опоры (устои), а через них основанию. Силы распора воспринимаются за счет веса массивных береговых устоев, а при скальном основании - арки и своды пролетного строения могут заделываться непосредственно в скалу. Устройство однопролетных арочных мостов с ездой поверху особенно целесообразно в горных условиях, где затруднительно сооружение промежуточных опор. Не менее важно, что арки и цилиндрические своды позволяют перекрыть значительно бо́льшие пролеты, чем балки.

z54_75_03.jpg z54_75_04.jpg
Однопролетные распорные каменные мосты

В многопролетном арочном мосту силы распора, действующие на береговые устои, воспринимаются также, как и в однопролетном мосту. Силы распора, действующий на промежуточные опоры, называемые «быками», в значительной мере взаимно погашаются распором соседних пролетов. В отличие от аркад, которые были рассмотрены в предыдущем разделе статьи, из-за наличия подвижных нагрузок от транспорта распор частично передается и на опоры.

z54_75_08.jpg
Многопролетный распорный каменный мост

В бетонных мостах пролетные строения и опоры моста выполняются из единого материала.  Арочный бетонный мост представляет из себя массивную монолитную конструкцию с арочными прорезями внизу. Многопролетные арочные бетонные мосты по конструкции практически не отличаются от виадуков, которые были рассмотрены в предыдущем разделе статьи.

z54_75_10.jpg
Многопролетный распорный бетонный мост

Распорные металлические и железобетонные мосты являются наиболее распространенным типом арочных мостов, применяемых в современной практике мостостроения. Пролетные строения таких мостов чаще всего выполняют в виде бесшарнирных арок, нижние края которых имеют защемления на опорах. Мосты с бесшарнирными арками наиболее жесткие, что весьма важно для железнодорожных мостов и мостов на скоростных автострадах. Распорные арочные мосты благодаря их архитектурной выразительности часто используются в городской застройке. Недостатком бесшарнирных арок является то, что в них, вблизи опор возникают изгибающие моменты. Изменения температуры и неравномерной осадки опор также вызывают дополнительные изгибающие моменты, величина которых тем больше, чем жестче арка. Менее чувствительны к температурным воздействиям двухшарнирные арки, а неравномерные вертикальные осадки опор не вызывают в арках дополнительных усилий, но в много пролетных мостах возможны недопустимые переломы поверхности проезжей части. Дополнительные усилия от температурных воздействий полностью исключены в трехшарнирных арках, но такие арки наименее жесткие, а дополнительные шарниры в замках арок увеличивают неровность проезжей части моста. В силу перечисленных недостатков двух- и трех шарнирные арки весьма ограниченно применяются в мостах.

z54_75_11.jpg z54_75_12.jpg
Многопролетный распорный металлический мост 
Промежуточная опора распорного моста с бесшарнирными арками
                         
Арочные мосты с ездой поверху – самый древний тип арочных мостов. В таких мостах расстояние между арками не зависит от габарита проезда и может быть минимальным, необходимым лишь по условиям поперечной жесткости. Также минимальную высоту имеют опоры.  Нижние концы арок или сводов мостов с ездой поверху располагаются выше наиболее высокого уровня воды в водном препятствии, перекрываемой мостом. Если этот уровень близок к уровню берегов моста, то для уменьшения высоты подъездных путей приходится арки или своды моста делать слишком пологими, что значительно увеличивает силы распора. В этом случае весьма рациональным решением является устройство моста с ездой посередине. В таком мосту проезжая часть в средней части пролетного строения подвешивается с помощью подвесок к аркам, а у опор – опираются на арки через стойки. Проезжую часть располагают целиком между арками или выносят отдельные полосы движения на консоли.

z54_75_13.jpg
Арочный мост с ездой посередине

z54_75_14.jpg
Мост с гибкой затяжкой
Арочные мосты с ездой понизу чаще всего проектируются безраспорными. В таком мосту распор погашается затяжкой - горизонтальным стержнем, который прикреплен концами к арке. Благодаря затяжке распор от арочной конструкции не передается на опоры. Поэтому пролетное строение в виде арки с затяжкой по отношению опор похоже на обычную балочную конструкцию. В связи с этим арочные мосты с затяжками также называют балочными арочными мостами. Затяжки арок чаще всего выполняют из металла. В деревянных мостах затяжка может быть также деревянной, а в железобетонных – в виде армированного бетонного бруса.  Конструкции проезжей части моста обычно опираются на затяжки арок. В многопролетном арочном мосту затяжки могут выполняться разрезными или не разрезными. Каждый пролет моста с разрезными затяжками работает самостоятельно, как в одно пролетном мосту.

