Мост построен из балок, установленных на устоях моста и фундаментных опорах.
Балочный мост — это мост , в котором балки используются в качестве средства поддержки настила . [1] Двумя наиболее распространенными типами современных стальных балочных мостов являются пластинчатые и коробчатые. [ нужна цитата ]
Термин «балка» часто используется как взаимозаменяемый термин «балка» применительно к конструкции моста. [2] [3] [4] [5] Однако некоторые авторы определяют балочные мосты несколько иначе, чем балочные мосты. [6]
Балка может быть изготовлена из бетона или стали. Во многих более коротких мостах, особенно в сельской местности, где они могут подвергаться воздействию воды и коррозии, используются бетонные коробчатые балки. Термин «балка» обычно используется для обозначения стальной балки. В балочном или балочном мосту сами балки являются основной опорой настила и отвечают за передачу нагрузки на фундамент. Тип материала, форма и вес влияют на то, какой вес может выдержать балка. Из-за свойств второго момента площади высота балки является наиболее важным фактором, влияющим на ее несущую способность. Более длинные пролеты, больший трафик или большее расстояние между балками напрямую приведут к созданию более глубокой балки. В ферменных и арочных мостах балки по-прежнему являются основной опорой пролета, но нагрузка передается через ферму или арку на фундамент. Эти конструкции позволяют мостам перекрывать большие расстояния, не требуя увеличения глубины балки за пределы практически возможного. Однако с добавлением фермы или арки мост перестает быть настоящим балочным мостом.
История
Балочные мосты существовали на протяжении тысячелетий в различных формах в зависимости от имеющихся ресурсов. Самыми старыми типами мостов являются балочные , арочные и поворотные мосты, их строят и сегодня. Эти типы мостов строились людьми с древних времен, причем первоначальная конструкция была намного проще той, которую мы используем сегодня. По мере развития технологий методы совершенствовались и основывались на использовании камней, камня, строительного раствора и других материалов, которые служили прочнее и дольше.
В Древнем Риме методы строительства мостов включали установку деревянных столбов, которые служили колоннами моста, а затем заполнение пространства колонн различными строительными материалами. Мосты, построенные римлянами, в то время были простыми, но очень надежными и прочными, одновременно выполняя очень важную роль в общественной жизни.
По мере того как наступала и уходила промышленная революция , стали использоваться новые материалы с улучшенными физическими свойствами; а кованое железо было заменено сталью из-за большей прочности стали и большего потенциала ее применения.
Дизайн
Все мосты состоят из двух основных частей: подконструкции и надстройки. Надстройка – это все, начиная от несущих подушек и выше – это то, что поддерживает нагрузки и является наиболее заметной частью моста. Подконструкция – это фундамент, который передает нагрузки от надстройки на землю. Оба должны работать вместе, чтобы создать прочный и долговечный мост.
Надстройка состоит из нескольких частей:
Настил представляет собой поверхность проезжей части или пешеходной дорожки. В случае проезжей части это обычно представляет собой залитую железобетонную плиту, но также может быть стальная решетка или деревянная доска. Настил включает в себя любые дорожные полосы, разделительные полосы, тротуары, парапеты или перила, а также различные элементы, такие как дренаж и освещение.
Несущая конструкция состоит из стальной или бетонной системы, поддерживающей настил. Сюда входят сами балки, диафрагмы или поперечины, а также (если применимо) ферменная или арочная система. В балочном мосту это будет включать только балки и систему связей. Балки являются основной опорой нагрузки, а система связей позволяет балкам действовать вместе как единое целое и предотвращает опрокидывание балок.
Задача опорных подушек состоит в том, чтобы позволить надстройке двигаться независимо от основания. Все материалы естественным образом расширяются и сжимаются в зависимости от температуры. Если бы мост был полностью жестким, это вызвало бы ненужную нагрузку на конструкцию и могло бы привести к выходу из строя или повреждению. Фиксируя пролетное строение на одном конце и позволяя другому концу пролета свободно перемещаться в продольном направлении, уменьшаются термические напряжения и увеличивается срок службы моста.
Опора моста с бетонной балкой во время строительства перед установкой настила моста и парапетов, состоящая из нескольких наклонных опорных пилонов (внизу), горизонтального бетонного колпака (в центре) и балок (вверху) с временными деревянными распорками.
Подконструкция также состоит из нескольких частей:
Устой – это фундамент , переносящий конструкцию моста на проезжую часть или пешеходную дорожку на твердом грунте. Пирс – это промежуточная опора.
Крышка — это деталь, поддерживающая подушки подшипника . В зависимости от типа опорной конструкции колпачок может быть, а может и не быть. Стеновые опоры и тупые устои не требуют колпака, в то время как многоколонный, молотковый или свайно-изогнутый опор будет иметь колпачок.
Стебель или заглушка – это основная часть фундамента. Он передает нагрузку от надстройки через крышку вниз к нижнему колонтитулу.
Футер – это конструкция , передающая нагрузки на землю. Существует два основных типа систем: раскидистый нижний колонтитул, представляющий собой простую бетонную плиту, опирающуюся на скальную породу; или свайный навес, в котором используются стальные сваи для достижения прочной коренной породы, которая может находиться глубоко под землей. В другой системе используются кессоны или железобетонные «столбы» под форштевнем.
Типы ферм
Корни на восточном конце Мемориального моста Данна дают хорошее поперечное сечение конструкции балочного моста.
Прокатная стальная балка — это балка, изготовленная путем прокатки стального цилиндра через ряд штампов для создания желаемой формы. Они создают стандартизированные двутавровые балки и балки с широкими полками [7] длиной до 100 футов.
Пластинчатая балка — это балка, изготовленная путем сварки пластин для создания желаемой формы. Производитель получает большие стальные пластины желаемой толщины, затем вырезает из пластины фланцы и перемычку нужной длины и формы. Пластинчатые балки могут иметь большую высоту, чем балки из катаной стали, и не ограничиваются стандартизированными формами. Возможность настройки балки в соответствии с конкретными условиями нагрузки позволяет сделать конструкцию моста более эффективной. Пластинчатая балка может использоваться для пролетов от 10 до более 100 метров (от 33 до более 330 футов). Между сжатой полкой и стенкой иногда приваривают ребра жесткости для увеличения прочности балки.
Коробчатая балка или «балка для ванны», как следует из названия, представляет собой коробчатую форму. Они состоят из двух вертикальных перемычек, коротких верхних полок наверху каждой перемычки и широкой нижней полки, соединяющей перемычки вместе. Коробчатая балка особенно устойчива к скручиванию и, хотя и дорогая, используется в ситуациях, когда стандартная балка может подвергнуться скручиванию или опрокидыванию.
Смотрите также
Балочный мост — прародитель пластинчато-балочного моста.
