Конструкции мостов: Конструкция моста — урок. Физика, 7 класс.

В чем различия различных видов конструкций

Мы редко задумывается о том, как строятся мосты и из какого материала, главное, чтобы они выполняли свою функцию. А ведь это одно из первых инженерных и технически сложных сооружений, созданных человеком. Много веков человечество строило мосты из различных материалов. Это были камни, кирпич, дерево, бетон, но все они со временем рассыпались и не были надежными. Металл оказался наиболее подходящим материалом для строительных конструкций, а самым прочным и долговечным оказались конструкции металлического моста. Далее подробнее рассмотрим из чего состоит металлический мост, и каких видов он может быть?

Из чего состоит металлический мост

Любой мост независимо от конструктивных особенностей состоит из пролетного строения и опор. Пролетное строение — это основная часть моста, по которому проходят люди или передвигается транспорт. В зависимости от конструкции пролета, мосты подразделяются на различные виды. Пролетные строения лежат своими концами на опорах, закрепленные к фундаменту. Опоры по краям моста на берегу речки или оврага, называются устоями, а опоры, устанавливаемые в промежутке — быками.

Основные конструктивные элементы металлического моста — это различные балки, арочные конструкции, подвесы, плоские и пространственные фермы. Комбинируя разнообразные варианты этих элементов, мостостроители создают оригинальные архитектурные решения и различные типы металлических мостов.

Типы металлических мостов

Все мосты выполняют одинаковые функции, но конструктивно отличаются друг от друга. Виды металлических мостов можно условно разделить на несколько типов. Металлические мосты бывают:

• Балочные;
• Рамные;
• Висячие;
• Вантовые;
• Разводные;
• Комбинированные.

Конструктивные особенности

При устройстве металлических мостов применяются специальные стали. Это прокат различных профилей — листовой, угловой, двутавровый и швеллерный. Для некоторых отдельных элементов используют стальное литье. При строении мостов широко используются заклепки и болты для фланцевых соединений, и при креплении элементов к опорам и фундаментальным блокам.

Рассмотрим конструктивные особенности различных типов металлических мостов.

Балочные

Самый распространенный вид. Основа всей конструкции — стальная балка, уложенная горизонтальна на опоры. На нее настилаются меньшие балки составляя таким образом пролетное строение. Балки представляют собой двутавровые или коробчатые конструкции. Балочные мосты бывают со сплошными балками и разрезными. Часто используются при строительстве мостов для автомобильных дорог и для пешеходов в черте города.

Рамные

Рамочные стальные мосты имеют жесткое соединение пролетных строений с опорами. Рамы мостов строят шарнирными, устанавливая их в местах соединения стоек опор с фундаментом. Рамные конструкции бывают и без шарниров, при условии отсутствия слабых грунтов и подвижности опор. Для небольших пролетов, рама делается монолитной, при больших — многопролетными. Стальные рамные мосты применяют для автодорожных виадуков.

Висячие и вантовые

Основными отличиями этих видов мостов являются наличие гибких конструкций, таких как растяжки, стальные канаты, тросы и кабели, цепи и ванты. Часто эти мосты называют подвесными. Центральные канаты или тросы подвешиваются к пилонам. А к этим тросам крепят уже канаты поддерживающие пролетное полотно. Если дорожное полотно поддерживается канатами, закрепленными непосредственно на пилонах, то это мост вантового типа.

Разводной

Разводной мост — сложное инженерное сооружение, имеющее подвижное пролетное строение для прохода судов. На судоходных реках иногда дешевле построить разводной мост со специальным оборудованием и оператором, чем строить мост сложной конструкции с длинные пролеты. Каждый разводной мост по-своему уникален и неповторим.

Преимущества металлических мостов

Металл — самый подходящий материал для устройства металлических мостов. Металл обладает хорошими прочностными характеристиками при работе под нагрузкой, на сжатие и растяжение, на скручивание. При всем этом металлические изделия хорошо поддаются различным видам обработки и позволяют создавать разнообразные сварные конструкции для всех видах мостов. Большое преимущество использования металла в том, что изготавливать конструкции можно на специализированных заводах, доставлять к месту монтажа и там уже проводить окончательную сборка по чертежам. Это позволяет производить строительство мостов быстрыми темпами и с высоким качеством. Больше про изготовление металлоконструкций можно узнать по ссылке.

