После появления железнодорожного транспорта возникла необходимость протягивать пути через реки. Начиная с этого времени во всём мире начали массово сооружаться мосты, предназначенные для этого вида транспорта. Их часто возводят также и при создании транспортных развязок в местах пересечения с автомобильными магистралями. Современный представляет собой сложное инженерное сооружение, позволяющее поездам преодолевать любые препятствия (например, овраги, ущелья, каналы, проливы и даже объекты городской инфраструктуры).

Начало строительства в России

В 1773 году Иван Кулибин создал проект моста с решетчатыми фермами, а через четверть столетия впервые предложил использовать металлические конструкции при сооружении таких объёктов. В дальнейшем, после появления железнодорожного транспорта, эти идеи сыграли очень важную роль в развитии отечественного мостостроения. Уже тогда инженеры осознавали тот факт, что к такому объекту, как необходимо предъявлять повышенные требования, применяя более прочные материалы. Более того, очень важным являлось обеспечение защиты подвижного состава от схода с рельсов.

В конце девятнадцатого века при возведении мостов начали применяться металлические, бетонные и железобетонные конструкции, в то время как их опоры строились из камня. Форма и конструкция таких сооружений в дальнейшем неоднократно менялись в связи с развитием технологий и появлением новых конструктивных решений.

Виды железнодорожных мостов

В настоящее время железнодорожные мосты принято классифицировать по нескольким основным характеристикам. Если длина составляет менее 25 метров, то они считаются малыми, от 25 до 100 метров - средними, от 100 до 500 метров - большими, более 500 метров - внеклассными.

В зависимости от количества путей выделяют однопутные, двухпутные и многопутные мосты. По способу восприятия нагрузки опорами бывают арочные, балочные висячие, рамные, винтовые и комбинированные виды. В зависимости от используемого в конструкции материала (самый распространённый вариант классификации) принято выделять металлические, железобетонные, каменные, деревянные и комбинированные мосты.

Следует отметить, что при возведении всех видов, как правило, применяются комбинации из разнообразных материалов. Железнодорожно-автомобильный мост считается одним из самых практичных вариантов среди такого рода объектов. Его особенность заключается в том, что он позволяет пропускать как так и поезда.

Деревянные мосты

Особо популярной в истории мостостроения эта разновидность была на начальном этапе. Это связано с дешевизной, простотой и скоростью строительства. Однако со временем стало понятно, что деревянный является пожароопасным объектом. Не стоит забывать также и о его недолговечности и сложном уходе. В связи с этим с развитием строительных технологий такие сооружения постепенно были вытеснены их каменными, металлическими и железобетонными «собратьями». В наше время строительство этого вида почти не практикуется.

Каменные мосты

Большинство из существующих сейчас было построено еще в девятнадцатом веке. Их главным преимуществом считается долговечность и прочность. Более того, они являются малочувствительными к ударным нагрузкам и повышению массы поездов. Тем не менее из камня представляет собой очень трудоёмкий процесс. Возводить их можно исключительно с короткими пролётами и на прочном грунте. При наличии хорошей защиты от влаги и надлежащем уходе они могут простоять несколько сотен лет.

Металлические мосты

Эта разновидность является самой распространённой в мире. Такой представляет собой сооружение, в котором из металла выполнены только пролёты. Их обычно изготавливают из углеродистых марок стали или сплавов. Они устанавливаются на бетонные, каменные либо Главное преимущество этого вида заключается в возможности механизации сборки и промышленном производстве элементов конструкции. Помимо этого, пролёты можно устанавливать навесным способом или доставлять по воде. Единственным недостатком такого сооружения является подверженность конструкции действию коррозии.

Железобетонные мосты

Железобетонный железнодорожный мост через реку или другое препятствие представляет собой сооружение, в котором пролёты перекрываются железобетонными конструкциями. Их длина, как правило, находится в пределах от 6 до 16 метров. При этом в пролётах обычно используются ребристые конструкции либо с коробчатым сечением. Опоры строятся из бетона или железобетона.

Существенным преимуществом этой разновидности считается длительный срок эксплуатации, а также сравнительно небольшие затраты на текущее обслуживание. Что касается недостатков, то здесь необходимо отметить разве что вероятность возникновения сколов и трещин из-за большой массы.

