Висячие (подвесные) мосты

Полунавесной монтаж пролетного строения с обоих берегов

При выборе способа производства работ по монтажу главного стального пролетного строения были сопоставлены три варианта:

1. Монтаж пролетного строения на низких сплошных подмостях с последующим подъемом укрупненных до полной длины главных балок при помощи четырех временных башен;
2. Продольная надвижка с обоих берегов со стыковкой посередине пролета с устройством временных опор в крайних пролетах;
3. Полунавесной монтаж пролетного строения с обоих берегов.

Для производства работ был принят третий вариант, требующий меньше вспомогательных сооружений и не зависящий от режима реки. Металлическое пролетное строение собирали кранами типа ДК-45/60, которые передвигали к середине моста с каждого берега.

По условиям пропуска крана по металлическому пролетному строению были определены зоны работы крана с различными грузами и заранее размечены стоянки кранов при сборке моста. После установки крана на очередную стоянку зоны грузоподъемности выносили в натуру на местность и закрепляли вешками.

При монтаже пролета строго следили за положением крюка крана и массой поднимаемых грузов относительно размеченных зон грузоподъемности. При сборке металлического пролетного строения краны сдвигали от оси моста на 1,88 м в низовую сторону. Стрелы кранов удлиняли до 32 м

Для сборки пролетного строения главного пролета были изготовлены временные монтажные опоры из труб сечением 1020 х 10 мм с устройством фундаментов из монолитного бетона на скальном основании. Крайние опоры — плоские, качающиеся, средние опоры — пространственные, рассчитанные на восприятие возникающих при сборке горизонтальных усилий.

Высота крайних опор — 20 — 25 м, средних — 45 м. Опоры монтировали кранами, установленными на пролетном строении, с подачей их элементов вниз, укрупнением там в монтажные блоки массой до 25 — 30 т и установкой краном типа ДК-45/60 в проектное положение.

Металлическое пролетное строение было разбито на монтажные блоки соответствующие грузоподъемности кранов (при длине крайних блоков 22,3 м и остальных блоков 8— 15 м масса составляла соответственно 28,5 и 15 т). Масса плиты блока до 6,2 т. Рамное пролетное строение монтировали в такой последовательности.

Устанавливали крайние временные опоры, на них — крайние блоки главных балок и закрепляли их, потом ортотропные плиты проезжей части вначале средние, затем — крайние. После сварки балок и плит проезжей части кран передвигали на следующую стоянку на монтаж средних опор, а затем — предварительно собранных внизу элементов наклонных ног (подкосов). Подпяток ноги одним концом устанавливали на опорные части их фундаментов, а другим — на столики средних временных опор.

Пролетное строение монтировали навесным способом со сваркой монтажных стыков с соответствующей передвижкой на намеченные стоянки сборочного крана

Схема монтажа металлического пролетного строения (р. Смотрич, Каменец — Подольский

1-4 временные опоры

Замыкание среднего пролета выполнили с прирезкой по месту среднего блока, изготовленного на заводе с припуском 60 мм. Температурные деформации приводили к изменению зазора между консолями пролетного строения до 35 — 40 мм в течение суток. Для уменьшения влияния температурных деформаций замыкание выполняли в 4 ч утра.

Замыкающий блок был обрезан на длину, соответствующую этому времени суток, установлен на место, и зазоры в стыках зафиксированы установкой временных горизонтальных ребер. Пояса и вертикальные стенки сваривали одновременно с обеих сторон. После первой заварки стыков замыкающего верхового блока главной балки пролетное строение, благодаря своей жесткой конструкции, стало работать как единое целое.

Пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками

В сварном мостостроении нашли распространение пролетные строения со сплошностенчатыми главными балками. Этому способствовали следующие их особенности:

• сплошные главные фермы наиболее приспособлены к технологии заводской сварки, при этом эффективно используется автоматическое оборудование, так как швы ферм удобно расположены, непрерывные, прямолинейные и большой протяженности;
• существенно сокращается количество монтажных элементов и стыков, что имеет важнейшее значение для цельносварных мостовых конструкций;
• монтажные элементы сплошных одностенчатых главных балок наиболее удобны для транспортирования;
• пролетные строения наиболее соответствуют современным пространственно работающим системам и позволяют эффективно использовать материал конструкций с соблюдением принципов концентрации металла, совмещения функций и использования материалов с повышенными механическими характеристиками;
• мосты в наибольшей степени отвечают требованиям эстетики и позволяют легко вписать сооружение вокружающий ансамбль.

Сталежелезобетонные пролетные строения

Наиболее распространенным типом стальных мостов со сплошно стенчатыми балками являются сталежелезобетонные пролетные строения с пролетами в неразрезных системах до 84 м.

В последние годы запроектированы унифицированные типовые проекты сварных сталежелезобетонных пролетных строений с монтажными стыками на сварке и на высокопрочных болтах разрезные и неразрезные.

Для использования несущей способности железобетона проезжей части предусматривается обжатие растянутых опорных участков неразрезных строений пучками предварительно напряженной арматуры, либо домкратами, либо заданием на монтаже предварительного напряжения выгибом стальных главных балок.

Сталежелезобетонные объединенные балки нашли применение также и в комбинированных системах, как их составные элементы:

• комбинированные пролетные строения типа балок с подпружными арками;
• комбинированные вантовые системы с воспринятым распором, создающим обжатие железобетонной проезжей части и т. п.

Конструкция неразрезных мостов

Железобетонные неразрезные мосты получили широкое применение и имеют существенные экономические, эксплуатационные и эстетические преимущества.

Неразрезные балочные пролетные строения имеют меньшие, чем разрезные, величины изгибающих моментов в пролете, а значит, и меньшую высоту и размеры поперечного сечения главных балок. Возможность наиболее рационального изменения высоты балок по пролету существенно уменьшает общий объем железобетона в конструкции.

В перазрезной системе обычно достигается также экономия в объеме опор за счет размещения на промежуточных опорах только по одной опорной части (по фасаду моста) вместо двух при разрезных системах. Кроме того, вертикальное опорное давление от неразрезного пролетного строения пере­дается на опору центрально и вызывает в сечениях опоры равпомерно распределенные сжимающие напряжения.

Отсутствие поперечных деформационных швов, вредно влияющих на развитие скоростного движения на современных автомобильных дорогах, является важным преимуществом неразрезных систем с точки зрения эксплуатации.

В неразрезной конструкции деформации значительно меньшие, чем в конструкции с шарниром типа рамно-консольных или рамно-подвесных.

Как известно, в мостах с центральным шарниром возникают большие вертикальные перемещения концов консолей от воздействия совокупности различных деформаций материалов. Опыт показал, что наличие шарнира в середине пролетов вызывает постепенно нарастающие прогибы концов консолей в течение первых лет службы сооружения. Эти прогибы создают переломы в продольном профиле моста.

Применение балок постоянной высоты в ряде случаев позволяет придать железобетонным неразрезным мостам особую стройность и архитектурную законченность, удовлетворяющую повышенные эстетические требования, особенно, если промежуточные опоры приняты тонкостенными или гибкими.

Наиболее важным технологическим преимуществом балок постоянной высоты является возможность значительного упрощения производства работ при сооружении монолитных неразрезных пролетных строений мето­дом навесного и попролетного бетонирования, а также возможность строительства сборных мостов с пролетами от 40 до 100 м из серийных блоков.

К достоинствам неразрезных систем следует также отнести возможность использования их в сложных условиях при сооружении мостов и эстакад в больших городах и на автострадах, проложенных в гористой местности.

В поперечном сечении неразрезные пролетные строения длиной до 30— 40 м состоят, как правило, из одной или двух коробок.

В качестве рабочей арматуры в неразрезных пролетных строениях применяют пучки из высокопрочной проволоки, стальные канаты и высокопрочную стержневую арматуру. Рабочую арматуру располагают по плите или в каналах, образованных в плите и стенках балки.

К недостаткам неразрезных систем относится необходимость устройства достаточно надежных и жестких оснований опор, а также большая сложность и трудоемкость арматурных работ.

К числу наиболее крупных неразрезных мостов, сооруженных в СССР и за рубежом, следует отнести мост им. Александра Невского через р. Неву в Ленинграде с пролетами до 123 м, мост через р. Москву у Нагатино с русловым пролетом 114 м, мост Олерон-Континент (Франция) общей длиной 2862 м с максимальными пролетами по 79 м, через р. Рейн у Бендорфа (ФРГ) с центральным пролетом 208 м.

Неразрезная конструкция принята в русловой части моста через р. Вол­гу в Саратове. При общей длине моста около 2800 м судоходная часть главного русла реки перекрыта пятипролетным неразрезным решетчатым строением по схеме 106 + 3 X 166 + 106 м.

В военной инженерии

Запрос «» перенаправляется сюда. На эту тему нужно создать отдельную статью (см. ).

Подъёмный мост — постройка, прикреплённая к барбакану и служащая переправой через крепостной ров, окружающий укрепление. Широко использовался в Средневековье при обустройстве крепостей и замков. Самый древний тип разводного моста.

Понтонный мост

Немецкие сапёры строят мост через реку Прут

До последнего времени водные преграды, в первую очередь реки представляют собой серьёзное препятствие для продвижения сухопутных войск. В связи с этим захват противником или разрушение моста при явной угрозе его захвата остаются важными военными операциями не только тактической, но и стратегической значимости. Для обеспечения наведения переправ или временных мостов, а также их восстановления в армиях создаётся особый вид войск — сапёрные части, выполняющий широкий круг работ по оборудованию местности.

Транспорт

Мосты являются крупным железнодорожным и автомобильным узлом направлений на Гродно, Волковыск и Лиду. Через город проходят железнодорожные линии Лида — Мосты — Волковыск и Гродно — Мосты, автодороги Щучин — Мосты — Волковыск, Мосты — Слоним, Мосты — Гродно.

Велодвижение

Велодвижение в и Мостах, городах с численностью населения 16–17 тысяч жителей, заметно более активное, по сравнению с более крупными городами: тут на велосипедах по состоянию на год совершается около 8% поездок. В Мостах на пересечении улиц Советской и Ленина по утрам (8:00–9:00) на велосипеды приходится до 15% трафика. Для сравнения: в 1%.

Строительство опор мостов

Строительство опор

Строительство фундаментов опор

Устройство фундаментов мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения в сухих и маловлажных грунтах возводят в открытых котлованах. В подготовительный период завозят необходимое оборудование, проводят геодезические работы и планировку площадки.

№ стадии	Порядок работ
1	На первой стадии разрабатывают котлован с применением креплений или без креплений при плотных грунтах
2	На второй стадии устраивают фундаментную подушку, которая может бетонироваться на месте или собираться из сборных блоков, омоноличиваемых в стыках.
3	На заключительной стадии после готовности подушки фундамента проводится обратная засыпка котлована.

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

В строительстве мостов свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях, как правило, применяют железобетонные призматические сваи сечением 35х35 см и 40х40 см, длиной 6…18 м.

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС)

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС) сооружают путем устройства в грунте скважин с последующим заполнением их армированным бетоном. В мировой практике строительства БНС нашли широкое применение при больших нагрузках и большой глубине залегания прочных грунтов (до 120 м).

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках диаметром 1 м и более применяют для опор с плитой свайного ростверка и для безростверковых опор.

Глубина погружения оболочек может доходить до 70 м, а несущая способность до 200 тс и более. Сборные железобетонные оболочки заполняют монолитным бетоном или железобетоном.

Фундаменты опор на опускных колодцах

Фундаменты опор на опускных колодцах рименяют, если прочный грунт залегает на относительно небольшой глубине, но фундаменты мелкого заложения при этом будут слишком дорогостоящими, а свайные фундаменты нецелесообразны из-за недостаточной глубины забивки свай.

Строительство устоев и промежуточных опор

Возведение устоев

Устои могут иметь обсыпную (свайные, козловые, безростверковые) или необсыпную (с обратными стенками, с откосными крыльями) конструкцию. Под железобетонные пролетные строения длиной до 33 м и более обычно используют обсыпную козловую конструкцию устоев с фундаментами на забивных и буронабивных сваях.

Опалубка устоев

Щитовая опалубка устоя

Возведение пойменных опор

При отсутствии воды на пойме и маловлажных грунтах сваи забивают с поверхности грунта. Котлован разрабатывают экскаватором с узким ковшом для возможности выемки грунта между сваями. Головы свай срубают и арматуру заводят в тело ростверка.

Возведение русловых опор

Строительство русловых опор является наиболее сложной частью всего процесса возведения моста. Технология возведения русловых опор зависит от множества факторов, таких как природные условия строительной площадки, геологическое строение в русловой части, принятая конструкция фундамента, интенсивность ледохода.

Аварии и катастрофы

Катастрофа на Египетском мосту

Причиной самопроизвольного обрушения моста может стать его неправильная конструкция; архитектору при создании проекта моста следует всегда учитывать возможные природные катаклизмы, такие, как сильный ветер или землетрясение.

Самая ранняя известная крупная катастрофа произошла в 1297 году, когда во время битвы у моста Стирлинг (Великобритания) этот мост оказался перегружен атакующей тяжёлой конницей и обрушился.
Позднее от перегрузок обрушились ещё несколько мостов, в частности, мост Ярмуте, (Великобритания, 1845), а также Серебряный мост (США, 1967), «Мост Моранди» в Генуе (2018).

В XIX — начале XX века несколько аварий мостов произошло из-за резонанса, в который входил мост, когда по нему проходили войска: когда частота внешнего воздействия (шаг солдат в ногу) совпадает с собственной частотой колебаний моста — происходит резкое увеличение амплитуды колебаний моста, и конструкция моста не выдерживает этого. Из-за резонанса разрушились: мост в Анжере (Франция, 1850); Такомский мост (США, 1940).

Обрушение Такомского моста

Причиной обрушения может стать естественный катаклизм: в таком случае вина ложится на архитектора, создававшего проект, так как мостостроитель должен принимать во внимание возможность природных бедствий. Железнодорожный мост через Ферт-оф-Тей в Данди, Великобритания, обрушился в из-за сильного шторма, жертвами этой катастрофы стали 75 человек

В году лахар уничтожил мост через реку Вангаэху в Новой Зеландии, погиб 151 человек.
В году во время крупного землетрясения в Калифорнии обрушился виадук в Окленде (42 жертвы) и пострадал мост через залив Сан-Франциско: часть несущих конструкций обрушилась на проезжую часть, погиб один человек.

Нередки случаи террористических атак на мосты: их подрыв также является известным средством ведения партизанской войны. Крупнейшая катастрофа такого рода произошла в Индии в 2002, когда был подорван железнодорожный мост через реку Дхава, было убито 130 человек.

Резонанс

Резонансные явления могут вызывать необратимые разрушения в различных механических системах, например, неправильно спроектированных мостах. Так, в 1940 году разрушился Такомский мост в США, спроектированный без учёта ветровой нагрузки. Ранее, в 1905 году, рухнул Египетский мост в Санкт-Петербурге, когда по нему проходил конный эскадрон, причиной чего также считают резонанс, хотя расчётами это не подтверждается. Тем не менее, существует правило, заставляющее строй солдат сбивать шаг при прохождении мостов. 20 мая 2010 года в Волгограде . По официальной версии мост вошёл в резонанс под действием ветровых нагрузок. Однако больший резонанс со стороны Счётной палаты вызвали финансовые нарушения, допущенные при строительстве моста.

Схемы железобетонных предварительно напряженных пролетных строений

К числу наиболее характерных основных систем железобетонных предварительно напряженных пролетных строений, осуществленных в больших автодорожных и городских мостах, относятся следующие:

• Балочно-разрезные системы. Они явились развитием основного типа конструкций, применяемых в малых и средних мостах. Предельный по величине размер балочного пролета, достигнутый на постсоветском пространстве, составил 70,1 метр на эстакадной части моста через р. Волгу у Саратова.
• Балочно-консольные с центральным шарниром. Максимальный размер перекрываемого пролета 148 метров (мост через р. Москву у автозавода).
• Балочно-консольные с подвесными пролетами. Применение этой системы позволило в странах постсоветского пространства перекрыть пролет 131,6 м.
• Балочно-неразрезные с наибольшими пролетами до 166 метров (в русловой части моста через р. Волгу в Саратове).
• Рамно-консольные с центральным шарниром в середине пролета. Предельный по величине размер пролета, достигнутый в постсоветском пространстве, составил 124 м. на мосту через р. Волхов у Киришей.
• Консольно-неразрезные. Такая система с максимальным пролетом 79 м применена на мосту Олерон-Континент во Франции общей длиной более 2800 м.
• Рамно-консольные с подвесными пролетами. Максимальный размер перекрываемого пролета составил 148 метра (мосты через р. Волгу в Ярославле и Костроме).

Наибольшим из пролетов балочных и рамных железобетонных мостов является пролет моста через р. Рейн у Бендорфа. Главный пролет длиной 208 м перекрыт консолями ригелей двух Т-образных рам, соединенных шарниром, обеспечивающим свободу взаимного поворота и продольного перемещения. Береговые части ригелей каждой рамы оперты на три шарнирные опоры.

• Арочно-распорные. Наибольший пролет перекрытий в СССР 228 м (мост через р. Днепр в Запорожье).
• Арочно-консольные с максимальной длиной пролетов 117 и 123 м. Мосты через р. Москву у Химок и через р. Днепр в Киеве (рис. 1).

Рис.1
Арочно-консольный мост через р. Днепр в Киеве

Вантовые. Вантовое железобетонное пролетное строение пролетом 144 м было осуществлено в СССР при строительстве мостового перехода через гавань р. Днепр в Киеве (рис. 2).

Рис. 2.
Вантовый железобетонный мост через р. Днепр в Киеве.

Особенностью, отличающей этот мост от традиционных конструктивных форм железобетонных предварительно напряженных мостов является то, что для создания сжимающих напряжений в бетоне главных балок использованы внутренние силы самой системы — распор вант. Эти обжимающие усилия создаются собственным весом пролетного строения и временной нагрузкой, находящейся на нем. Больше об вантовый железобетонный мост через гавань.

Комбинированные. Примером могут служить пролетные строения моста через р. Москву в районе Лужников с пролетами 45 + 108 + 45 м, представляющие собой железобетонную сборную предварительно напряженную конструкцию в виде трехпролетной неразрезной системы с подъемистой аркой в среднем пролете и полуарками в крайних пролетах, замкнутую балкой-затяжкой, расположенной на уровне средней трети стрелы подъема главной арки. Стальные канаты закреплены по концам балок и полуарок и создают предварительное напряжение конструкции.

В строительстве железнодорожных мостов для перекрытия средних и больших пролетов применяется пока ограниченное количество систем пролетных строений из железобетона. Пролеты до 33 м. перекрываются балочными разрезными пролетными строениями из цельноперевозимых предварительно напряженных железобетонных балок. Для больших пролетов в железнодорожных мостах в некоторых случаях применяют арочные монолитные или сборные железобетонные пролетные строения.

Схемы пролетных строений для железной дороги

В СССР в опытном порядке разработаны и построены под железную дорогу сборные предварительно напряженные пролетные строения следующих систем:

• рамно-консольное с ездой поверху, пролетом 52 м, возведенное на городском четырехпутном путепроводе через Московский проспект в Ленинграде;
• типа арки с затяжкой с пролетами 44;
• 55 и 66 м. с ездой понизу;
• балочной конструкции с ездой понизу пролетом 55 м. с фермами трех типов:
• раскосной решетчатой системы;
• треугольной решеткой, собранной из плоских элементов сплошного сечения,
• треугольной решеткой, собранной из трубчатых центрифугированных элементов).
• Железнодорожные предварительно напряженные железобетонные мосты трехпролетной неразрезной системы с пролетами до 54 м. сооружены в Чехословакии с применением метода навесного монтажа.

Однако в целом следует отметить, что пролетные строения из предварительно напряженного железобетона пролетами более 33 м. под железную дорогу находятся еще в стадии освоения.

Этапы строительства виадука Мийо

1-й этап. Сооружение промежуточных опор

Опоры имеет сложную геометрию, сужающую к верху с вертикальными щелями для создания теней.

Опора виадука Мийо — stroyone.com

Опоры сооружали при помощи вертикальной самоподъемной опалубки. 16 тис тонн арматуры ушло на строительство виадука Мийо. Общая высота опор больше киллометра. Секции для бетонирования равная по высоте 4 м. Форму опалубки приходилось менять больше 250 раз.

Опора виадука Мийо — stroyone.com

Длина всех арматурных стержней ровен 4000 км это расстояния от виадука до центральной африки. Если допустят ошибку при бетонировании на 10 см то опора не сойдется на 10 см. В строительстве опор использовали GPS навигацию, ошибка измерения 4мм, погрешность сооружения опоры в плане 2 см.

День просрочки строительства виадука Миллау стоит подрядчику 30 тис долларов. Нумерация 7 опор начинается с севера долины.

200 тис тонн бетона для сооружения виадука.

2-й этап строительства. Продольная Надвижка

Продольная надвижка пролетного строения весом 36 тис тонн на рекой Тарн на высоте 270 м. Пролетное строение виадука Мийо запроектировано с стали общей длиной 2,5км. Компания, которая занималась изготовлением пролетного строения была фирма Ейфель.

Компания изготовила 2200 блоков пролетного строения весом до 90 тонн, длина некоторых достигала 22 м в длину. Точность при изготовлении достигалась с помощью лазера. Была полностью автоматизирована резка метала с применением плазменного резака, каждая деталь с сложной геометрией вырезаласть без проблем. Температура резака достигала 28 тис градусов по цельсию.

Надвижка пролетного строения выполнялась с двух сторон, и должны соединения над рекой Тарн. Для продольной надвижки виадука применили аванбек (приемная консоль для наезда на временную опору и капитальную опору ) и пилон для дополнительной жесткости пролетного строения.

Временные опоры были высотой 170 метр, конструкция которых состояла с сварных секций металлических труб. Опоры должны были выдержать 7000 тис тонн 90 метрового пилона и части мостового полотна. Технология надвижки. На капитальных опорах устраивают толкающие устройств по 4 комплекта на каждую опору. Каждые 4 минуты конструкция перемещалась на 600 мм.

4 этап строительства виадука. Монтаж вантов

Ванты виадука должны удерживать дорожное полотно весом около 40 тис тонн. Конструкция вантов виадука состоит с 154 троса. Трос состоит  с 91 каната которые выдерживает 25 тис тонн.

5 этап строительства виадука. Укладка асфальта

Покрытие асфальтом добавит к общему весу конструкции еще 10 тис тонн. Прогиб 26 см после заезда 28 груженых самосвалов с общим весом 900 тонн. Самый высокий мост в мире рассчитывался на прогиб 54 см.

Самый длинный подвесной мост в мире, самое высокое шоссе, самый высокий 343 метровый мост на землей