Строительство мостов, коротко. 1 часть.

Инженерия

мост, конструкция, проходящая горизонтально между опорами и предназначенная для восприятия вертикальных нагрузок. Прототип моста довольно прост — две опоры, удерживающие балку, — однако инженерные проблемы, которые необходимо преодолеть даже в этой простой форме, присущи каждому мосту: опоры должны быть достаточно прочными, чтобы удерживать конструкцию, а пролет между опорами должен быть достаточно прочным, чтобы удерживать конструкцию. должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки. Пролеты обычно делаются как можно короче; большие пролеты оправданы там, где хорошие фундаменты ограничены, например, над устьями с глубокой водой.

Все крупные мосты построены на государственные деньги. Таким образом, проект моста, который наилучшим образом отвечает общественным интересам, преследует тройную цель: быть максимально эффективным, экономичным и элегантным, насколько это возможно с точки зрения безопасности. Эффективность — это научный принцип, который ставит во главу угла сокращение расхода материалов при одновременном повышении производительности. Экономия – это социальный принцип, который придает значение снижению затрат на строительство и техническое обслуживание при сохранении эффективности. Наконец, элегантность — это символический или визуальный принцип, который придает ценность индивидуальному самовыражению дизайнера без ущерба для производительности или экономии. Существует мало разногласий по поводу того, что представляет собой эффективность и экономия, но определение элегантности всегда было спорным.

Современные дизайнеры писали об элегантности и эстетике с начала 19 века, начиная с шотландского инженера Томаса Телфорда. В конечном итоге Бриджес принадлежит широкой публике, которая является окончательным арбитром в этом вопросе, но в целом профессионалы занимают три позиции. Первый принцип гласит, что конструкция моста является прерогативой инженера и что красота полностью достигается только за счет добавления архитектуры. Вторая идея, аргументированная с точки зрения чистой инженерии, утверждает, что мосты, в которых материалы используются максимально эффективно, по определению красивы. В третьем случае архитектура не нужна, но инженеры должны думать о том, как сделать конструкцию красивой. Этот последний принцип признает тот факт, что у инженеров есть много возможных вариантов примерно одинаковой эффективности и экономичности, и поэтому они могут выражать свои собственные эстетические идеи без значительного увеличения материалов или стоимости. Вообще говоря, мосты можно разделить на две категории: стандартные путепроводы и мосты уникальной конструкции через реки, пропасти или устья. В этой статье описаны особенности, общие для обоих типов, но основное внимание уделяется уникальным мостам из-за их большего технического, экономического и эстетического интереса. Северная конечная точка моста через пролив Акаси в районе Теруми, южный Кобе, префектура Хёго, западно-центральная часть Японии. Мост пересекает пролив Акаси и соединяет остров Авадзи с Хонсю. Существует шесть основных форм моста: балка, ферма, арка, подвеска, консоль и вантовая опора.

(Мы продаем куб бетона по цене производителя с доставкой своим транспортом! Доставим бетон автобетоносмесителем в Новороссийске, Анапе, Геленджике и по Краснодарскому краю.)

