МОСТЫ СОСТАВ

Мостострое́ние
, Строительство мостов

— сооружение инженерных конструкций, обеспечивающих транспортным людям и средствам проход/проезд через природные и рукотворные препятствия: реки
, проливы
, каналы
, овраги
, каньоны
, водотоки
, долины
, другие дороги
, и соединяющие в единую сеть подобные транспортные системы.

Мосты являются незаменимыми связующими звеньями коммуникаций. Они резко увеличивают возможности перемещения людей и грузов.

История строительства мостов

С эпохи мегалита
археологами
обнаружены остатки некоторых каменных
мостов, выполненных в виде сводчатых
арок
. Слова, обозначающие мост

, на разных языках встречаются практически у всех древних народов, оставивших какие-либо письменные памятники.

Первыми мостами были пешеходные, состоящие из одного упавшего поперёк ручья ствола дерева
, или нескольких скреплённых между собой брёвен
. В качестве настила использовались отёсанные брёвна — брус
или толстые доски
. Для мостов на мелководье
, в дно
реки стали вбиваться сваи
, на которые затем водружаются мостовые пролёты. В других случаях, опускаются на дно реки большие бревенчатые ящики- срубы
( ряжи
) и засыпаются тяжёлыми камнями.

Сооружались мосты в местах наибольшего сближения противоположных берегов
реки, ручья
или ущелья
, что существенно облегчает процесс создания любого моста. Для уменьшения расстояния между берегами реки и, следовательно, размеров моста, на значительную (в основном, мелкую
) часть поперёк реки, пролива, или залива насыпались дамбы
или плотины
, а более дорогостоящая конструкция моста сооружалась только над сравнительно небольшим оставшимся глубоким участком фарватера
реки для обеспечения протока
воды и прохода кораблей.

В случае большой длины пролёта, брёвна, чтобы излишне не прогибались, снизу подпирались наклонными распорками – другими брёвнами, образующими с настилом жёсткий каркас
, несущую конструкцию
или пространственную ферму
.

Современные технологии возведения мостов

Фундаменты опор моста могут находиться как на берегу, так и под водой, соответственно, к ним применяются разные способы их сооружения. Для первых вырывается котлован
, в дно которого вбиваются сваи
, к ним прикрепляется каркас
из стальной
арматуры, который окружается водонепроницаемой опалубкой
в которую затем заливается бетон
, принимающий нужные формы и размеры.

На строительных площадках возле строящихся мостов возникают рабочие посёлки и даже целые заводы по изготовлению отдельных конструкций, крупных элементов и блоков моста, перевозимых разными видами транспорта. Монтаж металлоконструкций на месте осуществляется путём сварки
, заклёпки
, винтовых соединений ( болты
). Конструкции из металла требуют защиту от коррозии
.

Распространёнными, экономичными и быстро возводимыми являются мосты из предварительно напряжённого железобетона. Они могут быть построены либо ступенчатый, либо струйное или набивки.

При строительстве висячих и вантовых мостов прокладываются канаты
или растяжки. Для висячих мостов, тросы состоят из нитей, которые устанавливаются отдельно, а затем собираются на концах. Нагрузка на тросы распределяется равномерно.

Упрощённое строительство мостов

Поскольку создание мостов очень дорого обходится государству, то для временных переправ, грунтовых дорог
на небольших реках и узкоколейных железных дорог
, иногда возводятся менее надёжные конструкции, по которым допускается замедленный проезд только лёгкому транспорту. Обычно такие мосты строят в малозаселённой местности. Существует несколько способов упрощённого сооружения таких мостов.

При строительстве свайных
мостов в старину часто использовали древесину
. Поскольку глубины водных преград и толщина ила
на дне
бывают достаточно большими, обычные брёвна для свай наращивали, последовательно соединяя стык
в стык с помощью патрубков
и хомутов
несколько брёвен. Помимо вертикально вбитых, некоторые сваи погружались в речное дно с наклоном, придавая всей конструкции моста больше жёсткости. Для противостояния напору разрушительного весеннего
ледохода
, мосты располагали сразу после резкого поворота реки в узких местах, чтобы огромные льдины, набравшие по течению опасную скорость, по инерции
ударялись, разбивались или упирались, в один из берегов, а не в деревянный мост. Сваи под опоры моста вбивались не одиночными, а по группам, пространство внутри которых заполнялось тяжёлыми камнями, образующими поперёк реки ряд островов, по форме заострённых против течения реки. Расстояния между этими островами-опорами моста должно быть не меньше 25-35 метров на реках, где производился молевой сплав
древесины, или где часто весеннее половодье
подмывает и уносит в реку деревья. В этом случае, чтобы выдержать на себе проезд тяжёлых автомобилей
-грузовиков, длинный пролёт приходится сооружать более сложным и массивным.

Если дно водяной преграды было каменистое (очень твёрдое для деревянных свай), или же наоборот — слишком рыхлое (очень глубокий слой ила, в котором сваи не удерживаются), то, в качестве опоры строящегося моста, на дно реки опускали большой бревенчатый сруб — ряж

, который затем заполнялся камнями. Один из четырёх углов ряжа делали более вытянутым, заострённым против течения реки (движения ледохода) и из наиболее прочных (толстых) брёвен. Более того, этот угол защищали от огромного давления льда дополнительными брёвнами, брусьями
и досками, а также камнями и металлическими
листами.