При большой разнице осадок опор разрезного моста в проезжей части могут возникать недопустимые переломы. Поэтому чаще применяют не разрезные пролетные строения. Затяжки могут проектироваться в виде гибких элементов, подвешенных тягами к арке, или жестких балок. В первом случае затяжка в системе работает на центральное растяжение, а арка на сжатие с изгибом, во втором - балка работает на растяжение и изгиб, а арка на сжатие.

z54_75_15.jpg
Мост с жесткой затяжкой

Далее рассмотрим особенности конструктивных решений мостов с пролетными строениями из разных материалов и кратко проследим историю их развития.

Каменные арочные мосты

z53_76_09.jpg
Много пролетный каменный арочный мост
Каменным арочным мостам посвящено большое число почтовых марок, что позволяет на их основе проследить особенности конструктивных решений таких мостов. В каменных мостах пролетные строения образуют цилиндрические своды, горизонтальные края которых закреплены каменными опорами моста от перемещений. Форма и конструктивное решение мостовых сводов во многом совпадает с арочными перемычками, которые были рассмотрены ранее, но мостовые своды перекрывают более длинные пролеты, и они более широкие (толщина перемычки равна толщине стены, а мостового свода – ширине проезжей части моста). Кроме этих количественных различий, имеются и качественные. Мостовые конструкции подвергаются действию подвижных вертикальных нагрузок от транспорта и горизонтальных нагрузок от напора воды и льда во время ледохода. Все это определяет отличие конструкций арочных мостов от перемычек.

Цилиндрические своды пролетного строения моста чаще всего имеют полуциркульную, сегментную (лучковую) или стрельчатую форму. Полуциркульные мостовые своды – самые древние, они использовались при строительстве акведуков и мостов еще в Древнем Риме.  В поперечном сечении такой свод имеет форму полуокружности, размеры которой не изменяются по длине свода (ширине моста). Большая высота полуциркульного свода позволяет значительно снизить (по сравнению с пологими сводами) усилия распора, а также такая высота благоприятна для пропуска судов под мостом.

z53_76_01.jpg z53_76_02.jpg
Полуциркульные своды арочных мостов

Большая стрела подъема полуцилиндрического свода одновременно имеет тот недостаток, что в ряде случаев требует увеличения высоты подъездных путей. Значительно меньшую стрелу подъема имеют сегментные или, как их иначе называют, лучковые своды. Сегментные своды имеют также определенные архитектурные преимущества по сравнению с полуциркульными сводами, так как выглядят более легкими. Стрельчатым сводам, состоящим из двух пересекающихся цилиндрических поверхностей, присущи преимущества и недостатки полуцилиндрических сводов. Они получили широкое применение в эпоху расцвета готической архитектуры. Стрельчатая форма мостовых сводов зрительно уменьшает массивность мостовых конструкций.

z53_76_03.jpg z53_76_04.jpg
Сегментный мостовой свод Стрельчатый мостовой свод
           
Своды пролетного строения выполняют из тесаных камней правильной формы или высокопрочного кирпича. Свод из тесаных камней обычно однослойный. Камни укладывают вдоль криволинейной нижней поверхности свода. Для возведения свода устраивают опалубку. Чтобы избежать возведения сплошной опалубки в каменных мостах свод по ширине моста часто выполняют из примыкающие друг к другу независимых арок. В этом случае устраивают опалубку только в местах сопряжения камней арок и по продольным краям мостовых сводов. В кирпичных мостах своды пролетных строений могут выполняться многослойными. Своды пролетного строения обычно четко выделяются на фасадных поверхностях каменного моста. Однако в некоторых древних мостах такое выделение не выполнялось. В них каменный свод выполнял роль оставляемой опалубки, а все мостовые конструкции работали совместно как массивная монолитная конструкция.

z53_76_06.jpg z53_76_07.jpg
Выделение сводов на фасаде моста
Массивный арочный мост

Проезжая часть моста в средней части пролета обычно опирается непосредственно на несущие своды, а краям пролета – через промежуточную каменную кладку. Для уменьшения расхода материалов и веса моста в промежуточных конструкциях иногда устраивают отверстия. В много пролетных мостах с неодинаковыми пролетами опирание проезжей части моста непосредственно на несущие своды приводит к переломам в верхней поверхности моста.

 z53_76_08.jpg
 z53_76_10.jpg
Отверстия в промежуточных конструкциях
Многопролетный мост с разными пролетами
   
