Сооружение мостов из монолитного бетона реферат

Обновлено: 04.07.2024

Популярность железобетонных мостов объясняется многочисленными преимуществами. Такие капитальные сооружения наделены всеми достоинствами железобетона, такими как прочность, стойкость к любому типу воздействий, нетребовательностью к уходу в отличие от стальных сооружений. Правильное проектирование и качественное выполнение всех стадий строительства минимизируют расходы по содержанию железобетонной конструкции. Железобетонные мосты имеют одну главную особенность — невысокий расход металла в сравнении со стальными изделиями.

Преимущества и недостатки

Железобетонная конструкция имеет важные плюсы.

Повышенная жесткость и монолитность — свойства, обеспечивающие возможность создать мост по результатам проектирования с выгодными схемами как с конструктивной, так и с экономической стороны.
Возможность применения доступного стройматериала, такого как песок, щебенка, гравий, что существенно ускоряет и удешевляет перевозку расходных строительных веществ.
Технология возведения изделий из железобетона полностью механизирована и осуществляется индустриальными способами.
Высокие эксплуатационные качества, такие как прочность, надежность, долговечность.

Мостам из железобетона свойственна особенность — упрочение и постепенное нарастание прочности бетонного материала. Любому мосту из выше приведенных типов свойственна способность противостоять динамическим нагрузкам и временно увеличивающимся усилиям.

Основными недостатками железобетонного моста является массивность, высокая тепло- и звукопроводность, низкая сопротивляемость к действию растягивающих усилий, риск растрескивания внешних бетонных слоев из-за усадки и напряжений в железобетонном материале, возникающим по технологическим причинам.

Сборно-монолитный мост

По конструкционным особенностям сооружения делят на три типа:

Классическими разновидностями по применению являются:

путепроводы;
виадуки;
эстакады.

Сфера применения

Балочные сооружения с малошаговыми пролетами используются для создания автодорожных переездов. Технология их строительства предполагает использование монолитных перекрытий и пролетов на сборных ребрах. На немассивных мостах, трубах и лотках осуществляется переправа через небольшие водотоки и суходолы.

Путеводными железобетонными мостами обеспечиваются переезды для железнодорожного и автомобильного транспорта. Эстакады строятся для пересечения городской территории. Виадуки нужны для перемещения через горные ущелья, глубокие овраги и долины.

Материалы для изготовления

При возведении изделий из преднапряженного железобетона рекомендуется использовать тяжелые классы бетонной смеси не ниже М 300 и соответствующие прочностные категории. Широкое применение нашли такие сорта, как М200, М250, М300, М400, М500, М600, а также соответствующие им классы по морозостойкости. Использовать можно как готовые сухие смеси, так и местного изготовления.

При замесе бетона используются цементы высоких марок, такие как портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый класс. Если нужен облегченный тип обработки бетона, рекомендуется использовать пластифицированную марку портландцемента.

Для сооружения пролетов разной величины, опорных частей мостов применяются доменные отходы после грануляции металлургического шлака. Особенностью этого материала является возможность получения бетона класса М140—200 при активации его прочностных характеристик. Инициируется этот процесс благодаря применению в составе активаторов, таких как цемент с известью, которые после размола во влажном состоянии дают желаемый эффект.

Модернизация технологий строительства переправ из железобетона позволила применять более легкие марки бетонов, масса по объему которых составляет 1,2—1,6 г/л3. Требуемые показатели объемного веса достигнуты за счет примешивания легких натуральных порообразователей, таких как лавы и туфы вулканического и известкового происхождения, а также искусственных заполнителей, например, керамзита.

Легкие бетоны перспективны для строительства сборных мостов. Более низкая масса готовых блоков позволяет экономить время и затраты на их кладку за счет применения меньшего количества строительной техники. Легкие бетоны М100, М150 и выше наиболее приемлемы для использования при сооружении железобетонных несущих элементов.

Для сооружения сварных армирующих сеток или арматурного каркаса применяются металлические гибкие пруты с круглым сечением или пруты периодического профиля. Отдельные элементы укрепляются жесткими стержнями фасонного проката. Использование преднапряженных арматурных прутьев из высокопрочного металла позволяет возводить максимально железобетонные мосты, отличающиеся легкостью и экономичностью.

