МОСТ

МОСТ сооружение, прокладывающее
путь над препятствием. Различают M.: по виду преодолеваемого препятствия
- M. через реки и др. водотоки (собственно M.), через дороги (путепроводы),
через
овраги и ущелья (виадуки, эстакады); по роду прокладываемого пути
(по назначению) -железнодорожные мосты, автодорожные мосты, городские
мосты, пешеходные мосты, M. для совмещённого движения транспорта, для
пропуска водных путей (M.-каналы), для целей водоснабжения (акведуки),
для
пропуска газо- и нефтепроводов; по материалу осп. частей - деревянные
мосты, каменные мосты, железобетонные мосты, стальные мосты.

Стоимость возведения M. составляет
до 15% общих затрат на строительство дороги, а на современных скоростных
автомагистралях л более. К M. предъявляют особые требования в отношении
их прочности, надёжности и долговечности. Наряду с этим конструкции M.
должны отвечать требованиям индустриального изготовления и механизированного
возведения и, следовательно, обеспечивать быстрые темпы стр-ва при высоком
качестве выполнения работ.

M., как правило, состоит из пролётных
строении и опор. На пролётном строении моста расположены
проезжая часть для транспорта, пешеходные проходы, трубопроводы. Различают
пролётные строения речные (над судоходной частью реки) и береговые (над
остальной её частью). Проезжая часть на пролётном строении может быть расположена
ниже осп. несущих конструкций (езда понизу) или выше последних (езда поверху).
Возможно и среднее расположение проезжей части (езда посередине). Промежуточные
опоры M. наз. быкам и, а концевые - устоями. С помощью устоев осуществляется
сопряжение M. с насыпями подходов. Нагрузки на опоры от пролётного строения
передаются через опорные части. Встречаются системы M. (напр., рамные),
в к-рых пролётное строение составляет одно целое с опорой (в таких случаях
опорные части не устраивают).

Осн. размеры M. (рис. 1): полная длина
L:
расчётные
пролёты пролётных строений, измеряемые между центрами их опирания l,
l,
lпролёты в свету между опорами
l,
l ширина проезжей части н тротуаров.
Положение конструкций по высоте характеризуется отметками (высотами над
условным горизонтом) уровня проезда (УП), горизонта меженных (низких) вод
(ГМВ), горизонта высоких вод (ГВВ), подошв фундаментов опор (ПФ). Длина
M. через водотоки зависит от отверстия M.- суммы пролётов в свету между
опорами за вычетом т. н. конусов насыпи. Отверстие M. определяется гидравлпч.
расчётами.

Высота M. (отметка УП), а также пролёты
в свету для гл. пролётов M. через судоходные реки обычно определяются условиями
пропуска судов. Для путепроводов длина пролётов в свету н отметка УП определяются
габаритом нижележащей дороги. В остальных случаях уровень проезжей части
обычно назначается по условиям трассирования дороги, проходящей по M.;
число н длина пролётов выбираются, исходя из наименьшей стоимости M., на
основании сравнения неск. вариантов.

Рис. 1. Схема моста: / - речное пролётное
строение; 2 - береговые пролётные строения; 3 - проезд; 4
-
быкп; 5 - устои; 6 - опорные части.

Рис. 2. Системы мостов: а - с неразрезной
балкой; 6 - балочно-консольная; в - арочная; г - комбинированная
(безраспорная арка с затяжкой); д - рамная; е - рамно-подвесная;
ж - висячая; з - вантолая; / - шарнир; 2 - арка; 3 - надарочное
строение; 4 - затяжка; 5 - стойка; 6 - ригель; 7 - кабель;
8 - пилон; 9 - подвески; 10 - балка жёсткости;11 - анкерная
опора; 12 - ванты.

Ширина проезжей части и служебных тротуаров
(габарит M.), а также ширина и высота свободного пространства под M. (с
у доходны и габарит) должны обеспечивать пропуск сухопутного и водного
транспорта ожидаемой интенсивности. В СССР ширина проезжей части M. под
один ж.-д. путь составляет 4,9 м (включая служебные тротуары). Для
M. под автомоб. дорогу ширина проезжей части назначается в зависимости
от числа полос движения автомобилей (при ширине одной полосы 3,5-3,75 м).

По системе осн. конструкций различают
балочные
мосты, арочные мосты, рамные мосты, висячие мосты, ваитовые мосты, комбинированные
M. Особую группу образуют наплавные мосты, разводные мосты и сборно-разборные
M.

