Особенности конструкций консольных мостов

В тот же день, за 15 минут  до конца рабочего дня, мост рухнул. Все находившиеся на мосту рабочие  и техники - всего 74 человека - погибли. Очевидцев катастрофы было трое - один работал на противоположном берегу реки, другой - на кране, установленном  на консоли, - его сбросило в реку, но он спасся. Третий работал на береговой  части моста и успел убежать  до начала катастрофы. [8]

Была назначена правительственная  комиссия, расследовавшая причины этого  страшного случая. Комиссия нашла, что  катастрофа произошла по вине двух инженеров: проектировщика и консультанта, одобрившего проект.

Вина проектировщика заключалась  в том, что он неправильно собственный  вес сооружения при расчетах. Но что значит - неправильно? Ведь проектировщик  использовал общеупотребительные, принятые им, принятые всеми другими  проектировщиками, привычные ему  еще со школьной скамьи допущения  при расчете собственного веса моста. Когда сделали проверку расчета, оказалось, что принятый (по формулам абсолютно правильно!) при расчетах собственный вес сооружения был  меньше действительного на 20-30%

Когда о выгибе опор сообщили консультанту, он в соответствии с  тем, как его учили в колледже, произвел расчет, не нашел ничего страшного  и рекомендовал продолжать строительство. Такое решение можно объяснить  недостатком опыта в практике строительства мостов из стальных конструкций. Консультант механически перенес  имевшийся у него опыт строительства  деревянных мостов на строительство  принципиально новых, металлических  конструкций.

Общая ошибка проектировщика и консультанта состояла в использовании  ими неверного метода расчета  конструкции на прочность. Уровень  инженерных знаний того времени не позволял правильно произвести расчет. Это обстоятельство отметила и правительственная  комиссия. После крушения Квебекского  моста методы расчета на прочность  стали очень быстро развиваться. Большой вклад в эту область  строительной механики внесен советскими учеными, особенно профессором В.3. Власовым.

Квебекский мост научил проектировщиков  во всем мире правильным методам расчета  мостов из стальных конструкций. Всем стало ясно, что нельзя новую конструкцию  значительно большего масштаба, чем  раньше, к тому же намечаемую к постройке  из других материалов, рассчитывать по старым формулам, не дав соответствующего запаса прочности, не проведя испытаний  на моделях.

По-видимому, последнее и  было главной стратегической ошибкой  инженеров. Недостатки расчетных формул следовало бы вскрыть экспериментальным  путем, путем тщательного исследования моделей моста. Эта ошибка тем более непростительна, что метод моделирования в начале нашего столетия был уже повсеместно используемым. Наиболее дальновидные инженеры давно поняли, что именно модели могут, избавив инженеров от волнений "натурного эксперимента", дать ту информацию, которую невозможно пока еще получить с помощью сухих математических формул. [8].

Вторично построенный, и  существующий поныне мост принадлежит  Канадским железным дорогам, расстояние между опорами - 549 м, общая длина 987 м, а ширина - 29 м. Каждая из двух главных  ферм моста представляет неравноплечее  коромысло весов. Равновесие достигнуто тем, что короткое плечо сделано  более тяжелым. Но впечатление неустойчивости остается, усугубляясь тем, что к  длинным плечам обеих ферм подвешена  промежуточная ферма. Едва заметные ее опоры-точки еще более усиливают  беспокойство за устойчивость всей системы. [10]

Такие искусственные эффекты, имеющие целью удивить, поразить, огорошить зрителя, характерны для  американской техники. В них - одно из различий между принципами композиции мостов Квебекского и Фортского, формы которого развиваются более  спокойно. На момент постройки он был  самым крупным мостом Канады. На мосту есть три полосы для автотранспорта, одна железная дорога и одна пешеходная дорожка. [7]

Мост Куи?нсборо (англ. Queensboro Bridge), или Мост 59-ой улицы (англ. 59th Street Bridge) - консольный мост через Ист-Ривер в Нью-Йорке, строительство которого было закончено в 1909 году. Соединяет Лонг-Айленд-Сити в районе Куинс с Манхэттеном, проходя через остров Рузвельта.