Финляндский мост

Через Неву является одной из ярчайших достопримечательностей Санкт-Петербурга. Он представляет собой один из важнейших объектов транспортной инфраструктуры страны и относится к числу лучших в мире. Происхождение наименования связано с тем, что через него соединены железные дороги России и Финляндии. По сути, сооружение представляет собой два отдельных моста, которые примыкают друг к другу. Общая протяжённость составляет 538,2 метра.

Финляндский железнодорожный мост является разводным. Построен он в период с 1910 по 1913 год. Его конструкция представляет собой четыре металлических арочных строения с разводной частью по центру. Мост считается стратегическим объектом, поэтому движение пешеходов по нему запрещено. Над созданием проекта работали такие известные инженеры, как Г. Кривошеин, Н. Белолюбский и И. Александров. Следует отметить, что сооружение играет важную роль в экономике России, ведь с его появлением существенно увеличилось железнодорожное сообщение нашей страны со всеми скандинавскими государствами.

Сидоренко В. Т. Время разводить мосты // Донской временник. Год 2007-й / Дон. гос. публ. б-ка. Ростов-на-Дону, 2006. С. 93-96. URL: http://www..aspx?art_id=183

/ История железной дороги на Северном Кавказе и на Дону

ВРЕМЯ РАЗВОДИТЬ МОСТЫ

из истории железнодорожных мостов через реку Дону

В 1917 году в Ростове открылся новый разводной железнодорожный мост через Дон, воплотивший в себе последние достижения инженерной мысли — двухпутный, трёхпролетный, вертикально подъёмной конструкции. Он заметно улучшил условия плавания крупнотоннажных судов в нижнем течении реки, увеличил пропускные способности железной дороги в южном направлении.

Прежний мост, возведенный ещё в 1875 году при прокладке Ростово-Владикавказской железной дороги, к тому времени уже устарел: он не соответствовал возросшей интенсивности перевозок, сдерживал движение поездов по железной дороге и речных судов по оживлённому водному пути. Железнодорожная станция располагалась в низине, в пойме реки Темерник, мост был построен с низким расположением пролётных строений, для пропуска крупных судов пришлось делать его разводным. Он был однопутным, имел пять металлических решётчатых пролётов. Средний имел посредине дополнительную каменную опору (бык), вокруг которой вращалась в горизонтальной плоскости ферма. Эта двухконсольная ферма, развернутая на 90 градусов, зафиксированная в положении вдоль течения, открывала два нешироких прохода для речных судов.

Проектировал мост Эраст Михайлович Зубов — инженер путей сообщения, автор теоретических работ, посвящённых мостостроению . Его имя упоминается в «Истории железнодорожного транспорта России»: «Большой вклад в развитие научной школы мостостроения внесли: Л. Ф. Николаи, Э. М. Зубов, Ф. И. Эрнольд. Их классические труды по расчёту мостовых конструкций явились руководством для многих поколений проектировщиков и строителей мостов» .

Как показала последующая практика, пропуск больших судов и буксирных караванов по узкому проходу разведённого моста таил в себе немалую опасность. При свежих ветрах и в половодье бывали случаи навала судов на мостовые опоры. В целях безопасности движения с 1879 года по инициативе Донского гирлового комитета начали применять так называемую спусковую баржу, которую на время навигации устанавливали у средней опоры поворотной фермы и закрепляли с носа якорями ко дну реки, с кормы — цепями к мостовому быку. Теперь судно, проходившее железнодорожный мост, швартовалось, при необходимости, левым бортом к спусковой барже и с предосторожностью протягивалось по проходу. Баржа, покрытая белой краской, освещалась в ночное время керосино-калильным фонарём в 750 свечей, на мачте вывешивались сигналы (шары и флаги), информирующие о водном режиме реки. Входные быки тоже освещались фонарями и были окрашены в белый цвет. Капитан спусковой баржи обязан был своевременно вывешивать надлежащие сигналы, регулировать очередность следования судов, осуществлять руководство их проводкой.