Железобетонные мосты: виды, конструкции, недостатки, особенности

Содержание:

• Конструктивные составляющие ЖБ-мостов
• Виды железобетонных мостов
• Преимущества и недостатки железобетонных мостов
• Материалы, используемые при сооружении железобетонных мостов

Железобетонные мосты – капитальные инженерные сооружения, возводимые через водоемы, овраги и другие физические препятствия. Мосты, проложенные через дороги, называют путепроводами, а через преграды, созданные естественным рельефом (ущелья, овраги, лощины), – виадуками. Виадуки сооружают в случаях, в которых создание насыпей является экономически невыгодным, технологически сложным или невозможным.

Конструктивные составляющие ЖБ-мостов

В конструкцию железобетонных мостов входят следующие элементы:

• Пролетные строения. Как правило, имеют прямоугольную конфигурацию, но возможна и сложная форма – спиралевидная, кольцевая, ломаная. Предназначены для восприятия нагрузок и перенаправления их на опоры. Состоят из балок, ферм, диафрагм и непосредственно плит пешеходной или проезжей части. На пролетных строениях обустраивают пешеходные и велосипедные дорожки, автодороги, инженерные коммуникации.
• Опоры разной конфигурации. Распределяют усилия на основание моста от массы пролетных строений и периодических нагрузок. В устройство опор железобетонных мостов входят фундамент и опорная часть.

Виды железобетонных мостов

ЖБ-мосты разделяют по назначению, способу изготовления, типу опор и пролетных строений, размерам.

По назначению

По этому признаку разделяют ЖБ-мосты:

• автодорожные – для передвижения автотранспорта и пешеходов;
• железнодорожные – для проезда ЖД-транспорта;
• метромосты – конструкции, по которым пролагают линии метро;
• городские – для проезда всех разновидностей городского транспорта, перемещения велосипедистов и пешеходов;
• пешеходные – предназначены исключительно для пешеходных нагрузок;
• совмещенные – предназначенные для проезда как автотранспорта, так и ЖД-транспорта;
• специализированные – для прокладки инженерных коммуникаций.

По способу производства

Железобетонные мосты по способу изготовления разделяют на три типа:

• Монолитные. Возводятся путем заливки бетонной смеси в опалубку с установленным в нее арматурным каркасом непосредственно на стройплощадке.
• Сборные. Сборными называются железобетонные мосты, собираемые на месте строительства из элементов, которые изготавливаются в заводских условиях и доставляются на стройплощадку в виде, готовом к монтажу.
• Комбинированные – сборно-монолитные. Часть конструктивных элементов поставляют на стройплощадку в готовом виде, а часть – отливают на месте.
• Скорлупные. На заводе изготавливается тонкостенная железобетонная оболочка, которая на месте установки заливается бетонной смесью.

По типу применяемых опор

Жесткие опоры передают нагрузку от пролетных строений через фундамент на основание. Для них характерна незначительная осадка. Для плавучих опор, передающих нагрузку на понтоны или баржи, характерна значительная осадка.

По типу пролетных строений

По этому признаку различают ЖБ-мосты:

• Балочные (плитные). Это самая простая разновидность мостовых конструкций, используемая при обустройстве мостов с малым пролетом. Расстояние между опорами перекрывают балками (плитами), которые с пролетных строений передают на опоры только вертикальные нагрузки. Наибольшее применение имеют Т-образные балки, применяемые с диафрагмами или без них. Разрезная балочная система состоит из рада балок, перекрывающих только один пролет, может использоваться на любых типах грунтов. Минус такого решения – множество деформационных швов. В неразрезной системе одна балка перекрывает несколько пролетов или все. Ее преимущество – меньшее число швов, по сравнению с разрезными мостовыми конструкциями. Минус такого технического решения – слабая устойчивость к деформации основания. В консольной балочной системе присутствует два типа балок: одни опираются на 2 опоры и обладают консольными свесами, вторые – подвесные. Преимущества консольной системы – простота расчетов и возможность использования практически на всех типах грунтов. Минус – наличие большого количества шарнирных деформационных швов, нарушающих комфортный проезд транспорта по мосту.
• Рамные. В их конструкцию входят рамы, стойки которых реализуют функцию опор, а ригели – пролетных строений. Рамы могут иметь Т- или П-образную форму. Плюс такого решения – увеличенное подмостовое пространство, поэтому рамные системы востребованы при строительстве путепроводов и эстакад, эффективна в условиях сложных рельефов. Серьезные минусы – сложность, а, следовательно, высокая стоимость сооружения.
• Со сквозными фермами. Ферменные конструкции, сформированные из отдельных элементов простой геометрической формы, востребованы при сооружении мостов с длинными пролетами – более 50 м. Сквозные системы отличаются высокой трудоемкостью.
• Арочные. В таких мостовых системах несущими конструкциями являются арки или своды. Арочные мосты часто сооружают в горных условиях, поскольку позволяют перекрывать длинные пролеты без установки большого количества дополнительных опор.
• Висячие. Такая технология применялась при сооружении наиболее протяженных и высоко расположенных мостов в мире. Основные несущие элементы представляют собой цепи и канаты, а проезжая часть находится в подвешенном состоянии.
• Вантовые. Это разновидность висячих конструкций с вантовыми фермами, изготовленными из канатов. Ванты закрепляются к высоким стойкам, которые фиксируются непосредственно на опорах. Чаще всего вантовые мосты сооружают в городских условиях и над глубокими водными артериями.
• Раздвижные. Имеют мобильное пролетное строение. Чаще всего раздвижные конструкции выбирают для перекрытия судоходных водных артерий в стесненных условиях мегаполиса.

