Арочный мост

Эта статья о типе структуры. Чтобы узнать о конкретных мостах с таким названием, см. Арочный мост (значения) .

Арочный мост

Двухарочный каменный мост в Нагасаки , Япония.
Предок	Клаппер мост
Потомок	Ферменный арочный мост , лунный мост (кладочный)
несет	Пешеходы , транспортные средства , легкорельсовый транспорт , тяжелый рельсовый транспорт , вода
Диапазон диапазона	короткие, но часто соединяются встык, образуя большую общую длину
Материал	каменная кладка , бетон , кованое железо , чугун , древесина , конструкционная сталь
Подвижный	Нет
Проектные усилия	Низкий
подделка Требуется	Да

Арочный мост — это мост с устоями на каждом конце в форме изогнутой арки . Арочные мосты работают за счет частичной передачи веса моста и его нагрузок на горизонтальную тягу, сдерживаемую опорами с обеих сторон. Виадук . (длинный мост) может состоять из ряда арок, хотя сегодня обычно используются другие, более экономичные конструкции

История

См. Также: Список римских мостов , Список средневековых каменных мостов в Германии и Список средневековых мостов во Франции.

Римский мост Алькантара , Испания (построен в 103–106 гг. н. э.)

Мост Анжи , 6–7 век нашей эры.

Возможно, самым старым существующим арочным мостом является микенский мост Аркадико в Греции, построенный примерно в 1300 году до нашей эры. Каменный арочный мост до сих пор используется местным населением. Хорошо сохранившийся эллинистический Элевтернский мост имеет треугольную кокошную арку. построенный в IV веке до нашей эры, Пешеходный мост Родоса, опирается на раннюю арку вуссуар .

Хотя настоящие арки уже были известны этрускам и древним грекам , римляне , как и в случае со сводом и куполом , были первыми, кто полностью осознал потенциал арок для строительства мостов. Список римских мостов, составленный инженером Колином О'Коннором, включает 330 римских каменных мостов для движения транспорта, 34 римских деревянных моста и 54 римских моста-акведука , значительная часть которых до сих пор стоит и даже используется для перевозки транспортных средств. Более полное исследование, проведенное итальянским ученым Витторио Гальяццо, выявило 931 римский мост, в основном каменный, в 26 странах (включая бывшую Югославию ).

Римские арочные мосты обычно были полукруглыми , хотя некоторые из них были сегментными арочными мостами (например, мост Альконетар ), мостом с изогнутой аркой размером меньше полукруга. Преимущества сегментного арочного моста заключались в том, что он позволял проходить под ним большому количеству паводковых вод, что предотвращало смыв моста во время паводков, а сам мост мог быть более легким. Как правило, римские мосты имели клиновидные первичные арочные камни ( вуссуары ) одинакового размера и формы. Римляне строили как одиночные пролеты, так и длинные многоарочные акведуки , такие как Пон-дю-Гар и Акведук Сеговия . Их мосты с давних времен имели отверстия для паводков в опорах, например, мост Фабрициуса в Риме (62 г. до н.э.), один из старейших крупных мостов в мире, который до сих пор стоит.

Акведук Сеговии (ок. 100 г. н.э.)

Римские инженеры были первыми и до промышленной революции единственными, кто построил мосты из бетона , который они назвали Opus caementicium . Снаружи обычно покрывали кирпичом или тесаным камнем , как мост Алькантара.

Римляне также ввели в мостостроение сегментные арочные мосты. длиной 330 м (1080 футов) Мост Лимира на юго-западе Турции имеет 26 сегментных арок со средним соотношением пролета к высоте 5,3:1. придав мосту необычайно плоский профиль, непревзойденный уже более тысячелетия. Мост Траяна через Дунай открытыми перемычками представлял собой сегментированные деревянные арки с длиной 790 м (2590 футов) (стоящие на бетонных опорах высотой 40 м (130 футов)). Это должен был быть самый длинный арочный мост за тысячу лет как с точки зрения общей, так и с точки зрения длины отдельных пролетов, а самый длинный сохранившийся римский мост - это Пуэнте Романо в Мериде . Позднеримский мост Карамагара в Каппадокии, возможно, представляет собой самый ранний из сохранившихся мостов с остроконечной аркой.

