Для чего нужен железнодорожный висячий мост: Висячие мосты Томаса Телфорда

Висячий мост | это… Что такое Висячий мост?

Вися́чий мост — мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (кабелей, канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Висячие мосты часто называют «подвесными», однако в специализированной литературе по архитектуре и строительству термин «подвесной мост» не используется.

Висячие мосты находят наиболее удачное применение в случае большой длины моста, невозможности или опасности установки промежуточных опор (например в судоходных местах). Мосты такого типа выглядят очень гармонично, одним из наиболее известных и красивых примеров является мост Золотые Ворота, расположенный на входе в бухту Сан-Франциско.

Мост Золотые Ворота, Калифорния, США

Первый в Германии железный висячий мост. Нюрнберг.

Основные несущие тросы (или цепи) подвешивают между установленными по берегам пилонами. К этим тросам крепят вертикальные тросы или балки, на которых подвешивается дорожное полотно основного пролёта моста.

Основные тросы продолжаются за пилонами и закрепляются на уровне земли. Продолжение тросов может использоваться для поддержки двух дополнительных пролётов.

Под действием сосредоточенной нагрузки несущая конструкция может изменять свою форму, что уменьшает жёсткость моста. Для избежания прогибов в современных висячих мостах дорожное полотно усиливают продольными балками или фермами, распределяющими нагрузку.

Используются также конструкции, в которых дорожное полотно поддерживается системой прямолинейных канатов, закреплённых непосредственно на пилонах. Такие мосты называются вантовыми.

Содержание 1 Достоинства висячих мостов 2 Недостатки висячих мостов 3 Структура конструкции 4 Исторический очерк 5 Висячие мосты в России 6 Самые длинные висячие мосты 7 Другие висячие мосты 8 См. также 9 Примечания

Достоинства висячих мостов

• Основной пролёт можно сделать очень длинным при минимальном количестве материала. Поэтому использование такой конструкции очень эффективно при строительстве мостов через широкие ущелья и водные преграды. В современных висячих мостах широко применяют проволочные тросы и канаты из высокопрочной стали с пределом прочности 2—2,5 ГН/м², что существенно снижает собственный вес моста.
• Висячие мосты могут быть построены высоко над водой, что обеспечивает прохождение под ними даже высоких судов.
• Отсутствует необходимость ставить промежуточные опоры, что даёт большие преимущества, например, в случае горных разломов или рек с сильным течением.
• Будучи относительно податливыми, висячие мосты могут, без ущерба для целостности конструкции, изгибаться под действием сильного ветра или сейсмических нагрузок, тогда как более жёсткие мосты нужно строить более крепкими и тяжёлыми.

Недостатки висячих мостов

• Висячий мост, в принципе, представляет собой крыло^{[источник не указан 233 дня]}. И это требует при его конструировании и привязки к месту установки обязательного расчёта его аэродинамических свойств. Из-за недостаточной жёсткости моста может потребоваться перекрытие движения при штормовых погодных условиях (смотрите историю Такомского моста).
• Под действием сильного ветра опоры подвергаются действию большого крутящего момента, поэтому для них требуется хороший фундамент, особенно при слабых грунтах.
• Полотно моста сильно прогибается, если на одном участке сосредоточена нагрузка существенно больше, чем на других. Из-за этого висячие мосты реже используются в качестве железнодорожных, чем другие типы. Тем не менее, есть много примеров совмещения автомобильного и железнодорожного трафика (как правило, в разных ярусах) на висячем мосту: Манхэттенский мост в Нью-Йорке, Мост 25 апреля в Лиссабоне и мн. др.

Структура конструкции

Основные напряжения в висячем мосте — это напряжения растяжения в основных тросах и напряжения сжатия в опорах, напряжения в самом пролёте малы. Почти все силы в опорах направлены вертикально вниз и стабилизируются за счёт тросов, поэтому опоры могут быть очень тонкими. Сравнительно простое распределение нагрузок по разным элементам конструкции упрощает расчёт висячих мостов.

Севернский мост, между Англией и Уэльсом.

Под действием собственного веса и веса мостового пролёта тросы провисают и образуют дугу, близкую к параболе. Ненагруженный трос, подвешенный между двумя опорами, принимает форму т. н. «цепной линии», которая близка к параболе в почти горизонтальном участке. Если весом тросов можно пренебречь, а вес пролёта равномерно распределён по длине моста, тросы принимают форму параболы. Если вес троса сравним с весом дорожного полотна, то его форма будет промежуточной между цепной линией и параболой.

Исторический очерк

Идея применения гибких растянутых элементов растительного происхождения (лианы, бамбук) для перекрытия рек и ущелий возникла, очевидно, на заре человеческого общества. Имеются в достаточной мере достоверные исторические данные о постройке таких мостов в Древнем Египте, Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке.

О висячих мостах инков неоднократно сообщает в своих книгах Сьеса де Леон (1553):

«На каждом берегу реки установлено по два крупных могучих камня, добытые целиком с очень глубокими и крепкими основаниями, для наведения моста, сделанного из сплетенных в канат ветвей, наподобие веревок с помощью которых через колесо на водокачках добывают воду. И они настолько крепкие, что по ним могут пройти спущенные с поводов лошади, как если бы они шли по мосту Алькантары или Кордовы. Когда я переходил через него, он был в длину 166 футов.»

[1]

Путь Сьесы пролегал по дороге Инков (длиной 3000 км от Куско до Кито), где он встретил почти нетронутыми, и как будто вытянутыми в одну линию, архитектурные монументы и висячие мосты, техника натягивания которых опережала современную тогда инженерную мысль на несколько веков.^[2]

Переход от примитивных конструкций висячих мостов к современным системам относится к XVII—XVIII вв. и связан с именами испанца Веррантиуса, француза Пойе и англичанина Джеймса Финли. Последний получил на свою висячую систему патент в 1801 году.^[3].

Клифтонский мост близ Бристоля (инженер Изамбард Кингдом Брюнель, 1864).

