БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (МО)
По системе основных конструкций различают балочные мосты , арочные мосты , рамные мосты , висячие мосты , вантовые мосты , комбинированные М. Особую группу образуют наплавные мосты , разводные мосты и сборно-разборные М.
Балочные М. имеют пролётные строения с несущими конструкциями в виде сплошных балок или сквозных ферм: простых, неразрезных (рис. 2, а ) или консольных, с выходящими в соседний пролёт концами (консолями), соединёнными с помощью шарниров или подвешенных к ним простых балок (рис. 2, б ). Неразрезные балки по сравнению с простыми несколько сложнее по конструкции, однако они экономичнее и обеспечивают более плавный профиль проезда по М., что особенно важно при высоких скоростях движения.
Арочные М. (рис. 2, в ) требуют (по сравнению с балочными) меньших затрат материалов на пролётные строения. С другой стороны, опоры арочных М. в конструктивном отношении должны быть достаточно развиты для восприятия горизонтальных сил, и поэтому стоимость их возведения обычно выше, чем опор балочных М. Применением затяжки (рис. 2, г ) можно освободить опоры от действия распора, но в этом случае возрастают затраты на устройство пролётного строения.
Рамные М. имеют опоры (колонны, стойки), жестко соединённые ригелями с пролётными строениями. Ригель может быть соединён с несколькими стойками (рис. 2, д ). В современном мостостроении получили также распространение М., состоящие из отдельных Т-образных рам, соединённых шарнирами (рамно-консольные М.) или балками, подвешенными к концам ригелей (рамно-подвесные М., рис. 2, е ).
Висячие М. (рис. 2, ж ) по своей работе схожи с арочными, но в отличие от последних несущий элемент висячих М. расположен выпуклостью вниз и растянут, а распор действует на опоры в направлении внутрь пролёта. К висячим М. близки по своим конструктивным особенностям вантовые М. (рис. 2, з ).
В несущих конструкциях М. комбинированных систем используют совместно части М. разных типов (например, балочных и арочных).
Историческая справка. Капитальные М. начали строить в эпоху рабовладельческого общества. В Древнем Риме, имевшем развитую сеть дорог (их общая протяжённость составляла около 75 тыс. км ), было сооружено много каменных и деревянных М. и акведуков. Частично сохранившиеся каменные М. имели сплошные, преимущественно полуциркульные, своды небольших пролётов и быки, ширина которых достигала 1 /3 —1 /2 пролёта. Строили также и лёгкие деревянные М. на сваях или наплавные М., нередко применявшиеся в военных целях. В эпоху средневековья развитие городов и расширение торговли вызвали необходимость сооружения многих М.; к этому периоду относятся несколько уникальных каменных М., имевших значительные пролёты, более пологие своды и меньшую ширину опор (например, М. Треццо через р. Адда в Италии с пролётом 72,25 м ).
В России М. известны с древнейших времён. «Повесть временных лет» сообщает о постройке М. в середине 10 в. В летописи упоминается наплавной М. через р. Днепр в Киеве (1115). Сооружались и балочные деревянные М. на опорах в виде срубов из брёвен, заполненных камнем (ряжи). Широкое развитие строительство М. (главным образом каменных) получило в Армении и Грузии.
В 16—17 вв. развивались сухопутные и водные пути сообщения. Для пропуска судов требовались М. с большими пролётами. В 18 в. пролёт деревянных М. на каменных опорах достигает 119 м (М. через р. Лиммат в Германии). Выдающимся достижением того времени явился проект деревянного арочного М. пролётом 298 м через р. Неву, составленный талантливым русским механиком-самоучкой И. П. Кулибиным . С конца 18 в. в мостостроении начинают применять металл. Первый металлический (чугунный) М. был построен в Великобритании через р. Северн в 1779. Он имел пролёт около 30 м , перекрытый чугунными арками. Чугунные арочные М. получили распространение и в др. странах, в том числе в России. Один из таких М., построенный в Петербурге в 1850 русским инженером С. В. Кербедзом (ныне М. лейтенанта Шмидта), состоял из 7 пролётов по 45—47 м .