Мост Куинсборо является самым западным из четырех мостов через Ист-Ривер. Мост иногда называют мостом 59-ой улицы, потому что его  конец на Манхэттене расположен между 59-ой и 60-ой улицами [5]

История

Серьезные предложения на счет моста, связывающему Манхэттен  с Лонг-Айленд-Сити, впервые были предложены в 1838, первая попытка финансирования моста частной компанией была сделана в 1867. Их усилия не осуществились, компанию признали банкротом в 1890-ых. Наконец, успешные планы по возведению появились в 1903 году: проект внес городской  департамент мостов во главе с  Густавом Линденталем (он был назначен главой департамента в 1902 году) в сотрудничестве Леффертом Л. Баком и Генри  Хорнбостелем, проектировщиками Вильямсбургского моста <#"justify">Вскоре началось строительство, но оно задержится до 1909 года из-за трудового волнения (была даже попытка взорвать один пролет моста). Мост открылся общественности 30 марта 1909 года, он обошёлся в 18 млн  долларов и унес 50 жизней.12 июня было проведено церемониальное торжественное  открытие. Тогда мост назывался мостом через остров Блеквэлл, позднее переименнованного  в остров Рузвельта. Между 1930 и 1955 годах  существовал фуникулер для транспортировки  автомобилей и пассажиров к острову  Благосостояния (так остров назывался) и обратно. Он был уничтожен в 1970 году.

Мост Куинсборо - двойной  консольный мост, поскольку у него есть два консольных пролета, по одному на каждый канал с каждой стороны  острова Рузвельта. У моста нет  приостановленных пролетов, таким образом, консольная рука от каждой стороны  достигает середины промежутка. Длины  его пяти промежутков следующие:

§от Манхэттена к острову - 360 метров (1182 фута)

§над островом - 192 метра (630 футов)

§от острова к Куинсу - 300 метров (984 фута)

§длина промежутка стороны - 143 и 140 метров (469 и 459 футов)

§полная длина между закреплениями - 1135 метров (3724 фута)

§полная длина, включая подходы - 2270 метров (7449 футов)

Промежуток между Манхэттеном  и островом Рузвельта был самым  длинным консольным промежутком  в Северной Америке, пока этот рекорд не был превзойден Квебекским мостом в 1917 году. [5]

У моста два уровня. Первоначально  высший уровень содержал два пешеходных прохода и два пути наземной железной дороги, а нижняя часть - 4 полосы автомобильного движения и то, что теперь является "внешним шоссе".

При проезде машин по мосту  никакая плата не взимается.

После всех лет разрушения и коррозии обширная реконструкция  моста началась в 1987 году и происходит до сих пор. На реконструкцию уже  затрачено более 300 млн долларов. Верхний уровень моста имеет  четыре полосы автомобильного движения и обеспечивает превосходное представление  консольной структуры связки моста  и нью-йоркского горизонта. Низкий уровень имеет 6 полос: внутренние четыре для автомобилей, внешние два - для  автомобильного движения или для  пешеходов и велосипедов. Северное внешнее шоссе было преобразовано  в постоянную пешеходную прогулку и  велосипедную дорожку в сентябре 2000 года. [5]

В марте 2009 года нью-йоркская комиссия по мостам спонсировала события, посвященные столетию ввода моста  в эксплуатацию. Мост также был  определен национальным историческим объектом американским обществом инженеров-строителей в течение года его столетней  годовщины. [5]

Мост Куинсборо. На фотографиях видна сложность  его конструкций. Хотя вся эта  ажурность элементов, и сложность  на самом деле является лишь кажущимися: на мосте нет никаких лишних элементов.

Мост Рафстундет (норв. <#"justify">Строительство моста

Конкурс на проект на моста  был объявлен в 1991 году <#"justify">Пролётное  строение сооружалось методом уравновешенного  навесного бетонирования. Максимальная длина блоков составляла 5 м. Для  обеспечения устойчивости моста  против ветровых нагрузок во время  бетонирования пролётного строения были сооружены две временные  опоры около опор № 3 и № 4. [5]

Конструкция моста

Мост Рафтсундет железобетонный рамно-консольный. Общая длина - 711 м. Имеет четыре пролёта. Схема моста: 86+202+298+125 м. Мост расположен на горизонтальной кривой радиусом 3000 м и на вертикальной кривой радиусом 5000 м. Подмостовой габарит  составляет 180 х 45 м.

Из-за расположения в достаточно сложных географических условиях, мост рассчитан на воздействие ветров со скоростью свыше 60 м/с и на сейсмическую активность (были учтены колебания  почвы силой 2 м/с²).