Вывод

В сравнении с металлическими аналогами железобетонный мост имеет массу преимуществ: производство, эксплуатация и обслуживание обходятся дешевле, не требуется окрашивание и специальная антикоррозионная обработка. Главное, на их сооружение требуется значительно меньше стали.

Мощные сооружения, которые продолжают путь через препятствия — неровность местности, река, дорога представляют прогресс технической мысли. Железобетонные мосты долговечны, красивы, обладают различными эксплуатационными характеристиками, экономически выгодны. Такое архитектурное творение сделано из комплексного материала, где успешно объединили свои свойства бетон и арматура из стали (до 4-х %).

Преимущества и недостатки

Железобетонные мосты обладают массой достоинств, которые стимулируют к дальнейшему их строительству. Основными из них являются:

Все работы выполняются с помощью специального оборудования.

Усиление прочности бетонного стройматериала со временем.
Надежность, долговечность сооружений, относительная простота обслуживания.
Использование доступных и дешевых компонентов — песка, гравия.
Способность выдерживать динамические нагрузки.
Монолитность конструкций и высокая жесткость.
Отсутствие необходимости антикоррозийной обработки, окрашивания.
Огнеупорность.
Устойчивость к атмосферным воздействиям.
Технологии строительства механизированы, что снижает трудоемкость и энергозатраты.

Первым и основным преимуществом является низкий расход металла.

Возможно будущее проявит строгость, но в реальном времени к недостаткам такого вида путепроводов относят:

Такая массивная конструкция со временем может начать трескаться.

повышенная звуко- и теплопроводность;
невысокая сопротивляемость на растяжение;
появление трещин в наружных слоях в результате напряжения и усадки;
массивность, которую, с точки зрения архитектуры, можно трактовать как грандиозность.

Преимущества предварительно напряженного железобетона

конструктивных (возможность придания железобетонным предварительно напряженным мостам различных форм, соответствующих конструктивным, технологическим и архитектурно-планировочным требованиям). В результате развития теории расчета практики проектирования и накопления опыта строительства предварительно напряженных железобетонных мостов созданы новые конструктивные формы и решения;
технологических (возможность сооружения мостов больших пролетов индустриальными методами из элементов полной заводской готовности и др.);
экономических (значительно меньший расход металла по сравнению со стальными мостами, сокращение эксплуатационных затрат и т. д.).

Виды мостов

Из множества вариантов часто применяются балочные разрезные пролетные строения. В таблице представлена упрощенная классификация:

Классификационный признак	Виды
По особенностям сборки	Монолитные
	Сборные
	Комбинированные
По типу пролетных систем	Балочные (разрезные, неразрезные, консольные)
	Рамные
	Арочные
	Комбинированные
По напряженному состоянию, что создается в его элементах при возведении	Предварительно напряженные
	Без него
По типу несущих элементов	Балки
	Плиты
	Фермы
	Диафрагмы
Особой технологии	Висячие
Особой технологии	Вантовые

Сборно-монолитный мост
По конструкционным особенностям сооружения делят на три типа:

Классическими разновидностями по применению являются:

путепроводы;
виадуки;
эстакады.

Вернуться к оглавлению

Проектирование железобетонных мостов

Работы по возведению моста включают 2 этапа:

Важной частью подготовки к такому масштабному строительству является разработка проекта.

Проектировщики изучают целесообразность постройки и экономические возможности в рассматриваемом регионе, выбирают вариант путепровода.
Вырабатывают скрупулезный технический проект, включающий чертежи для всех составляющих сооружения.

Проектирование железобетонного моста требует творческого подхода. Инженерам в своей работе предстоит учесть условия производства монтажных блоков, их транспортировки, возведения и соединения. С финансовой точки зрения, необходимо обеспечить максимальный срок эксплуатации моста при возможно минимальной стоимости, трудо- и энергозатратах. Основные проблемы, которые надо решить, создавая проект балочного строения с пролетами:

тип поперечного сечения пролета;
способ объединения монтажных блоков;
определение размеров поперечных сечений и компонентов конструкции;
варианты арматуры для главных балок, чертежи их расположения в камне;
необходимость предварительного напряжения;
типы вспомогательных деталей (перила, бордюры, деформационные швы, конструкция на опоры).

