Строительство автомобильных дорог

По своему назначению мосты делят на:
• железнодорожные;
• автомобильные;
• метромосты;
• пешеходные;
• комбинированные.
Автомобильные мосты в свою очередь можно разделить на собственно мосты для перехода дорог через водные преграды, путепроводы для устройства пересечения автомобильных дорог в разных уровнях, эстакады, предназначенные для размещения дорог выше уровня земли, виадуки — мостовые сооружения, соединяющие места с одинаковым уровнем на ландшафте.
Выделяют также трубопроводные мосты для перехода водо-нефтегазопроводов через водные или иные преграды с опорами на мостовые конструкции, а также акведуки, которые используются для транспортировки воды.
По конструкции мосты делятся на:
• балочный — самый простой вид мостов, которые предназна­чены для перекрытия небольших пролетов. Пролетные строе­ния — балки, перекрывающие расстояние между опорами;
• консольный — состоит из консолей. В настоящее время со­оружается редко;
• висячий — мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (кабелей, канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Этот вид представляют все крупнейшие по длине и высоте пролета мосты мира;
• вантовый — разновидность висячих мостов: роль основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов;
• арочный — основными несущими конструкциями являются арки или своды. При этом опорам передаются не только вер­тикальные, но и горизонтальные усилия; • понтонный или наплавной — временные мосты на плавучих опорах.
Стоит отметить отдельно горбатые мосты, которые отличаются своей формой: они существенно выгнуты вверх. Также различают мосты с ездой поверху, понизу и посередине.
Особый тип мостов — разводные. В разведенном состоянии мост не мешает проходу судов. Своими разводными мостами знаменит Санкт-Петербург, где все мосты через Неву, кроме Большого Обуховского моста, являются разводными.
Существуют особые конструкции разводных мостов.
Мосты, разводимые поднятием средней части:
• пролет поднимается в горизонтальном положении вверх (на­пример, железнодорожный мост в г. Ростове-на-Дону);
• пролет или пролеты поднимаются, поворачиваясь вокруг одного из шарниров, например, Дворцовый мост в Санкт-Петербурге (ил. 44).
У поворотных мостов средняя часть шарнирно укреплена на стоящей в середине реки опоре. Мост разводится поворотом средней части на 90°, таким образом средняя часть становится параллельна руслу реки. Прекрасным примером такой конструкции служит Варваровский мост в украинском городе Николаеве, поворотный пролет которого имеет длину 134 м (ил. 45).
Конструктивно, как правило, каждый мост состоит: из про­стейших строений и опор. Пролетные строения служат для вос­приятия нагрузок и передачи их опорам, на них может распола­гаться проезжая часть, пешеходный переход, трубопровод.
Пролетные строения состоят из несущих конструкций: балок, ферм, диафрагм (поперечных балок) и собственно плит проезжей части. Статическая схема пролетных строений может быть арочной, балочной, рамной, висячей (рис. 9.2), вантовой (ил. 46) или комбинированной. Она определяет тип моста по конструкции. Обычно пролетные строения прямолинейны, однако в случае необходимости (например, при постройке эстакад и дорожных развязок) им придают сложную форму: спиралеобразную, кольцевую и т. д.
Формы опор могут быть весьма разнообразными. Промежу­точные опоры называются быками, береговые — устоями. Устои служат для соединения моста с подходными насыпями.

Материалами для мостов служат металл (сталь и алюминиевые сплавы), железобетон, бетон, природный камень, дерево.
В&нтовый мост — тип висячего моста, состоящий из одного или более пилонов, соединенных с дорожным полотном посредством прямолинейных стальных тросов — вантов. В отличие от висячих мостов (ил. 46), где дорожное полотно поддерживается вертикальными тросами, прикрепленными к протянутым по всей длине моста основным несущим тросам, у вантовых мостов тросы (ванты) соединяются непосредственно с пилоном.
Наклонные ванты крепятся к пилонам и поддерживают балку жесткости, являясь для нее упругими опорами. Ванты работают только на растяжение, пилоны — в основном на сжатие, а балки жесткости под действием собственного веса, переменной нагрузки от движущихся автотранспортных средств — в основном на изгиб.