Через горную реку

Мосты

искусственные инженерные сооружения, служащие для перевода данной дороги или водотока над различного рода препятствиями.

Предназначены для перевода данной дороги над другой дорогой, обычно называется путепроводом (рис. 1). Если же препятствием для данной дороги является глубокий овраг, то заменяющий в данном случае насыпь, носит название виадука. В ряде других случаев замены насыпей, например при устройстве мостов над улицами в городах для проведения городских железных дорог, называются эстакадами. Предназначенные для проведения водных потоков над различными препятствиями, носят названия акведуков (если водный поток является водопроводом) или мостов-каналов (если водный поток представляет собой водный путь сообщения — канал (рис. 2).

Строение моста

В состав моста входят две основные его части: опоры и пролетные строения. Промежуточные опоры, называемые быками, имеют своим назначением передавать давление от пролетных строений соответствующему нижележащему основанию; концевые же опоры — устои — выполняют кроме того роль подпорных стенок, поддерживающих давление подходящей к мосту насыпи. Пролетное строение, под которым подразумевается совокупность всех частей кроме опор, имеет своим назначением передавать давление полезной нагрузки на опоры.

Классификация мостов

В соответствии с типом опор и пролетных строении
мосты бывают неподвижные, когда и опоры и пролетные строения неподвижны, и подвижные, причем в случае , сооружении наличия подвижных опор и пролетных строений — называются наплавными; если же подвижна только часть пролетного строения — называются разводными.

В зависимости от рода материала
, принятого в пролетном строении, различают:

• деревянные,
• металлические (в настоящее время как правило — стальные),
• железобетонные и каменные, причем под последними подразумеваются — как собственно каменные (из различного рода каменных кладок), так и бетонные.

В соответствии с эксплуатационным назначением
мосты разделяются на

• железнодорожные,
• автодорожные,
• городские,
• пешеходные,
• мосты-акведуки,
• мосты-каналы.

По характеру воздействий, испытываемых опорами
, мосты могут быть:

1. балочными, когда от пролетных строений на опоры передаются вертикальные воздействия,
2. арочными, когда опоры получают от пролетных строений наклонные воздействия, направленные в наружные от рассматриваемого пролета стороны,
3. висячими, когда воздействия, испытываемые опорами, оказываются также наклонными, но направленными внутрь рассматриваемого пролета.

В многопролетных мостах пролетные строения :

1. разрезными, т. е. отдельными, самостоятельно работающими в каждом пролете;
2. неразрезными, т. е. представляющими собой одно неразрывное целое на протяжении ряда пролетов,
3. консольными, непрерывно перекрывающими один или ряд пролетов и снабженными свешивающимися в соседние пролеты частями — консолями, концы которых служат опорами для соседнего балочного пролетного строения.

История возникновения мостов

Большое строительство новых железных и автомобильных дорог в СССР, реконструкция части существующей ж.-д. сети, а также крупнейшие работы по реконструкции и благоустройству городов привели к крупному строительству М. Металлические мостовые конструкции СССР резко отличаются от дореволюционных.

Первые, осуществленные человечеством мосты были деревянные и наплавные. К числу таких относятся, построенные Киром Персидским на наполненных воздухом мешках из толстой кожи через реку Евфрат в 538 г. до н. э., Ксерксом через Дарданеллы (Геллеспонт) во время похода против греков в 481 г. Последний имел длину около 1 км и был устроен на лодках, связанных льняными канатами. Вообще наплавные, освобождавшие человека от очень сложной работы по постройке опор, основанных на грунте, были известны и римлянам, которые пользовались для устройства своих переправ мосты на бочках, и китайцам, строившим переправы на лодках, связанных железными цепями.

Деревянные мосты

Деревянные мосты на неподвижных опорах появились также еще в древние времена; сохранились сведения о деревянном балочном — на каменных опорах, построенном около 7—8 в. до н. э. через Евфрат в Вавилоне, деревянном мосте Юлия Цезаря постройки 56 г. до н. э., арочном деревянном мосте Трояна на каменных опорах через Дунай постройки 104 г. (рис. 4). Этот мост общей длиной около 1 км имел 20 каменных опор высотой около 46 м и арочные пролеты длиной около 52 м. Остатки ряда опор этого моста сохранились до настоящего времени в Венгрии.

После падения Римской империи деревянное мостостроение на долгие годы заглохло в своем развитии, и только в эпоху Возрождения снова наблюдается оживление в данной области, причем в этот период обращают на себя внимание деревянные фермы итальянского инженера Палладио (рис. 5), уже очень сильно приближающиеся к фермам современного типа.

Во второй половине 18 в. очень много сделали в области развития деревянного мостостроения самоучки-плотники Грубенман, построившие в частности в 1778 г. мост через реку Лиммат у Веттингена (фиг. 6) пролетом 119 м, не превзойденным до настоящего времени. В конце 18 и 19 вв. в деревянном мостостроении получили значительное распространение арочные мосты.