Строительство опор мостов

Строительство фундаментов опор

Устройство фундаментов мелкого заложения

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

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

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

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

Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты на забивных железобетонных сваях

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС)

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

Свайные фундаменты опор на вибропогружаемых железобетонных оболочках

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

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

Фундаменты опор на опускных колодцах

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

Строительство устоев и промежуточных опор

Возведение устоев

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

Щитовая опалубка устоя

Возведение пойменных опор

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

Возведение русловых опор

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

Этапы конструирования

Опорные сваи

Пролетные элементы

В мостостроении используются мостовые балки в виде разрезных систем для составления пролетов, неразрезные, консольные, рамные, вантовые, арочные и комбинированные составляющие. Они определяют тип моста по конструкции и его статическую схему. Сборные элементы изготавливают поточно в цехах заводов и на полигонах. На опоры устанавливают структурные единицы из предварительно напряженного или простого железобетона. Обычно пролетные системы прямолинейные, но иногда форму усложняют в кольцевую или спиральную.

Чаще всего для такой конструкции используются прямые полеты.

Схемы железобетонных предварительно напряженных пролетных строений

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Схемы пролетных строений для железной дороги

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

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

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

Сфера применения

Разновидностями железобетонных мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады.

Мостостроение резко увеличило возможности передвижения людей и техники. Мосты — незаменимые звенья коммуникаций, обеспечивающие автодорожные и городские переезды. Согласно строительных норм и правил, для их строительства применяются малошаговые пролеты с монолитными перекрытиями. Путепроводная железобетонная конструкция предлагает перемещение для автомобильного и железнодорожного транспорта. В условиях мегаполисов сложные траектории пересекают эстакады. Для горного рельефа с глубокими ущельями и оврагами решают задачи передвижения виадуки. Переправы через второстепенные водные преграды осуществляются посредством малых мостов, труб и лотков.

Любой мост состоит из двух основных частей: опор и пролетных частей. Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Опоры предназначаются для поддержки пролетных частей моста. Опора состоит из фундамента и самой опоры, передающей нагрузку от пролетов на фундамент. Существует два типа опор: устои (соединяющие мост с подходными насыпями) и быки (промежуточные).

Пролетные части состоят из ферм, поперечных и продольных балок, а также плит перекрытия. По своей конструкции пролетные части могут быть разнообразными: арочными, вантовыми, рамными, балочными. Часто встречаются комбинированные конструкции.

Мосты использовались еще в древности для организации переправы – пару бревен, скрепленных между собой, просто перебрасывали в самом узком месте реки для того, чтобы по ним можно было перейти. Позднее стали изготавливать более сложные мосты с опорами, позволявшими прокладывать их на гораздо большие расстояния.

Навесные мосты появились позднее. Вместо опор на дне реки на берегах устанавливались башни, к которым посредством веревочных тросов или цепей крепились пролеты.

С появлением железнодорожного транспорта и автомобилей конструкцию мостов потребовалось кардинально усилить.

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Решение задач Контрольные работы Эссе

Балочные мосты

Самым массовым типом являются балочные мосты. Их недостаток — меньшая длина пролетов относительно других типов конструкций. Преимущество — простота и унификация технологии строительства. На стойки мостов с помощью крана или методом надвижки, один за другим монтируются готовые балки пролетов. При этом, работы по установке очередного пролета можно выполнять с только что установленного предыдущего. Так, шаг за шагом, выполняется монтаж железобетонных или металлических конструкций. Пролетными конструкциями могут служить железобетонные балки, металлические балки или фермы. От выбора конструкций зависят механизмы и приспособления на строительной площадке, но суть технологии не меняется.

Мост через Керченский пролив также относится к балочному типу мостов.