Чертов мост , Сере , Франция (1341 г.)

В средневековой Европе строители мостов усовершенствовали римские конструкции, используя более узкие опоры , более тонкие арочные стволы и более высокие соотношения пролетов и высот на мостах. Также были введены готические остроконечные арки, уменьшающие боковую нагрузку, а пролеты увеличились, как и в случае с эксцентричным Пуэнте-дель-Дьябло (1282 г.).

В частности, в 14 веке строительство мостов достигло новых высот. Пролеты длиной 40 м (130 футов), ранее неслыханные в истории строительства каменных арок, теперь были достигнуты в таких разных местах, как Испания ( Пуэнте-де-Сан-Мартин ), Италия ( мост Кастельвеккьо ) и Франция ( Мост Дьявола и Великий мост) . ) и с такими разными типами арок, как полукруглые, заостренные и сегментные арки. Мост в Треццо-сулль-Адда , разрушенный в 15 веке, даже имел длину пролета 72 м (236 футов), чего не было до 1796 года.

Понте Веккьо , Флоренция , Италия (1345 г.)

Такие конструкции, как знаменитый флорентийский сегментный арочный мост Понте Веккьо (1345 г.), сочетали в себе звукотехнику (отношение пролета к высоте более 5,3 к 1) с эстетической привлекательностью. Три элегантные арки эпохи Возрождения Понте Санта-Тринита (1569 г.) представляют собой старейший эллиптический арочный мост в мире. Такие невысокие конструкции требовали массивных устоев , которые на венецианском мосту Риальто и Фляйшбрюке в Нюрнберге (соотношение пролета к высоте 6,4:1) были основаны на тысячах деревянных свай, частично вбитых в землю под углом для более эффективного противодействия боковым ударам. толкать.

Ричмондский мост , старейший действующий мост в Австралии (1825 г.)

В Китае самым старым существующим арочным мостом является мост Чжаочжоу 605 года нашей эры, который сочетал в себе очень низкое соотношение пролета к высоте 5,2: 1 с использованием перемычек (подкрепленных железными кронштейнами). Мост Чжаочжоу длиной 167 футов (51 м) и пролетом 123 футов (37 м) является первым в мире полностью каменным сегментным арочным мостом с открытыми перемычками, обеспечивающим больший проход паводковым водам. Мосты с перфорированными перемычками можно найти по всему миру, например, в Китае ( мост Чжаочжоу , 7 век). Греция ( мост Арта , 17 век) и Уэльс ( мост Кенарт , 18 век).

Железный мост , открытый в 1781 году, является ранним примером большого чугунного моста.

В более современные времена каменные и кирпичные арки продолжали строить многие инженеры-строители, в том числе Томас Телфорд , Изамбард Кингдом Брюнель и Джон Ренни . Ключевым пионером был Жан-Родольф Перроне , который использовал гораздо более узкие опоры, пересмотренные методы расчета и исключительно низкие коэффициенты пролета к высоте. различные материалы, такие как чугун , сталь и бетон При строительстве арочных мостов все чаще используются .

Простые компрессионные арочные мосты

Преимущества простых материалов

Фальшивая конструкция в центре центральной арки моста Монро-Стрит , Спокан, Вашингтон . 1911.

Старый каменный арочный мост через реку Керава в Кераве , Финляндия.

