Пролётное строение
Пролётное строение — несущая деталь моста, конструкция, перекрывающая пролёты между опорами (таким образом, мост состоит из опор и пролётных строений). Пролётные строения являются наиболее ответственной частью моста, воспринимающей все транспортные и природные нагрузки и передающей их на опоры. От конструкции и материала пролётного строения зависят не только прочность и долговечность моста, но и его стоимость, сроки монтажа и расходы на обслуживание[1].
Пролётное строение разделяется на несколько частей:
- проезжая часть с мостовым полотном служит для проезда поездов, автомобилей, а также прохода пешеходов;
- несущая часть воспринимает нагрузки от проезжей части и передаёт их, а также собственный вес на опорную часть;
- опорные части разрешают смещение и поворот балок несущей части, возникающие из-за временного прогиба под изменяющейся нагрузкой;
- связи между компонентами несущей части строения придают пространственную жёсткость всей конструкции. Связи бывают:
- горизонтальные (верхние и нижние);
- вертикальные (опорные и промежуточные).
Несущая часть для небольших пролётов представляет собой деревянные, металлические или железобетонные балки, иногда железобетонные плиты. В случае необходимости перекрыть пролёты большей длины используются фермы, рамы и арки из металла или железобетона.
История
История развития пролётных строений неразрывно связана с историей мостостроения. Древнейшие мосты имели пролётные строения из дерева и камня. Все древние каменные мосты были арочными с ездой поверху.
В Древней Руси в XI–XII веках возводили деревянные мосты через большие реки с деревянными пролётными строениями и деревянными опорами.
В XIX веке началось широкое применение металлических пролётных строений. В конце XIX — начале XX века появились первые сварные пролётные строения в Польше и Германии. С 1880-х годов в России началась типизация пролётных строений железнодорожных мостов.
В 1949 году в СССР началось применение сталежелезобетонных пролётных строений на железнодорожных мостах, когда 18 таких сооружений длиной от 27 до 42 метров были установлены на виадуках Львовской железной дороги. В 1956 году был открыт первый современный вантовый мост — мост Стромсунд в Швеции. В 1960–1970-х годах активно развивалась гибкая технология создания стальных коробчатых автодорожных мостов.
Виды
Пролётные строения классифицируются по различным признакам.
По статической схеме
Конструкция моста и его статическая схема определяются статической схемой пролётного строения:
- Балочные — самый простой вид мостов, предназначенный для перекрытия небольших пролётов. Различают разрезные, неразрезные и консольные балочные системы. Балочные пролётные строения — наиболее распространённое решение в мостостроении благодаря универсальности и скорости монтажа.
- Рамные — пролётное строение и опоры составляют единую конструкцию.
- Арочные — в качестве основных несущих элементов пролётных строений используются арки.
- Висячие (вантовые) — используют систему канатов или вантовых тросов, передающих нагрузку на пилоны.
- Комбинированные — сочетающие различные системы.
По положению
- Неподвижные — пролётное строение всегда занимает по отношению к опорам неизменное положение.
- Разводные — с поворотом относительно опор в вертикальной плоскости половин пролётного строения или подъёмом пролётного строения на необходимую высоту.
По назначению
Пролётные строения также различают по назначению моста: автодорожные, железнодорожные, городские, пешеходные, совмещённые и специальные (для трубопроводов, силовых кабелей и т. п.).
Материалы
Материал пролётного строения определяет тип моста. Для пролётных строений используются следующие материалы:
- Металл (сталь, алюминиевые сплавы) — позволяет создавать лёгкие и прочные конструкции с большими пролётами. Применяются как сплошные балки различного сечения, так и решётчатые конструкции — фермы.
- Железобетон — широко применяется в мостостроении благодаря прочности, долговечности и относительно невысокой стоимости.
- Сталежелезобетон — комбинированная конструкция, в которой стальные балки работают совместно с железобетонной плитой проезжей части[2].
- Бетон — применяется в монолитных конструкциях.
- Природный камень — использовался в древних и исторических мостах.
- Дерево — применяется для временных мостов и в малонагруженных конструкциях. В современном мостостроении используются клееные деревянные элементы.
Проектирование
Проектирование пролётных строений — сложный инженерный процесс, регламентируемый нормативными документами.
Нормативная база
В России проектирование пролётных строений регулируется следующими основными документами:
- СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*).
- СП 159.1325800.2014 «Сталежелезобетонные пролетные строения мостов автодорожных. Правила расчета и проектирования».
- ГОСТ Р 71594-2024 «Мостовые сооружения. Пролетные строения из клееной древесины. Правила проектирования»[5].
Основные этапы проектирования
- Выбор конструкции пролётных строений с учётом требований и рекомендаций.
- Определение требуемого отверстия моста.
- Расчёт на нагрузки (постоянные, временные, особые).
- Выбор материалов и конструктивных решений.
- Разработка рабочей документации.
Современные методы
Современное проектирование пролётных строений использует численные методы расчёта (метод конечных элементов) и программные комплексы (например, Midas Civil). Важным направлением является многокритериальная оптимизация пролётных строений для достижения наилучших показателей по стоимости, надёжности и долговечности[6].
Примечания
Литература
- Саламахин П.М. Мост // Большая российская энциклопедия.
- Белокопытов Артем Сергеевич, Уткин Владимир Александрович, Матвеев Сергей Александрович. Методика расчета сталежелезобетонного пролетного строения моста с разделением материала по нейтральной оси // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2024. — № 3 (97). — doi:10.26518/2071-7296-2024-21-3-436-451.
- Смердов Дмитрий Николаевич. Систематизация применения полимерных композиционных материалов при проектировании мостовых сооружений // Инновационные транспортные системы и технологии. — 2024. — № 3. — doi:10.17816/transsyst635339.
- Пролётное строение / Саламахин П. М. // Полупроводники — Пустыня. — М. : Большая российская энциклопедия, 2015. — С. 580. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 27). — ISBN 978-5-85270-364-4.
- Пролётное строение // Дорожная терминология: справочник. Транспорт, 1985. С. 70-71.
Дополнительно по теме
| Типы конструкции | |
|---|---|
| По области применения | |
| Элементы конструкции | |