Этапы строительства мостов

Перед началом строительства производятся инженерные изыскания, замеры и расчеты, на основании которых подготавливается проект.
При необходимости сократить расстояние между берегами реки, возможно сооружение искусственных насыпей;
Возводятся опоры мосты. Если берег пологий, то часть опор располагается на берегу, а часть в водоеме. Для сухопутных опор требуется железобетонного фундамента, усиленного сваями. Для подводного фундамента также устанавливаются сваи, а сам заранее подготовленный арматурный каркас опускается на дно и заливается бетоном. Используется специальный тип раствора, быстро затвердевающий под водой.
Число пролета напрямую зависит от протяженности и формы моста. Для протяженных мостов сначала возводят основные конструкции на берегу, а затем транспортируют сборные фермы специальными баржами.

Чаще всего возводят мосты из заранее напряженного бетона – этот материал является наиболее простым и экономичным.

Особенности проектирования мостов

При составлении чертежей подобных конструкций должны приниматься во внимание самые разные факторы. Проекты речных и морских мостов разрабатываются таким образом, чтобы сохранить в том числе и естественный водный режим на переходе. Это обеспечивает их максимальную надежность.

Собственно, при разработке плана строительства, в зависимости от вида моста по назначению, учитывают:

глубину залегания подземных вод;
строение грунта в обычном и мерзлом состоянии;
климатические особенности местности;
особенности растительного покрова местности;
возможность паводка;возможность деформации русла и пр.

Материалы для строительства мостов

Мостостроение — это отдельная строительная отрасль. Она включает в себя не только строительство мостов, но также исследовательскую деятельность, связанную с поиском новых материалов и технологий.

Древесина

Самым старым материалом, что использовался при сооружении мостов, является дерево. Древесина имеет небольшой вес, простая в обработке и позволяет возводить мосты с достаточно высокой скоростью.

Но у древесины есть серьезный недостаток – она недолговечна и подвержена гниению. Даже сосновая древесина, из которой чаще всего возводились мосты, не лишена этого недостатка. Современные материалы позволяют усилить защитные свойства древесины на срок до 40 лет, но этого мало в современных реалиях.

Железобетон

Железобетон представляет собой каркас из стальной арматуры, залитый бетоном. Благодаря этому достигается высокая механическая прочность, устойчивость к воздействию атмосферных явлений и перепадам температуры. Недостатком железобетона является невозможность работы на сжатие, поэтому со временем он трескается, что приводит к деформации всей конструкции.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Алюминий

Очень прочный, легкий и простой в работе металл, устойчивый к коррозии и перепадам температуры. Но он имеет низкую способность к упругим деформациям и ограничение по нагрузкам, а также достаточно дорогой, чтобы использовать его в промышленном строительстве.

Сталь

Для строительства мостов используются различные марки стали, чаще всего с оцинкованным покрытием, препятствующим коррозии. Сталь широко применяют для изготовления пролетных строений, так как этот материал хорошо воспринимает нагрузки на сжатие и растяжение.

Обзор новых строительных материалов

Еще пару десятков лет назад основным строительным материалом при возведении мостов выступал прочный и долговечный бетон. Но при своих достоинствах он имел существенный недостаток – тяжеловесность. Это нередко становилось камнем преткновения в ситуациях, когда требовалось с целью повышения судоходности моста увеличить пролеты между опорами.

Сегодня достойную альтернативу ему составили современные материалы в комплексе с новейшими технологиями возведения мостов.

Сверхлегкий бетон

Вопрос создания прочных конструкций с широкими пролетами сегодня решается посредством применения новой технологии в строительстве мостов на основе легкого высококачественного бетона. Объемная масса материала составляет всего 2000 кг/куб.м, а удельная прочность достигает отметки в 25 МПа.

Главное достоинство материала в том, что он позволяет снизить вес покрытия на 30% без ущерба прочности конструкции. Такой эффект достигается за счет использования пористых заполнителей: вулканического доломита, пемзы, пористого известняка, перлита и вермиркулита.

Не менее востребован сегодня и наноструктурированный бетон. Материал создается посредством введения в состав астраленов – многослойных структур из наночастиц фуллероидного типа. Наличие в консистенции цементного камня этих структур создает условия для микродисперсного самоармирования, повышая тем самым прочностные характеристики стройматериала.

Нанокомпозитные материалы

Не менее значимым новшеством в мостостроении является создание конструкций из нанокомпозитов. Высокотехнологичные композитные элементы на основе нанокультур славятся превосходными эксплуатационными параметрами:

они легковесны, но прочны подобно стали;
хорошо противостоят сильным ветрам;
в минимальной степени подвергаются биологической коррозии;
отличаются высокой химической устойчивостью.

