Сквозной арочный мост , также известный как арочный мост сквозного типа , представляет собой мост , который сделан из таких материалов, как сталь или железобетон, в котором основание арочной конструкции находится под настилом, но верх возвышается над ним. Он может быть либо нижним , либо средним . Таким образом, настил находится внутри арки, а тросы или балки, которые находятся в напряжении, подвешивают центральную часть настила к арке.
Для определенного метода строительства, особенно для каменных арок, пропорции арки остаются одинаковыми независимо от размера: таким образом, более широкие арки должны быть более высокими арками. [1] Для полукруглой арки высота составляет половину пролета. Арка мостов через глубокие, узкие ущелья может быть полностью размещена под плоской дорогой, но мосты в более равнинной местности возвышаются над подходами к дороге. Для широкого моста может потребоваться арка такой высоты, что она станет значительным препятствием и уклоном для дороги. Маленькие мосты могут быть горбатыми , но более крупные мосты, такие как Старый мост в Понтипридде, могут стать настолько крутыми, что потребуют ступеней, что затруднит их использование для колесного транспорта. Железные дороги также считают арочные мосты сложными, поскольку они еще менее терпимы к уклонам. Там, где простые арочные мосты используются для железных дорог на плоской местности, стоимость строительства длинных подходных насыпей может быть значительной.
Дальнейшие проблемы связаны с фундаментом моста. Арочные мосты создают большие боковые нагрузки на свои опоры и поэтому могут потребовать прочного фундамента из скального основания. Сглаживание формы арки для избежания проблемы горба, как, например, у моста Мейденхед Брунеля , увеличивает эту боковую нагрузку. Часто бывает невозможно добиться достаточно плоской арки просто из-за ограничений фундамента — особенно на равнинной местности. [1] Исторически такие мосты часто становились виадуками из нескольких небольших арок.
С появлением железа или бетона в качестве конструкционных материалов стало возможным построить сквозной арочный мост : мост, где настил не нужно переносить поверх арки. [1] Для этого требуется конструкция, которая может как поддерживать настил от арки с помощью натяжных стержней, цепей или тросов, так и оставлять зазор в арке, чтобы настил мог проходить через нее. Первое из них, в частности, не может быть достигнуто с помощью каменной кладки и требует кованого железа или стали.
Использование сквозной арки не меняет пропорций или размера арки: большой пролет все равно потребует высокой арки, хотя теперь она может достигать любой высоты над палубой, не мешая движению. Арка также может простираться вниз по бокам, чтобы либо достичь прочного фундамента, либо разместить проезжую часть на удобной высоте для перекрытия глубокой долины с плато выше. Мост Тайн демонстрирует оба этих преимущества.
Известным примером такого типа является мост Сидней-Харбор-Бридж в Австралии, который основан на мосту Хелл-Гейт в Нью-Йорке . [2] Другие мосты включают мост Чаотяньмэнь в Китае, самый длинный в мире сквозной арочный мост; [3] мост Тайн в Ньюкасл-апон-Тайн ; мост Байонн , соединяющий Нью-Йорк с Нью-Джерси , который длиннее моста Сидней-Харбор; мост Ахваз-Уайт ; мосты Борн и Сагамор , меньшие, почти близнецы через канал Кейп-Код ; мост Пеннибакер в Остине , штат Техас , и мост Эрнандо де Сото в Мемфисе, штат Теннесси . Железнодорожный мост Уайлам является ранним сквозным арочным мостом выше по течению от моста Тайн. [4]
Сквозной арочный мост обычно состоит из двух ребер, [5] хотя есть примеры, такие как мост Hulme Arch Bridge со сквозными арками с одним ребром. Когда две арки построены в параллельных плоскостях, конструкция представляет собой арочный мост с параллельными ребрами. Когда два арочных ребра наклоняются друг к другу и сокращают расстояние между арками около вершины, пролет представляет собой арочный мост с корзинчатой ручкой. [6]
Многие мосты с завязанными арками также являются мостами со сквозными арками. Помимо связывания боковых нагрузок арки, натяжной элемент также находится на удобной высоте для формирования мостового настила, как для сквозной арки.
Обратное неверно: сквозные арочные мосты не подразумевают, что они являются мостами с завязанной аркой, если только они также не обеспечивают преднамеренный элемент натяжения, который является ключом к завязанной арке. Хотя визуально завязанные и незавязанные сквозные арочные мосты довольно сильно отличаются структурно и не связаны в том, как они распределяют свои нагрузки. В частности, чугунные мосты, такие как акведук Стэнли-Ферри, могут напоминать мосты с завязанной аркой, но поскольку чугун слаб на растяжение, они не являются структурно завязанной аркой.
В некоторых местах нецелесообразно поддерживать арку снизу во время строительства.
В современном строительстве временные башни возводятся и поддерживаются тросами, закрепленными в земле. Временные тросы свисают с каждой стороны, чтобы поддерживать сегменты арок по мере их возведения. Когда арки почти готовы, над или под зазором размещается домкратный мост, чтобы раздвинуть арки, после чего на месте возводится или поднимается на место последняя секция.
В некоторых случаях этот тип арки создавался путем возведения консолей с каждой стороны, при этом концы со стороны берега надежно прикручивались к тяжелым опорам. Затем незаконченные концы канала возводились по направлению друг к другу и либо заполнялись путем строительства, либо путем подъема сборной центральной секции. Этот тип конструкции использовался в мосту Сидней-Харбор-Бридж, показанном выше, при этом поддерживающие тросы с более высокой стороны арок были удалены после завершения.
арка (или радужная арка) обычно состоит из двух ребер арки, которые значительно возвышаются над проезжей частью с каждой стороны моста.