Балочные M. имеют пролётные строения
с несущими конструкциями в виде сплошных балок или сквозных ферм: простых,
псразрезных (рис. 2, а) или консольных, с выходящими в соседний
пролёт концами (консолями), соединёнными с помощью шарниров или подвешенных
к ним простых балок (рис. 2, б). Неразрезные балки по сравнению
с простыми несколько сложнее по конструкции, однако они экономичнее и обеспечивают
более плавный профиль проезда по M., что особенно важно при высоких скоростях
движения.

Арочные M. (рис. 2. в) требуют
(по сравнению с балочными) меньших затрат материалов на пролётные строения.
С другой стороны, опоры арочных M. в конструктивном отношении должны быть
достаточно развиты для восприятия горизонтальных сил, н поэтому стоимость
их возведения обычно выше.'чсм опор балочпых M. Применением затяжки (рис.
2, г) можно освободить опоры от действия распора, но в этом случае
возрастают затраты на устройство пролётного строения.

Рамные M. имеют опоры (колонны, стойки),
жёстко соединённые ригелями с пролётными строениями. Ригель может быть
соединён с неск. стойками (рис. 2, д). В совр. мостостроении получили
также распространение M., состоящие из отд. Т-образных рам, соединённых
шарнирами (рампо-консольные M.) или балками, подвешенными к концам ригелей
(рамно-подвесные M., рис. 2, е).

Висячие M. (рис. 2, ж) по своей
работе схожи с арочными, по в отличие от последних несущий элемент висячих
M. расположен выпуклостью вниз и растянут, а распор действует па опоры
в направлении внутрь пролёта. К висячим M. близки по своим конструктивным
особенностям вантовые M. (рис. 2, л).

В несущих конструкциях M. комбинированных
систем используют совместно части M. разных типов (напр., балочных
н арочных).

Историческая справка. Капитальные M.
начали строить в эпоху рабовладельч. общества. В Др. Риме, имевшем развитую
сеть дорог (их общая протяжённость составляла ок. 75 тыс. км), было
сооружено много каменных и деревянных M. н акведуков. Частично сохранившиеся
кам. M. имели сплошные, преимущественно полуциркульные, своды небольших
пролётов н быки, ширина к-рых достигала 1/3-1/2 пролёта. Строили также
и лёгкие деревянные M. на сваях или наплавные M., нередко применявшиеся
в воен. целях. В эпоху средневековья развитие городов и расширение торговли
вызвали необходимость сооружения многих M.; к этому периоду относятся неск.
уникальных кам. M.. имевших значит, пролёты, более пологие своды и меньшую
ширину опор (напр., M. Трсццо через р. Адда в Италии с пролётом 72,25 м).

В России M. известны с древнейших времён.
"Повесть временных лет" сообщает о постройке M. в сер. 10 в. В летописи
упоминается наплавной M. через р. Днепр в Киеве (1115). Сооружались ц балочные
деревянные M. на опорах в виде срубов из бревен, заполненных камнем (ряжп).
Широкое развитие строительство M. (гл. обр. каменных) получило в Армении
и Грузии.

В 16-17 вв. развивались сухопутные
и водные пути сообщения. Для пропуска судов требовались M. с большими пролётами.
В 18 в. пролёт деревянных M. на кам. опорах достигает 119 м (M.
через р. Лиммат в Германии). Выдающимся достижением того времени явился
проект деревянного арочного M. пролётом 298 м через р. Неву, составленный
талантливым рус. механиком-самоучкой И. П. Kyлибиным. С кон. 18
в. в мостостроении начинают применять металл. Первый металлич. (чугунный)
M. был построен в Великобритании через р. Северн в 1779. Он имел пролёт
ок. 30 м, перекрытый чугунными арками. Чугунные арочные M. получили
распространение и в др. странах, в т. ч. в России. Одни из таких M., построенный
в Петербурге в 1850 рус. ннж. С. В. Кербедзом (ныпе M. лейтенанта
Шмидта), состоял из 7 пролётов по 45-47 м.

В 1-й пол. 19 в. было сооружено неск.
крупных висячих M. (с ж ел. 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 люден, идущих в ногу (явление
резонанса). В сер. 19 в. начали строить балочные стальные M. Одним из первых
был ж.-д. M. "Британия", построенный в Великобритании инж. P. Стефенсоном.
M. имел пролётные строения в виде двух неразрсзных балок трубчатого поперечного
сечения пролётами 70 и 140 м. В этот период при проектировании и
строительстве M. проводились первые опыты по их моделированию. Получает
развитие теория расчёта M. Большое значение имели исследования рус. инж.
Д. И. Журавского, разработавшего методы расчёта раскосных ферм,
балок на поперечную силу и построившего неск. крупных M. на ж. д. Петербург
- Москва.