Луч Балочный мост является наиболее распространенной формой моста. Балка воспринимает вертикальные нагрузки при изгибе. Когда балочный мост изгибается, он подвергается горизонтальному сжатию сверху. При этом нижняя часть балки испытывает горизонтальное растяжение. Опоры воспринимают нагрузки от балки путем сжатия вертикально к фундаменту. Когда мост состоит из балок, проходящих только между двумя опорами, его называют просто опирающимся балочным мостом. Если две или более балок жестко соединить друг с другом через опоры, мост становится неразрезным. ферма Однопролетный ферменный мост похож на просто опертую балку, поскольку он воспринимает вертикальные нагрузки за счет изгиба. Изгиб приводит к сжатию верхних поясов (или горизонтальных элементов), растяжению нижних поясов, а также растяжению или сжатию вертикальных и диагональных элементов в зависимости от их ориентации. Фермы популярны, поскольку для перевозки относительно больших грузов используется относительно небольшое количество материала. Арка Арочный мост воспринимает нагрузки преимущественно за счет сжатия, которое оказывает на фундамент как вертикальные, так и горизонтальные силы. Поэтому арочные фундаменты должны предотвращать как вертикальную осадку, так и горизонтальное скольжение. Несмотря на более сложную конструкцию фундамента, сама конструкция обычно требует меньше материала, чем балочный мост того же пролета. Приостановка Подвесной мост несет вертикальные нагрузки через изогнутые натянутые тросы. Эти нагрузки передаются как на башни, которые несут их за счет вертикального сжатия к земле, так и на крепления, которые должны противостоять внутреннему, а иногда и вертикальному натяжению тросов. Подвесной мост можно рассматривать как перевернутую арку, находящуюся в состоянии растяжения, при этом сжимаются только башни. Поскольку дека подвешена в воздухе, необходимо следить за тем, чтобы она не двигалась слишком сильно под нагрузкой. Поэтому дека должна быть либо тяжелой, либо жесткой, либо и тем, и другим. Консольный Говорят, что балка консольная, если она выступает наружу и опирается только на один конец. Банка Плиточный мост обычно состоит из трех пролетов, внешние пролеты которых закреплены на берегу и консольно выходят за канал, который необходимо пересечь. Центральный пролет опирается на консольные рычаги, отходящие от внешних пролетов; она воспринимает вертикальные нагрузки, как свободно опертая балка или ферма, т. е. силы растяжения в нижних поясах и сжатия в верхних поясах. Консоли воспринимают нагрузки за счет растяжения в верхних поясах и сжатия в нижних. Внутренние башни передают эти силы за счет сжатия к фундаменту, а внешние башни передают силы за счет растяжения к дальним фундаментам. Вантовая стойка Вантовые мосты несут вертикальные нагрузки основного пролета за счет почти прямых диагональных тросов, находящихся под натяжением. Башни передают силы троса на фундамент посредством вертикального сжатия. Растягивающие силы в кабелях также приводят к горизонтальному сжатию палубы.

Материалы Четырьмя основными материалами, используемыми для строительства мостов, были дерево, камень, железо и бетон. Из них наибольшее влияние на современные мосты оказало железо. Из железа изготавливают сталь, а сталь используют для изготовления армированного и предварительно напряженного бетона. Современные мосты почти исключительно строятся из стали, железобетона и предварительно напряженного бетона. Дерево и камень Древесина относительно слаба как на сжатие, так и на растяжение, но почти всегда была широко доступна и недорога. Древесина эффективно использовалась для изготовления небольших мостов, несущих легкие нагрузки, таких как пешеходные мосты. Инженеры теперь включают в некоторые современные мосты ламинированные деревянные балки и арки. Камень силен при сжатии, но слаб при растяжении. Его основное применение - арки, опоры и устои. Железо и сталь Первым железом, использованным во время промышленной революции, был чугун, который сильно сжимается, но слаб на растяжение. С другой стороны, кованое железо так же прочно на сжатие, как и чугун, но при этом имеет гораздо большую прочность на растяжение. Сталь — это еще более усовершенствованная версия железа, и она еще прочнее, превосходя любое железо как при растяжении, так и при сжатии. Сталь может быть различной прочности: некоторые сплавы в пять раз прочнее других. Инженер называет их высокопрочными сталями. Конкретный Бетон – это искусственный камень, изготовленный из смеси воды, песка, гравия и связующего вещества, такого как цемент. Подобно камню, он силен при сжатии и слаб при растяжении. Бетон с заделанными в него стальными стержнями называется железобетоном. Армирование позволяет использовать меньше бетона, поскольку вся нагрузка приходится на сталь; Кроме того, бетон защищает сталь от коррозии и огня. Предварительно напряженный бетон является важной разновидностью железобетона. Типичный процесс, называемый предварительным напряжением после натяжения, включает в себя отливку бетонных балок с продольными отверстиями для стальных арматур — тросов или стержней — как в железобетоне, но отверстия для арматуры изогнуты вверх от конца до конца, и арматура, установленная внутри , растягиваются, а затем закрепляются на концах. Сухожилия, находящиеся теперь под сильным натяжением, стягивают два закрепленных конца вместе, сжимая балку. Кроме того, изогнутые сухожилия создают направленную вверх силу, и проектировщик может заставить эту восходящую силу противодействовать большей части нисходящей нагрузки, которую, как ожидается, будет нести балка. Предварительно напряженный бетон уменьшает количество стали и бетона, необходимых в конструкции, что приводит к созданию более легких конструкций, которые часто дешевле, чем конструкции из железобетона.