Чтобы избежать резких изменений уровня проезжей части моста с разными пролетами над малыми пролетами моста надстраивается промежуточная конструкция в виде сплошной кладки, а над самым большим пролетом моста проезжую часть в середине пролета опирают непосредственно на несущий свод. Используется также другой вариант, при котором в большом пролете моста переходят на сегментное очертание мостового свода при полуциркульных сводах в остальных пролетах моста.

z53_76_11.jpg z53_76_12.jpg
Варианты конструкций мостов с разными пролетами

Опоры мостов с каменными пролетными строениями также выполняются из камня. Они образуют единое целое с промежуточными пролетными строениями моста. Из-за низкой прочности на растяжение каменные быки представляют из себя массивные конструкций, которые значительно сужают сечение реки в месте расположения моста, что увеличивает скорость движения воды под мостом и вызывает дополнительные нагрузки на быки от напора воды. Для уменьшения напора воды во время полноводья в каменных быках иногда устраивают отверстия для пропуска высокой воды. В береговых устоях моста при необходимости устраивают проемы для проезда под мостом.

z52_76_15.jpg z52_76_16.jpg
Отверстия в мостовых опорах

В районах, где зимой река замерзает, каменные опоры моста защищают ледорезами, которые предупреждают образование во время ледохода ледяных заторов, а также защищают опоры моста от плывущих корней деревьев и других предметов, которые могут повредить опоры моста. В каменных мостах ледорезы, как правило, образуют единое целое с мостовыми опорами.

z52_76_17.jpg z52_76_18.jpg
Ледорезы каменных опор моста

Принято считать, что арочные мосты изобрели китайцы приблизительно в V-IV вв. до н. э. Однако есть мнение, что в Вавилоне примерно в 2200 г. до н.э. был построен самый первый арочный каменный мост. Автору статьи не удалось обнаружить первоначальный источник, подтверждающий это утверждение. Древние арочные мосты Китая не сохранились, о них известно только из старинных манускриптов. Самым древним в Китае мостом, который по сей день функционирует, является одно пролетный каменный мост Аньцзи (кит. «Мост безопасной переправы»), который также называют Чжаочжоу («Большой каменный мост»). Мост, расположенный над рекой Сяо на северо-востоке Китая, построен в 595-605 гг. Автор моста Ли Чунь, о чем сохранилась на мосту табличка с соответствующей надписью. Длина моста около 50 м. Особенностью конструкции моста является наличие четырех сквозных отверстий в кладке над основной аркой моста. Отверстия уменьшают опасность разрушения моста при внезапном наводнении за счет пропуска через них паводковых, снижают общий вес конструкции и обеспечивают экономию материалов. Арка моста состоит из 28 тонких, изогнутых плит известняка, которые соединены между собой металлическими зажимами типа "ласточкин хвост".

z52_76_19.jpg
«Мост безопасной переправы», Китай

В Европе строительство арочных мостов возникло в Древнем Риме, по-видимому, без использования китайского опыта. Первые древнеримские арочные мосты в основном повторяли конструкцию акведуков, о которых было рассказано в предыдущем разделе статьи. Первый каменный мост был построен в центре Рима у подножия Палатинского холма в 127 г. до н. э.  Этот мост не сохранился. Древнеримские арочные мосты имели пролеты длиной от 18 до 25 м. В Италии, вблизи Аоста сохранился однопролетный арочный мост св. Мартина, построенный примерно в 25 году до н. э.  Пролет моста 35,5 м, высота 25 м. Это самый большой пролет древнеримских арочных мостов. 

z52_76_20.jpg
Мост Тиберия в Римини, Италия
Особенностью древнеримских мостов было использование для возведения многих их них так называемого «римского бетона», смеси щебня, песка, вулканического пепла и известкового раствора. На юге Италии вместо обычно песка использовали залегающие здесь пуццоланы, смесь вулканического пепла, пемзы и туфа. Сначала пуццоланом просто заменяли песок, но затем обратили внимание на то, что его использование обеспечивает твердение бетонной смеси во влажной среде и придает конструкциям повышенную водонепроницаемость. Поэтому добавки пуццолана стали использовать при возведении акведуков и мостов, особенно для их опор, постоянно соприкасающихся с водой. Римский бетон использовался также для возведения сводов пролетных строений. Бетон укладывали на первоначально выложенные своды из камня. Благодаря сцеплению бетона с камнем образовывалась долговечная и прочная каменно-бетонная конструкция, позволившая многим древнеримским мостам сохраниться до нашего времени. Одним из таких мостов, дошедших до наших дней, является древнеримских мостов является мост Тиберия в Римини, перекинутый через реку Мареккья. Мост был построен в 14-21 гг. н. э. Строительство началось при императоре Августе, а закончилось при императоре Тиберии. Мост состоит из пяти арок, которые увеличиваются по направлению к центру, где расположена самая большая арка. В 580 г. мост был частично разрушен готами. В 1680 г. его восстановили. С тех пор он успешно служит жителям Римини. Долговечность моста в значительной степени объясняется тем, что при его возведении был использован римский бетон.