Здесь можно отметить построенные швейцарским плотником И. Риттером мост через реку Кандель в Берне пролетом 51 м, в Мелингене пролетом 48 м (фиг. 7); через реку Сену в Иври (около Парижа), имевший 5 разных пролетов величиной несколько Выше 20 м (фиг. 8), построенный в 1828 г. и просуществовавший до 1881 г.; через Делавар в Трентоне (рис. 9) пролетом 60 м, построенный в 1804 г. и прослуживший с некоторым усилением 70 лет; через Schuylkill в Филадельфии (рис. 10) с отверстием 104 м, построенный в 1813 г.; через ущелье Gascade-Gleen в Америке (рис. 12) пролетом 84 м, построенный в 1849 г.

В первой же половшие в 30 годах 19 в. в Америке появились пролетные строения со сквозными деревянными фермами самых разнообразных систем, явившиеся толчком для дальнейшего развития деревянного мостостроения. Из большого количества применявшихся в то время в Америке ферм особо рациональными и практически жизненными оказались дощатые многорешетчатые фермы сист. Тауна (рис. 12), в которых раскосы соединялись с поясами помощью деревянных цилиндрических нагелей, а также фермы Гау (рис. 13), имевшие брусчатые пояса, связанные между собой крестообразно расположенными деревянными брусчатыми раскосами и металлическими тяжами. Так как раскосы при этом оказывалось возможным рассчитывать работающими только на сжатие, то конструкция узла в ферме получалась очень простой: раскосы упирались в специальную узловую подушку, врубавшуюся в пояс. Фермы Тауна и фермы Гау нашли затем очень широкое применение в Европе и в частности в России, где например фермы Гау в усовершенствованном (инженером Журавским) виде были использованы в 40-х годах 19 в. при постройке моста Октябрьской железной дороги.

Один из крупнейших таких мостов этой железной дороги (через реку Мету) имеет 9 неразрезных пролетов по 61 м каждый. Дощатые фермы типа Тауна и фермы Гау оказались настолько рациональными, что до сих пор считаются основными в деревянном мостостроении. В последующий промежуток времени изменились и усовершенствовались лишь некоторые их детали. Следует отметить, что в России с начала 90-х годов довольно широко применялись сплошные дощатые фермы типа, предложенного инж. Лембке, по существу ничем принципиально не отличавшегося от фермы типа Тауна.

Со второй половины 19 в., когда стали широко распространяться металлические мосты, в области деревянного мостостроения начался застои, сменившийся небольшим подъемом лишь после войны 1914—1918 гг. В этот период в СССР был разработан целый ряд новых типов деревянных мостов, в частности фермы Гау с ездой понизу с полигональным очертанием верхнего пояса (рис. 14), фермы Лангера (рис. 15), фермы с ездой понизу с параболическим очертанием верхнего пояса (рис. 16) и др. Однако осуществленные пролеты всех этих деревянных ферм не превосходили 52,5 м.

Каменные мосты

Первые каменные мосты были небольших пролетов, причем первоначально они были балочной системы. Крупное развитие каменное мостостроение получило в эпоху Римской империи, причем в основном здесь находят применение полуциркульные своды пролетами не выше 34 м и с достаточно значительной толщиной опор, что ясно видно из рис. 17, изображающей общий вид остатков моста Августа через р. Неру (около Рима); средний пролет этого равный 34 м, имел ползучий свод.

В эпоху Римской империи было построено большое количество весьма интересных и крупнейших каменных мостов, среди которых отмечены: римский трехъярусный акведук с пролетами до 24,5 м, высотой 49 м и длиной 260 м; антиохийский акведук (Сирия) длиной 6 700 м и высотой 62 м. В средние века обращают на себя внимание каменные мосты, построенные специальной религиозной организацией «Мостовых братьев». Членами этой организации были построены такие замечательные, как через р. Рону в Авиньоне длиной 600 м с наибольшим пролетом 33 м, построенный в 1177—1185 гг.; в настоящее время от 18 пролетов сохранилось только 4 пролета; через реку Аллу в Треццо (1337 г.), вероятное очертание которого изображено на рис. 18, имевший пролет 72 м, т. е. настолько большой по величине, что только в 20 в. он был превзойден; мост этот просуществовал всего 40 лет. т. к. был разрушен при осаде замка, при котором он был сооружен.

С начала 18 в. с развитием теоретической работы в области строительной механики каменное мостостроение получает дальнейшее развитие, следуя в основном по пути уменьшения стрелы подъема сводов и толщины опор. Особенно много было сделано в этот период в области каменного мостостроения известным французом Перроне, осуществившим в частности такие сооружения, как:

1. Saint-Махепсе, построенный в 1772—1786 гг. и имеющий действительную пологость сводов 1 : 11,2 (по проекту пологость предполагалась равной 1 : 12) и толщин промежуточных опор — около 1 : 10 пролета, образованных к тому же пз четырех каменных колонн, связанных попарно (решение по тому времени очень смелое);
2. Nemours постройки 1795 — 1804 гг., имеющий своды пологостью 1 : 15,6 толщину быков в 1 : 7 пролета.