Преимущества и недостатки железобетонных мостов

Плюсы ЖБ мостовых конструкций:

• Возможность создания различных конфигураций мостов, оптимальных для конкретной области применения и эксплуатационных условий.
• Применение при сооружении ЖБ-мостов доступных и относительно недорогих материалов – щебня, гравия, песка.
• Механизированная технология сооружения.
• Эксплуатационные характеристики мостовой конструкции – прочность, надежность, длительный рабочий период, способность выдерживать воздействие как статических, так и динамических нагрузок, устойчивость к негативным климатическим факторам.
• Меньшие эксплуатационные расходы на ЖБ-мосты, по сравнению с металлоконструкциями, которые необходимо периодически окрашивать.
• Одно из основных преимуществ – меньший расход металла, по сравнению с полностью металлическими мостами.

Особенности железобетонных мостов, ограничивающие области их применения, – значительная собственная масса, слабая устойчивость к растяжению, вероятность растрескивания бетона из-за усадки и напряжений, которые появляются в процессе эксплуатации, значительная стоимость большепролетных конструкций.

Материалы, используемые при сооружении железобетонных мостов

Мосты эксплуатируются в сложных условиях – под воздействием значительных статических и динамических нагрузок, вредных газов, без дополнительной защиты от неблагоприятных климатических условий. Материалы, используемые при строительстве мостовых конструкций, должны обеспечивать их высокую прочность, водо- и газонепроницаемость, химическую стойкость, морозостойкость. Пластичная бетонная смесь должна обладать требуемой удобоукладываемостью, умеренной усадкой, необходимыми условиями твердения.

При сооружении мостов используется бетон классов прочности В20-В60.

Конкретную марку выбирают в зависимости от типа и функционального назначения мостовой конструкции, способов армирования. Для получения высокопрочных бетонов используют следующие материалы и технологические нюансы:

• высокоактивные цементы;
• увеличенную норму расхода вяжущего;
• сниженное водоцементное соотношение;
• оптимальный гранулометрический состав щебня и песка.

Арматура, применяемая для создания силового каркаса конструкции и выбранная в соответствии с проектными расчетами, выбирается по СНиПу в зависимости от эксплуатационных условий, в частности – от температуры окружающей среды в самую холодную пятидневку года.

Широкий ассортимент типовых проектов железобетонных мостов значительно сокращает период проектирования конструкций стандартных форм, размеров и назначения.

Мост | История, дизайн, типы, детали и факты

Великий мост Сето

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Ренцо Пиано Роберт Мозес Изамбард Кингдом Брюнель Томас Телфорд Филибер Делорм

Похожие темы:

подвесной мост военный мост разводной мост виадук динамическая ветровая нагрузка

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

мост , конструкция, проходящая горизонтально между опорами, предназначенная для восприятия вертикальных нагрузок. Прототип моста довольно прост — две опоры, поддерживающие балку, — но инженерные проблемы, которые необходимо решить даже в этой простой форме, присущи каждому мосту: опоры должны быть достаточно прочными, чтобы удерживать конструкцию, а пролет между опорами должен быть достаточно прочным. должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки. Пролеты обычно делают максимально короткими; большие пролеты оправданы там, где хорошие фундаменты ограничены, например, над эстуариями с большой глубиной.

Все крупные мосты строятся на государственные деньги. Таким образом, проект моста, наилучшим образом отвечающий общественным интересам, преследует три цели: быть максимально эффективным, экономичным и элегантным, насколько это возможно с точки зрения безопасности. Эффективность — это научный принцип, который придает значение сокращению количества материалов при повышении производительности. Экономия — это социальный принцип, который ставит во главу угла снижение затрат на строительство и техническое обслуживание при сохранении эффективности. Наконец, элегантность — это символический или визуальный принцип, который придает значение личному самовыражению дизайнера без ущерба для производительности или экономичности. Существует мало разногласий по поводу того, что составляет эффективность и экономичность, но определение элегантности всегда было спорным.

Современные дизайнеры пишут об элегантности или эстетике с начала 19 века, начиная с шотландского инженера Томаса Телфорда. Мосты в конечном итоге принадлежат широкой публике, которая является окончательным арбитром в этом вопросе, но в целом есть три позиции, занимаемые профессионалами. Первый принцип гласит, что конструкция моста является прерогативой инженера и что красота полностью достигается только за счет добавления архитектуры. Вторая идея, аргументированная с точки зрения чистой инженерии, настаивает на том, что мосты, в которых максимально эффективно используются материалы, по определению красивы. В третьем случае архитектура не нужна, но инженеры должны думать о том, как сделать структуру красивой. Этот последний принцип признает тот факт, что у инженеров есть множество возможных вариантов примерно одинаковой эффективности и экономичности, и поэтому они могут выражать свои собственные эстетические идеи без значительного увеличения материалов или стоимости.

Вообще говоря, мосты можно разделить на две категории: стандартные путепроводы и мосты уникальной конструкции через реки, пропасти или устья рек. В этой статье описываются черты, общие для обоих типов, но основное внимание уделяется уникальным мостам из-за их большего технического, экономического и эстетического интереса.

Элементы конструкции моста

Основные формы

Существует шесть основных форм моста: балка, ферма, арка, подвес, консоль и вант.

Балочный мост — наиболее распространенная форма моста. Балка воспринимает вертикальные нагрузки за счет изгиба. Когда балочный мост изгибается, он подвергается горизонтальному сжатию сверху. При этом низ балки подвергается горизонтальному растяжению. Опоры воспринимают нагрузки от балки за счет сжатия вертикально к фундаменту.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Если мост состоит из балок, соединяющих только две опоры, он называется просто опертым балочным мостом. Если две или более балки жестко соединены друг с другом на опорах, мост становится неразрезным.

Мостовые конструкции — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство на нашем веб-сайте. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 15 ноя 2022

См. вся история

Мост — пролетное сооружение, создающее переход через препятствие, такое как река, ущелье, долина, дорога, железная дорога и т. д.

Мосты являются общей чертой застроенной среды и одним из ключевых элементов гражданского строительства. Основные принципы проектирования мостов зависят от характера пролетной конструкции; его форма, материалы, средства поддержки, пройденное расстояние, местность, функция, бюджет, экспозиция и так далее.

Три основных типа конструкции моста :

• Балочные мосты.
• Арочные мосты.
• Подвесные мосты.

Другие определения, относящиеся к мостам, включают:

• Зеленый мост — переход, обеспечивающий безопасный проход диких животных.
• Эстакадный мост — мостовой переход через транспортный коридор.
• Подмост — мостовой переход под транспортным коридором, например железной дорогой.
• Виадук — мостовидная конструкция, состоящая из ряда пролетов, используемая для прохождения автомобильных и железных дорог через долины и другие впадины.
• Полупроходной мост — мост, нижний пояс которого обеспечивает движение транспортных средств или пешеходов.
• Сквозной мост — мост, в котором нижний пояс обеспечивает движение транспортных средств или пешеходов и имеет поперечные распорки, расположенные над движением транспорта». См. «Мост из чугуна и стали: оценка состояния и ремонтные работы», опубликованный CIRIA в 2008 году.
• Пролет моста — это горизонтальное расстояние между его опорами.
• Нижняя часть моста называется «потолок».
• Поверхность моста, по которой можно пройти, называется «палубой».

Для получения дополнительной информации о различных типах мостов и методах строительства см. раздел Строительство мостов.

Информацию о некоторых из самых известных мостов см. в разделе Мосты мира.

Другие статьи о мостах в Wiki Designing Buildings включают:

• Мост, напечатанный на 3D-принтере.
• Оценка мостов.
• Клифтонский подвесной мост.
• Противовесы.
• Садовый мостик.
• Обрушение Генуэзского моста.
• Уроки обрушения моста в Генуе.