Ванты могут быть гибкими и жесткими. Гибкие ванты изго­тавливают из стальных канатов или пучков параллельных проволок. Жесткие ванты представляют собой конструкцию из гибких вантов, заключенных в бетонную оболочку или в стальную трубу с заполнением пустот цементным раствором. Балку жесткости и пилоны в железобетонных мостах выполняют из железобетона.
Одним из преимуществ вантовых мостов является относительная неподвижность дорожного полотна, что делает их пригодными для использования в качестве железнодорожных мостов.
Байтовые мосты в широких масштабах строятся с 1950-х гг. В СССР первый вантовый мост был построен в Киеве через Днепр в 1976 г. (если не считать Крымского моста в Москве, который является не совсем вантовым, так как основную нагрузку в нем несут опоры); в 1979 г. было открыто движение по Октябрьскому мосту в г. Череповце через реку Шексну.
Байтовые мосты, позволяющие перекрывать пролеты до 350— 500 м, имеют хорошую перспективу развития. Получивший широкую известность еще до завершения строительства в 2004 г. Виадук Мийо (Франция) имеет самую большую в мире высоту пилонов — 343 м (ил. 47). При этом максимальная длина пролетных строений не превышает 342 м, а общая длина виадука составляет 2460 м.
Вантовым мостам свойственны привлекательные архитектурные формы. Из-за этого их стали часто строить в городах.
Автомобильные дороги могут прерываться водными преградами, где нет стационарных капитальных мостов. В этом случае могут быть наведены наплавные мосты, обеспечивающие проезд транспорта через водную преграду на период до наступления ледостава или действующие как паромные переправы.
Наплавные мосты часто строят при пересечении автомобильными дорогами многоводных глубоких рек или в случае слабых фунтов. Они бывают постоянными или временными при строительстве капитальных мостов, а также в военных и в других целях.
Исаакиевский наплавной мост — первый мост через Неву — был сооружен в 1727 г. в Санкт-Петербурге (ил. 48). Мост на барках соединял Адмиралтейский остров с Васильевским. С 1732 г. мост наводился ежегодно в течение 184 лет. Название мост получил от Исаакиевской церкви, стоявшей западнее Адмиралтейства. В период с 1856 по 1912 г. его наводили на том месте, где сейчас находится Дворцовый мост. Во время шторма в 1733 г. мост был разрушен — барки, на которых он стоял, затонули. Мост был восстановлен и положен на особо прочные понтонные суда. Его эксплуатация продолжалась до апреля 1916 г., когда он сгорел. (Источником пожара стала искра проходившего по Неве буксира.) Напоминанием об этом мосте служат береговые устои с гранитной облицовкой и закругленными лестницами на Адмиралтейской и Университетской набережных.
Наплавные мосты состоят обычно из трех частей: речной, кото­рая перекрывает глубоководную часть реки; береговой и переход­ной. Речная часть наплавных мостов устанавливается на плавучие опоры, она может совершать вертикальные колебания вместе с колебанием уровня воды в реке и при приложении и снятии нагрузки от движущихся транспортных средств. Плавный переход транспортных средств с береговой на речную часть наплавного моста обеспечивает переходная часть. Поперечное закрепление наплавного моста обеспечивается обычно с помощью якоря, а продольное — тросами с закреплением их за анкеры на берегу.
В зависимости от вида применяемых плавучих опор наплавные мосты могут быть понтонными (ил. 49) или плашкоутными. Пон­тоны могут быть металлическими или железобетонными в виде замкнутых полых ящиков или цистерн. В качестве плашкоутов могут быть речные суда или баржи.
Уровень проезда транспортных средств по обычным наплавным мостам меняется с изменением уровня воды в реке. Существуют также мосты постоянного уровня. У таких мостов уровень проезда всегда остается практически постоянным. В таких наплавных мостах плавучие опоры связывают вертикальными тягами или тросами с анкерами, закрепленными в грунте дна. В качестве анкеров используют металлические или бетонные якоря или винтовые связи. Тяги реализуют таким образом, чтобы их первоначальное натяжение обеспечивало при наинизшем уровне воды в реке и при загрузке моста натяжение, не доходящее до нуля, т. е. при падении уровня воды в реке плавучие опоры, закрепленные вертикально якорями, должны оставаться частично погруженными в воду.