Редкие судна рисковали проходить под мостом вниз по течению без помощи спусковой баржи, особенно в ветреную погоду и по большой воде при сильном и неправильном течении. К примеру, в 1913 году «спусковою баржею воспользовалось 3607 судов, прошедших вниз по течению, а также 6 судов, прошедших вверх против течения, причём последние были протянуты паровой лебёдкой и ручными шпилями. Кроме того, средствами спусковой баржи снято наваленных течением на носовые цепи баржи 2 судна и вытащено увлеченное течением под мост 1 судно» .

В ночь на 25 января 1915 года разыгралась настоящая драма. Из-за резкого перепада температур и сильного ветра на нижнем Дону вдруг начался ледоход. Он сорвал с якорей суда, зимовавшие на стоянке у причальной линии набережной, и погнал их к железнодорожному мосту. Первые два судна, паровая баржа и пароход «Пётр», разорвав нижний пояс мостовой фермы, ушли дальше вниз по течению. Следовавшая за ними паровая баржа, встав поперёк реки, застряла под мостом и упёрлась носом в бык, мачтою в ферму и кормой — в нагромождения льда. Рядом с нею, против разводного пролёта, в ледяном плену оказались пароход-ледорез «Фанагория», 11 судов, лодки и пристани.

Движение поездов по мосту было тотчас остановлено. Той же ночью управляющий дорогой Э. Б. Войновский-Кригер в служебных комнатах ростовского вокзала созвал экстренное совещание с руководителями служб дороги и предприятий, рассмотревшее меры по ликвидации последствий аварии, определившее объёмы и характер повреждений мостовых ферм и способы их исправления. Изготовление металлических конструкций и производство ремонтных работ поручили Главным ростовским мастерским. На первоочередные восстановительные и ремонтные работы, выполнявшиеся на мосту в 12-градусный мороз при резком ветре, потребовалось 37 часов. К вечеру 26 января движение поездов было восстановлено .

В первом десятилетии XX столетия железнодорожные подходы к Ростовскому узлу со всех трёх направлений (из Таганрога, Новочеркасска и Тихорецкой) были устроены уже двухпутными, и только разводной мост через Дон оставался однопутным. По своей прочности и надёжности он мог бы служить людям не один десяток лет. Однако, оставаясь однопутным, он стал сдерживать всё возрастающий поток поездов. На смену ему в 1912 году приступили к сооружению нового разводного моста по проекту Станислава Игнатьевича Белзецкого, «состоящего для особых поручений при правлении, инженера путей сообщения, профессора, коллежского советника» . В числе принимавших участие в проектировании разные источники называют имена двух знаменитых учёных-мостостроителей — Н. А. Белелюбского и Г. П. Передерия.

При выборе конструкции моста предпочтение отдали вертикально-подъёмной системе, в наименьшей степени стеснявшей водный поток и прилегающую местность. Подъёмная его часть представляла собой ферму пролётом 62 метра и весом 729 тонн, поднимавшуюся за 75 секунд на высоту 38,8 метров с помощью электромоторов и противовесов посредством канатов, составленных из стальных проволок и пеньковой сердцевины, и блоков диаметром 3,5 метра, устроенных на двух высоких башнях. Металлические конструкции для моста были изготовлены в России на Мальцовских заводах, механизм подъёма заказан в Северной Америке. Для надзора за ходом выполнения заказа и приёмки на заводе-изготовителе готовых узлов подъёмного механизма в конце 1915 года из Ростова-на-Дону за океан был командирован инженер П.С. Янушевский, помощник (заместитель) начальника службы тяги Владикавказской дороги (впоследствии — начальник этой службы). Наблюдение за сборкой подъёмника на месте установки осуществлял по договору автор проекта американский инженер Гунтер.

Железнодорожные мосты с разводной частью вертикально-подъёмной конструкции впервые стали строиться в США с конца XIX столетия. Мост через Дон такой конструкции был первым в России и Европе . Ростовские обыватели называли новый мост «американским». Руководили его возведениием инженер путей сообщения К. Н. Симберг и производитель работ В. Д. Солнцев. Раньше Карл Николаевич Симберг участвовал в сооружении перевального Сурамского туннеля в Закавказье, а в 1902-1904 годах руководил строительством туннелей на Кругобайкальской железной дороге. Умер К. Н. Симберг 20 марта 1917 года, считанные месяцы не дожив до официального открытия своего детища.

