История строительства мостов

 

 

Чугунный арочный мост через  р.Северн в Англии, построенный в 1779 г., открыл новую эпоху в истории мирового мостостроения.

С этого времени, несмотря на продолжающееся в течение 200 лет строительство  каменных мостов, наиболее прогрессивным  в мостостроении становится направление  по разработке конструкций и методов  расчета металлических мостов.

Развитие мостостроения в этот период связано с именем английского  инженера Томаса Тельфорда. Главным его сооружением считается висячий металлический мост на р. Мереей в Уэлсе, построенный в 1826 г. Это цепной мост из сварочного железа с пролетом 176,5 м (наибольшим для того времени) имел 16 цепей, несущих проезжую часть шириной 8,5 м. Как все висячие системы он испытывал значительные колебания от ветра я несколько раз ремонтировался.

В 1939 г. цепи из сварочного железа были заменены на стальные кабели и мост смог выдерживать  более тяжелую нагрузку.

В дальнейшем Т.Тельфорд усовершенствовал конструкцию висячих металлических мостов с несущими цепями из сварочного железа и применял ее в Конвейском мосту, построенном в 1826 г. в Англии. Несомненным этапом в истории мостов явилось строительство в 1845 г. инженером У-Т. Кларком моста через Дунай в Будапеште. Мост имел рекордный пролет - 202,4 м при общей длине 400 м и ширине проезжей части с тротуарами 14 м. В этом сооружении получили дальнейшее развитие идеи г.Тельфорда, но уже на базе научных исследований конструкций висячих мостов на специальных моделях. В 1850 г. Р.Стэфенсоном было закончено строительство моста Британия через Менэйский пролив. Простота этого сооружения послужила толчком к дальнейшему развитию железных коробчатых ферм. Интересна комбинированная система моста через р.Теймарокол г.Сэлташ в Англии.

Совмещение трубчатой арки с  цепью привело к появлению  фермы рыбообразного очертания. Чугунная параболическая арка эллептического сечения служит здесь верхним поясом фермы, железная цепь - нижним ее поясом, к которому подвешена сплошная балка проезжей части. Балка того же типа служит и верхним строением подходных, эстакад. По своим параметрам мост ко времени завершения строительства - 1858 г. - был одним из крупнейших в мире. Он имел два пролета по 132,6 м, 17 пролетов по 21,2 м и рассчитывался под железнодорожную нагрузку.

Ко второй половине XIX в. сформировались основные системы металлических  мостов. Большое распространение  получили в этот период решетчатые балочные фермы самых разнообразных  очертаний. Они пришли на смену фермам со сплошной стенкой. Широко применялись  разрезные, неразрезные и консольно-подвесные  системы с параллельными и  полигональными поясами.

Во  Франции, которая по уровню развитияинженерных путей продолжала занимать ведущее место в мире, значительное развитие получили конструкции арочных мостов. К числу выдающихся произведений инженерного искусства следует отнести виадук Гараби, построенный Густавом Эйфелем около г.Сен-Флур в 1884 г. Конструктивно мост представляет собой двухшарнирную серповидную арку, перекрывающую главный пролет и эстакады подходов на слегка суживающихся кверху высоких опорах. Очертания виадука соответствуют распределению усилий в конструкциях и обладают большими художественными достоинствами.

Существенный вклад в развитие большепролетных конструкций внесли североамериканские инженеры, которым  часто приходилось строить мосты  через широкие полноводные реки. В 1898 г. инженером Л.Бук был построен арочный мост через р.Ниагару с пролетом 256 м. Однако особенное распространение получают в США висячие мосты. За короткий промежуток времени в г. Нью-Йорке строится два висячих моста: в 1883 г. - знаменитый Бруклинский мост с пролетом 486,5 м, а вскоре - Манхеттенский с пролетом 448 м.

 

 

4.1 Особенности архитектуры железобетонных мостов.

 

 

С начала 30-х годов в мостостроении  начинает широко применяться железобетон. Поиски конструктивной схемы железобетонных мостов связаны с именами Р.Майара и Ф.Леонгарда. Швейцарский инженер Роберт Майар разработал новую конструкцию железобетонных мостов, представляющих собой комбинацию жесткой балки и гибкой подпружной арки; а также работал над совершенствованием трехшарнирной арочной конструкции. Форма мостов Р. Майара продиктована исключительно конструктивными соображениями, однако современники видели в них воплощение новых художественных идей.