Срок службы наплавных мостов составляет 20—25 лет.
Существенным недостатком наплавных мостов является стеснение живого сечения водного потока и увеличение скорости течения, приводящее к размыву русла реки.
В районах, где реки в зимний период замерзают, вместо на­плавных мостов устраивают паромные переправы, пропускная способность которых в 8—10 раз ниже, чем наплавных мостов. Для устройства паромных переправ требуется участок реки с большими глубинами, как на основном русле, так и у берегов для обеспечения маневрирования и причаливания паромов.
На судоходных реках небольшой ширины могут применяться переправы с простейшими способами перемещения — при помощи каната, перекинутого поперек реки, и тяговых лебедок с использованием каната и силы течения воды.
К мостовым сооружениям на автомобильных дорогах относятся также: акведуки, виадуки, путепроводы и эстакады.
Акведук (от лат. aqua — вода и ducere — вести) — водовод (ка­нал, труба) для подачи воды к населенным пунктам, ороситель- ным и гидроэнергетическим системам из расположенных выше их источников.
Акведук Пон-дю-Гар (ил. 50) был сооружен римлянами для бытовых нужд: чтобы перебросить через реку Тар водопровод для снабжения питьевой водой г. Нима (юг современной Франции). Высота этого сооружения — 49 м, длина — 275 м; оно было лишь частью целой системы мостов и акведуков, тянувшейся на расстояние 48 км от источника Ойр, возле г. Юзеса, до Нима. Это функциональное инженерно-техническое сооружение без каких-либо декоративных элементов, предназначенное для водоснабжения, но выполненное со впечатляющим архитектурным изяществом.
Акведуком в более узком значении называют часть водоотвода в виде моста над оврагом, рекой, дорогой. Достаточные по ширине акведуки могли также использоваться судами (Водный мост). Акведук по своей структуре аналогичен виадуку, с тем отличием, что его используют для переноса воды вместо организации дороги или железнодорожного пути.
Акведуки сооружаются из камня, кирпича, железобетона или стали. Такие сооружения состоят из основания, на котором возводят чугунные или кирпичные опоры (обычно между ними для устойчивости помещают каменные арки), и берегового устоя, на котором укладываются трубы или устраиваются кюветы.
Виадуком называется мостовое сооружение (ил. 47, 51), со­единяющее места с одинаковым уровнем на ландшафте. Часто мостовые пролеты проходят через долину реки или другие резкие углубления на плоской поверхности в остальных местах (например, овраги или ущелья). В таких случаях часто строят дорогу, спу­скающуюся с обеих сторон (с небольшим мостом через реку, если это необходимо), но, если движение по ней перегружено, возникает потребность в виадуке для организации беспрепятственного пути. Виадуки также применяются для прокладки авто- и железной дороги, которой необходимы более ровные пути.
Большое количество виадуков в нашей стране построено на дорогах горной местности республик Северного Кавказа и вдоль Черноморского побережья.
Особенностью виадуков являются опоры большой высоты (от нескольких десятков до сотен метров).
Эстакада — протяженное инженерное сооружение, состоящее из ряда однотипных опор и пролетов, предназначенное для размещения дороги выше уровня земли (ил. 52). Эстакады часто яв­ляются элементами других городских сооружений: рампы речных мостов; многоуровневые подъездные пути к зданиям и т. п. Эстакады строят над заболоченными участками долин рек, на подходах к путепроводу, для пропуска скоростных автомагистралей над го­родской застройкой, а также в городских условиях вдоль рек при уширении набережной.
Путепроводом называется мостовое сооружение (ил. 53) для прохода одной автомагистрали над другой в разных уровнях. Строят путепроводы как на загородных дорогах, так и на городских улично-дорожных сетях.
На сложных транспортных узлах с высокой интенсивностью движения пересекающихся транспортных потоков и ограниченной площадью земельного участка (часто в городах с плотной застройкой) устраивают многоуровневые путепроводы (ил. 54) со сложными схемами направлений движения.