1. История появления стальных мостов

К металлическим обычно относят мосты, пролетные строения которых изготовлены из метала (чугуна, стали или алюминиевых сплавов). Опоры могут быть выполнены как из металла, так и из других материалов: камня, бетона и ж.б.

1735г.начался железный век. Тогда на металлургическом заводе в Колбрукдейле(Англия)удалось получить долгожданный металл в доменной печи с помощью кокса-назван чугуном.

Время появления металлических мостов в европе является 2 пол. 18в. В то время металлургия только начала развиваться, поэтому основным материалом являлся чугун и сварочное железо. Основными чугунными мостами являлись арочные системы в виде концентрических колец, из массивных секций в виде полых коробчатых отливок, чугунных арок двутаврового сечения. Балочные чугунные мосты не получили распространения, так как чугун плохо работает на изгиб.

Одновременно с чугунными мостами начали развиваться висячие мосты. Сначала в них применялась сварная цепь, которая была заменена проволочными кабелями. Однако в то время такие мосты не были надежны из-за малой жесткости и раскачивании мостов ветром и ритмичной нагрузкой. С такими мостами нередко случались обрушения.

В 1779 г в Англии через р.Северн был сооружен первый чугунный мост с главным пролетом около 32 м.

В 1842-1850 г русским мостостроителем С.В. Кербедзом был запроектирован и построен мост в Петербурге через р.Неву. Мост имел 7 арочных пролетных строений длиной от 32, 6 до 47,5м.

В 1840 г. в Будапеште через реку Дунай был перекрыт пролет 220м.

Одновременно с чугунными мостами начали развиваться висячие мосты. Сначала в них применялась сварная цепь, которая была заменена проволочными кабелями. Однако в то время такие мосты не были надежны из-за малой жесткости и раскачивании мостов ветром и ритмичной нагрузкой.

В начале XIX в. началось строительство висячих мостов пролеты которых доходили до 235 м(мост во Фрейбурге, 1834). В России висячие мосты с небольшими пролетами были построены в Петербурге, а первый большой висячий цепной мост с пролетами по 134 м был сооружен через р. Днепр в Киеве в 1853г.

В 1815 г. начали применять проволочные канаты для висячих мостов.

Заклепочные соединения применялись в Европе с начала 19 века( в России с 1830г), а выпуск прокатного металла впервые в мире начался в Англии в 1819-1830 г(в России в 1840).

Одновременно с развитием балочных систем пролетных строений во второй половине 19 века получили широкое распространение при перекрытии больших пролетов висячих мостов.

Кроме мостов балочной системы, в России после 1880 г достаточно часто применяли и железные арочные мосты.

Появление в 20 веке современных высокопрочных сталей дало дополнительные возможности в развитии металлического мостостроения.

В начале 20 в стали включать шарниры в пролеты, превращающие неразрезную систему в консольную.

2. Основные системы металлических мостов

Металл достаточно универсальный материал. Хорошо работает на сжатие, растяжение, кручение и сдвиг. Поэтому из металла можно создавать любую мостовую конструкцию.

Все металлические мосты можно условно разбить на 2 группы:

-сплошностенчатые

-решетчатые.

Металлические мосты классифицируются в основном по статическим схемам.

Пролетное строение металлических мостов может быть выполнено по следующим основным статическим схемам: балочные, рамные, арочные, вантовые, висячие, комбинированные.

1. Балочные мосты – балочное пролетное строение, хар-ся тем, что при воздействии на них вертикальной нагрузки передают на опоры вертикальные реакции, что позволяет сооружать пролетные строения этого типа на достаточно высоких опорах. Балочные мосты могут быть представлены:

а) разрезные системы – балочное разрезное пролетное строение перекрывает отднльно каждый пролет. Между собой пролетные строения связаны деформ. швом, поэтому вся нагрузка, нах-ся на пролетном строении передается пролетному строению.

б) неразрезные системы – независимо от положения временной нагрузки в работе принимает участие все пролетное строение, при этом в промежуточных опорах возникают моменты, которые уменьшают усилия в пролетах. Это позволяет сократить расход металла для пролетных строений и увеличить длину пролета. Они чувствительны к неравномерной осадке опор, что приводит к другим усилиям.

в) консольные системы-они в силу своей статической неопределимости не чувствительны к неравномерной осадке опор, а по характеру распределения внутренних усилий консольные системы ближе к неразрезным, однако размещение шарнира в пролете на весу способствует перелому профиля моста.

2. Рамные мосты

В рамных системах пролетные строения и опоры представляют собой одно целое.

Они в основном являются распорными системами. Распор позволяет уменьшить металл в ригеле. Рамные мосты наиболее предпочтительны при пересечении оврагов, ущелье и т.п., когда стойки опор позволяют перекрывать достаточно большие пролеты.

3. Арочные мосты-его основной элемент арка и система является распорной, но надо прочное и жесткое основание, чтобы конструкция была экономичной. Арочные пролетные строения являются жесткой конструкцией. На арочных мостах можно размещать проезд в разных или нескольких уровнях.

4. Вантовые мосты-символ современного мостостроения. Особенностью вантовых мостов является их наглядная ясность конструкции. Введение в конструкцию большого числа вант позволяет свести к минимуму строительной высоты. Меняя число пилонов, выполняя различные крепления вантов получают разнообразные конструктивные формы вантовых мостов.

5. Висячие мосты – через полноводные преграды с судоходным движением. Мосты висячей системы – основной несущий элемент кабель из проволок. Для придания жесткости полотну проезда к кабелю подвешивают мощную обтекаемую балку или систему. Система является распорной и поэтому устраивают анкерные устои

6. Комбинированные системы