Первые висячие мосты, оказавшиеся способными соответствовать современным требованиям, были построены в Северной Америке в конце XVIII столетия. Первый висячий мост был построен Джеймсом Финли в Пенсильвании в 1796 г. В начале XIX века в этом штате существовало уже довольно много таких мостов. Самым крупным из них был мост через реку Скулкил

(Schuylkill) близ Филадельфии. Британские инженеры последовали примеру американцев, в результате чего на протяжении первой четверти XIX века было построено много таких мостов и в Англии. Крупнейший из них — мост через Менай, соединяющий берег Уэльса с островом Англси, со средним пролётом 165 м был спроектирован и построен Томасом Тельфордом. Строительство велось с 1822 по 1826 гг.

В XX веке было построено большое количество висячих мостов, основные достижения технологии их строительства таковы:

• В 1929 г. в Детройте построен висячий мост Амбассадор длиной 564 м, вышедший на первое место среди всех систем мостов по длине пролёта, превзойдя Квебекский мост с пролётом 548 м (металлическая консольно-подвесная ферма).
• В 1931 г. построен мост Джорджа Вашингтона через Гудзон длиной 1067 м, — первый мост, превзошедший километровый пролёт, окончательно закрепивший превосходство висячих систем.
• В 1937 г. в Сан-Франциско построен мост Золотые Ворота, длина 1280 м, предмет национальной гордости американцев (на праздновании 50-летия моста в 1987 г. собралось 150 000 человек), получил много призов за красоту, особый эффект от оранжевого троса на фоне голубого океана.
• В 1965 г. в Нью-Йорке построен «Мост Верразано», длина 1298 м, — последний американский мировой рекорд, остающийся до сих пор рекордом Америки.
• В 1997 г. в Японии, между островами Сикоку и Хонсю построен мост Акаси-Кайкё, который дважды вошёл в книгу рекордов Гиннесса: как самый длинный подвесной мост — длина одного его пролёта составляет 1991 м — и как самый высокий мост, так как его пилоны поднимаются на 297 м, что выше девяностоэтажного дома.
  Общая же протяжённость этого уникального трехпролетного сооружения составляет 3910 м. Несмотря на огромные размеры моста, его конструкция достаточно прочна, чтобы выдержать порывы ветра до 80 м в секунду и землетрясения до 8 баллов по шкале Рихтера, которые нередки на Дальнем Востоке.

Висячие мосты в России

Строительство первых висячих мостов в России началось в 1820-х гг. Первый цепной мост был построен в Петербурге в парке Екатерингоф в 1823 году по проекту П. П. Базена. Это был небольшой пешеходный мост, с пролетом 15,25 м^[4]. В Петербурге строительство цепных мостов продолжалось всего несколько лет (1823 — 1826 гг.). Подобная конструктивная схема была использована Треттером при строительстве небольших мостов через Мойку, Канал Грибоедова и Фонтанку: Египетского, Пантелеймоновский, Почтамтского, Банковского и Львиного

[3].

Цепные мосты строились не только в Петербурге — в подмосковной усадьбе Кузьминки архитектором Д. И. Жилярди в 1825 году был построен цепной мост, аналогичный по конструкции пилонов Почтамтскому мосту. Инженер П. Я. Девитте в 1825 году построил в Москве через Яузу пешеходный мост с несущими кабелями из проволок^[5].

Висячий мост через Сейм в Дичне, Курская область.

В 1853 г. был построен мостовой переход через р. Великая в городе Остров — единственные цепные транспортные мосты середины XIX века, сохранившиеся на территории России^[6].

В 1934-1936 гг. был построен Ининский мост через р. Катунь — первый двухцепной висячий мост в мире^[7].

Одним из наиболее известных российских висячих мостов является Крымский мост через Москва-реку (1938 г., архитектор А. В. Власов, инженер Б. П. Константинов).

В России висячие мосты не получили такого большого развития, как в США, Англии, Франции, Японии и других странах. Во-первых, они появились в России значительно позже (1823 год). Отставание в этой области объясняется многими причинами, одна из которых заключается в отсутствии сравнительно больших водных преград, которые требовали бы строительства столь больших пролетов^[8].

Самые длинные висячие мосты

Основная статья: Список самых длинных висячих мостов

Длина моста считается по длине основного пролёта (свыше 1000 метров).

Мост Акаси-Кайкё между о.Хонсю и о.Сикоку, Япония

мост Цзин Ма, Гонконг

1. Мост Акаси-Кайкё, Япония. 1991 м, построен в 1998.
2. Мост Сихоумэнь, Китай. 1650 м, построен в 2009 (в эксплуатацию не сдан).
3. Мост Большой Бельт, Дания. 1624 м, построен в 1998.
4. Мост Жуньян, Китай 1490 м, построен в 2005
5. Мост Хамбер, Англия. 1410 м, построен в 1981 (был самым большим с 1981 до 1998).
6. Мост Цзянъинь, Китай, р. Янцзы. 1385, построен в 1997.
7. Мост Цзин Ма, Гонконг. 1377 м, построен в 1997 (с железнодорожными путями и метро).
8. Мост Верразано, США. 1298, построен в 1964 (был самым большим с 1964 до 1981).
9. Золотые Ворота, США. 1280 м, построен в 1937 (был самым большим с 1937 до 1964).
10. Мост Хёгакустенброн, Швеция. 1210 м, построен в 1997.
11. Мост Макинак, США. 1158 м, построен в 1958.
12. Мост Минами Бисан-Сето, Япония. 1118 м, построен в 1988.
13. Мост Султана Мехмеда Фатиха, Турция. 1090 м, построен в 1988.
14. Босфорский мост, Турция. 1074 м, построен в 1973.
15. Мост Джорджа Вашингтона, США. 1067 м, построен в 1931 (был самым большим с 1931 до 1937).
16. Мост Курусима-3, Япония. 1030 м, построен в 1999.
17. Мост Курусима-2, Япония. 1020 м, построен в 1999.
18. Мост имени 25 апреля, Португалия. 1013 м, построен в 1966.
19. Фортский мост, Великобритания. 1006 м, построен в 1964.

