Мост

У этого определения существуют и другие значения, см. Путепровод (значения).

Нижегородский метромост

Мост — искусственное сооружение, возведённое через реку, озеро, овраг, пролив или любое другое физическое препятствие. Мост, возведённый через дорогу, называют путепроводом, мост через овраг или ущелье — виадуком.

Мост является одним из древнейших инженерных изобретений человечества.

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. 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 т. д.

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.

Схема моста

Схема моста — это формула, в которой последовательно представлены размеры расчётных пролётов — расстояния между центрами опорных частей пролётных строений. Если несколько последовательных опорных частей имеют одинаковый размер, указывается их количество, умноженное на размер каждой. Например, схема моста 5 + 3×10 + 4 м обозначает, что у первого пролётного строения моста расчётный пролёт — 5 м, три следующих — по 10 м каждый и пятый — 4 м.

Классификация

По пропускаемой нагрузке

По пропускаемой нагрузке мосты делятся на:

• Железнодорожные.
• Автомобильные.
• Метромосты.
• Пешеходные.
• Совмещённые (для автомобилей и железнодорожного транспорта, автомобилей и метрополитена).
• Городские. Их можно рассматривать, как разновидность совмещенных. На городских мостах в дополнение к проезжей части обычно делают тротуары для пешеходов. Кроме того, через городские мосты прокладываются коммуникации связи, электроснабжения, а иногда и теплотрассы.
• Водные путепроводы (мосты для кораблей с низкой ватерлинией в Ирландии и Германии).

Выделяют также трубопроводные мосты и акведуки (используются для транспортировки воды).

По длине

По длине мосты делятся на:

• Малые (до 25 м).
• Средние (от 25 до 100 м).
• Большие (от 100 м или с длиной пролёта больше 60 м).

По статической схеме

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

Балочные мосты — 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.
• Консольная система — 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 строятся 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. Существует единственная в мире эксплуатируемая железобетонная мостовая ферма, находится в городе 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:

• Висячие мосты — мосты, в которых основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и т. д.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Этот вид представляют все крупнейшие по длине и высоте пролёта мосты мира.
• Вантовые мосты — разновидность висячих мостов: роль 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°, так как в противном случае в них возникают большие усилия и жёсткость сильно уменьшается. Балку жёсткости обычно выполняют коробчатого сечения, поскольку это улучшает её работу на кручение от временных нагрузок и от действия ветра. Наиболее часто вантовая система применяется при перекрытии глубоких рек и в городских условиях.
• Арочные мосты — 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. Арочные мосты могут быть с ездой поверху, понизу и посередине. Опоры арочных мостов всегда массивные, поскольку должны быть рассчитаны и на восприятие распора. При больших пролётах арки всегда экономичнее балочных конструкций, но только в отношении пролётных строений. Из-за большого развития опор в поперечном сечении мост арочной системы дешевле балочного только при высоте опор до 2 м. Арочные мосты характерны для горных условий, поскольку позволяют перекрыть больший пролёт, чем балки, а в условиях горного рельефа сооружение дополнительных опор не оправдано. Также специфическая область применения арочных мостов обусловлена тем, что они требуют большого подмостового пространства, особенно с ездой поверху, что приводит к удорожанию и усложнению строительства насыпей подходов, которые могут достигать высоты 20 м; возрастает вероятность оползней на таких насыпях в начальный период их эксплуатации. Часто арочные мосты строят в городских условиях из соображений красоты.

Комбинированная схема — наиболее часто встречается балка с арочной подпругой; как правило, это городские мосты через большие реки.

Понтонные мосты — мосты, собранные на плавучих опорах — понтонах. Они не имеют жёсткой связи с берегом и цельного жёсткого каркаса. Такие мосты, как правило, состоят из отдельных секций, скреплённых между собой подвижным соединением. Наплавные мосты — это те же понтонные, но без опор. Плавучими являются сами пролёты моста. Используются понтонные и наплавные мосты при необходимости устройства временных переправ, однако есть примеры функционирования подобных мостов и на постоянной основе. Возможность буксировки отдельных секций по воде и по суше облегчает и ускоряет процесс сборки такого моста, а также демонтаж и перенос в другое место. Недостатком понтонных мостов является невозможность использования их в зимний период, когда вода скована льдом, или во время ледохода, а также во время сильного волнения. Подобные переправы затрудняют судоходство и не могут нести серьёзную нагрузку.

По уровню проезда

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

См. также

• Разводной мост
• Набор марок «Мосты России»