Камень, кирпич и другие подобные материалы прочны на сжатие и в некоторой степени на сдвиг , но не могут противостоять большой силе растяжения . В результате каменные арочные мосты проектируются так, чтобы, насколько это возможно, постоянно находиться под сжатием. Каждая арка строится на временной опалубочной раме, известной как центрирующая . В первых компрессионных арочных мостах замковый камень в середине моста выдерживал вес остальной части моста. Чем больший вес был приложен к мосту, тем прочнее становилась его конструкция. В каменных арочных мостах над аркой используется некоторое количество наполнителя (обычно уплотненного щебня), чтобы увеличить собственный вес моста и предотвратить возникновение напряжений в кольце арки при движении нагрузок по мосту. Другими материалами, использованными для строительства моста этого типа, были кирпич и неармированный бетон. При использовании каменной кладки (обработанного камня) углы граней обрезаются, чтобы минимизировать силы сдвига. Если используется случайная кладка (необработанные и неподготовленные камни), их соединяют раствором, и раствору дают схватиться перед удалением опалубки.

Традиционные арки из каменной кладки, как правило, долговечны и в некоторой степени устойчивы к оседанию или подрыву. Однако по сравнению с современными альтернативами такие мосты очень тяжелые и требуют обширного фундамента . Их также дорого строить там, где высоки затраты на рабочую силу.

Последовательность строительства

Рабочий процесс на римском мосту в Лимире : фальшконструкция была перенесена в другое отверстие, как только нижнее ребро арки было завершено.

• Там, где арки основаны на русле водотока (на пирсах или берегах), вода отводится таким образом, что гравий можно сначала выкопать и заменить хорошей опорой (из прочного материала). Из них фундаментные опоры возводятся/поднимаются на высоту предполагаемого основания арок, точки, известной как пружина .
• фальшборда Центровка (на британском английском языке: арочный каркас) изготавливается, как правило, из бруса и досок. Поскольку каждая арка многоарочного моста будет оказывать давление на соседей, необходимо либо поднять все арки моста одновременно, либо использовать очень широкие опоры. Упор концевых арок воспринимается землей посредством прочных (вертикальных) опор у стен каньона или больших наклонных плоскостей, образующих в некотором смысле пандусы к мосту, которые также могут быть образованы арками.
• Несколько арок (или одна арка) построены над центром. После того, как каждая основная арочная бочка построена, арки (или арка) стабилизируются с помощью каменной кладки наверху, которую можно укладывать горизонтальными связок рядами (слоями) . Они могут образовывать две внешние стены, известные как перемычки , которые затем заполняются соответствующим сыпучим материалом и щебнем.
• Дорога заасфальтирована, а парапетные стены ограничивают движение транспорта по мосту.

Виды арочного моста

Арочный мост Корбель

См. Также: Корбельная арка.

• 
  Арка-корбель, построенная из циклопической кладки на греческом мосту Аркадико.
• 
  Кокошная арка в форме равнобедренного треугольника , поддерживающая греческий мост Элеутерна.
• 
  Консольная арка с необрезанной каменной кладкой
• 
  Кокошник с каменной кладкой, вырезанной в форме арки.

Арочный мост с выступом представляет собой каменный или каменный мост, в котором каждый последующий более высокий ряд (слой) имеет консоли немного больше, чем предыдущий. Ступени кладки можно подрезать, чтобы арка имела округлую форму. Консольная арка не создает тягу или внешнее давление в нижней части арки и не считается настоящей аркой . Она более стабильна, чем настоящая арка , потому что в ней нет такой тяги. Недостаток – такой тип арки не подходит для больших пролетов.

Акведуки и виадуки на каналах

• Акведуки и виадуки на каналах
• 
  Роман Пон-Сен-Мартен
• 
  Трехэтажный римский мост Гвардейского акведука
• 
  Римский сегментный арочный мост в Лимире

В некоторых местах необходимо перекрыть широкий разрыв на относительно большой высоте, например, когда канал или водопровод должны пересекать долину. Вместо того, чтобы строить чрезвычайно большие арки или очень высокие опорные колонны (сложно использовать камень), серия арочных конструкций строится одна поверх другой, с более широкими конструкциями у основания. Римские инженеры-строители разработали проект и построили изысканные конструкции, используя только простые материалы, оборудование и математику. Этот тип до сих пор используется в виадуках и дорогах через каналы, поскольку он имеет приятную форму, особенно при перекрытии воды, поскольку отражения арок создают визуальное впечатление кругов или эллипсов.