Во 2-й пол. 19 в. осн. типом M. становится
стальной M. 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 рус. школе мостостроения и, в частности, проф. H. А. Белелюбскому
и
Л. Д. Проскуряковц. Построенный в 1875-81 по проекту Белелюоского
M. через Волгу у Сызрани дл. 1443 м (13 пролётов по 111 м) был
в то время крупнейшим в Европе. В 20 в. рост пром. пропз-ва и совершенствование
строит, дела обусловили дальнейшее развитие мостостроения; значительно
увеличиваются пролёты, перекрываемые стальными пролётными строениями. Строятся
такие крупные сооружения, как балочный консольный М_. через p. Cu. Лаврснтпя
в Квебеке (1917) пролётом 549 м (Канала), арочный Мчерез пролив
Кнлл-Ван-Калл в Нью-Йорке (1931) пролётом 503,8 м (США). В 1937
был построен висячий M. через пролив Золотые Ворота в Сап-Франциско (США)
с гл. пролётом дл. 1280 ч.

В СССР сооружены крупные металлич.
M.: через Волгу у Горького и Саратова (1935), через Днепр у Запорожья (по
проектам H. С. Стрелецкого) и др. Благодаря работам E. О.
Патона
в
мостостроении неё шире стала применяться автоматнч. сварка при изготовлении
и монтаже конструкций пролётных строений.

С нач. 20 в. получили значит, распространение
железобетонные M. 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. а СССР
был построен ряд уникальных арочных M. из монолитного железобетона (напр.,
M. через р. Москву у Воскресенска, M. им. Володарского через Неву в Ленинграде,
Москворецкий M. в Москве и др.). В пач. 40-х гг. начинают применять сборные
железобетонные конструкции. После Великой Отечеств, войны сооружено неск.
большепролётных железобетонных арочных M., в т. ч. M. через р. Дпепр пролётом
228 м. В СССР большой вклад в пауку и практику мостостроения внесли
Г. П. Передерни, Стрелецкий, Г. К. Евграфов, E. E. Гнбшман
и др.: за рубежом-Э. Фрейсине, Ф. Леонхардт, P. Майяр, P.
Моранди и др.



Конструктивные формы современных
мостов.
В совр. мостостроении осн. конструкции металлнч. M. выполняются из мягких
и низколегированных сталей; в отд. случаях - из сплавов алюминия. Для конструкций
ж.-д. металлич. M. с пролётами до 80 мм M. на автомоб. дорогах с
пролётами до 300 м обычно применяют сплошные металлич. балки постоянной
или переменной высоты. Гл. балки соединяют между собой связями. Сверху
на балках укладывают железобетонную плиту проезжей части. Плиту соединяют
(спец. упорами) с металлич. гл. балками, обеспечивая тем самым их совместную
работу и, следовательно, экономию металла в конструкции (такие M. наз.
сталсжслезобетонными, рис. 3). Применяют также коробчатые гл. балки, к-рые
выполняют из стальных листов, подкреплённых 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 значит, пролётах
(до 300 м). Металлич. пролётные строения в виде сквозных ферм могут
применяться для больших пролётов (св. 500 м). Сквозные фермы более
экономичны, но сложнее в изготовлении и сборке, чем сплошные балки. Для
устройства ж.-д. пути или автопросзда между фермами укладывают продольные
и поперечные балки проезжей части, а по мим железобетонную плиту проезжей
части или ж.-д. путь.

Металлич. арочные M. сооружают для
перекрытия пролётов до 500 л (при наличии прочных грунтов в основании).
Чаще всего их строят в гористой местности.

Рис. 3. Пролётное строение со сплошными
двутавровыми балками: 1- главные балки; 2 - железобетонная плита проезжей
части: 3 - покрытие проезда; 4 - тротуары; 5 - связи.

Один из крупнейших арочных M. (M. через
р. Влтава в Чехословакии, 1967) имеет пролёт ок. 320 м.

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

Байтовые M. 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 однопнлопиые схемы (M. через р. Рейн в Кёльне, 1959).
Двутавровые или коробчатые балки жёсткости висячих и ван-товых M. располагают
в плоскостях подвесок или вант. Для крупных пролётов (более 500 м) гл.
балки заменяют сквозными фермами.