После периода некоторого затишья с конца 19 в. снова наблюдается дальнейшее развитие каменного мостостроения, связанное с именами опять-таки француз Сежурне и Фрейсинэ. Здесь следует отметить такие , как:

1. через реку Изонцо (Италия) пролетом 85 м, построенный в 1906 г.,
2. через реку Ло в Вильневе (Франция) пролетом 98 м и наконец
3. величайший в мире по пролету бетонный de la Caille, построенный в 1928 г. и имеющий расчетный пролет 140 м.

Железобетонные мосты

Первые железобетонные мосты появились менее чем 50 лет тому назад, причем уже в 1908 г. был построен известный Гмюндертобельский виадук (Швейцаэия) пролетом 79 м, а через 20 лет (1930 г.) во Франции у Бреста был сооружен железобетонный мост с рекордными до сего времени в каменном и железобетонном мировом мостостроении пролетами, равными 186. Немного меньшего пролета (181 м) железобетонный был построен в 1934 г. в Трансберге (Швеция).

Большие успехи в железобетонном мостостроении достигнуты в СССР. В частности можно указать на крупнейшие многопролетные арочные эстакады с пролетами выше 50 м в мостах через Волгу и Днепр; через канал Москва — Волга у станции Химки — 4-путный железнодорожный арочный мост пролетом 30 м; городской мост через Ангару в Иркутске пролетами по 80 м; оригинальный по конструкции мост через Неву в Ленинграде с пролетами по 105 м с применением трубок, заполненных бетоном; один из новых мостов (Москворецкий) в Москве пролетом 98 м.

Металлические мосты

Появились лишь в 18 в.; во всяком случае есть основания считать, что первым осуществленным железным был пешеходный висячий мост на железных цепях через р. Тиз в Англии пролетом 21 м, построенный в 1747 г. Вообще же висячие мосты во второй половине 18 в. начали очень сильно развиваться, особенно в Америке, где к 1809 г. уже было построено около 40 мостов по системе, предложенной и запатентованной Финлеем. Очень быстро стали расти пролеты висячих мостов, причем в 1826 г. был уже построен Менейский в Англии пролетом 177м.

В Европе весьма серьезное распространение висячие мосты получили во Франции, где к 1830 г. уже было 10 штук через р. Рону, а в 1834 г. француз Chalcy построил в Оренбурге висячий мост пролетом 264 м с применением кабеля, образованного из отдельных тросов. Переход в висячих мостах на кабели, очень существенно облегчивший их вес и сделавший конструкцию проще, оказался чрезвычайно плодотворным для висячего мостостроения и получил широкое развитие, особенно в Америке. Весьма крупную роль в деле развития висячих мостов сыграло также введение балки жесткости, существенно увеличившей вертикальную жесткость. Крупнейшие висячие мосты, построенные в Америке,— Бруклинский мост (1883 г.) в Нью Иорке со средним пролетом 486,5 м. Делаварский в Филадельфии (1926 г.) пролетом 533 м; Гудзонский им. Вашингтона в Нью Иорке (1931 г.) пролетом 1 067,5 м; через Золотой залив в Сан-Франциско (1937 г.) пролетом 1 281 м.

Следует отметить, что для таких крупных пролетов роль балки жесткости вследствие незначительности влияния подвижной нагрузки по сравнению с влиянием чрезвычайно большого собственного веса сильно снижается; в частности в Гудзонском мосту балка жесткости принята высотой, равной около пролета. Крупнейшие висячие мосты, осуществленные в Европе, — старый мост через Дунай в Будапеште (1804 г.) пролетом 200 м, новый — через Дунай в Будапеште (1903 г.) им. Елизаветы пролетом 316 м, новый через Рейн в Кельне (1930 г.) пролетом 315 м.

В СССР висячие мосты большого распространения не получили.

Балочные мосты

Начали развиваться примерно со второй четверти 19 в. В этот период были осуществлены металлические балочные со сплошными, закрытыми со всех четырех сторон пролетными строениями; примером такого моста может служить известный мост «Британия» (1855 г.) с пролетами по 140 м. Такое невыгодное использование материала должно было уступить место сквозным фермам. Сначала перешли на много решетчатые фермы, затем появились многораскосные фермы, получившие весьма широкое распространение в Европе и особенно в России.

Наибольшее однако практическое применение с начала 20 в. получили простые треугольные и раскосные фермы без шпренгелей и со шпренгелями. Широкое распространение в металлическом мостостроении получили балочно-консольные фермы, предложеные Гербером. Крупнейшие мосты этой системы, пользующиеся мировой известностью, — Фортский в Англии (1889 г.) пролетом 518 м; Квебекский через реку Св. Лаврентия в Канаде (1917 г.) с рекордным в мире для балочных мостов пролетом в 549 м. В СССР балочно-консольные мосты применялись как в автодорожном, городском, так ив железнодорожном мостостроении. В частности крупнейших мостов (Саратовский) через Волгу общей длиной около 1,8 км имеет в основной своей части балочно-консольную систему с наибольшими пролетами около 200 м.