Все промежуточные опоры  моста расположены на суше. Небольшой  остров Gunnarbaaten служит основанием для  одной из опор. Фундаменты опор моста  опираются на скальные породы над  уровнем воды. Постоянные опоры состоят  из двух монолитных стоек. Толщина стоек  постоянная, в то время как ширина изменяется в зависимости от высоты. Стойки на опорах № 3 и № 4 имеют толщину 2 м и высоту 34 м (от верха фундамента до низа пролётного строения).

Балка пролётного строения - коробчатая постоянной ширины с изменяющейся высотой. Высота балки над промежуточными опорами составляет 14.5 метров, в  середине пролётов - 3.5 м.

На мосту две полосы движения и пешеходный тротуар. Общая  ширина - 10.3 м. На мосту установлено  стальное оцинкованное ограждение высотой 1,2 м.

Мост Сундэй (норв. Sundøybrua) - автодорожный мост, пересекающий Leirfjord между островом Альстен и материковой частью Норвегии. Мост Сундэй с длиной главного пролета в 298 метров является одним из самых крупных железо бетонных рамно-консольных мостов в мире. Мост заменил небольшую паромную переправу и обеспечил постоянное сообщение между небольшими деревнями на восточной части острова и материковой частью Норвегии. [5]

Расположение

Мост расположен в 100 км к  югу от Северного полярного круга <#"justify">Строительство моста

Заказчиком строительства  моста была Дорожная Администрация  Нурланна. Проект моста был разработан фирмой Aas-Jakobsen AS из Осло и и фирмой BOARCH из Будё. Подрядчиком стала компания AS ANLEGG. Работы по сооружению моста начались в 2001 году и закончились в 2003 году. Общая стоимость моста составила 186 млн. NOK. Мост был открыт для движения 9 августа 2003 года министром транспорта Норвегии Торильд Скогсхольм.

Кессоны для основания  промежуточных опор моста были изготовлены  в городе Вердал компанией Aker Verdal и  отбуксированы к месту строительства. Бетонирование стоек опор осуществлялось в опалубке фирмы Doka. В качестве крупного заполнителя для приготовления  бетона марки С65 использовался местный  щебень. Для приготовления легкого  бетона марки LC60 из Южной Каролины был  заказан специальный материал - stalite. Для производства бетона был сооружен мобильный бетонный завод в 1 км от моста. Пролетное строение сооружалось  методом уравновешенного навесного  бетонирования. Максимальная длина  блоков составляла 5 м. Продолжительность  бетонирования одной секции составляла 1 неделю. Во время бетонирования  пролетного строения в боковых пролетах были сооружены временные опоры. Они поддерживали консоль, а также  обеспечивали устойчивость моста против ветровых нагрузок.

Конструкция моста

Мост железобетонный рамно-консольный. Общая длина - 538 м. Имеет три пролета. Схема моста: 120+298+120 м. Мост расположен на горизонтальной кривой радиусом 3250 м. Подмостовой габарит составляет 180 х 45 м. По своей конструкции мост схож с мостом Рафтсундет. [5]

Постоянные опоры состоят  из двух монолитных стоек. Толщина стоек  постоянная, в то время как ширина изменяется в зависимости от высоты. Внутри опоры полые. Балка пролетного строения - коробчатая постоянной ширины с изменяющейся высотой. Ширина балки - 7 м, высота балки над промежуточными опорами составляет 14.5 метров, в  середине пролетов - 3.5 м. Материал центральной  части главного пролета моста - легкий бетон марки LC60, в то время как  другие части конструкции сооружены  с использованием бетона марки C65. Ширина проезжей части - 7,5 м, а общая ширина моста составляет 10.3m, в том числе тротуар шириной 2м. [5]

 

Список  использованной литературы

 

1. СНиП 2.01.07 - 85*. Нагрузки и  воздействия / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2002. - 44 с.

. Технический железнодорожный  словарь. - М.: Государственное транспортное  железнодорожное издательство. Н.Н.  Васильев, О.Н. Исаакян, Н.О. Рогинский,  Я.Б. Смолянский, В.А. Сокович, Т.С.  Хачатуров. 1941.

. Ягофаров Х. Пролетное  строение галереи из консольных  балок. Промышленное строительство  и инженерные сооружения. 1971, №4.

Интернет-ресурсы:

4. Сайт: http://en. structurae. de

. Сайт: http://ru. wikipedia.org

. Сайт: http://lord-k. livejournal.com

. Сайт: http://www.allbridges.ru

. Сайт: http://www.metalostroy.ru

. Сайт: http://vsemosty.ru

. Сайт: http://stroenija.ru