Мост через Мессинский пролив с центральным пролётом 3300 м соединит Италию и Сицилию, но его строительство ещё не началось. Также планируется создание мостов через Гибралтарский пролив и через Суданский пролив, где длины пролётов будут достигать нескольких километров. Мост через Бухту Измит (Мраморное море, Турция) с длиной основного пролёта 1668 м может стать вторым по длине в мире, но по состоянию на июнь 2009 года его строительство находится на стадии разработки проекта. ^[9]

Другие висячие мосты

Семипалатинский подвесной мост через реку Иртыш

1. Семипалатинский подвесной мост, Казахстан. 750 м, построен в 2001.

См. также

• Список самых длинных мостов

Примечания

1. ↑ Сьеса де Леон, Педро. Хроника Перу. Часть Первая. — Киев, 2008 (пер. А. Скромницкий)
2. ↑ :: Bienvenidos al web de Rodolfo Pérez Pimentel — Escritor Ecuatoriano ::
3. ↑ ^{1 2} Dr.-Ing.Sergej G.Fedorov. St-Petersburg- Leningrad. (2.Auflage) Universitet Karlsruhe (TH) Institut für Baugeschichte- Prof.Dr.-Ing.Wulf Schimmer- Karlsruhe 2000
4. ↑ М. С. Бунин. «Мосты Ленинграда. Очерки истории и архитектуры мостов Петербурга — Петрограда — Ленинграда». Л., Стройиздат, 1986, стр.76
5. ↑ Пунин А. Л. «Архитектура отечественных мостов». Л., Стройиздат, 1982, стр. 12
6. ↑ Пунин А. Л. «Архитектура отечественных мостов». Л., Стройиздат, 1982, стр. 36
7. ↑ А. В. Абакаева. Роль Чуйского тракта в развитии сёл Горного Алтая. // Вестник молодых ученых. — 2010 г. — № 1.
8. ↑ Смирнов В. А. «Висячие мосты больших пролетов». М., Высшая школа, 1970, стр.10
9. ↑ Izmit bridge ссылка проверена 3 июня 2009

Висячий мост | это… Что такое Висячий мост?

Вися́чий мост — мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (кабелей, канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Висячие мосты часто называют «подвесными», однако в специализированной литературе по архитектуре и строительству термин «подвесной мост» не используется.

Висячие мосты находят наиболее удачное применение в случае большой длины моста, невозможности или опасности установки промежуточных опор (например в судоходных местах). Мосты такого типа выглядят очень гармонично, одним из наиболее известных и красивых примеров является мост Золотые Ворота, расположенный на входе в бухту Сан-Франциско.

Мост Золотые Ворота, Калифорния, США

Первый в Германии железный висячий мост. Нюрнберг.

Основные несущие тросы (или цепи) подвешивают между установленными по берегам пилонами. К этим тросам крепят вертикальные тросы или балки, на которых подвешивается дорожное полотно основного пролёта моста. Основные тросы продолжаются за пилонами и закрепляются на уровне земли. Продолжение тросов может использоваться для поддержки двух дополнительных пролётов.

Под действием сосредоточенной нагрузки несущая конструкция может изменять свою форму, что уменьшает жёсткость моста. Для избежания прогибов в современных висячих мостах дорожное полотно усиливают продольными балками или фермами, распределяющими нагрузку.

Используются также конструкции, в которых дорожное полотно поддерживается системой прямолинейных канатов, закреплённых непосредственно на пилонах. Такие мосты называются вантовыми.

Содержание 1 Достоинства висячих мостов 2 Недостатки висячих мостов 3 Структура конструкции 4 Исторический очерк 5 Висячие мосты в России 6 Самые длинные висячие мосты 7 Другие висячие мосты 8 См. также 9 Примечания

Достоинства висячих мостов

• Основной пролёт можно сделать очень длинным при минимальном количестве материала. Поэтому использование такой конструкции очень эффективно при строительстве мостов через широкие ущелья и водные преграды. В современных висячих мостах широко применяют проволочные тросы и канаты из высокопрочной стали с пределом прочности 2—2,5 ГН/м², что существенно снижает собственный вес моста.
• Висячие мосты могут быть построены высоко над водой, что обеспечивает прохождение под ними даже высоких судов.
• Отсутствует необходимость ставить промежуточные опоры, что даёт большие преимущества, например, в случае горных разломов или рек с сильным течением.
• Будучи относительно податливыми, висячие мосты могут, без ущерба для целостности конструкции, изгибаться под действием сильного ветра или сейсмических нагрузок, тогда как более жёсткие мосты нужно строить более крепкими и тяжёлыми.

Недостатки висячих мостов

• Висячий мост, в принципе, представляет собой крыло^{[источник не указан 233 дня]}. И это требует при его конструировании и привязки к месту установки обязательного расчёта его аэродинамических свойств. Из-за недостаточной жёсткости моста может потребоваться перекрытие движения при штормовых погодных условиях (смотрите историю Такомского моста).
• Под действием сильного ветра опоры подвергаются действию большого крутящего момента, поэтому для них требуется хороший фундамент, особенно при слабых грунтах.
• Полотно моста сильно прогибается, если на одном участке сосредоточена нагрузка существенно больше, чем на других. Из-за этого висячие мосты реже используются в качестве железнодорожных, чем другие типы. Тем не менее, есть много примеров совмещения автомобильного и железнодорожного трафика (как правило, в разных ярусах) на висячем мосту: Манхэттенский мост в Нью-Йорке, Мост 25 апреля в Лиссабоне и мн. др.

Структура конструкции

Основные напряжения в висячем мосте — это напряжения растяжения в основных тросах и напряжения сжатия в опорах, напряжения в самом пролёте малы. Почти все силы в опорах направлены вертикально вниз и стабилизируются за счёт тросов, поэтому опоры могут быть очень тонкими. Сравнительно простое распределение нагрузок по разным элементам конструкции упрощает расчёт висячих мостов.

Севернский мост, между Англией и Уэльсом.

Под действием собственного веса и веса мостового пролёта тросы провисают и образуют дугу, близкую к параболе. Ненагруженный трос, подвешенный между двумя опорами, принимает форму т. н. «цепной линии», которая близка к параболе в почти горизонтальном участке. Если весом тросов можно пренебречь, а вес пролёта равномерно распределён по длине моста, тросы принимают форму параболы. Если вес троса сравним с весом дорожного полотна, то его форма будет промежуточной между цепной линией и параболой.