Первые металлические арочные мосты были чугунными. После замены в арочных чугуна сталью (примерно со второй половины 19 в.) металлическое арочное мостостроение стало очень быстро развиваться с точки зрения перекрытия все больших пролетов. Так, уже в 1887 г. во Франции был построен известный металлический виадук Гараби пролетом 165 м. Наиболее крупные металлические арочные, построенные в — Хелльгетский — через Ист-Ривер в Нью Порке (1917 г.) пролетом 298 м; через гавань в Сиднее в Австралии (1931 г.) пролетом 503 м; через канал Кил-Ван-Кулл (1931 г.) пролетом 511 м.

Железобетонные балочные мосты различают:

по статической схеме:

• разрезные,
• не разрезные;
• консольные;

по типу несущей конструкции

• с пролетными строениями,
• плитными,
• ребристыми,
• коробчатыми,
• сквозными;

по способу производства работ:

• из монолитного,
• сборно-монолитного,
• сборного железобетона.

Мост состоит из опор и пролётного строения (рис. 1). Промежуточные опоры называются быками, крайние — устоями. Пролётное строение (рис. 2) состоит из:

• а) основной несущей конструкции (главных ферм, сводов, арок и т. д ), передающей нагрузку моста на опоры;
• б) проезжей части;
• в) связей продольных и поперечных, объединяющих элементы пролётного строения в одну неизменяемую систему;
• г) опорных частей строения.

В ряде случаев, в железобетонных и каменных, пролётное строение и опоры составляют одно целое или лишены обособленных проезжей части и связей, например бесшарнирные своды, рамные мосты, плитные мосты и т. д.

Основные размеры моста: величина отверстия (в свету между опорами), величина расчётного пролёта, ширина пролётного строения или расстояние между осями ферм, высота пролётного строения и превышение низа конструкции над отметкой горизонта вод.

Рис.1. Схема моста

Величина отверстия малых мостов определяется пропуском наибольшего (расчётного) расхода воды во время половодья и при наибольшем возможном ливне. Величина отверстия для несудоходных рек и несудоходных частей судоходных рек определяется обычно экономическими условиями наименьшей стоимости моста.

Отверстия продета над судоходными частями рек ограничиваются судоходными подмостовыми габаритами. Расстояние от меженного горизонта воды до низа конструкции в судоходных отверстиях определяется высотой судоходного габарита, которая отмеривается от судоходного горизонта (несколько более низкого, чем горизонт самых высоких вод).

Системы мостов и области применения их.

Основные системы пролётных строений — балочные, арочные и висячие, разрезные, неразрезные и консольные.

Основные виды — по материалу: железобетонные, стальные и деревянные.

В металле и дереве возможны все три основные системы — балочная, арочная и висячая; в железобетоне — балочная и арочная.

Применение принципа сборности сближает конструктивные формы из всех трех материалов.

Получают широкое применение комбинированные конструкции, например стальные балки с железобетонной плитой или железобетонные балки со стальным шпренгелем и др.

В мостостроении основным строительным материалом является железобетон, обладающий преимуществами перед другими материалами (долговечность, меньшие эксплуатационные расходы, малый расход стали и т. д.).

Железобетонные

Большое значение в применении к мосту имеет сборный железобетон, существенно облегчающий монтаж конструкций. Сборные желебетонные мосты монтируются в основном так же, как стальные. При небольших пролётах железобетоные пролётные строения могут быть поставлены опоры краном в целом виде.

Металлические

Основным преимущество металлическх — высокая индустриальность и в связи с этим короткие сроки и малая трудоёмкость изготовления и монтажа, а также сравнительно небольшой вес пролётного строения. Поэтому главная область применения металла в мостостроении — больше пролётов, где эти преимущества имеют еще существенное значение.

Рис. 2. Элементы металлического пролетного строения: 1 — главные фермы; 2 — проезжая часть, ездовое полотно; 3 — продольные балки; 4 — поперечные балки;

5 — опорные части.

Другая область применения металлических мостовых конструкций — подвижные мосты (разводные, разборные возимые и наплавные, напр. военные, для которых существенно важны транспортабельность, быстрота возведения и т. д.).

Деревянные

Преимуществом деревянных — является использование местного материала (леса), малый вес и лёгкая обработка материала. Невысокая долговечность деревянных конструкций ограничивает применение их во временных или в мостах пониженной капитальности. Однако консервирование древесины значительно повышает срок службы деревянных конструкций. .

Развитие мостовой конструктивной формы

Древнейшими материалам для моста были дерево и камень. Древние деревянные мосты не сохранились, однако известны значительное количество мостов, существовавшие до н. э. (через рр. Тибр, Дунай, Рейн и др ). Деревянные мосты средних веков и эпохи Возрождения имели в основном простую балочную и подкосную форму.

В древние и средние века получила широкое npименение основная форма каменных — арочная (в Риме, Испании, Китае). В Древней Руси — были деревянные, через большие реки обычно наплавные ( нач. 12 в. через Днепр в Киеве), а также на ряжах ( в Новгороде). В Армении и Грузи лучили развитие каменные; большой смелостью выполнения отличаются, например на р. Беслети (Грузии 12 в.), Санаинский (Армения, 1234).