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

Большое распространение получили неразрезные
консольные и рамные железобетонные M. пролётами 50-200 м. Гл. балки
таких M., как правило, коробчатые. Для навесных способов сооружения M.
наиболее рациональны рамно-подвесные и рамно-консолыше 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 неразрезиых балок необходима установка и нижней арматуры, что значительно
усложняет работы. С др. стороны, в неразрсзных балках нет переломов профиля,
поэтому в совр. M. наметилась тенденция к более широкому применению неразрезных
балок. В практике мостостроения имеются примеры возведённых железобетонных
M. с пролётными строениями в виде сквозных ферм. Однако сложность соединения
железобетонных элементов в узлах ферм ограничивает область их использования.

Арочные железобетонные M. со сплошными
сводами или отдельно стоящими арками применяют при пролётах от 50- 60."
до 200-300. В СССР арочные M., как правило, строят из сборного железобетона.
Сооружают также и арочио-консольные M., в к-рых 2 полуаркн, соединённые
поверху затяжкой, образуют Т-образную раму. Построен ряд крупных мостов
этой системы (напр., метро-М. в Киеве).

В связи с развитием автомоб. транспорта,
на автомоб. дорогах, особенно в городах, возводят сложные многоярусные
сооружения мостового типа - криволинейные в плане и профиле пересечения,
состоящие из железобетонных или стальных эстакад или путепроводов. Часто
криволинейные пролётные строения имеют коробчатое поперечное сечение.

Рис. 4. Погружение опор - железобетонных
оболочек - на строительстве моста.

Рис. 5. Перевозка на плаву секции моста.

Рис. 6. Навесной монтаж мостовых сквозных
ферм.

Опоры совр. металлич. п железобетонных
M. выполняют обычно из монолитного бетона или сборного железобетона (облегчённой
конструкции) на естеств. или свайпом основании.
Строительство мостов.

При сооружении M. наиболее трудоёмким
и дорогостоящим (до 50 % общей стоимости M.) является устройство
опор. В зависимости от гидрогеология, условий опоры сооружаются в открытых
котлованах пли путём погружения спай, массивных опускных колодцев,
кессонов и сборных железобетонных оболочек. В совр. строительстве
для опор малых п средних M. широко применяют железобетонные сваи, погружаемые
в грунт паровыми п дизельными молотами или элсктрич. вибропогружателями;
при возведении больших M. используют сборные трубчатые железобетонные оболочки
диаметром до 3 м, опускаемые способом вибропогружения (рис. 4) или
с применением бурения.

Сооружение пролетных строений ведётся,
как правило, способами, исключающими устройство сплошных подмостей в русле
реки. При малых п средних пролётах пролётные строения или крупные их части
устанавливают на опоры монтажными кранами грузоподъёмностью до 130 т.
Для
более крупных пролётов применяют метод сборки пролётного строения на берегу
с последующей передвижкой его или перевозкой па понтонах и установкой на
опоры (рис. 5). Наибольшее распространение получили т. н. навесные методы
сооружения пролётных строений с наращиванием конструкции от опоры в пролёт.
Для металлич. пролётных строении применяют навесной монтаж с помощью крана,
двигающегося по готовой части; элементы M. подаются под кран по пути на
собранном пролётном строении (рис. 6). Для железобетонных пролётных строений
способ п а в е сп о и сборки (разработанный в СССР) предусматривает изготовление
отд. элементов конструкции (блоков) на заводе, доставку их к месту монтажа
(как правило, по воде) и установку спец. кранами в проектное положение.
Швы между блоками заполняют цементным раствором; применяется также клеевое
соединение блоков. Нередко блоки стыкуют с помощью замыкающих балок,
устанавливаемых на место теми же кранами (рис. 7). За рубежом, наряду с
навесной сборкой, применяют метод навесного бетонирования: к готовой части
конструкции подвешивается скользящая опалубка, в к-рой бетонируют
участки пролётного строения, натягивая арматуру после твердения бетона.
Возведение висячих M. начинается с пилонов, затем подвешивают временные
кабели, с помощью к-рых производят навивку осн. кабелей M., после чего
монтируют подвески и балку жёсткости.

Строительство M. в СССР ведётся специализированными
организациями (мостостроит. отряды, поезда, колонны), оснащёнными соответств.
оборудованием, механизмами, кранами большой грузоподъёмности, инвентарными
вспомогат. конструкциями. Сооружение M., как правило, осуществляется индустриальными
методами; на месте обычно выполняется лишь сборка готовых конструкций.
Все вновь построенные M. подвергают испытаниям (на временные подвижные
нагрузки), к-рые производятся специализированными мостоиспытательпыми станциями.



Расчёт мостов производится преим.
по методу предельных состояний. Каждая часть M. (пролётные строения,
опоры) должна удовлетворять условиям прочности, деформативности и трещиностойкости
при действии на сооружение самого невыгодного сочетания нагрузок.

