Большая Советская Энциклопедия (МО)

Большая Советская Энциклопедия

В несущих конструкциях М. комбинированных систем используют совместно части М. разных типов (например, балочных и арочных).

Историческая справка. Капитальные М. начали строить в эпоху рабовладельческого общества. В Древнем Риме, имевшем развитую сеть дорог (их общая протяжённость составляла около 75 тыс. км ), было сооружено много каменных и деревянных М. и акведуков. Частично сохранившиеся каменные М. имели сплошные, преимущественно полуциркульные, своды небольших пролётов и быки, ширина которых достигала ¹ /₃ —¹ /₂ пролёта. Строили также и лёгкие деревянные М. на сваях или наплавные М., нередко применявшиеся в военных целях. В эпоху средневековья развитие городов и расширение торговли вызвали необходимость сооружения многих М.; к этому периоду относятся несколько уникальных каменных М., имевших значительные пролёты,

более пологие своды и меньшую ширину опор (например, М. Треццо через р. Адда в Италии с пролётом 72,25 м ).

В России М. известны с древнейших времён. «Повесть временных лет» сообщает о постройке М. в середине 10 в. В летописи упоминается наплавной М. через р. Днепр в Киеве (1115). Сооружались и балочные деревянные М. на опорах в виде срубов из брёвен, заполненных камнем (ряжи). Широкое развитие строительство М. (главным образом каменных) получило в Армении и Грузии.

В 16—17 вв. развивались сухопутные и водные пути сообщения. Для пропуска судов требовались М. с большими пролётами. В 18 в. пролёт деревянных М. на каменных опорах достигает 119 м (М. через р. Лиммат в Германии). Выдающимся достижением того времени явился проект деревянного арочного М. пролётом 298 м через р. Неву, составленный талантливым русским механиком-самоучкой И. П. Кулибиным . С конца 18 в. в мостостроении начинают применять металл. Первый металлический (чугунный) М. был построен в Великобритании через р. Северн в 1779. Он имел пролёт около 30 м , перекрытый чугунными арками. Чугунные арочные М. получили распространение и в др. странах, в том числе в России. Один из таких М., построенный в Петербурге в 1850 русским инженером С. В. Кербедзом (ныне М. лейтенанта Шмидта), состоял из 7 пролётов по 45—47 м .

В 1-й половине 19 в. было сооружено несколько крупных висячих М. (с железными цепями) пролётами, достигавшими 265 м . Однако вследствие своего конструктивного несовершенства и недостаточной жёсткости многие из них разрушились от действия ветра или от нарастания амплитуды колебаний при проходе большого количества людей, идущих в ногу (явление резонанса). В середине 19 в. начали строить балочные стальные М. Одним из первых был ж.-д. М. «Британия», построенный в Великобритании инженером Р. Стефенсоном. М. имел пролётные строения в виде двух неразрезных балок трубчатого поперечного сечения пролётами 70 и 140 м . В этот период при проектировании и строительстве М. проводились первые опыты по их моделированию. Получает развитие теория расчёта М. Большое значение имели исследования русского инженера Д. И. Журавского , разработавшего методы расчёта раскосных ферм, балок на поперечную силу и построившего несколько крупных М. на железной дороге Петербург — Москва.

Во 2-й половине 19 в. основным типом М. становится стальной М. с балочным пролётным строением, причём для средних и больших пролётов нередко применяются сквозные фермы. В создании новых конструкций и форм пролётных строений и совершенствовании их расчёта большая заслуга принадлежит русской школе мостостроения и, в частности, профессорам Н. А. Белелюбскому и Л. Д. Проскурякову . Построенный в 1875—81 по проекту Белелюбского М. через Волгу у Сызрани длиной 1443 м (13 пролётов по 111 м ) был в то время крупнейшим в Европе.

В 20 в. рост промышленного производства и совершенствование строительного дела обусловили дальнейшее развитие мостостроения; значительно увеличиваются пролёты, перекрываемые стальными пролётными строениями. Строятся такие крупные сооружения, как балочный консольный М. через р. Св. Лаврентия в Квебеке (1917) пролётом 549 м (Канада), арочный М. через пролив Килл-Ван-Калл в Нью-Йорке (1931) пролётом 503,8 м (США). В 1937 был построен висячий М. через пролив Золотые Ворота в Сан-Франциско (США) с главным пролётом длиной 1280 м .

В СССР сооружены крупные металлические М.: через Волгу у Горького и Саратова (1935), через Днепр у Запорожья (по проектам Н. С. Стрелецкого ) и др. Благодаря работам Е. О. Патона в мостостроении всё шире стала применяться автоматическая сварка при изготовлении и монтаже конструкций пролётных строений.