Палубный арочный мост

• Палубные арочные мосты
• 
  Схема беспролетного арочного моста
• 
  Гросвенорский мост (Честер) — арочный мост с закрытыми перемычками.
• 
  Мост Александра Гамильтона — арочный мост с открытыми перемычками.
• 
  Мост Галена-Крик , арочный мост собора.

Этот тип моста представляет собой арку, настил которой полностью находится над аркой. Область между аркой и настилом известна как перемычка . Если перемычка сплошная, как правило, это каменный или каменный арочный мост, мост называется арочным мостом с закрытыми перемычками . Если палуба поддерживается несколькими вертикальными колоннами, поднимающимися из арки, мост известен как арочный мост с открытыми перемычками . Мост Александра Гамильтона является примером арочного моста с открытыми перемычками. Наконец, если арка поддерживает настил только в верхней части арки, мост называется соборным арочным мостом .

См. Также: Категория: Палубные арочные мосты.

См. Также: Хронология трех самых длинных опорных пролетов арочного моста.

Через арочный мост

Основная статья: Сквозной арочный мост

См. Также: Категория: Сквозные арочные мосты.

Мост Коттер , сквозной арочный мост с открытыми перемычками.

У этого типа моста есть арка , основание которой находится на уровне или ниже настила, но верхняя часть которого возвышается над ней, поэтому настил проходит сквозь арку. Центральная часть настила поддерживается аркой с помощью подвесных тросов или анкеров, как в случае с арочным мостом . Концы моста могут поддерживаться снизу, как в случае с палубным арочным мостом. Любая часть, поддерживаемая аркой снизу, может иметь закрытые или открытые перемычки.

Мост Харбор-Бридж в Сиднее и мост Байонна представляют собой сквозные арочные мосты, в которых используется арка ферменного типа.

Арочный мост

Основная статья: Арочный мост

Этот тип арочного моста, также известный как арка на тетиве, включает в себя связь между двумя противоположными концами арки. Связь обычно представляет собой палубу и способна выдерживать горизонтальные распорные силы, которые обычно действуют на опоры арочного моста.

Палуба подвешена к арке. Арка находится в сжатом состоянии, в отличие от подвесного моста, где цепная связь находится в растяжении. Арочный мост также может быть сквозным арочным мостом.

• 
  Настил моста Фремонт проходит через арку , центральный пролет подвешен к арке и связывает ее , а боковые пролеты настила поддерживаются.

Навесной арочный мост

Пружинный шарнир (слева) и корончатый шарнир (справа) на трехшарнирном арочном мосте в Намюре, Бельгия.

Основная статья: Шарнирный арочный мост

Арочный мост со встроенными петлями, обеспечивающими перемещение между элементами конструкции. Одношарнирный мост имеет шарнир на вершине арки , двухшарнирный мост имеет шарниры в обеих точках опоры, а трехшарнирный мост имеет шарниры во всех трех местах.