Краеведам известно, что в начале XX столетия выходило из печати большое число иллюстрированных почтовых открыток с видами Ростова. На многих из них изображён первый железнодорожный мост через Дон в разных видах и ракурсах. В 1990-е годы агентство «Памятники Отечества» совместно с полиграфической фабрикой «Малыш» предприняло выпуск библиотеки репринтных изданий «Книжные редкости Дона» и наборов открыток начала XX века.

С одной из этих открыток получился казус: на ней изображён первый донской мост с поворотной фермой, построенный в 1875 году. В пояснительном же тексте дается описание второго моста с подъёмной фермой. Эти сложные инженерные сооружения отличались одно от другого не только по времени постройки, но и по конструкции, техническим характеристикам, размерам, внешнему виду... Ошибка, допущенная в пояснительном тексте к открытке, стала повторяться, увы, и в других изданиях.

Последующая история разводного моста такова. Он исправно служил до ноября 1941 года. В первые месяцы Великой Отечественной войны в рекордно короткие сроки был возведён рядом с ним ещё один мост — литерный (строился по особому заданию — литеру), — однопутный, неразводной, загромождавший реку большим числом опор и низким расположением пролётных строений. В то же время сдали в эксплуатацию начатый еще в 1940 году железнодорожный мост через Дон в районе Аксая с веткой длиною 31 км (от станции Аксай через Ольгинскую на Батайск). Оба моста сыграли очень важную роль в осуществлении воинских и эвакуационных перевозок во время боевых действий и бомбёжек в районе Ростова, когда основной разводной мост через Дон был выведен из строя.

Поздней ночью 21 ноября 1941 года, при первом оставлении нашими войсками донской столицы, фугасные заряды разрушили левобережную арочную ферму, которая упала в реку вместе с подъёмной башней и противовесом; был повреждён южный конец подъёмной фермы, упавшей с быка и задержавшейся на нём своим верхним поясом; частично повреждены или обрушились быки, устой и железобетонные пролётные балки со стороны Батайска; небольшие повреждения получила и северная арочная ферма. Той же ночью взорвали и литерный мост.

Через неделю, 29 ноября, когда наши войска первый раз освободили Ростов, нужно было в спешном порядке восстанавливать движение поездов через Дон. Литерный мост исправили уже 5 декабря, но движение между Ростовом и Батайском открылось лишь 9 декабря, после устранения серьёзных повреждений каменного пойменного моста.

Были начаты работы и по восстановлению американского моста. Предстояло извлечь из русла реки 1600 тонн обрушенных металлических конструкций, разобрать повреждённую кладку опор и забетонировать их, построить промежуточные опоры и установить малые пролётные строения (вместо разрушенного арочного пролёта), поднять среднюю подъёмную ферму весом более 600 тонн, усилить её и установить на быки, устранить повреждения правобережного арочного пролёта. Восстановительные работы начались в последних числах декабря, велись под непрерывными бомбёжками вражеской авиации. К моменту вторичной оккупации Ростова 24 июля 1942 года работы по восстановлению американского моста были ещё далеки от завершения.

Все эти месяцы движение поездов через Дон шло по однопутным литерному и обходному аксайскому. Литерный мост был низководным, потому военное командование и железнодорожники понимали, какую угрозу его сохранности может составить весенний ледоход и последующий паводок. Весной 1942 года до наступления повсеместной подвижки льда начали с помощью ледокола «Фанагория» ломать лёд в средней части русла от Гниловской до Аксая. Для измельчения крупных льдин и намечавшихся заторов применялся миномётный огонь. Ледоход 1942 года прошёл 3-5 мая без последствий для железнодорожного моста.

Прогноз гидрометеослужбы предвещал в ту весну высокий горизонт паводковых вод; не исключалось, что вода может подняться выше нижнего пояса мостовых ферм. Было принято смелое решение: на время весеннего разлива поднять мост на высоту, превышающую ожидаемый уровень весенних вод. Под каждую ферму подведели по четыре домкрата и все пролётные строения подняли на 38 см. выше их обычного положения. Работы по подъёму велись специалистами железной дороги и мостоотряда № 5; операция длилась 8 часов. На подходах к мосту устроили уклоны, обеспечивающие возможность движения поездов по приподнятому мосту. Паводок высшего уровня достиг 16 мая и прошёл без происшествий.