Другой древний римский мост сохранился в Испании, близ португальской границы. В суровой гористой местности стоит каменный арочный мост Алькантара, переброшенный через реку Тахо (Тежу). Мост расположен около города, который также носит название Алькантара, что по-арабски означает мост. Во времена Римской империи через город Алькантара проходил путь из Испании в Португалию, поэтому мост имел важное стратегическое значение. Мост Алькантара построен во времена римского императора Траяна в 98-106 гг. Постройку моста осуществил Гай Юлий Лацер, о чем свидетельствует найденная табличка.  Конструкция состоит из шести одинаковых пролетов. Длина моста 194 м, высота 71 м. Мост был возведен без цементного раствора из огромных отесанных гранитных валунов.

z52_76_21.jpg z52_76_22.jpg
Мост Алькантара через реку Тахо в Алькантара Римский император Траян
                
Еще один древнеримский мост используется до сих пор в самом Риме. Это пешеходный мост Святого Ангела через Тибр, построенный в 134—139 гг. римским императором Адрианом, чтобы связать центра города со своим мавзолеем (ныне замок Святого Ангела). Первоначально мост называли по имени императора «Мост Элия» (полное имя Адриана — Публий Элий Траян Адриан).  Мост построен из гранита и облицован травертином. Современное название мост получил в 590 г., когда Папе Григорию Великому было видение ангела, вкладывавшего меч в ножны, что символизировало конец эпидемии чумы, охватившей Рим. После постройки Собора св. Петра, который виден на приводимой ниже марке Италии с изображением моста, паломники стали использовать мост как главную дорогу к храму. В XVI в. на мосту установили статуи апостолов Петра и Павла, а затем ещё десять статуй ангелов работы выдающегося итальянского архитектора и скульптора Джованни Лоренцо Бернини и учеников его мастерской. Мост имеет пять пролетов, перекрытых полуциркульными сводами. Пешеходный мост св. Ангела необычно широкий – 11 м, обычные мосты того времени имели ширину 3-4 м.

z52_76_25.jpg z52_76_26.jpg
Мост св. Ангела, Рим Архитектор и скульптор Бернини
 
z52_76_27.jpg
Мост «гусеница» в Загори, Греция
В конце IV в. началось   Великое переселение народов. Из Азии в Европу вторглись гунны.  по всей Европе расселились германские племена. В результате в конце V в. Римская империя рухнула и разделилась на Западную и Восточную части. На развалинах Римской империи в Западной Европе постепенно образовались феодальные государства, в которых производство в основном было ориентировано на внутренний рынок. Отсутствие внешнего товарообмена не способствовало строительству дорог и мостов, не развивалась и техника строительства. Было утрачено римское строительное искусство, в том числе почти на полторы тысячи лет был забыт изобретенный в Древнем Риме бетон.

Исключением явилась Византия, где еще долго сохранялись строительные традиции античности. В Византии появляются и новые типы арочных мостов - с параболической и стрельчатой аркой. Отличительной особенностью византийских мостов является их
z52_76_28.jpg
Горбатый мост в Конитсу, Греция
необычайная легкость и даже ажурность, достигаемые за счет того, что несущие своды пролетных строений часто одновременно являются проезжей частью моста. Такие мосты имеют крутые подъемы и спуски, однако это было приемлемо для использования мостов как пешеходных и для езды верхом.

Сейчас немалое количество византийских мостов можно найти на территории современной Греции и Турции, но они не получили отражения на почтовых марках. Однако о них можно судить по мостам более поздней постройки, выполненных в традициях византийского мостостроения. Характерными примерами таких мостов являются многие каменные мосты в заповедниках Греции. В Загори Калогерико, Греция сохранился трехпролетный мост, который похож на движущуюся гусеницу. Другой довольно скромный, но удивительно легкий однопролетный «горбатый» мост возведен 200 лет тому назад над рекой Аус вблизи Конитсу. Из-за изломанного очертания мосты, не имеющие промежуточных надарочных конструкций, иногда называют «горбатыми» или «чертовыми».

180.JPG
000.JPG

 

Разработка «Наш ГОРОД»