Галерея

• Различные типы арочных мостов
• 
  Одноарочный мост Стари Мост в Мостаре в Боснии и Герцеговине
• 
  Остроконечная арка Пуэнте -дель-Дьябло в Испании.
• 
  Alte Nahebrücke (около 1300 г.) поддерживает здания на своих опорах.
• 
  Кремербрюке (1325 г.) – самый длинный постоянно обитаемый мост в Европе.
• 
  Понте Санта-Тринита . Первый мост с эллиптическими арками
• 
  Мост Риальто через Большой канал в Венеции , Италия (2011 г.)
• 
  Каменный лунный мост, показывающий опорные пандусы, принимающие на себя горизонтальную нагрузку арки.
• 
  Мост Фредрикстад во Фредрикстаде , Норвегия
• 
  Мост на Мейн-стрит в Колумбусе, штат Огайо, — единственный подвесной мост с наклонной аркой в ​​Северной Америке.
• 
  Мост Чаотяньмэнь в Чунцине , Китай , является самым длинным в мире арочным мостом .
• 
  Мост Арта в Арте, Греция
• 
  Виадук Гарабит с коваными фермами представляет собой арочный мост .
• 
  Мост из сухого камня , так называемый Порта Роза (4 век до н. э.), в Элее , провинция Салерно , Кампания , Италия (2005 г.)
• 
  Мост в Чески-Крумлове , Чехия (2004 г.)
• 
  Мост Гросвенор через реку Ди в Честере , Чешир , Англия , Великобритания (2007 г.)
• 
  Мост Юнион-Арк, несущий Вашингтонский акведук и бульвар Макартур (ранее называвшийся Кондуит-роуд), Кэбин-Джон , округ Монтгомери , Мэриленд , США (2008 г.)
• 
  Мемориальный мост Арлингтона через реку Потомак в Вашингтоне, округ Колумбия , США (2007 г.)
• 
  Мост Фрэнсиса Скотта Ки через реку Потомак в Вашингтоне, округ Колумбия , США (2006 г.)
• 
  Мост Вудро Вильсона, по которому проходит межштатная автомагистраль 95 (I-95) и кольцевая дорога столицы через реку Потомак между Александрией, Вирджиния, и Оксон-Хилл, Мэриленд , США (2007 г.)
• 
  Тайнский мост через реку Тайн , Ньюкасл-апон-Тайн , Англия , Великобритания (2004 г.)
• 
  Мост Врат Ада через Ист-Ривер , Нью-Йорк , Нью-Йорк , США
• 
  Сиднейский мост Харбор-Бридж , Сидней , Новый Южный Уэльс , Австралия (2010 г.)
• 
  Мост через реку Даси высокоскоростной железной дороги Цзиньхуа – Вэньчжоу

Использование современных материалов

Большинство современных арочных мостов изготавливаются из железобетона . Этот тип моста подходит там, где может быть установлено временное центрирование для поддержки форм, арматурной стали и неотвержденного бетона. Когда бетон достаточно застынет, формы и опалубки удаляются. Также возможно построить железобетонную арку из сборного железобетона , где арка состоит из двух половин, которые затем прислоняются друг к другу.

Многие современные мосты, изготовленные из стали или железобетона, часто несут часть нагрузки за счет напряжения внутри своей конструкции. Это уменьшает или устраняет горизонтальную нагрузку на опоры и позволяет строить их на более слабом грунте. Конструктивно и аналитически это не настоящие арки , а скорее балка арочной формы. см . в разделе «Арочный мост с фермами» Дополнительную информацию об этом типе .

Современной эволюцией арочного моста является сквозной арочный мост больших пролетов . Это стало возможным благодаря использованию легких, прочных на растяжение материалов, таких как сталь и предварительно напряженный бетон.

См. также

• Палуба (мост)
• Список арочных мостов по длине
• Список самых длинных пролетов каменных арочных мостов
• Естественная арка
• Параболическая арка
• Римский мост
• Косая арка
• Через арочный мост
• Связанный арочный мост
• Ферменный арочный мост

Ссылки

• Бойд, Томас Д. (1978), «Арка и свод в греческой архитектуре», Американский журнал археологии , 82 (1): 83–100 (91), doi : 10.2307/503797 , JSTOR   503797 , S2CID   194040597
• Гальяццо, Витторио (1995), Римские мосты , т. 1, Тревизо: Edizioni Canova, ISBN  88-85066-66-6
• Гальяццо, Витторио (1994), Римские мосты. Общий каталог , том. 2, Тревизо: Edizioni Canova, ISBN  88-85066-66-6
• О'Коннор, Колин (1993), Роман Бриджес , издательство Кембриджского университета, стр. 129, ISBN  0-521-39326-4
• Проске, Дирк (2009), Безопасность исторических каменных арочных мостов , Springer, с. 336, ISBN  978-3-540-77616-1

Внешние ссылки

• NOVA Online – Супермост – Арочные мосты
• Matsuo Bridge Co. – Арочные мосты
• Исторические мосты Среднего Запада
• Исторические арочные железнодорожные мосты в Западном Массачусетсе