Летняя кампания 1942 года складывалась для нашей армии неудачно. С конца мая началась вторая волна эвакуации. По двум оставшимся мостовым переходам, имеющим ограниченные пропускные способности, за два месяца были вывезены население, бежавшее с оккупированных территорий, оборудование промышленных предприятий и электростанций, воинские грузы отступающих частей, и в последнюю очередь — железнодорожное имущество: рельсы, шпалы, комплекты стрелочных переводов, проводов связи, демонтированной автоблокировки.

18 июля вражеская авиация массированными бомбёжками полностью разрушила южную горловину станции Ростов-Главный и вывела из строя литерный мост. Отход воинских частей и вывоз грузов за Дон осуществлялись теперь по единственному сохранившемуся мосту — аксайскому. Но 21 июля в полдень прямым попаданием вражеской бомбы был уничтожен и этот мост. 24 июля наши войска оставили Ростов.

14 февраля 1943 года в столицу Дона пришло освобождение. Немецкие войска отступили и закрепились на Миусе. Враг уничтожал после себя всё, оставляя выжженную землю, разрушенные мосты, обгоревшие остовы строений, взорванную технику, вспоротую крюком железнодорожную колею. Нужно было как можно скорее восстанавливать железнодорожную линию от Батайска к Ростову. К делу приступили сразу же. Работы, позволившие открыть движение поездов на этом участке, были закончены к концу марта .

В условиях войны, особенно в прифронтовой зоне, где судьба боевых операций решалась порою сроками подвоза по железной дороге пополнений и боезапаса, восстановительные работы, подчинённые задачам боевой обстановки, велись по временной схеме, с применением подручных материалов. Мосты не были рассчитаны на длительную эксплуатацию, требовали ограничения весовых нагрузок и скоростей движения.

По мере удаления фронта на запад строители и работники Северо-Кавказской дороги развернули работы по замене восстановленных временных мостов постоянными. В 1945 году на смену однопутному литерному мосту был пущен новый — двухпутный, возведённый на опорах бывшего американского. Однако он не имел подъёмного пролёта и потому ограничивал пропуск по реке крупнотоннажных судов.

И только в 1952 году, к открытию судоходного Волго-Донского канала, был сдан в эксплуатацию последний (третий) железнодорожный разводной мост, построенный на месте демонтированного литерного. Своей конструкцией он повторяет американский, но очертания изменились. С той поры прошло уже более полувека, а это произведение инженерной мысли продолжает всё также надёжно нести свою службу на пользу речникам и железнодорожникам. Недавно завершился его капитальный ремонт, выполнены сложные работы по реконструкции, восстановлению и замене изношенных, отслуживших свой век механизмов, узлов и конструкций, надёжность и безопасность которых вызывали опасение. Чуть изменился и его облик, добавилась новая деталь — верхняя перекладина между подъёмными башнями, предназначенная для силовых и связевых кабелей.

Во второй половине XX века были построены ещё два железнодорожных мостовых перехода через Дон, усиливших пропускную способность Ростовского железнодорожного узла. В 1963 году появился однопутный мост через Нахичеванскую протоку и основное русло Дона в районе Зелёного острова (участок Кизитеринка — Батайск), а в 1983 году — высоководный двухпутный мост через Дон в районе Гниловской на западном обходе ростовского узла; он устроен совмещённым с автодорожным.

В наши дни, спустившись ближе к полудню на донскую набережную, вы можете стать свидетелем любопытного зрелища. Невдалеке, справа, хорошо виден большой железнодорожный мост; наступает время разводки, и средняя его ферма медленно поднимается над водой. В это время, будто от нетерпения вздрагивая напряжённо работающими двигателями, крупногабаритные суда с высокими палубными надстройками, быстро набирая скорость, одно вослед другому, спешат донским фарватером вниз в открывшиеся ворота. Дождавшись своего часа, обогнув по излучине Дона Зелёный остров, с десяток самоходных барж, сухогрузов и танкеров торопятся поскорее оставить позади последнее препятствие на своем пути: они ходко устремляются вниз по реке к морским просторам и далее — в неведомые нам портовые города и государства. Пожелайте им счастливого пути!

