Соединяя мир
Мосты - это не просто сооружения, они играют важную роль, соединяя людей, помогая торговле и формируя ландшафт. Узнайте, как мосты влияют на мир.
Типы мостов
Исследуйте мостовые конструкции: от классических балочных до впечатляющих подвесных, изучив их особенности, преимущества и недостатки.
  • Балочные мосты
    Простые и надёжные конструкции, подходящие для небольших пролётов.
  • Арочные мосты
    Эффективно распределяют нагрузку, устойчивы к землетрясениям и подходят для больших пролётов.
  • Висячие мосты
    Висячие мосты способны выдерживать значительные нагрузки и колебания, например, от сильного ветра или сейсмической активности.
  • Консольные мосты
    Такие мосты в силу своей статической определимости нечувствительны к неравномерной осадке опор.
Силы, действующие на мосты
Силы, которые воздействуют на мост:
  1. Собственный вес
  2. Физические явления
  3. Поперечные силы
  4. Нагрузка от автомобилей, поездов, людей и грузов.
  5. Сила натяжения нити
Проектирование
Проектирование мостов требует тщательного анализа факторов выбора материалов, прочности и экологической устойчивости.
    1. Проводятся геологические работы
    2. Геодезические работы
    3. Климатические характеристики
    4. Технико-экономический расчёт
    5. расчёт на подвижность
    6. расчёт на прочность
    7. Ветровая нагрузка
    8. Выбор материала
    9. Математическое моделирование
    10. Строение
Геологические работы
    • инженерно-геологическая съёмка территории предполагаемого строительства;
    • бурение либо шурфование скважин, часто также электроразведку — для сокращения числа буровых скважин и точного определения мест их заложения;
    • сейсмозондирование;
    • определение вероятности возникновения оползней;
    • прогнозирование влияния в дальнейшем окружающей среды и возводимого объекта друг на друга;
    • камеральная обработка материалов, полученных в ходе полевых и лабораторных изысканий.
Геодезические работы
    • определение оптимальной длины перехода;
    • измерение расстояния между осями у левого и правого берегов;
    • разбивка и дальнейшее закрепление осей опор;
    • разбивка и закрепление осей подходов, регуляционных сооружений, конусов;
    • установка дополнительных реперов;
    • дополнительная топографическая съёмка на строительной площадке;
    • разбивка временных подъездных дорог, постройка временных зданий производственного и бытового назначения.
Климатические условия
    • Температура воздуха: средняя по месяцам, среднегодовая, абсолютная минимальная и максимальная, средняя максимальная наиболее жаркого месяца, наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки.
    • Ветер: средняя годовая скорость, наибольшая скорость, возможная один раз за год, 10, 15 и 20 лет, преобладающее направление.
    • Осадки: сумма осадков за месяц и год, максимальное суточное количество осадков, средняя декадная высота снежного покрова, наибольшие декадные высоты снежного покрова, объём снега, переносимого при различных направлениях ветра.
    • Снежный покров: средняя дата образования и разрушения устойчивого снежного покрова, число дней в году с устойчивым снежным покровом, расчётная толщина снежного покрова с вероятностью превышения 5%. 1
    • Глубина промерзания: нормативная глубина промерзания супесей и песков, крупнообломочных и галечниковых грунтов.
Технико-экономический расчёт
    • Фактические характеристики сооружений и автодорог, на которых они расположены. В том числе техническое состояние, грузоподъёмность, продолжительность эксплуатации.
    • Объёмы выполняемых работ по рассматриваемым вариантам и стоимость строительства сооружений.
    • Возможность транспортировки элементов сооружений к месту строительства.
    • Экономические потери от закрытия движения и перепробега транспортных средств с учётом месторасположения сооружения.
    • Объёмы работ по устройству подходов к сооружению.
    • Возможные динамические и вибрационные воздействия на конструкции, в том числе возникающие при проезде автотранспорта.
    • Возможность использования подручных средств и местных материалов.
    • Необходимость пропуска паводка, карчехода и ледохода.