Pис. 7. Монтаж (замыкание пролёта)
рамного моста.

Различают 2 вида нагрузок, действующих
на M.: постоянные (собсти. вес M., предварит, напряжение арматуры); временные
(нес ж.-д. составов пли колонн автомобилей н толпы людей на тротуарах,
гусеничные или колёсные нагрузки, давление ветра, льда, навал судов на
опоры, удары проезжающего транспорта о рельсы или тротуары, силы, возникающие
при его внезапном торможении и др.). В сейсмич. районах учитывают инерционные
нагрузки, возникающие при землетрясении. Все расчётные нагрузки нормированы
с учётом существующего движения транспорта и перспектив его развития. Методы
расчёта M. основаны на достижениях математики, строит. механики, теории
сопротивления материалов и др. наук. При расчётах M. широко используются
ЭВМ.



Тенденции в развитии мостостроения.
Совр.
направление в строительстве M. характеризуется повышением степени использования
сборных конструкций и деталей заводского изготовления, внедрением индустриальных
методов произ-ва работ и механизации осп. технологич. процессов, дальнейшим
развитием конструктивных систем M. и увеличением их макс, пролётов.

При сооружении M. расширяется использование
высокопрочных сталей я лёгких сплавов, применение сварки взамен клёпки;
совершенствуются конструктивные формы пролётных строений за счёт применения
жёстких листовых коробчатых конструкций. В железобетонном мостостроении
всё большее значение приобретают применение тонкостенных конструкций из
высокопрочных бетонов, унификация и типизация сборных элементов пролётных
строений и опор, создание новых типов предварительно напряженных конструкции,
разработка типовых опалубок и монтажных агрегатов.

Лит.: Hадёжин Б. M., Мосты и
путепроводы в городах, M., 1964; Гибшман E. E., Проектирование деревянных
мостон, M., 1965; его же, Проектирование металлических мостов, M., 1969;
Eвграфов Г. К., Богданов H. H., Проектирование мостов, M., 1966; Строительство
мостов, M., 1966; Ильясевич С. А., Металлические коробчатые мосты, M.,
1970; Hазаренко Б. П., Железобетонные мосты, 2 изд., M-, 19711.

H. H. Богданов, М. E. Гибшман.



Архитектура мостов. Многие M.
являются выдающимися памятниками зодчества и ннж. пск-ва. В наиболее распространённых
до 2-й пол. 19 в. кам M. массивные устои и пролёты, созданные с затратами
большого количества строит, материалов, зрительно воплощали представление
об устойчивости, прочности и надёжности. В др.-рнм. M. было достигнуто
единство архитектуры н инж. иск-ва; выразительная архитектоника почти лишённой
декора, массивной многоарочиой конструкции придаёт M. характерное для др.-рим.
утилитарных построек выражение суровой мощи (мост Алькаптара через ущелье
р. Тахо в Испании, 98-106 н. э., строитель Гай Юлий Лацер). В конструкциях
металлических M. максимально используются физико-механические свойства
материалов (металл хорошо воспринимает растягивающие усилия). Благодаря
этому качеству металлич. М. стали менее грузными по сравнению с кам. M.
п приобрели важную художеств. особенность - ажурность силуэта (M. через
р. Дорув г. Порту и Португалии, 1881-85. инж. А. Г. Эйфель). Рациональные
по ннж. и архит. решению металлич. M. повлияли на стилистику архитектуры
20 в.

Большой пластической выразительностью
обладают железобетонные M.: динамичность и зрит, лёгкость форм нередко
придают своеобразное изящество крупным сооружениям (M. через р, Арв в Швейцарии.
1936, инж. P. Майяр). Значит, размеры, крупные формы и своеобразный силуэт
M. заметно влияют на арXIIT. облик города (напр., M. в Ленинграде, Праге,
Будапеште). Поэтому конструктивное и архит.-пространственное решение гор.
M. должно быть найдено с учётом конкретных условий его расположения,
окружающей природной и архит, среды. Особенно важной и сложной градостронт.
задачей является поиск гармонич. сочетания силуэта, масштаба и конструктивного
решения M. с давно сложившейся, нередко ценной в нсторико-художеств. отношении
застройкой старых городов. Примером удачного решения этих сложных проблем
является мост Александра Невского через р. Неву в Ленинграде (1965, инж.
А. С. Евдонин и др., арх. Ю. И. Синица и др.): повторяя стелющийся над
водой силуэт других невских мостов, он соразмерен масштабу реки и застройки
её набережных.

E. К. Иванова.