И тотчас, без промедления, теперь уже снизу, появляется ожидавший своего часа встречный караван судов; проследовав железнодорожный мост, он уходит, не задерживаясь, всё дальше и дальше вверх по реке, пока совсем не скроется с глаз. Судовые команды спешат как можно скорее разъехаться по российским городам и весям, вернуться, наконец, после долгого плавания в родные края, где их давно дожидаются жёны и дети, друзья и знакомые.

ЛИТЕРАТУРА

Русский биографический словарь. Жабокритский-Зяловский. Пг., 1916. С. 548
История железнодорожного транспорта России. СПб.; М., 1994. Т. 1. С. 228.
Отчёт по Ростовскому-на-Дону торговому порту за 1913 год. Ростов н/Д, 1914. С. 16.
Вестник Владикавказской железной дороги (Ростов н/Д). 1915. № 3, 6, 7.
Адрес-календарь служащих Владикавказской железной дороги на 1913 год. Ростов н/Д, 1913. С. 39.
Стрелецкий Н. С. Разводные мосты. Основы проектировки и расчета. М. 1923. С. 247-248, 293.
Опыт работы Северо-Кавказской железной дороги в период Великой Отечественной войны. 1941-43 гг. Рукопись.

Железнодорожные мосты

Металлические мосты.

Металл - наиболее совершенный из материалов, применяемых для постройки современных мостов. Металл обладает хорошими механическими качествами при различных условиях работы под нагрузкой. Вместе с тем он хорошо поддается обработке и позволяет обрабатывать элементы различной формы для конструкций разнообразных систем. Эти качества способствовали широкому использованию металла для постройки мостов. При этом в мостах металлическими делают только пролетные строения. Опоры чаще массивные (из камня, бетона, железобетона) и редко металлические, причем признаком капитального металлического моста являются металлические пролетные строения, поставленные на капитальные опоры. В особо высоких мостах, виадуках, а также в путепроводах и эстакадах иногда делают металлические надземные или надводные части опор.

В балочном пролетном строении основной несущей конструкцией служат главные балки или фермы. Пролеты до 33 и даже 55 метров позволяют применять более простые в изготовлении и эксплуатации балки со сплошной стенкой.

В ферме вместо сплошной стенки поставлены раскосы, иногда со стойками и подвесками, причем относительное (к балкам) облегчение ферм резко возрастает с увеличением пролета.

Уменьшение массы достигается также применением неразрезных и консольных балок и ферм, перекрывающих не один, а более пролетов.

В настоящее время для металлических конструкций мостов применяют строительные углеродистые или низколегированные стали. Ведутся исследования по применению для мостов и более высокопрочных сталей, в частности термообработанных. Имеются также отдельные случаи применения в мостах легких дюралюминевых сплавов.

Металлические пролетные строения могут значительно превосходить по длине пролеты из других материалов.

Существенное преимущество металлических мостов заключается в индустриальности их изготовления и сборки. Все элементы металлических мостов изготавливают на хорошо оборудованных заводах и доставляют на место постройки, где производят сборку. Сборка металлических мостов может быть польностью механизирована, что позволяет вести монтажные работы быстрыми темпами.

Многие системы металлических пролетных строений могут быть легко собраны навесным способом, установлены на место надвижкой или доставлены на плаву. Это облегчает постройку мостов через глубокие горные лощины, многоводные реки и реки с интенсивным судоходством.

Металлические арочные мосты, являясь распорной системой, требуют меньшей затраты металла на пролетные строения, чем мосты балочных систем. Но из-за передачи распора, опоры приходится делать более мощными. При хороших грунтах арочная система часто бывает весьма целесообразной. По своей конструкции арочные мосты имеют арки сплошного сечения или же решетчатые арочные фермы.
Распор арочного пролетного строения может быть воспринят затяжкой. В этом случае пролетное строение превращается в безраспорное балочное.

По условиям своей работы эта система относится к комбинированным.

Вантовые и висячие системы.