С начала 20 в. получили значительное распространение железобетонные М. Железобетон применялся в основном для балочных пролётных строений пролётами до 50 м и для более крупных арочных пролётных строений (пролёты последних превышали 250 м ). В 30-х гг. в СССР был построен ряд уникальных арочных М. из монолитного железобетона (например, М. через р. Москву у Воскресенска, М. им. Володарского через Неву в Ленинграде, Москворецкий М. в Москве и др.). В начале 40-х гг. начинают применять сборные железобетонные конструкции. После Великой Отечественной войны сооружено несколько большепролётных железобетонных арочных М., в том числе М. через р. Днепр пролётом 228 м . В СССР большой вклад в науку и практику мостостроения внесли Г. П. Передерий , Стрелецкий, Г. К. Евграфов , Е. Е. Гибшман и др.; за рубежом — Э. Фрейсине , Ф. Леонхардт, Р. Майяр , Р. Моранди и др.

Конструктивные формы современных мостов. В современном мостостроении основные конструкции металлических М. выполняются из мягких и низколегированных сталей; в отдельных случаях — из сплавов алюминия. Для конструкций ж.-д. металлических М. с пролётами до 80 м и М. на автомобильных дорогах с пролётами до 300 м обычно применяют сплошные металлические балки постоянной или переменной высоты. Главные балки соединяют между собой связями. Сверху на балках укладывают железобетонную плиту проезжей части. Плиту соединяют (специальными упорами) с металлическими главными балками, обеспечивая тем самым их совместную работу и, следовательно, экономию металла в конструкции (такие М. называют сталежелезобетонными, рис. 3 ). Применяют также коробчатые главные балки, которые выполняют из стальных листов, подкрепленных изнутри продольными рёбрами и поперечными диафрагмами . Плиту проезжей части на таких балках делают железобетонной или металлической. Эти пролётные строения экономичны, легки и жёстки, что даёт возможность применять их при значительных пролётах (до 300 м ). Металлические пролётные строения в виде сквозных ферм могут применяться для больших пролётов (свыше 500 м ). Сквозные фермы более экономичны, но сложнее в изготовлении и сборке, чем сплошные балки. Для устройства ж.-д. пути или автопроезда между фермами укладывают продольные и поперечные балки проезжей части, а по ним железобетонную плиту проезжей части или ж.-д. путь.

Металлические арочные М. сооружают для перекрытия пролётов до 500 м (при наличии прочных грунтов в основании). Чаще всего их строят в гористой местности. Один из крупнейших арочных М. (М. через р. Влтава в Чехословакии, 1967) имеет пролёт около 320 м .

Для перекрытия пролётов, превышающих 1000 м (например, при пересечении устьев глубоких рек, морских заливов и проливов, где строительство большого числа опор сложно и неэкономично), строят висячие М. Кабели их выполняют из высокопрочных стальных проволок, расположенных параллельно или свитых в тросы. Пилоны висячего М. обычно коробчатые, металлические, иногда их делают железобетонными. Наибольший пролёт (1298 м ) имеет висячий М. через бухту Веррацано-Нарроус (США, 1964).

Вантовые М. находят всё большее применение при пролётах 150—350 м . Ванты, поддерживающие балку жёсткости, могут сходиться к вершине пилона или проходить параллельно друг другу. Используют и несимметричные однопилонные схемы (М. через р. Рейн в Кёльне, 1959). Двутавровые или коробчатые балки жёсткости висячих и вантовых М. располагают в плоскостях подвесок или вант. Для крупных пролётов (более 500 м ) главные балки заменяют сквозными фермами.

Железобетонные М. подразделяют на монолитные и сборные. Монолитные М. бетонируют на месте строительства; сборные М. возводят из отдельных частей, изготовленных на специализированных заводах железобетонных конструкций или на приобъектных полигонах. Балочные железобетонные М. обычно имеют плиту проезжей части с тротуарами, поперечные балки (диафрагмы) и главные балки. Плита проезжей части входит в состав главных балок. В СССР широко применяют сборные пролётные строения из отдельных балок, перекрывающих весь пролёт и соединяемых между собой посредством бетонирования швов плиты проезжей части и диафрагм, сваркой металлических закладных деталей и т. п. Если арматура балок предварительно напряжена, то сами балки могут быть расчленены по их длине на отдельные блоки, доставляемые к месту строительства с заводов. Натянутая арматура обжимает эти блоки, превращая их в балку.

Большое распространение получили неразрезные консольные и рамные железобетонные М. пролётами 50—200 м . Главные балки таких М., как правило, коробчатые. Для навесных способов сооружения М. наиболее рациональны рамно-подвесные и рамно-консольные системы, т. к. для ригелей Т-образных рам, как при монтаже, так и при эксплуатации, растяжение возникает у верхней грани и требуется установка только верхней арматуры. Для неразрезных балок необходима установка и нижней арматуры, что значительно усложняет работы. С др. стороны, в неразрезных балках нет переломов профиля, поэтому в современных М. наметилась тенденция к более широкому применению неразрезных балок. В практике мостостроения имеются примеры возведённых железобетонных М. с пролётными строениями в виде сквозных ферм. Однако сложность соединения железобетонных элементов в узлах ферм ограничивает область их использования.