Заслуга Р. Майара состоит еще в том, что он один из первых понял возможности железобетона как строительного материала, позволяющего исключить разделение элементов конструкции на несущие и несомые. Его мосты представляют собой пространственную систему, работающую как одно целое. В данном случае осознание возможностей строительного материала позволило создать сооружения, обладающие совершенно новой по тому времени пластической выразительностью, и дало толчок к совершенствованию конструкций железобетонных мостов (рис. 37). Таким образом, можно считать, что в творчестве Р.Майара проявляется основная тенденция функционализма, которая состоит в совпадении результатов влияния конструктивного и эстетического факторов формообразовательного процесса.

Несколько иной, чем в Европе, была ситуация, в которой развивалось  мостостроение Северной Америки. Основными  особенностями, определившими типы мостов США и Канады, были: природные  условия, т.е. ширина и глубина рек, озер и морских приливов приодновременной близости залегания скальных грунтов; быстрая автомобилизация страны; конкуренция.

Необходимость перекрытия значительных пролетов и пропуска под мостами  больших океанских судов с  одновременной возможностью опереть  фундаменты опор на скальный грунт  уже в конце XIX в. привела к строительству  в Нью-Йорке двух больших висячих  мостов: Бруклинского и Манхеттенского.

В дальнейшем это направление продолжало развиваться. В 1931 г. заканчивается  строительство моста Георга Вашингтона через р.Гудзон в Нью-Йорке. Его пролет впервые превысил километровую величину и равнялся 1068 м. Через шесть лет (в 1937 г.) в Сан-Франциско строится мост Голден Гейт (Золотые Ворота), пролет которого 1280 м оставался рекордным до 1964 г.

Архитектора США гораздо медленнее, чем европейские расставались с  художественными взглядами эклектики, поэтому архитектурные формы  в духе ПХ в. появлялись на американских мостах еще достаточно долго.

В послевоенный период широкое распространение  получают железобетонные мосты, что  отчасти было вызвано нехваткой  металла во многих европейских странах. Железобетон почти полностью вытеснил сталь в мостах малых и средних пролётов и широко применялся при строительстве мостов с величиной пролетов 150-250 м.

Развитие железобетонных мостов характеризуется  все большим применением преднапряженных конструкций, использование которых изменило пропорции мостов, сделав их более легкими.

Поиск наиболее рациональной конструктивной схемы, продолжавшийся первые 15 лет  послевоенного периода, является основной тенденцией, определившей "лицо" мирового мостостроения в этот период.

Следующим условием, повлиявшим на архитектуру  транспортных сооружений, является автомобилизация. Автомобилизация, которая наступила  в Европе несколько позднее, чем  в США., существенно изменила подход к проектированию мостов, а в соответствии с этим их композиционные и образные характеристики. Прежде всего следует отметить увеличение ширины мостов, а в некоторых случаях появление мостов с проездом в двух уровнях. Требования безопасности явились одной из причин отказа от строительства арочных автодорожных мостов с ездой понизу.

Сильно  возросшие потоки автомобилей привели  к появлению нескольких новых  типов мостовых сооружений и изменению  старых элег.тентов мостового перехода. В первую очередь, это отразилось на характере предмостной площади в городах. Современная предмостная площадь представляет собой сложную транспортную развязку в нескольких уровнях.

Ее  появление изменило композицию и  масштаб самого моста, а также  соотношение всего комплекса  мостовых сооружений с городом. Одним  из примеров современной предмостной  транспортной развязки является мост Кингстон, построенный в 1970 г. в г.Глазго. Северинский мост в г. Кёльне (архитектор Г.Ломер ) также имеет большую транспортно - пешеходную развязку. Изменение облика предмостной площади придало иную трактовку пространственному построению всего сооружения.

Появление на подходах криволинейных  эстакад, пандусов обогатило композицию моста, позволило сделать ее более  насыщенной. Система развитых подходов обычно располагается на значительном расстоянии от набережной, таким образом мост перестает быть частью только речного фасада, а приобретает более тесную композиционную связь с внутренними кварталами города.

Технология  начинает приобретать особое значение с середины 60-х гг. XX в.

Явление это носит общий характер и  затрагивает не только строительство, но и все остальные виды производственной деятельности. В мостостроении технологический  фактор присутствовал всегда.