    • Сроки эксплуатации сооружения.
    • Темпы строительства и сроки проведения ремонтов.
    • Масса конструкций сооружения.
Расчёт на подвижность
    • Учёт колонн автомобилей. При проектировании автодорожных мостов подвижную нагрузку принимают в виде колонн грузовых автомобилей, едущих друг за другом на определённых расстояниях.
    • Проверка на пропуск тяжёлых одиночных колёсных или гусеничных нагрузок. Так как по мостам иногда могут проходить и особо тяжёлые машины (гружёные трейлеры, строительные и другие машины), то, кроме расчёта на колонны автомобилей, мосты проверяют также и на пропуск таких нагрузок.
    • Учёт нагрузки на тротуары и пешеходные мосты. Нагрузку принимают в виде толпы людей.
Расчёт на прочность
    • Постоянные нагрузки. Это собственный вес инженерных конструкций, вес плиты, выравнивающего, изоляционного, защитного слоёв и покрытия проезжей части.
    • Временные усилия. К ним относятся нагрузки от пешеходов и транспортных средств.
    • Ветровые, сейсмические и тепловые воздействия
Ветровая нагрузка
    • Скорость и порывистость ветра. Для оценки влияния ветра на сооружение нужны сведения о расчётной скорости ветра, профиле ветра по высоте, вероятности ветров различной силы и «розе ветров».
    • Параметры конструкции. Необходимо знать динамические характеристики моста, его форму, размеры и положение конструкции относительно потока ветра.
    • Аэродинамические коэффициенты. Это безразмерные коэффициенты силы сопротивления, боковой силы, опрокидывающего момента, коэффициенты давления и другие. Они описывают аэродинамические свойства конкретного моста.
    • Основная ветровая нагрузка. Это интегральное значение нагрузки от ветра, который действует на всё сооружение в целом. Её используют для расчёта фундамента и несущих надземных конструкций.
    • Пиковая ветровая нагрузка. Это статистически обоснованное максимальное значение давления на локальном элементе фасада, которое возникает из-за максимальных порывов ветра. Её применяют для расчёта элементов фасада и их узлов крепления.
    • Пульсационная ветровая нагрузка. Это часть ветровой нагрузки (без средней составляющей), обусловленная нестационарным воздействием ветра. Для гибких конструкций пульсационная составляющая может вызвать значительный динамический отклик конструкции и привести к недопустимым колебаниям и ускорениям.
Выбор материала
    • Автомобильные мосты. Ключевой фактор — прочность, долговечность и безопасность. В большинстве случаев применяют железобетон и сталь, а в некоторых случаях — их сочетание. Важно, чтобы конструкция была устойчивой к деформациям и могла выдерживать динамические нагрузки от машин.
    • Железнодорожные мосты. Материалы должны выдерживать постоянные вибрации и огромные веса поездов. Часто выбирают сталь и композиты.
    • Пешеходные мосты. В этом случае могут применяться более лёгкие и эстетичные материалы, например, дерево и лёгкие металлы. При этом нужно обеспечить защиту от влаги и других внешних воздействий.
    • Вантовые и арочные мосты. Здесь важно сочетание прочности и архитектурной выразительности. Чаще всего используют сталь и бетон для создания устойчивой, но в то же время эффектной конструкции.
Математическое моделирование
    • Оценка несущей способности опоры. Необходимо определить трёхмерное напряжённо-деформированное состояние с учётом расположения арматуры в бетоне, работы стальной трубы стоек опоры и взаимодействия с прилегающим грунтом.
    • Определение остаточной несущей способности пролётного строения. Это важно, например, для мостов из отдельных блоков. Также необходимо рассчитать схему усиления таких мостов.
    • Изучение поведения моста при воздействии внешней силы. Модель позволяет исследовать мост в конкретном состоянии конструкции.
    • Изучение элементов моста, креплений и составляющих деталей. Это делается на основе разработанной модели, с учётом погодных условий.
Made on
Tilda