В 1-й половине 19 в. было сооружено несколько крупных висячих М. (с железными цепями) пролётами, достигавшими 265 м . Однако вследствие своего конструктивного несовершенства и недостаточной жёсткости многие из них разрушились от действия ветра или от нарастания амплитуды колебаний при проходе большого количества людей, идущих в ногу (явление резонанса). В середине 19 в. начали строить балочные стальные М. Одним из первых был ж.-д. М. «Британия», построенный в Великобритании инженером Р. Стефенсоном. М. имел пролётные строения в виде двух неразрезных балок трубчатого поперечного сечения пролётами 70 и 140 м . В этот период при проектировании и строительстве М. проводились первые опыты по их моделированию. Получает развитие теория расчёта М. Большое значение имели исследования русского инженера Д. И. Журавского , разработавшего методы расчёта раскосных ферм, балок на поперечную силу и построившего несколько крупных М. на железной дороге Петербург — Москва.
Во 2-й половине 19 в. основным типом М. становится стальной М. с балочным пролётным строением, причём для средних и больших пролётов нередко применяются сквозные фермы. В создании новых конструкций и форм пролётных строений и совершенствовании их расчёта большая заслуга принадлежит русской школе мостостроения и, в частности, профессорам Н. А. Белелюбскому и Л. Д. Проскурякову . Построенный в 1875—81 по проекту Белелюбского М. через Волгу у Сызрани длиной 1443 м (13 пролётов по 111 м ) был в то время крупнейшим в Европе.
В 20 в. рост промышленного производства и совершенствование строительного дела обусловили дальнейшее развитие мостостроения; значительно увеличиваются пролёты, перекрываемые стальными пролётными строениями. Строятся такие крупные сооружения, как балочный консольный М. через р. Св. Лаврентия в Квебеке (1917) пролётом 549 м (Канада), арочный М. через пролив Килл-Ван-Калл в Нью-Йорке (1931) пролётом 503,8 м (США). В 1937 был построен висячий М. через пролив Золотые Ворота в Сан-Франциско (США) с главным пролётом длиной 1280 м .
В СССР сооружены крупные металлические М.: через Волгу у Горького и Саратова (1935), через Днепр у Запорожья (по проектам Н. С. Стрелецкого ) и др. Благодаря работам Е. О. Патона в мостостроении всё шире стала применяться автоматическая сварка при изготовлении и монтаже конструкций пролётных строений.
С начала 20 в. получили значительное распространение железобетонные М. Железобетон применялся в основном для балочных пролётных строений пролётами до 50 м и для более крупных арочных пролётных строений (пролёты последних превышали 250 м ). В 30-х гг. в СССР был построен ряд уникальных арочных М. из монолитного железобетона (например, М. через р. Москву у Воскресенска, М. им. Володарского через Неву в Ленинграде, Москворецкий М. в Москве и др.). В начале 40-х гг. начинают применять сборные железобетонные конструкции. После Великой Отечественной войны сооружено несколько большепролётных железобетонных арочных М., в том числе М. через р. Днепр пролётом 228 м . В СССР большой вклад в науку и практику мостостроения внесли Г. П. Передерий , Стрелецкий, Г. К. Евграфов , Е. Е. Гибшман и др.; за рубежом — Э. Фрейсине , Ф. Леонхардт, Р. Майяр , Р. Моранди и др.
Конструктивные формы современных мостов. В современном мостостроении основные конструкции металлических М. выполняются из мягких и низколегированных сталей; в отдельных случаях — из сплавов алюминия. Для конструкций ж.-д. металлических М. с пролётами до 80 м и М. на автомобильных дорогах с пролётами до 300 м обычно применяют сплошные металлические балки постоянной или переменной высоты. Главные балки соединяют между собой связями. Сверху на балках укладывают железобетонную плиту проезжей части. Плиту соединяют (специальными упорами) с металлическими главными балками, обеспечивая тем самым их совместную работу и, следовательно, экономию металла в конструкции (такие М. называют сталежелезобетонными, рис. 3 ). Применяют также коробчатые главные балки, которые выполняют из стальных листов, подкрепленных изнутри продольными рёбрами и поперечными диафрагмами . Плиту проезжей части на таких балках делают железобетонной или металлической. Эти пролётные строения экономичны, легки и жёстки, что даёт возможность применять их при значительных пролётах (до 300 м ). Металлические пролётные строения в виде сквозных ферм могут применяться для больших пролётов (свыше 500 м ). Сквозные фермы более экономичны, но сложнее в изготовлении и сборке, чем сплошные балки. Для устройства ж.-д. пути или автопроезда между фермами укладывают продольные и поперечные балки проезжей части, а по ним железобетонную плиту проезжей части или ж.-д. путь.