Однако никогда технологический  процесс не определял в такой  степени конечную форму постройки. Выбор конструкции для моста  стал в значительной степени определяться удобством применения той или  иной технологической схемы. Процесс строительства оказывает влияние на новые конструктивные разработки; появился термин "технологичная" и "нетехнологичная" конструкция. Одним из современных способов монтажа железобетонных пролетных строений является навесная сборка или ее разновидность при строительстве мостов из монолитного бетона - навесное бетонирование. Ее популярность привела к появлению большого количества рамно-консольных и рамно-подвесных мостов. В СССР одним из сооружений такой формы является мост, построенный в г. Москве в районе Щукиво-Строгино в 1980 г. На форму этого моста больше всего повлиял способ уравновешенной навесной сборки, применявшийся при его строительстве. В зарубежной практике навесной монтаж дли навесное бетонирование определили облик таких сооружений, как Ангерд Бридж в г.Гетеборге, открытый для движения в 1978 г. Навесное бетонирование оказалось рациональным при строительстве арочных мостов. Мосты, построенные этим способом, имеют обычно одну или две несущие арки прямоугольного сечения. Балки проезжей части опираются на железобетонные стойки или тонкие стенки. Форма мостов отличается большой выразительностью (что вообще свойственно арочным мостам) и одновременно лаконичностью.

 

 

 

4.1 Основные средства архитектурной композиции

моста.

 

 

 

Создание образа моста относится  к сфере деятельности архитектора. В образе сооружения автор выражает свою творческую позицию, свое понимание  стоящей перед ним проблемы. Поиск художественного образа представляет собой главную задачу архитектурного проектирования.

 

Примером  выразительного образа мостового сооружения являются балочные мосты, образную характеристику которых можно определить как  движение формы над препятствием.

В настоящее время балка часто  трактуется как непрерывное и  бесконечное движение формы. Горизонтали  балки противопоставлено вертикальное движение опор и сопряжения этих элементов зрительно прерывают непрерывность движения.

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что образное выражение непрерывности, движения не имеет ничего общего с  действительной длиной моста. В самом  деле, в виадуке Европа , построенном в Австрии через долину Сили, идея непрерывного движения пролетного строения выражена очень образно и убедительно, при этом длина сооружения составляет 777 м (пролеты: 27+( 2х33) +27+81+108+198+ (2х81) и границы моста ясно видны. Другими примерами удачного образного выражения движения являются мост через р.Дунай в г.Унтермархгалле и Дейцерский мост через р. Рейн в г. Кельне /10/. Оба они имеют небольшую (по современным понятиям) длину - 336 и 368 м.Иную картину можно наблюдать, когда приемы построения образа сменяются реальным возведением мостового сооружения большой длины.

Практика  мостостроения знает немало примеров, когда участки автострад или  городских дорог выносятся на эстакады, достигающие в длину  нескольких километров. Подобные решения  часто вызывают ощущение однообразия  и монотонности, так как не имеют  ничего общего с динамичной архитектурой композиций.

При этом необходимо помнить, что указанная  выше образная трактовка мостов балочной конструкции приведена здесь  лишь в качестве примера, она является наиболее распространенной, но не единственной. Принципы построения образа сооружения на основе конструктивных элементов  применимы к мостам любой конструкции, в частности они дают интересные результаты при проектировании висячих и вантовых мостов.

Основу их композиции может составить  контрастное сопоставление горизонтали (балка жесткости) и вертикали  ( пилон). При этом убедительное художественное звучание получает главная конструктивная идея – проезжая часть, подвешенная к пилону с помощью вант.

Образ моста в этом случае определяется архитектурным решением пилона и балки жесткости. В литературе по архитектуре вантовых мостов встречаются случаи, когда для характеристики образа сооружения их называют коротконогие, длинноногие, стройные или растопыренные. Выше уже указывалось, что принцип построения образа не означает буквального "цитирования" конструкции, речь здесь вдет о выражении основного конструктивного принципа. В этой связи показателен Северинский мост через р.Рейн в Кельне архитектора Г. Ломера. Мост имеет металлическую балку жесткости и А-образний пилон. При восприятии моста возникает ощущение, что балка свободно проходит между стойками пилона, В действительности же она опирается на пилон, но это сознательно не показано для более точной передачи ощущения того, что мост действительно подвешен на пилоне.