На основе нанокомпозитов сегодня создается арматура, которая задействуется в виде усиливающих лент и бандажей, стальные элементы и сварные конструкции. Добавление в состав наночастиц молибдена и ванадия препятствует водородному охрупчиванию стали, снижая тем самым риск разрушения элементов.

Для увеличения вязкости сварных соединений используются присадки, включающие наночастицы кальция и магния. Они способны уменьшать размер зерен стали в точках формирования швов.

Стекло и стеклопластик

Широким фронтом развернуто внедрение новых технологий строительства мостов из стеклопластика и стекла. Улучшение эксплуатационных параметров этих материалов не обошлось без применения все тех же нанотехнологий:

создание наноструктурированных пленочных покрытий упростило задачу повышения прочностных и теплоизоляционных характеристик материала;
добавление в стеклянную массу двуокиси кремния дало возможность получить огнестойкое покрытие;
добавление наночастиц диоксида титана позволило улучшить гидрофильные свойства готового материала – самоочищение от пыли.

Благодаря этому все чаще можно наблюдать ситуации, когда стеклопластиком при строительстве мостов заменяют часть металлических изделий. Наглядным примером может служить тот факт, что на территории России первый мост из стеклопластика был возведен в 2005 г.

Архитектура мостов

Широкое распространение мостостроение началось еще со времен Древнего Рима – тогда их возводили как сугубо утилитарные конструкции без каких-либо украшений. В Средневековье популярными стали мосты арочной конструкции, стрельчатые или полуциркульные, появляются грандиозные мосты-улицы с многочисленными элементами декора и жилыми сооружениями на пролетной части.

С началом XVIII века мосты возводят по строгим канонам классицизма, с четкими пропорциями и большими пролетами. С началом научно-технической революции и появлением новых материалов, таких как сталь, появляются арочные мосты и получают распространение решетчатые ферм, более легкие и прочные.

Подвесные мосты

Подвесные мосты — еще один путь решение задачи перекрытия больших пролетов. Так, мост Большой Бельт, в Дании, имеет пролет 1624 метра, а мост на остров Русский, на Дальнем Востоке России, имеет пролет 1104 метра, то есть, более километра. Суть конструкции таких мостов — поддерхка несущей части дорожного полотна системой тросов. Если точки опоры тросов находятся на вершинах стоек, такой мост называется вантовым. Если подвесные тросы уходят вертикально к висячим супертросам, натянутым между стойками, то мост называют висячим. Пример вантового моста — виадук Мийо. Пример висячего — Золотые ворота в США.

На следующей иллюстрации, сверху, вантовый мост. Снизу, висячий. Оба типа моста являются подвесными.

Технология стриительства полотна подвесных мостов схожа с балочным. Сначала строятся стойки, затем, одна за другой монтируются секции дорожного полотна. Монтаж следующей секции выполняется с предыдущей. После установки в проектное положение, секция соеденяется с предыдущей и подвешивается на тросах. Так как в основном такие мосты возводятся через мосские участки, подвоз секций осуществляется баржами а подъемное оборудование находися на готовой части моста.

Так как вся масса конструкций подвесного моста передается на несколько стоек, фундамент должен передавать огромные усилия на грунт. Соответственно, грунтовые условия должны удовлетворять поставленным задачам.

Массивные каменные мосты (рисунок 2.1):

Рисунок 2.1 Каменный мост

Благодаря большому собственному весу и монолитности конструкции каменные мосты менее чувствительны к динамическим воздействиям и возрастанию веса временной нагрузки, чем металлические.

Камень плохо сопротивляется растяжению и изгибу, но хорошо выдерживает сжатие, поэтому сооружаются каменные мосты исключительно арочной системы, в которой материал работает на сжатие.

красивый внешний вид;
долговечность;
малые эксплуатационные расходы;
укладка пути на балласте;
возможность строительства мостов из местного естественного камня

чувствительность к осадкам опор, требующая возведения сооружения на прочных грунтах, а при слабых – устройства глубоких оснований с применением свай, опускных колодцев и кессонов;
большая трудоемкость работ и высокая строительная стоимость вследствие сложности механизации заготовки и обработки камня

К массивным сооружениям, кроме каменных, относятся также мосты из:

бетона (рисунок 2.2);
кирпича-клинкера (высокопрочный морозостойкий) (рисунок 2.3).