Исторический очерк

Идея применения гибких растянутых элементов растительного происхождения (лианы, бамбук) для перекрытия рек и ущелий возникла, очевидно, на заре человеческого общества. Имеются в достаточной мере достоверные исторические данные о постройке таких мостов в Древнем Египте, Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке.

О висячих мостах инков неоднократно сообщает в своих книгах Сьеса де Леон (1553):

«На каждом берегу реки установлено по два крупных могучих камня, добытые целиком с очень глубокими и крепкими основаниями, для наведения моста, сделанного из сплетенных в канат ветвей, наподобие веревок с помощью которых через колесо на водокачках добывают воду. И они настолько крепкие, что по ним могут пройти спущенные с поводов лошади, как если бы они шли по мосту Алькантары или Кордовы. Когда я переходил через него, он был в длину 166 футов.»^[1]

Путь Сьесы пролегал по дороге Инков (длиной 3000 км от Куско до Кито), где он встретил почти нетронутыми, и как будто вытянутыми в одну линию, архитектурные монументы и висячие мосты, техника натягивания которых опережала современную тогда инженерную мысль на несколько веков. ^[2]

Переход от примитивных конструкций висячих мостов к современным системам относится к XVII—XVIII вв. и связан с именами испанца Веррантиуса, француза Пойе и англичанина Джеймса Финли. Последний получил на свою висячую систему патент в 1801 году.^[3].

Клифтонский мост близ Бристоля (инженер Изамбард Кингдом Брюнель, 1864).

Первые висячие мосты, оказавшиеся способными соответствовать современным требованиям, были построены в Северной Америке в конце XVIII столетия. Первый висячий мост был построен Джеймсом Финли в Пенсильвании в 1796 г. В начале XIX века в этом штате существовало уже довольно много таких мостов. Самым крупным из них был мост через реку Скулкил (Schuylkill) близ Филадельфии. Британские инженеры последовали примеру американцев, в результате чего на протяжении первой четверти XIX века было построено много таких мостов и в Англии. Крупнейший из них — мост через Менай, соединяющий берег Уэльса с островом Англси, со средним пролётом 165 м был спроектирован и построен Томасом Тельфордом. Строительство велось с 1822 по 1826 гг.

В XX веке было построено большое количество висячих мостов, основные достижения технологии их строительства таковы:

• В 1929 г. в Детройте построен висячий мост Амбассадор длиной 564 м, вышедший на первое место среди всех систем мостов по длине пролёта, превзойдя Квебекский мост с пролётом 548 м (металлическая консольно-подвесная ферма).
• В 1931 г. построен мост Джорджа Вашингтона через Гудзон длиной 1067 м, — первый мост, превзошедший километровый пролёт, окончательно закрепивший превосходство висячих систем.
• В 1937 г. в Сан-Франциско построен мост Золотые Ворота, длина 1280 м, предмет национальной гордости американцев (на праздновании 50-летия моста в 1987 г. собралось 150 000 человек), получил много призов за красоту, особый эффект от оранжевого троса на фоне голубого океана.
• В 1965 г. в Нью-Йорке построен «Мост Верразано», длина 1298 м, — последний американский мировой рекорд, остающийся до сих пор рекордом Америки.
• В 1997 г. в Японии, между островами Сикоку и Хонсю построен мост Акаси-Кайкё, который дважды вошёл в книгу рекордов Гиннесса: как самый длинный подвесной мост — длина одного его пролёта составляет 1991 м — и как самый высокий мост, так как его пилоны поднимаются на 297 м, что выше девяностоэтажного дома. Общая же протяжённость этого уникального трехпролетного сооружения составляет 3910 м. Несмотря на огромные размеры моста, его конструкция достаточно прочна, чтобы выдержать порывы ветра до 80 м в секунду и землетрясения до 8 баллов по шкале Рихтера, которые нередки на Дальнем Востоке.

Висячие мосты в России

Строительство первых висячих мостов в России началось в 1820-х гг. Первый цепной мост был построен в Петербурге в парке Екатерингоф в 1823 году по проекту П. П. Базена. Это был небольшой пешеходный мост, с пролетом 15,25 м^[4]. В Петербурге строительство цепных мостов продолжалось всего несколько лет (1823 — 1826 гг.). Подобная конструктивная схема была использована Треттером при строительстве небольших мостов через Мойку, Канал Грибоедова и Фонтанку: Египетского, Пантелеймоновский, Почтамтского, Банковского и Львиного^[3].

Цепные мосты строились не только в Петербурге — в подмосковной усадьбе Кузьминки архитектором Д. И. Жилярди в 1825 году был построен цепной мост, аналогичный по конструкции пилонов Почтамтскому мосту. Инженер П. Я. Девитте в 1825 году построил в Москве через Яузу пешеходный мост с несущими кабелями из проволок^[5].

Висячий мост через Сейм в Дичне, Курская область.

В 1853 г. был построен мостовой переход через р. Великая в городе Остров — единственные цепные транспортные мосты середины XIX века, сохранившиеся на территории России^[6].

В 1934-1936 гг. был построен Ининский мост через р. Катунь — первый двухцепной висячий мост в мире^[7].

Одним из наиболее известных российских висячих мостов является Крымский мост через Москва-реку (1938 г., архитектор А. В. Власов, инженер Б. П. Константинов).

В России висячие мосты не получили такого большого развития, как в США, Англии, Франции, Японии и других странах. Во-первых, они появились в России значительно позже (1823 год). Отставание в этой области объясняется многими причинами, одна из которых заключается в отсутствии сравнительно больших водных преград, которые требовали бы строительства столь больших пролетов^[8].

Самые длинные висячие мосты

Основная статья: Список самых длинных висячих мостов

Длина моста считается по длине основного пролёта (свыше 1000 метров).