В эпоху Возрождения мосты приобрели современную конструктивную форму. В 17—18 вв. лучшие каменные — строились во Франции. В 1716 там был учрежден «Корпус мостов и дорог». В это время начался переход от эмпирических приёмов конструирования к расчету. Некоторые — построенные французким инженером Ж. Р. Перроне и его учениками (конец 18 в.), удивляют до сих пор смелостью решения (рис. 3). Первый в Москве каменный (Троицкий) был построен в нач. 16 в. через реку Неглинку у стен Кремля; однако развитие каменных мостов происходило весьма медленно.

Во 2-й пол. 17 в. построен Большой Каменный (Всехсвятскип) через р. Москву. В 18 в. в основном продолжалось строительство деревянных. Первые мост в Петербурге, а также на «перспективе» Москва — Петербург были деревянными — свайными и наплавными. В конце 18 в. началось усиленное строительство каменных (Чернышёв мост через Фонтанку и др.).

Рис. 3. Мост в Понт-Сент-Моксане (Франция). 1786.

Интенсивное развитие капиталистического производства, а также транспорта в конце 18 в. обусловило подъём мостостроения на более высокий уровень, появляются чугунные, затем железные и, наконец, железобетонные, каменные — потеряли своё прежнее значение, деревянные строились как — местного значения или временные.

Первые чугунные мосты (арочные) появились в конце 18 в. в Англии — 1779, в России—1784. Русским инженером С. В. Кербедзом был создан в 1850 Николаевский мост. в Петербурге, впоследствии переименованный в мост им. лейтенанта Шмидта, самый большой в своё время по длине чугунный мост в мире.

Широкое строительство железных дорог стимулировало использование железа в мостостроении. В России первые железные мосты были балочные многорешётчатой системы ( Петербургско-Варшавской железно-дорожный через реку Лугу.

В 70-х гг. по инициативе Н. А. Белелюбского стали строить многораскосные — со сжатыми стойками и растянутыми раскосами. Он усовершенствовал их конструкцию в дальнейшем, например в построенном в 1879 мосту через реку Волгу у Сызрани и мост Сибирской железнодорожный Современник Белелюбского Л. Д. Проскуряков ввёл применяемую и теперь треугольную решётку ферм и создал непревзойдённые в своё время по лёгкости со пшренгельной решёткой, например — через р. Енисей Сибирской железнодорожный (1896).

То же изменение конструкции характерно для зарубежных стран. В 80-х гг. 19 в. по инициативе Белелюбского в России при сроительстве мостов ранее, чем в других странах, сварочное железо было заменено литым (сталью).

Рис. 4. Мост через реку Лугу 19857 г.

За рубежом — связи со сложным рельефом местности получили распространение арочные, к наиболее эффектным относится построенный в 1887 инж. А. Г. Эйфелем виадук Гараби во Франции. Строятся также неразрезные и консольно-балочные мосты больших пролётов (через реку Св. Лаврентия в Канаде пролётом 547 м).

На шоссейных дорогах наряду с деревянными мостами нач. 19 в. строились висячие, в которых проезжая часть подвешена к цепи или кабелю, перекинутым через пилоны. Первый цепной — был сооружён в Америке в 1796, затем цепные — появились в Англии России. Пролёты их быстро увеличивались, в 1826 в Англии был построен мост пролётом 176 м через Менийский пролив А. Л. Витберг в России (1809), а затем Л. Навье и М. Сеген во Франции предложили заменить цепь кабелем, что облегчило сооружение висячих мостов и дало возможность довести пролёты до 300 м (Фрейбургский 1834).

В Америке сооружение висячих мостов продолжалось с большим успехом (в 1937 в Сан-Франциско — пролётом 1270 м, в 1956 в Нью-Йорке — 1450 м).

На шоссейных дорогах и в городах для перекрытия больших пролётов строятся и арочные (в Сиднее — пролёт 503 м и около Нью-Йорка — 528 м). В России на шоссейных дорогах строились деревянные, достигшие высокой степени совершенства, — арочные — через рр. Нарову, Вепрж, Любань, через реки и каналы в Петербурге и др.

Первым висячим мостом на Европейском континенте был Пантелеймоновский — через реку Фонтанку в Петербурге (1823) пролётом 37 м при общей длине 54 м. Висячая система была применена также на большом — через р. Днепр у Киева и на Варшавском шоссе через р. Великую у г. Острова.

В конце 19 в. началось строительство железобетонных мостов — сводчатых, балочных и затем рамных. Помимо сводчатых, повторяющих конструктивные формы каменных, но с более лёгким надсводным строением, часто с пустотелыми сводами, возводились с ребристыми сводами, с отдельными арками и развитой проезжей частью.

Пролёты арочных железобетонных — достигают 250—300 м. В России начали строятся железобетонные — в самом конце 19 в. На юге России в нач. 20 в. было построено довольно большое количество железобетонных — малых пролётов. На железных и шоссейных дорогах был построен ряд весьма крупных виадуков.

В СССР железобетонные — получили широкое развитие. В 30-х и 40-х гг. применялись в основном монолитные, многие из которых имели большие размеры (мост Володарского в Ленинграде пролётом 138 м, через канал им. Москвы, Москворецкий — в Москве, через Днепр в Днепропетровске и Запорожье пролётом 140 м и 228 м и др.).

В 50-х гг. получают распространение сборные железобетонные, в т. ч. предварительно напряжённые. В США построен сборный предварительно напряжённый балочной конструкции длиной более 38 км. В СССР сборные балочные конструкции служат для перекрытия большинства малых, в значит, степени средних, а иногда и больших пролётов, в сборном исполнении строятся также крупные арочные (через Енисей в Красноярск), построен мост-метро в Москве.

Стальные в СССР строились в большинстве балочными, на железной дороге обычно разрезными. Получают распространение сварные.

Первый большой цельносварной — был сооружён в 1938 в Ленинграде по проекту Г. П. Передерия взамен старого чугунного моста им. лейтенанта Шмидта (б. Николаевского).

К новым сварным — относятся открытый в 1953 М. им. акад. Е. О. Батона (Новодницкий М.) через р. Днепр в Киеве, в 1957 — Ново-Арбатский мост в Москве и др. Сооружён ряд крупных балочных — комбинированной системы — стальные балки с железобетонной плитой (Ново-Арбатский в Москве, через р. Даугава в г. Риге, 1957, и др.).

На реках при скалистом грунте или в городах применялись арочные (через р. Днепр у Запорожья, через р. Оку в Горьком, Большой Каменный в Москве и др.).

На автогужевых и подвесных дорогах и в городах сооружаются висячие — в виде вантовых ферм, стержни которых состоят из канатов, обладающие большой жёсткостью и экономичностью, или на цепях (Крымский в Москве), или на кабелях (через р. Кузнечиху в г. Архангельске.

Применяются комбинированные системы — балки с гибкой аркой (через р. Белую в г. Уфе).

Деревянные автодорожные мосты применяются в основном простых балочных конструкций, изготовляемых на строительных дворах. Для перекрытия больших пролётов при невозможности использования других материалов строят деревянные, комбинированной системы — балка с аркой.

У этого термина существуют и другие значения, см. Мост (значения)
.

Как правило, мосты состоят из пролётных
строений и опор
. Пролётные строения служат для восприятия нагрузок и передачи их опорам; на них может располагаться проезжая часть, пешеходный переход, трубопровод и так далее. Опоры переносят нагрузки с пролётных строений на основание моста.

Пролётные строения состоят из несущих конструкций: балок
, ферм
, диафрагм (поперечных балок) и собственно плиты проезжей части. Статическая схема пролётных строений может быть арочной, балочной, рамной, вантовой или комбинированной; она определяет тип моста по конструкции. Обычно пролётные строения прямолинейны, однако в случае необходимости (например, при постройке эстакад
и дорожных развязок) им придают сложную форму: спиралеобразную
, кольцевую
, и так далее.

Пролётные строения поддерживаются опорами, каждая из которых состоит из фундамента
и опорной части. Формы опор могут быть весьма разнообразными. Промежуточные опоры называются быками
, береговые — устоями. Устои служат для соединения моста с подходными насыпями.

Материалами для мостов служат металл
( сталь
и алюминиевые сплавы
), железобетон
, бетон
, природный камень
, дерево
, верёвки.

Временные мосты на плавучих опорах называют наплавными
, или понтонными
.

Мосты бывают одно
и много
(два, три и так далее) пролётные.

• пешеходный мост
• автодорожный ^[4]
  
• железнодорожный
• совмещённый
• специальный
• городской
• декоративный (садово-парковый)

Выделяют также трубопроводные мосты, акведуки
(используются для транспортировки воды) и виадуки (мосты через овраги или ущелья; соединяют точки, равные по высоте).

• 
  
  

  Железнодорожные мосты Риги
  через Западную Двину

• 
  
  

  Железнодорожный мост через реку Шую
  , Карелия

• 
  
  

  Замок Лоде
  . Пешеходный мост-плотина через реку Лийви, Эстония

• 
  
  

  Пешеходный мост к фонтану в парке Царицыно

По статической схеме

По статической схеме мосты делятся на балочные, распорные и комбинированные.

• Балочные
   — самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. Основная отличительная особенность балочной системы состоит в том, что с пролётных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют. Балочные мосты разделяют на следующие типы:
  • Разрезная система
     — состоит из ряда балок, причём одна балка перекрывает один пролёт. Система статически определима и может применяться при любых типах грунтов. Недостатки: большое количество деформационных швов и обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре.

    
    

  • Неразрезная система
     — одна балка пролётного строения перекрывает несколько пролётов или сразу все. Таким образом, пролётное строение неразрезной системы рассчитывается как многоопорная статически неопределимая балка с использованием метода сил, метода перемещений или других методов расчёта статически неопределимых систем, применяемых в строительной механике. Неразрезная система хороша меньшим, чем в разрезной, количеством деформационных швов и меньшей строительной высотой. Недостаток такой системы — чувствительность к деформации основания.
  • Консольный мост
     — состоит из двух типов балок. Одни балки опираются на две опоры и имеют консольные свесы. Другие балки называются подвесными, поскольку опираются на соседние балки. Соединение балок осуществляется при помощи шарниров. Достоинством консольной системы является её статическая определимость, а следовательно, лёгкость расчёта и нечувствительность к грунтам. К недостаткам системы можно отнести большое количество и сложность устройства деформационных швов шарнирного типа, а также нарушение комфортности проезда в зоне шарниров. В настоящее время мосты такой системы сооружаются редко.
  • Температурно-неразрезная система
     — состоит из двухопорных балок, объединённых в цепь с помощью верхней соединительной плиты. Под действием вертикальных нагрузок такая система работает как разрезная, а под действием горизонтальных — как неразрезная. Её достоинством является меньшее количество деформационных швов, а недостатком — обязательное наличие двух опорных частей на каждой промежуточной опоре.
  • Во всех вышеперечисленных схемах мостов пролётные строения могут изготавливаться как в виде сплошных балок различного сечения, так и в виде решётчатых конструкций, то есть ферм.
  • Ферменные
    
     — как правило, железнодорожные мосты с пролётом свыше 50 м. Преимущества фермы — лёгкая конструкция, позволяющая перекрывать достаточно большие пролёты (обычно от 40 до 150 м). Фермы изготавливают из стандартного стального проката. Единственная в мире эксплуатируемая железобетонная
    мостовая ферма находится в г. Белово
    Кемеровской области на подъездных железнодорожных путях предприятия.

• Распорные системы
   — отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором. Выделяют несколько разновидностей распорных систем, довольно сильно отличающихся друг от друга:
  • Арочный мост
    
     — классический тип каменного моста, известный с глубокой древности: основными несущими конструкциями являются арки
    или своды
    . Арка — криволинейный брус, у которого поперечный размер меньше высоты. Свод — криволинейный брус
    , у которого ширина сечения значительно больше высоты.
  • Висячие
    
     — мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Этот вид представляют все крупнейшие по длине и высоте пролёта мосты мира. Интересным вариантом висячего моста является живой корневой мост
    
    , распространённый на востоке Индии.
  • Вантовые
    
     — разновидность висячих мостов: функцию основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов
    . Ванты прикреплены к пилонам — высоким стойкам, монтируемым непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жёсткости, на которой располагается мостовое полотно. Ванты располагаются под углом наклона к горизонтали не менее 30 градусов, так как в противных случаях в них возникают большие усилия, и жёсткость сильно уменьшается. Балку жёсткости лучше выполнять коробчатого сечения, поскольку это улучшает её работу на кручение от временных нагрузок и от действия ветра. Наиболее часто вантовая система применяется при перекрытии глубоких и/или широких рек и в городских условиях.
  • Рамная система
     — состоит из рам, стойки которых выполняют функцию опор, а ригели — функцию пролётных строений. По форме рамы могут быть Т-образными, П-образными, а также иметь две наклонные стойки и консольные свесы (специального названия не имеют). Достоинствами рамной системы являются небольшая строительная высота и увеличенное по сравнению с балочными системами подмостовое пространство. Всё это делает рамные конструкции удобными для путепроводов и эстакад. Также данная система может быть применена в горных условиях из-за того, что там в силу особенностей рельефа нельзя понизить уровень проезда. Недостатками рамной системы являются сложность строительства и чувствительность к деформации основания. Такие системы в настоящее время малоприменимы из-за дороговизны и специфичности.
• Комбинированная схема
   — наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки.

По уровню проезда

• С ездой понизу: чаще всего сквозные фермы или арочные; все виды висячих мостов; встречаются также балочные конструкции, где подвижная нагрузка передвигается между основными несущими элементами;
• С ездой посередине: чаще всего арочные конструкции, в которых пяты арок находятся значительно ниже, а замок — выше уровня проезжей части;
• С ездой поверху: подавляющее большинство классических балочных, а также рамных конструкций; встречаются также фермы и реже арки.

Особый тип мостов — разводные мосты. В разведённом состоянии мост не мешает проходу судов. Своими разводными мостами знаменит Санкт-Петербург
, где все мосты через Неву
, кроме Большого Обуховского моста
, являются разводными.

Особые конструкции разводных мостов:

• мосты, разводимые поднятием средней части:
  • первый тип: пролёт поднимается в горизонтальном положении вверх (например, железнодорожный мост
    в Ростове-на-Дону
    );
  • второй тип: пролёт или пролёты поднимаются, поворачиваясь вокруг одного из шарниров (например, Дворцовый мост
    в Санкт-Петербурге
    );
• поворотные мосты: у таких мостов средняя часть шарнирно укреплена на стоящей в середине реки опоре. Мост разводится поворотом средней части на 90°, таким образом средняя часть становится параллельна руслу реки. Примером такой конструкции служит Варваровский мост
  в украинском городе Николаеве
  , поворотный пролёт которого имеет длину 134 м, и мост в Валенсии
  , по которому проложена трасса для гонок Формулы-1
  .

В густых джунглях
, для преодоления ручьёв и опасных затягивающих трясин болот
, использовались свисающие с ветвей
больших деревьев и переплетающиеся между собой вьющиеся лианы
. В Индии до XXI века
выращиваются живые корневые мосты
. В устьях
многих тропических
рек прямо из воды густыми зарослями растут мангры
, чьи корни
всегда приподнимаются над водой, даже во время морских приливов
, на которые иногда крепят настилы мостовых переходов с одного берега

Средневековый

горбатый мост

Манд
, департамент Лозер
, Франция