Рисунок 2.2 Бетонный мост монолитной конструкции

Рисунок 2.3 Каменный мост с кладкой из кирпича выше свода

Несмотря на разницу в материале, каменные, бетонные и кирпичные мосты имеют в основном одинаковые условия работы и конструкцию.

Бетонные мосты возможны двух видов:

В настоящее время из-за большой трудоемкости работ каменные и бетонные мосты не возводятся, взамен им устраиваются железобетонные.

Конструкция каменных и бетонных мостов

Каменные или бетонные мосты состоят из:

опор;
пролетных строений, устраиваемых в виде сводов с надсводным (надарочным) строением.

Надсводное строение может быть по фасаду:

сплошным (рисунки 2.1 и 2.2);
сквозным (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 Бетонный мост со сквозным надсводным строением

Арочный однопролетный мост со сплошным надсводным строением (рисунок 2.5) состоит из:

свода, перекрывающего пространство между опорами;
щековых стенок, устраиваемых с боковых сторон надсводного строения;
пазухи свода между щековыми стенками, заполняемой забуткой (гравий, щебень, тощий бетон);
рельсового пути на балласте;
тротуаров с ограждающими их перилами;
устоев с разделительными стенками.

Сечение свода в середине пролета.

Сечения свода, примыкающие к опорам.

Верхняя поверхность свода облицовывается прочным, морозоустойчивым камнем.

Нижняя поверхность свода.

Располагаются у пят свода и препятствуют давлению насыпи на свод.

Служат для ограждения заполнения пазух и балластного слоя, воспринимая горизонтальный распор от засыпки.

Рисунок 2.5 Общий вид моста со сплошным надсводным строением: 1 – свод; 2 – замок; 3 – пята; 4 – ось свода; 5 – щековая стенка; 6 – забутка; 7 – устой; 8 – разделительная стенка; 9 – деформационный шов; 10 – обратная стенка

Рисунок 2.5 Общий вид моста со сплошным надсводным строением: 1 – свод; 2 – замок; 3 – пята; 4 – ось свода; 5 – щековая стенка;
6 – забутка; 7 – устой; 8 – разделительная стенка; 9 – деформационный шов; 10 – обратная стенка

Основные размеры каменного моста:

отверстие или пролет в свету – это расстояние между внутренними гранями опор;
расчетный пролет l – расстояние между центрами пят;
стрела подъема свода f – расстояние по вертикали между серединами толщин свода в замке и в пяте;
толщина свода в замке и в пятах;
ширина свода.

Своды в каменных мостах:

Устраиваются для обеспечения поворота пятовых сечений вокруг своей оси при деформациях от изменения температуры.
(В бесшарнирном своде такого поворота сечения не происходит, в результате возникают дополнительные напряжения в кладке)

в районах с резким колебанием температур;
при слабых грунтах основания.

В каменных мостах чаще всего применяют шарниры:

из свинцовых прокладок толщиной около 20 мм;
металлические из двух балансиров с цилиндрическим вкладышем;
из железобетона с плотным сферическим касанием.

постоянными;
монтажными, которые после раскружаливания заделываются в кладке свода.

При пролетах более 25 м вес забутки составляет значительную часть нагрузки на свод и на опоры, поэтому для облегчения конструкции надсводного строения в нем устраиваются проемы .

Рисунок 2.6 Проемы в щековых стенках

В таких мостах пролетное строение состоит из:

небольших сводов между ними

Деформационные (температурные) швы (рисунок 2.5, позиция 9) в надсводном строении:

Для предотвращения проникновения в кладку свода атмосферной воды в балластном корыте на мостах устраиваются:

продольные (0,02) и поперечные (от 0,03 до 0,05) уклоны;
водоотводные трубки;
гидроизоляция.

По наклонным плоскостям балластного корыта вода отводится:

к водоотводным трубкам, пропущенным через кладку свода,

В зависимости от конструкции моста водоотводные трубки устанавливаются в замке свода и в четвертях пролетов (рисунок 2.7).

