Металлические мосты

Металлическими мостами принято называть строения со стальными пролетами и опорами.

Одной из разновидностей этих строений считаются железнодорожные мосты, возводящиеся через всевозможные водные препятствия. Эстакады, путепроводы, виадуки также выступают в роли вариаций пролетных железнодорожных конструкций. 

Железнодорожные состоят из пролетных путей,  строений, опор, поддерживающих готовую конструкцию. В свою очередь фундаменты таких опор должны закладываться на достаточно прочном грунте или с использованием свай. Опоры являются отличным основанием для пролетных строений. Они позволяют им поворачиваться под нагрузкой и при изменениях климатических факторов. Продольное строение представлено в виде ферм, балок, связей и мостового полотна.

Металл является наиболее распространенным материалом для строительства. Свою популярность он завоевал благодаря высокой степени своей надежности, прочности и небольшой массе. Преимущественное большинство всех конструкций, а именно 70% выполнены из стали. Но при этом они имеют и ряд недостатков. Главными из них считаются: большой расход материала; необходимость постоянного обслуживания и эффективной защиты от влияния коррозии.

Воздействие высоких нагрузок по всей длине моста возлагает на сооружения повышенные требования к их прочности, надежности. При этом ограничений в отношении архитектурных задумок конструкций нет.

Преимущества производства

Пожалуй, главным и бесспорным достоинством металлических конструкций для возведения мостов является технологичность процесса их изготовления и сборки. Все элементы выпускаются на специально оборудованных предприятиях и поставляются на объект стройки для последующего их монтажа. При этом сборка может проводиться в полностью автоматизированном режиме. Благодаря этому строительные работы могут проводиться в кратчайшие сроки.

Универсальность и простота конструкции открывает просторы к строительству мостов в горной местности, на крупных реках (включая и реки интенсивной системой судоходства).

Следует отметить, что по своей надежности металлические мосты гораздо превосходят мосты, возведенные из других материалов. Более того на обслуживание таких объектов требуется намного меньше средств, а сроки функционирования значительно больше. При соблюдении всех необходимых мероприятий по эффективной защите металла от коррозии такие мосты по степени своей надежности и долговечности ни сколько не уступают железобетонным аналогам.

Основные элементы конструкций

Высококачественная сталь и ее положительные характеристики позволяют производить постройки всевозможных конструкций.

Различают следующие типы металлических мостов:

Балочные мосты — представляют собой наиболее распространенный вид современных металлических мостов. Уникальная технология их возведения позволяет осуществлять перекрытия балками как средние, так и большие пролеты (до 500 метров). Они просто незаменимы при проектировании мостов через большие реки или иные препятствия. Важной отличительной чертой таких сооружений является то, что опоры принимают на себя исключительно вертикальное давление, что существенно облегчает строительство на большой высоте опор. Кроме того, они обладают сравнительно простой конструкцией, что в последствии существенно облегчает работы по их монтажу.

Арочные — представляют собой распорную систему. При этом они требуют значительно меньших затрат стали (в сравнении с балочными конструкциями). Арочные металлоконструкции считаются более целесообразными для возведения мостовых сооружений на хорошем грунте. При других условиях монтаж такого моста может быть вызвать ряд затруднений. Особенно это актуально для значительной высоты опор. Зачастую арочные металлические мосты возводят в городах. Как правило, подобные мосты имеют арки сплошного сечения. В строительстве автодорожных мостовых сооружений применяют арки с жесткими балками. В данном случае арку устанавливают в виде жесткого полигонального пояса. Кроме того, арочные конструкции делятся на неразрезные и консольные, но эти системы мало распространены.

Висячие  мосты — конструкции, главными несущими деталями которых считаются стальные ванты, цепи, кабели. Однако в случаях, когда данные элементы закрепляются в грунте с помощью растяжек, мосты относят к распорным. Для увеличения вертикальной жесткости их снабжают балками жесткости. 

Комбинированные — мосты, изготовленные из балок либо ферм, дополненных нижним поясом в форме шпренгеля, гибкой арки. Используя особенности комбинированных конструкций можно искусственно регулировать усилия в их элементах. Это способствует снижению стоимости строительных работ.

Проектирование металлоконструкций

Проектированием называют один из важных стадий возведения металлоконструкций. В ходе проектирования мостовых пролетов применяют новейшие технологии, компьютерные программы, что обеспечивает надежность, функциональность, красивый эстетичный вид сооружений. Работы по разработке проекта не являются полностью автоматизированной, поэтому требует профессионализма, опыта, больших знаний от своего исполнителя.

Порядок проведения конструирования:

  • Определение размеров моста, сечения его основных элементов.
  • Конструирование с расчетом нагрузки на ортотропную плиту главной проезжей части.
  • Расчет устойчивости к деформации, прочности несущих элементов.
  • Проектирование соединений, стыков металлических конструкций.
  • Разработка других элементов мостовой конструкции (опорных частей, смотровых приспособлений, деформационных швов).
  • Разработка чертежей, спецификации элементов, паспортом пролетного сооружения.
  • Проверка, корректировка всех проведенных расчетов.