Консольный мост — это мост, построенный с использованием конструкций, которые выступают горизонтально в пространство, поддерживаемых только на одном конце (называемых консолями ). Для небольших пешеходных мостов консоли могут быть простыми балками ; однако, большие консольные мосты, предназначенные для движения автомобильного или железнодорожного транспорта, используют фермы, изготовленные из конструкционной стали , или коробчатые балки, изготовленные из предварительно напряженного бетона .
Консольный мост со стальными фермами стал крупным инженерным прорывом, когда впервые был внедрен на практике, поскольку он может перекрывать расстояние более 1500 футов (450 м) и его легче возводить на сложных переправах благодаря использованию небольшого количества опорных конструкций или вообще без них .
Инженеры 19 века поняли, что мост, который был непрерывным на нескольких опорах, будет распределять нагрузки между ними. Это приведет к снижению напряжений в балке или ферме и позволит строить более длинные пролеты. [1] : 57, 190 Несколько инженеров 19 века запатентовали непрерывные мосты с шарнирными точками в середине пролета. [2] : 75, 79 Использование шарнира в многопролетной системе показало преимущества статически определимой системы [3] и моста, который мог выдерживать неравномерную осадку фундаментов. [1] : 190 Инженерам было легче рассчитывать силы и напряжения с шарниром в балке.
Генрих Гербер был одним из инженеров, получивших патент на шарнирную балку (1866), и считается первым, кто ее построил. [2] : 79 Мост Хассфурт через реку Майн в Германии с центральным пролетом 124 фута (38 метров) был завершен в 1867 году и считается первым современным консольным мостом. [3] : пар. 2
Высокий мост Кентукки К. Шалера Смита (1877), Ниагарский консольный мост Чарльза Конрада Шнайдера (1883) и мост Поукипси Джона Фрэнсиса О'Рурка и Помероя П. Дикинсона (1889) были важными ранними примерами использования консольной конструкции. [3] : пар. 3, 5 Мост через реку Кентукки перекинут через ущелье глубиной 275 футов (84 метра) и в полной мере использует тот факт, что для основного пролета консольного моста не требуется опорная конструкция или временная опора. [3] : пар. 3
Мост Форт-Бридж является ярким примером раннего консольного моста. Этот мост удерживал рекорд по длине пролета в мире в течение двадцати девяти лет, пока его не превзошел мост Квебек . Инженеры, ответственные за мост, сэр Бенджамин Бейкер и сэр Джон Фаулер , продемонстрировали структурные принципы консольного подвесного пролета, сидя на стульях и поддерживая своего коллегу, Каичи Ватанабэ , между ними, используя только руки и деревянные шесты. Подвесной пролет, где сидит Ватанабэ, находится в центре. Деревянные шесты сопротивляются сжатию нижнего пояса , в то время как вытянутые руки поддерживают натяжение верхнего пояса. Размещение кирпичных противовесов демонстрирует действие внешних фундаментов. [3] : пар. 6
Консольный мост. Конструкция, по крайней мере одна часть которой служит опорой для другой части, выступающей за пределы опорной колонны.
— Джон Александр Лоу Уодделл , мостостроение [4]
Простой консольный пролет образован двумя консольными плечами, простирающимися с противоположных сторон препятствия, которое необходимо преодолеть, встречаясь в центре. В распространенном варианте, подвесном пролете , консольные плечи не встречаются в центре; вместо этого они поддерживают центральный ферменный мост , который опирается на концы консольных плеч. Подвесной пролет может быть построен вне строительной площадки и поднят на место или построен на месте с использованием специальных передвижных опор.
Распространенным способом строительства стальных ферм и предварительно напряженных бетонных консольных пролетов является уравновешивание каждой консольной руки другой консольной рукой, выступающей в противоположном направлении, образуя сбалансированную консоль ; когда они прикреплены к прочному основанию, уравновешивающие руки называются анкерными руками . Таким образом, в мосту, построенном на двух фундаментных опорах, есть четыре консольных руки: две, которые перекрывают препятствие, и две анкерные руки, которые отходят от препятствия. Из-за необходимости большей прочности на опорах сбалансированной консоли, надстройка моста часто [ требуется ссылка ] принимает форму башен над фундаментными опорами. Мост Коммодора Барри является примером этого типа консольного моста.
Стальные ферменные консоли поддерживают нагрузки за счет растяжения верхних элементов и сжатия нижних. Обычно конструкция распределяет напряжение через анкерные рычаги на самые внешние опоры, в то время как сжатие передается на фундаменты под центральными башнями. Многие ферменные консольные мосты используют штифтовые соединения и поэтому являются статически определенными , без элементов, несущих смешанные нагрузки.
Консольные мосты из предварительно напряженного бетона часто строятся с использованием сегментной конструкции .
Некоторые стальные арочные мосты (например, мост Навахо ) построены с использованием чисто консольных пролетов с каждой стороны, без опорных конструкций внизу и временных опорных башен и тросов сверху. Затем они соединяются штифтом, обычно после раздвигания точки соединения, и когда домкраты убираются и добавляется настил моста, мост становится ферменным арочным мостом . Такая конструкция без опор возможна только там, где имеется подходящая скала для поддержки натяжения в верхнем поясе пролета во время строительства, что обычно ограничивает этот метод перекрытием узких каньонов.
Самые длинные консольные мосты в мире (по длине пролета): [5]
.jpg/1280px-North_Span_Bluewater_Bridge_(Port_Huron_Mich).jpg)