Рисунок 2.7 Водоотводные устройства: а – за устоем моста; б – в замке свода; в – в четвертях пролетов; 1 – водоотводная трубка; 2 – забутка; 3 – глина; 4 – дренаж

Рисунок 2.7 Водоотводные устройства: а – за устоем моста; б – в замке свода;
в – в четвертях пролетов; 1 – водоотводная трубка; 2 – забутка; 3 – глина; 4 – дренаж

Основные дефекты и повреждения каменных и бетонных мостов. Содержание каменных и бетонных мостов

При надзоре за каменными и бетонными мостами особое внимание обращается на возможность появления в них разного рода трещин.

В арочных массивных мостах наиболее серьезными являются сквозные поперечные трещины в замке или в пятах свода (рисунок 2.7), которые могут иметь развитие на всю ширину и толщину свода.

Рисунок 2.8 Характер трещин в своде: 1 – в замке; 2 – в пяте; 3 – в сопряжении облицовки с кладкой; 4 – в щековой стенке; 5 – в сопряжении свода с щековой стенкой

Рисунок 2.8 Характер трещин в своде: 1 – в замке; 2 – в пяте; 3 – в сопряжении облицовки с кладкой;
4 – в щековой стенке; 5 – в сопряжении свода с щековой стенкой

Трещины в массивных мостах образуются вследствие:

неравномерной осадки опор;
резкого колебания температуры;
неправильного раскружаливания;
дефектов кладки.

Вследствие деформации свода от колебания температуры иногда вдоль криволинейного очертания свода возникают трещины, указывающие на отделение свода от щековых стенок.

За всеми трещинами в каменных и бетонных мостах необходимо вести наблюдение по маякам и рискам с выполнением их эскизов (аналогично массивным опорам) (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 Трещина, расколовшая облицовочный камень

Кроме трещин, в массивных мостах возможно:

выветривание облицовки;
выкрашивание расшивки швов.

При наличии в кладке выветривания и выкрошившихся швов производится их расшивка и ремонт полимерцементным раствором.

Рисунок 2.10 Неудовлетворительное состояние швов облицовки, через которые в кладку в период паводков попадает вода, вывал камней облицовки

При содержании массивных мостов особое внимание обращается на:

состояние гидроизоляции;
нормальный отвод воды через трубки и дренажи.

Обычно на плохой отвод воды из балластного корыта указывают:

При наличии в сводах потеков воды или сырых пятен:

устанавливаются причины их появления, для чего проверяется работа водоотводных трубок выливанием воды над трубками и наблюдением за ее выходом;
при необходимости вскрывается балласт и проверяется:
- состояние водоотводных трубок и изоляции около них;
- наличие и величина уклона поверхности балластного корыта.
Если при этом балластное корыто не имеет соответствующих уклонов для стока воды, то их создают величиной не менее чем до 0,03 укладкой соответствующего слоя бетона или цементного раствора с нанесением на него гидроизоляции.

потеки выщелачивающегося цементного раствора (белые) по поверхности внутренней части свода или щековым стенкам

Потеки выщелачивающегося цементного раствора (белые) по поверхности внутренней части свода или щековым стенкам могут указывать:
- на процесс вымывания раствора кладки водой;
- на неудовлетворительное состояние изоляции или ее отсутствие.
потеки воды, просачивающейся мимо водоотводных трубок вследствие плохой укладки гидроизоляции около трубок

При отсутствии изоляции и выщелачивании раствора на поверхности свода образуется:
- белый кристаллический наплыв
- образование сталактитов.
Рисунок 2.11 Потеки цементного раствора на щековых стенках свода и поверхностях опор, нарушена работа гидроизоляции

Рисунок 2.11 Потеки цементного раствора на щековых стенках свода и поверхностях опор, нарушена работа гидроизоляции

В бетонных мостах при недостаточно плотном бетоне и отсутствии изоляции вода легко проникает через бетон, отчего тот теряет свою прочность и разрушается, превращаясь в пористую массу. Поэтому в эксплуатируемых массивных мостах при появлении потеков и выщелачивания раствора должны производиться:

Читайте также: