Конструкції мостів

Мости – це продовження дороги через перешкоду. Внаслідок розвитку транспортної інфраструктури, мости також будують у великих містах для пересування над дорогами, утворюючи великі розв'язки. Основними деталями їх конструкції є прольоти і опори.

Конструкції мостів класифікують за такими критеріями:
  • за основним призначенням використання;
  • за конструктивним рішенням;
  • за будівельними матеріалами;
  • за довжиною;
  • за терміном експлуатації;
  • за принципом роботи.
Ферма — тримальна геометрично незмінна конструкція, що складається з прямолінійних стрижнів, вузлові з'єднання яких в розрахунках вважаються шарнірними.

За окресленням ферми можуть бути з паралельними, трикутними, полігональними (багатокутними) або з криволінійними поясами, та поясами трапецоїдної форми — односхилі та двосхилі.
За характером опорних закріплень розрізняють балкові, консольні, консольно-балкові, розпірні ферми.
За системою решітки розрізняють: ферми з розкосою решіткою, особливість яких — послідовне розташування розкосів і стояків, безрозкосі — з трикутною решіткою, яка складається тільки з розкосів, ферми з напіврозкосою решіткою, у якій розкоси сполучаються з серединою стояка. Якщо у кожній панелі ферми два або більше розкоси, то такі ферми називають дворозкосими, або багаторозкосими.

Балкові мости. Основними елементами несучих конструкцій у цього типу є балки, тобто, ферми, які передають навантаження на опори основи мосту. Балки і ферми складають частину окремої конструкції, що носить назву "проліт". Прольоти бувають розрізними, консольними і нерозрізними, в залежності від схеми з'єднання з опорами. Перші з них мають по дві опори з кожного краю, нерозрізні можуть мати більшу кількість опор, залежно від потреби, а у консольного прольоти мосту виходять за опорні точки, де з'єднуються з наступними прольотами.

Балкова пролітна конструкція забезпечує зниження трудовитрат при зведенні збірної конструкції пролітної будови. Така будова мосту виконана, щонайменше, з двох укрупнених блоків заводського виготовлення, з'єднаних за допомогою пристроїв, що забезпечують спільну роботу блоків і можливість вирівнювання рівня розташування плит. У кожному блоці ребра з'єднані з плитою за допомогою дискретно розташованих в них зв'язків, утворених вклеєними зверху в ребра під кутом один до одного сталевими стрижнями із сполученими верхніми кінцями, встановленими в отворах-гніздах, виконаних в плиті, і замоноліченими в них за допомогою полімер. Пристрій для з'єднання блоків утворено поперечним жорстким елементом, встановленим за допомогою парних тяг по низу ребер уздовж діафрагм з консольним виступом, що є опорою для сусіднього блоку.
Балкова пролітна конструкція може бути використано при зведенні автодорожніх і пішохідних мостів, естакад, галерей і тому подібних споруд.
Недоліком таких конструкцій є їх невисока несуча здатність.

Для перекриття малих прольотів застосовують прогонові будови найпростішої конструкції у вигляді суцільної плити. Такі плитні будови можуть бути простими розрізними і нерозрізними, рідше зустрічаються консольні системи.
Плитні мости можна зводити як монолітні споруди, бетоновані на місці, або як збірні з готових блоків.
До основного недоліку плитних прогонових будов відносять підвищену витрату бетону і арматури.






Фермовий міст
Петрівський залізничний міст, Київ
Арковий міст
Міст Метро, Київ
Вантовий міст
Московський міст, Київ
Балковий міст
Міст Патона, Київ
Для виготовлення аркових конструкцій використовуються сталь, чавун, залізобетонне лиття або блоки. Основою конструкції є арка (звід). З'єднання декількох арок автомобільним або залізничним полотном є арковим мостом. Полотно дороги може мати два розташування: над конструкцією або під нею. Одним з різновидів такої конструкції є гібрид — арково-консольний міст, де дві напіварки з'єднуються у верхній частині і нагадують букву «Т». Аркова конструкція може складатися з одного прольоту, і тоді основне навантаження припадає на крайні опори. Якщо міст складається з декількох сполучених конструкцій, тоді навантаження розподіляється на всі проміжні і крайні опори.

Підвісні мости будуються в основному зі сталі та залізобетону. Конструкції зводять у місцях, де неможливо встановити проміжні опори. Несучим елементом є пілони, з'єднані тросами. Щоб утримати міст в стабільному стані, пілони монтують на протилежних берегах, між ними протягують тросове з'єднання до землі, де воно надійно закріплюється. До протягнутим горизонтальним тросах кріплять вертикальні, також приєднуючи ланцюга які будуть підтримувати полотно мосту. Жорсткість полотна надають балки і ферми.

Конструкція вантового мосту, як і підвісного, передбачає пілони і троси. Відмінність полягає в тому, що вантове з'єднання є єдиним, яке пов'язує конструкцію всього моста, тобто троси кріпляться не до горизонтально натягнутим носіям, а безпосередньо до кінцевих опор, чого конструкція набуває велику жорсткість.

«Плавучі» або понтонні конструкції не мають жорсткого каркаса і зв'язку з берегом. Їх конструкція збирається з окремих секцій з рухомим з'єднанням. Різновидом цього виду мостів є напливние переправи. Найчастіше вони є тимчасовими спорудами, які використовують до моменту встановлення льоду на водних перешкодах. Вони небезпечні в період сильного хвилювання на воді, утруднюють судноплавство, а пересування по ним має обмеження для багатотонних вантажних машин.




Арковий міст
Залізнично-автомобільний мостовий перехід, Київ
Висячий міст
Парковий пішохідний міст, Київ
Міст Пегас
Бенувільский міст, Канський канал
Розвідний дворукавний міст
Тауерський міст, Лондон
Розвідний міст — особливий тип конструкції мосту, яка має рухому пролітну будову для забезпечення пропуску суден. Розвідні мости, як правило, будують на судноплавних річках і каналах в щільній забудові, коли іншими способами «розв'язати» наземний транспорт та судноплавство не вдається. Для забезпечення безперешкодного пропуску суден розвідному мосту не потрібен високий проліт (а отже високі опори і довгі в'їзди). Однак такі мости потребують дорожчої експлуатації, оскільки механізми перегону потребують частого технічного огляду та ремонту.

У таких конструкціях вісь мосту може знаходитись або в горизонтальній площині і збігатися з напрямком проїжджої частини мосту, або в горизонтальній площині і проходить перпендикулярно проїжджій частині мосту, або бути перпендикулярною горизонтальній площині. Таким чином теоретично можливо шість рухів рухомого прольоту моста (зсув і поворот по кожній з осей). На практиці використовуються п'ять рухів та комбінації з них, оскільки рух прольоту вздовж осі Y не має сенсу (не звільняє прохід для суден). Найчастіше зустрічаються однорукавні, дворукавні, складані та вертикальні підйомні мости.

Однорукавний розвідний міст може бути доцільним на вузьких каналах з малоповерховою забудовою, коли високі споруди непридатні, а на березі (або на мілководді) є місце для будівництва. Такі конструкції перекривають весь судноплавний проліт.
Дворукавний розвідний міст робить можливим прохід великих суден через широкі фарватери. У таких конструкціях рукава з'єднуються посередині судноплавного прольоту.

Складаний міст — сталевий розвідний міст оригінальної конструкції, що складається з трикутних секцій, шарнірно сполучених на рівні полотна моста. При цьому один з кінців моста прикріплений до берега, другий ж просто лежить на протилежному березі. Парапети моста з ланок, що складаються, чим й обумовлена назва конструкції. У вертикальних стойках приховані гідравлічні циліндри. Коли необхідно розвести (скласти) міст для проходження човнів по каналу, на гідравлічні циліндри подається тиск. Штоки циліндрів висуваються, складаючи ланки парапету гармошкою. В результаті міст згортається так, що два його кінці з'єднуються, а сам він набуває восьмикутної форми, стаючи схожим на млинове колесо, що стоїть на одному з берегів. Загальний час згортання моста — усього декілька хвилин.

Вертикальний підйомний міст — це розвідний міст, конструкція рухомих опірних частин якого обертається навколо вертикальної осі і в розкритому стані займає положення, перпендикулярне поздовжньої осі моста. Вертикально-підйомні прогонові будови під час розведення повинні мати невелику неврівноваженість від власної ваги (перевагу) у бік розвідного прогону. Неврівноваженість повинна бути врахована при розрахунку потужності приводів механізмів, гальм і буферних пристроїв.
У розкриваються розвідних мостах прогонові будови обертаються навколо горизонтальної осі. Недоліком вертикально-підйомних мостів є обмеження габариту по висоті.