Мост Акаси-Кайкё между о.Хонсю и о.Сикоку, Япония

мост Цзин Ма, Гонконг

1. Мост Акаси-Кайкё, Япония. 1991 м, построен в 1998.
2. Мост Сихоумэнь, Китай. 1650 м, построен в 2009 (в эксплуатацию не сдан).
3. Мост Большой Бельт, Дания. 1624 м, построен в 1998.
4. Мост Жуньян, Китай 1490 м, построен в 2005
5. Мост Хамбер, Англия. 1410 м, построен в 1981 (был самым большим с 1981 до 1998).
6. Мост Цзянъинь, Китай, р. Янцзы. 1385, построен в 1997.
7. Мост Цзин Ма, Гонконг. 1377 м, построен в 1997 (с железнодорожными путями и метро).
8. Мост Верразано, США. 1298, построен в 1964 (был самым большим с 1964 до 1981).
9. Золотые Ворота, США. 1280 м, построен в 1937 (был самым большим с 1937 до 1964).
10. Мост Хёгакустенброн, Швеция. 1210 м, построен в 1997.
11. Мост Макинак, США. 1158 м, построен в 1958.
12. Мост Минами Бисан-Сето, Япония. 1118 м, построен в 1988.
13. Мост Султана Мехмеда Фатиха, Турция. 1090 м, построен в 1988.
14. Босфорский мост, Турция. 1074 м, построен в 1973.
15. Мост Джорджа Вашингтона, США. 1067 м, построен в 1931 (был самым большим с 1931 до 1937).
16. Мост Курусима-3, Япония. 1030 м, построен в 1999.
17. Мост Курусима-2, Япония. 1020 м, построен в 1999.
18. Мост имени 25 апреля, Португалия. 1013 м, построен в 1966.
19. Фортский мост, Великобритания. 1006 м, построен в 1964.

Мост через Мессинский пролив с центральным пролётом 3300 м соединит Италию и Сицилию, но его строительство ещё не началось. Также планируется создание мостов через Гибралтарский пролив и через Суданский пролив, где длины пролётов будут достигать нескольких километров. Мост через Бухту Измит (Мраморное море, Турция) с длиной основного пролёта 1668 м может стать вторым по длине в мире, но по состоянию на июнь 2009 года его строительство находится на стадии разработки проекта.^[9]

Другие висячие мосты

Семипалатинский подвесной мост через реку Иртыш

1. Семипалатинский подвесной мост, Казахстан. 750 м, построен в 2001.

См. также

• Список самых длинных мостов

Примечания

1. ↑ Сьеса де Леон, Педро. Хроника Перу. Часть Первая. — Киев, 2008 (пер. А. Скромницкий)
2. ↑ :: Bienvenidos al web de Rodolfo Pérez Pimentel — Escritor Ecuatoriano ::
3. ↑ ^{1 2} Dr.-Ing.Sergej G.Fedorov. St-Petersburg- Leningrad. (2.Auflage) Universitet Karlsruhe (TH) Institut für Baugeschichte- Prof. Dr.-Ing.Wulf Schimmer- Karlsruhe 2000
4. ↑ М. С. Бунин. «Мосты Ленинграда. Очерки истории и архитектуры мостов Петербурга — Петрограда — Ленинграда». Л., Стройиздат, 1986, стр.76
5. ↑ Пунин А. Л. «Архитектура отечественных мостов». Л., Стройиздат, 1982, стр. 12
6. ↑ Пунин А. Л. «Архитектура отечественных мостов». Л., Стройиздат, 1982, стр. 36
7. ↑ А. В. Абакаева. Роль Чуйского тракта в развитии сёл Горного Алтая. // Вестник молодых ученых. — 2010 г. — № 1.
8. ↑ Смирнов В. А. «Висячие мосты больших пролетов». М., Высшая школа, 1970, стр.10
9. ↑ Izmit bridge ссылка проверена 3 июня 2009

Висячие мосты: концепции и различные инновационные методы оценки конструкций

• 11 апреля 2013 г.
• Мосты/туннели

Автор Дженифер Нуньес, помощник редактора

Более широкое использование передовых методов неразрушающего контроля может помочь выявить потенциальные проблемы в подвесных мостах.

{besps}April13_bridgeinspection{/besps} {besps_c}0|1bridgeinspection13.jpg|Типичная конфигурация подвесного моста.{/besps_c} {besps_c}0|2bridgeinspection13.jpg|Небольшие перфорации на поверхности кабеля. Это потенциальные места проникновения воды.{/besps_c} {besps_c}0|3bridgeinspection13.jpg|Автор проводит структурную оценку моста Тронгс-Нек в Нью-Йорке.{/besps_c}

Авинаша Прасада, PE, LS, PhD. (C), Столичное транспортное управление — Транзит города Нью-Йорка.

Более широкое использование передовых методов неразрушающего контроля может помочь выявить потенциальные проблемы в подвесных мостах.

За последние 200 лет висячие мосты были в авангарде всех аспектов проектирования конструкций. Их пролеты выросли с 50 до 2000 метров (от 164 до 6561 фута), а проекты на 3000 метров (9842 фута) находятся на рассмотрении.1

Висячий мост — это особый тип моста, в котором нагрузки от настила моста передаются вертикальными подвесками, поддерживаемыми подвесными тросами, подвешенными между опорами и закрепленными на обоих концах моста. Крепление должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать высокие растягивающие усилия подвесных тросов. Основной подвесной трос современных мостовых тросов состоит из нескольких нитей проволоки. Это способствует большей избыточности в случае разрушения конструкции.

Висячие мосты имеют признаки износа из-за старения, неправильного ремонта или восстановления или отсутствия надлежащего обслуживания. Обычно визуальные осмотры (включая 100-процентный практический осмотр критических деталей, подверженных усталостным разрушениям) проводятся для структурной оценки критических компонентов подвесного моста.

Продление срока службы стареющих подвесных мостов имеет важное значение для транспортной отрасли. Надлежащий неразрушающий контроль (NDT) может выявить большинство структурных проблем. После этого необходимый ремонт/восстановление может быть выполнен с минимальным финансированием. По этой теме требуются дополнительные исследования, которые были бы полезны для отрасли.

Что касается структурной оценки подвесных мостов, по которым осуществляется железнодорожное движение и/или автомобильное движение, важно предусмотреть в конструкции подвесного моста, чтобы осевая линия железнодорожных путей и связанные с ними конструкции были симметричны относительно поперечной осевой линии подвесной мост, чтобы избежать ненужных и/или дополнительных скручивающих усилий. Кроме того, статическая нагрузка подвесного моста должна быть значительной по сравнению с другими типами нагрузки.2

Почему подвесные мосты выходят из строя

Серебряный мост через реку Огайо в Пойнт-Плезант обрушился в 1967 году из-за хрупкого разрушения проушины подвесной системы. Некоторыми из предполагаемых причин были плохой контроль качества во время строительства, невозможность инспектирования, игнорирование усталостных характеристик и отсутствие избыточности, среди прочих факторов.3 После этого инцидента Федеральное управление автомобильных дорог ввело обязательную проверку всех мостов раз в два года.

Дополнительным результатом стала Национальная инвентаризация мостов (NBI), которая в настоящее время содержит данные о более чем 600 000 автомобильных мостов, 200 000 железнодорожных мостов и более 100 000 водопропускных труб. Детали, критически важные для разрушения, стали важной частью инвентаря, и для их проверки были разработаны специальные положения. 4

Разрушение конструкции подвесного моста может быть вызвано сочетанием некачественного проектирования, строительства, технического обслуживания, непроведения тщательной проверки критически важных и подверженных усталости деталей, суровых погодных условий или сочетания всех этих факторов. Обычно висячие мосты визуально осматриваются вместе с проверкой внутренних проводов в процессе расклинивания выбранных критических мест два раза в год. Существуют ограничения в текущем визуальном осмотре подвесных тросов, поскольку отчеты о визуальном осмотре различаются по сравнению с результатами метода неразрушающего контроля.

Принимая во внимание вышеизложенное, необходимо разработать различные методы неразрушающего контроля для оценки структурного состояния подвесных мостов, чтобы избежать катастрофических отказов.

Структурная оценка подвесных мостов

Висячие мосты более восприимчивы к вибрации из-за гибкости по сравнению с другими жесткими мостами. В конструкции существуют вариации типа автомобильной и железнодорожной динамической нагрузки. Динамический эффект от железнодорожного движения более значителен, чем от автомобильного движения по подвесному мосту. Временная нагрузка железной дороги в поезде длиной около 600 футов может быть равномерно распределена по мере того, как нагрузка пересекает мост. В случае автомобильной нагрузки динамическая нагрузка представляет собой серию точечных нагрузок, когда колеса транспортного средства пересекают мост.

Железнодорожное движение может быть разрешено по висячему мосту при определенных обстоятельствах, и при этом требуются следующие соображения:

1. Статическая нагрузка подвесного моста должна быть выше по сравнению с другими видами нагрузки на мост.
2. Должна быть предусмотрена повышенная жесткость моста (путем установки наклонных вант и т.п.).
3. При проектировании важно учитывать, что осевая линия железнодорожного пути и связанные с ним конструкции симметричны относительно поперечной осевой линии подвесного моста, чтобы избежать ненужных и/или дополнительных скручивающих усилий.

В Нью-Йорке Манхэттенский мост и мост Вильямсбург являются примерами подвесных мостов, по которым проходят как автомобильные, так и железнодорожные перевозки.

Висячий мост Вильямсбург является примером того, где осевая линия железнодорожного пути и связанные с ним конструкции симметричны по отношению к поперечной осевой линии моста, что позволяет избежать ненужных и/или дополнительных скручивающих усилий6. Однако на подвесном мосту Манхэттен осевая линия железной дороги пути и связанные с ним конструкции несимметричны относительно поперечной осевой линии моста, вызывая ненужные дополнительные скручивающие усилия. В результате такого расположения Манхэттенский мост с годами получил повреждения, и его пришлось модернизировать торсионной трубой, чтобы повысить его устойчивость к скручивающим силам. Эта специальная схема год от года не доказывает свою эффективность и служит одним из примеров дополнительной нагрузки на висячий мост из-за плохой конструкции, совмещающей железнодорожное и автомобильное движение. 6

Совершенствование методов неразрушающего контроля

Современные методы неразрушающего контроля могут использоваться для проверки свойств материала конструкции и проверки состояния конструкции без повреждения инфраструктуры. Многочисленные методы неразрушающего контроля, используемые на подвесных мостах, основаны на свойствах материалов, присущих конструкциям мостов, различных типах электромагнитного излучения и т. д. Когда электромагнитное излучение проходит через элементы конструкции подвесных мостов, оно проявляет определенные характеристики из-за дефектов материала. Для обнаружения новых трещин и/или любых несоответствий в свойствах материалов могут быть проведены цветные испытания немагнитных материалов и испытание магнитными частицами магнитных материалов.7, 8

Альтернативные методы неразрушающего контроля включают электромагнитные испытания, инфракрасные и тепловые испытания, радиографические испытания, С-сканирование, испытания лазерных технологий, ультразвуковые испытания, испытания на твердость, анализ вибрации и магнитно-резонансную томографию (МРТ).

Даже при наличии этих вариантов необходимо усовершенствование методов неразрушающего контроля для структурной оценки. Одна из причин заключается в том, что нынешняя практика визуальных осмотров и субъективных наблюдений недостаточна для точной оценки конструкции висячих мостов. Кроме того, даже нынешняя практика визуального осмотра подвесных мостов не проводится должным образом, иногда из-за фактора страха, а также ненадлежащего доступа к мостовым инспекторам.

Помимо регулярного визуального осмотра, расклинивание кабелей производится для проверки состояния кабельных скруток, но этот метод охватывает только часть площади поверхности кабеля, так как большая часть площади кабеля остается недоступной. При осмотре кабеля длиной 20 футов с заклиниванием в восьми точках обнажается менее 0,1 процента провода для типичного подвесного моста (основной кабель 4000 футов с 15 000 проводов)4. Фактор незнания при проверке кабеля высок из-за текущего заклинивания. техники, как было сказано выше. Этот процесс расклинивания является утомительным и предпочтительно может выполняться для прядей кабеля меньшего размера.

При структурной оценке подвесных тросов визуальный осмотр не может выявить фактический износ (коррозия, обрыв проводов и т. д.) тросовых прядей из-за защитной обмотки троса поверх фактического несущего троса. Следовательно, мы ограничены визуальным осмотром (который включает в себя свободное лазание по подвесным тросам) и ограниченным расклиниванием прядей троса. Эта ситуация заставляет задуматься о различных инновационных методах неразрушающего контроля для проверки фактического состояния подвесного троса.

Крайне разочаровывает тот факт, что не так много методов неразрушающего контроля обычно используются для структурной оценки подвесных мостов. Катастрофические аварии произошли по разным причинам на нескольких подвесных мостах. Этого можно было бы избежать, если бы применялись различные передовые методы неразрушающего контроля.

Сохранение стареющих подвесных мостов имеет важное значение для транспортной отрасли. Настоятельно рекомендуется использовать различные передовые методы неразрушающего контроля для структурной оценки стареющих подвесных мостов. Поскольку каждый метод неразрушающего контроля уникален, крайне важно выбирать конкретные методы, исходя из их пригодности для успешного контроля.

Некоторые методы неразрушающего контроля, такие как МРТ, являются дорогостоящими и требуют специальной подготовки для эффективной оценки структуры. Обычно большинство высокотехнологичных испытаний неразрушающего контроля не проводятся из-за более высоких затрат и усилий на разработку и использование этих методов для структурной оценки подвесных мостов. Лучше потратить время и ресурсы, чтобы использовать недавно разработанные методы неразрушающего контроля для поиска скрытого структурного дефекта. Транспортная отрасль должна подготовиться к использованию этих методов неразрушающего контроля. Соблюдение этих норм повысит шансы избежать в будущем катастрофических аварий подвесных мостов.

Недостаточно методов неразрушающего контроля, применяемых при оценке конструкции подвесных мостов. По мнению автора, визуальный осмотр не может охватить многие участки висячих мостов. Многие инспекторы не могут уделять пристальное внимание во время осмотра из-за фактора высоты и плохого доступа. Текущая оценка структуры основана на визуальном наблюдении и его субъективной интерпретации. Из-за ограничений визуальной оценки конструкции существует острая необходимость в сложной технологии неразрушающего контроля, которая может расширить охват оценки конструкции. Чтобы еще больше укрепить использование технологии неразрушающего контроля, автор предлагает федеральным и государственным транспортным агентствам рассмотреть возможность обязательного использования дополнительных методов неразрушающего контроля подвесных мостов в рамках существующей двухгодичной проверки.

Будущая работа

В связи с растущими темпами изменений в технологии и текущим экономическим спадом организации по всему миру больше внимания уделяют рентабельным технологиям с добавленной стоимостью для разработки новых методов неразрушающего контроля для точного определения критических дефектов различных компонентов подвесных мостов. В будущем при соответствующем финансировании можно было бы инициировать широкий уровень исследований для продвижения использования методов неразрушающего контроля подвесных мостов в транспортной отрасли. Автор продолжает свое исследование по этой теме, чтобы изучить дополнительные факты, которые будут опубликованы в будущем, когда они станут доступны.

Подтверждение

Автор выражает благодарность г-же Индире Прасад, PMP, за помощь в рецензировании этой статьи. Автор искренне благодарит своих преподавателей NYU-POLY, а также своих коллег из Metropolitan Transportation Authority-New York City Transit (MTA-NYCT) за их помощь и поддержку.

Ограничение ответственности, об авторе

Несмотря на то, что автор работает на MTA-NYCT, любые мнения, выводы и выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, не отражают точку зрения или политику MTA-NYCT, а упоминание торговых наименований, коммерческих продуктов или организаций не подразумевает их одобрения со стороны MTA- Нью-Йорк. MTA-NYCT не несет ответственности за содержание или использование материалов, содержащихся в этом документе. Автор не дает никаких гарантий и/или заявлений относительно правильности, точности и/или достоверности содержания и/или других материалов в этой статье. Содержимое этого файла предоставляется на условиях «как есть» и без каких-либо гарантий, явных или подразумеваемых.

Авинаш Прасад работает в MTA-NYCT инженером-строителем III уровня и имеет более чем 25-летний профессиональный опыт. Он является зарегистрированным профессиональным инженером и геодезистом во многих штатах, а также оценщиком конструкций в качестве профессионального инженера высотных сооружений (подвесных мостов, башен и т. д.) в Соединенных Штатах и ​​за рубежом.

Каталожные номера

1. Янев. B. 2009. «Висячие мостовые тросы: 200 лет эмпиризма, анализа и управления». PDF-документ. Получено с http://www.pwri.go.jp/eng/ujnr/tc/g/pdf/25/5-4.pdf.
2. «Вантовые мосты для определения нагрузки на рельсы. Лекции, книги, заметки по гражданскому строительству из конструкционных стальных конструкций». н.п., н.д. Получено с http://lecture.civilengineeringx.com/structural-analysis/structural-steel/cable-suspended-bridges-for-rail-loading/; Веб. 06 марта 2013.
3. Дубин, Эрл Э.; Янев, Божидар С. Август 2001 г. «Управление мостами через Ист-Ривер в Нью-Йорке». проц. ШПАЙ Том. 4337, с. 60-74.
4. Шринивас А. Ноябрь 2009 г. «Национальная инспекция шоссейных мостов и инспекция штата Нью-Йорк». MCEER/[email protected], Буффало, штат Нью-Йорк, 
5. Департамент транспорта штата Нью-Йорк. Осмотр моста Мануэль. 1997 г., с последними изменениями/проспектами.
6. Двухгодичная инспекция Манхэттенского моста, 2010 г., том 1, летний отчет, подготовленный Haks Engineering, Inc. для NYSDOT. Номер контракта. D030696, ПИН-код X760.81.121.
7. Шарль Хелье. 2003. Справочник по неразрушающему контролю. Макгроу-Хилл. Стр. 1.1. ISBN 0-07-028121-0.
8. Cartz, L. 1995. Неразрушающий контроль. АСМ Интернэшнл. ISBN 978-0-87170-517-4.
9. Министерство транспорта США. Праймер для. № респ. ФХВА-ИФ-11-045. Федеральное управление автомобильных дорог. Май 2012. Интернет. 05 марта 2013 г. Получено с http://www.fhwa.dot.gov/bridge/pubs/if11045.pdf.

Теги:

Первый и худший в мире подвесной железнодорожный мост

МУЖЧИНЫ плывут на маленьких лодках по Тису, когда налетают чайки и резвятся утки, а один человек на галошах на берегу водит сеть по поверхности воды в надежде поймать рыбу — наверняка ему грозит опасность поймать в ловушку одну или две гребные лодки. Никто не мешает.

Вдали гордо дымят трубы и благородно стоят мачты океанских кораблей. А посреди всего этого гремит паровая машина, тянущая за собой 24 вагона, доверху набитых углем. Опять же, никто не замечает.

Эта довольно индустриальная сцена изображена на редком издании, которое будет выставлено на продажу на книжной ярмарке в Дареме в следующую субботу. Это чрезвычайно исторический предмет — цветочная надпись внизу гравюры провозглашает, что это «первое применение подвесного моста для поддержки и продолжения железной дороги».

Говоря менее витиеватым языком, это был первый в мире подвесной железнодорожный мост.

Но в день открытия моста, который в печати записан как 27 декабря 1830 года, язык, вероятно, был каким угодно, но только не цветистым. Можно поспорить, что среди пионеров железной дороги это было невыразимо грязно.

Потому что — а на сувенирной гравюре об этом не сказано — первый в мире железнодорожный висячий мост был катастрофой.

Работы на мосту начались в октябре 1828 года, когда Стоктонская и Дарлингтонская железная дорога, перевозившая уголь, решила продлить свои пути от Стоктона через Тис до нового порта ближе к устью реки. Этот новый порт первоначально назывался Порт-Дарлингтон, хотя впоследствии он превратился в Мидлсбро.

Железнодорожники во главе с Джозефом Пизом из Дарлингтона изначально хотели построить традиционный каменный арочный мост через реку, но судоходные власти утверждали, что это поставит под угрозу их суда. Мистер Пиз вызвал капитана Королевского флота Сэмюэля Брауна, бесстрашного моряка, который устал от рвущихся конопляных канатов и поэтому изобрел металлическую цепь. Когда все его корабли были туго связаны цепями, капитан обратил внимание на свисающие мосты из его металлоконструкций. Первый из его подвесных мостов открылся через Твид недалеко от Бервика в 1820 году, а его мост Тиса стоимостью 2200 фунтов стерлингов был готов к испытаниям 10 декабря 1830 года — через девять месяцев после того, как его подвесной мост в Монтроузе рухнул, в результате чего три человека утонули.

Тест Тиса прошел не намного лучше. Когда первый паровоз, тянущий 16 угольных грузовиков, въехал на мостик, настил закачался и затрясся, а столб со стороны Йоркшира закачался и треснул. По мере приближения поезда к центру настил поднимался посередине, образуя мини-гору: восемь грузовиков поднимались по склону Дарема, а остальные восемь одновременно катились по склону Йоркшира.

Сцепка в середине лопнула, и в то время как восемь передних фургонов и паровоз двинулись в сторону Йоркшира, восемь задних фургонов убежали, мчась по горке в Дарем.

В спешке железнодорожники подперли мост деревянными «скворцами» или сваями, и в день открытия сотни людей благополучно перевезли по 281-футовой палубе в Порт-Дарлингтон.

Но, мальчик, это поколебало. Он раскачивался так сильно, что вскоре поступил приказ соединить грузовики цепью на расстоянии 27 футов друг от друга, чтобы вес был равномерно распределен по мосту.

Однако не всех устраивал такой подход. Один машинист так забеспокоился, что, подъезжая к мосту, поставил свой локомотив на «ползание» и выпрыгнул из кабины. Он бросился вперед и в безопасности стал ждать на другой стороне, пока его поезд проедет свой опасный путь по качающемуся, лязгающему мосту.

Затем он прыгнул обратно на борт и на всех парах поехал в Порт-Дарлингтон.

Первый в мире подвесной железнодорожный мост стал такой катастрофой, что в 1842 году Роберт Стефенсон начал строить рядом с ним обычный мост для движения транспорта. Висячий мост был снесен в 1880 году, хотя его сваи были вновь обнаружены в 2009 году возле пересечения железной дороги и дороги A66 через Тис.

Сувенирный принт ничего из этого не изображает. Вместо этого он показывает, что каменные опоры моста ровные и вертикальные, а настил прямой и ровный, когда тяжелый поезд движется по нему с жизнью вокруг него — моряками, гребцами, чайками и утками — и глазом не моргнув.

ДРУГОЙ очаровательный экспонат на книжной ярмарке в Дареме — плакат от декабря 1791 года, рекламирующий представление «Гамлета» в Королевском театре в Ньюкасле.

В главной роли был Джон Кембл, возможно, величайший актер своего времени, дебютировавший в Ньюкасле, но главной достопримечательностью была система отопления.

Плакат, или листовка, гласит: «Управляющий, всегда стремящийся угодить публике и угодить ей, поставил в яме две большие печи, и они будут постоянно гореть, что, как он надеется, сделает театр теплым и уютным во время праздника. время года.»

Управляющим был Стивен Кембл, младший брат Гамлета. Родители Кемблов были бродячими актерами, и Стивен – все 6 футов 31 стоун – произвел большое впечатление на лондонской сцене. К сожалению, это не всегда было благоприятным впечатлением, и поэтому он с женой Елизаветой удалился в провинцию.

Должно быть, он был человеком огромной энергии, потому что руководил театрами по всей Шотландии и на севере Англии, в том числе в округе Дарем — это означало, что у него были театры в Северном и Южном Шилдсе, Сандерленде, Стоктоне, Норталлертоне и Скарборо, а также на Сэддлер-стрит. Дарем, под его контролем.

Его основным бизнесом был Королевский театр в Ньюкасле, который открылся в 1788 году и который он принял в 1791 году. За неделю до Рождества он устроил театральную феерию с двумя большими печами для защиты от снега Тайнсайда.

В постановке «Гамлета» Стивен играл Горацио, а Елизавета — сама актриса с большой репутацией, несмотря на свой скверный характер, из-за которого она однажды укусила на сцене коллегу по фильму, — выступила в роли Офелии.

А вот брат Джон в главной роли был несомненной звездой. Джон был чрезвычайно уважаемым актером на Друри-Лейн в Лондоне, на пике своей славы, несмотря на то, что его беспокоили астма, алкоголь и опиум.