Главными несущими элементами служат кабели или ванты, работающие на растяжение, выполняемые из высококачественной стали большой прочности. В случае закрепления этих элементов с помощью оттяжек в грунте или устоях висячие мосты называют распорными.

Для увеличения вертикальной жесткости мосты снабжают балками жесткости. В этом случае система превращается уже в комбинированную.
Если закрепить концы оттяжек к концам балки жесткости и передать ей горизонтальные слагающие усилия в оттяжках, то система становится внешне безраспорной. Другую разновидность внешне безраспорных мостов представляют системы с балкой жесткости, поддерживаемой системой вантов, симметрично или несимметрично расположенных по обе стороны пилонов. Безраспорные системы в отношении опорных реакций аналогичны балочной системе. Так как висячие мосты по сравнению с мостами других систем имеют меньшую жесткость, то их устраивают, как правило, на автомобильных дорогах и в городах. Кроме рассмотренных выше систем, в металлических мостах применяют также комбинированные системы, образованные из балок (или ферм), усиленных нижним дополнительным поясом в виде шпренгеля или гибкой арки.

Железобетонные мосты.

Характерная особенность сталежелезобетонных пролетных строений - жесткое прикрепление железобетонной плиты проезжей части к стальным главным балкам, которое включает плиту в совместную работу с балками, вызывает сжатие железобетонной плиты при изгибе балок, что существенно уменьшает площадь сечения верхних стальных поясов балок, исключает верхние продольные связи, повышает горизонтальную жесткость пролетных строений, снижает расход стали на 12 - 18%.

Сталежелезобетонные пролетные строения с ездой на балласте имеют хорошие эксплуатационные качества, но более высокую стоимость, трудоемкость и продолжительность монтажа.

Мостовое полотно с ездой на балласте состоит из путевых рельсов, контруголков, шпал, балласта и железобетонной плиты с бортиками, тротуарами и металлическими перилами.

Рельсовый путь укладывают со строительным подъемом за счет изменения толщины балластного слоя под шпалами. При этом расстояние от нижней плоскости шпал до верха защитного слоя на водораздельных точках должно быть не менее 20 см.

Габаритные размеры и монтажный вес блоков плиты с изоляцией позволяют перевозить их по железным и автомобильным дорогам и устанавливать на место стреловыми кранами. Железобетонную плиту прикрепляют к стальным балкам с помощью гибких анкеров из арматурных стержней с крюком или петлеобразной формы, жесткими упорами из отрезков уголков с ребрами, швеллеров, тавров, труб или полос, а также высокопрочными болтами.
Стальные балки сталежелезобетонных пролетных строений обычно имеют сварное двутавровое сечение. Высота балок составляет 1/13 - 1/15 расчетного пролета. Вертикальные стенки балок имеют толщину 12-14 мм и для устойчивости укреплены двусторонними вертикальными ребрами жесткости, а при пролетах 45 м и более, - кроме того, продольными ребрами жесткости в сжатой зоне балок. Стальные балки длиной 45 м и более изготовляют крупными блоками, которые соединяют при монтаже высокопрочными болтами с помощью вериткальных и горизонтальных накладок.

Конструкции стальных балок, связей и железобетонных плит максимально унифицированы, что упрощает изготовление пролетных строений. Стальные балки пролетных строений 18,2 - 33,6 м объединяют связями на заводе и перевозят одним блоком, а пролетных строений 45,0 - 55,0 м крупными блоками, которые содиняют на монтаже.

Деревянные мосты.

Деревянные мосты под железные дороги в качестве постоянных сооружений допускаются только при выполнении двух условий:

система моста должна быть балочно-эстакадной;

должны использоваться элементы заводского изготовления с обязательной антисептической обработкой.

Во всех остальных случаях под железные дороги строятся только временные деревянные мосты. Применение на автодорогах деревянных мостов (как временных, так и постоянных) не ограничивается никакими условиями. Как правило, деревянные мосты имеют небольшие пролеты (железнодорожные от 2 до 9 метров, автодорожные от 25 до 40 метров).

Для деревянных мостов применяют хвойный лес. Наилучшими породами являются сосна, лиственница, ель, пихта удовлетворяющие требованиям ГОСТов. Для изготовления мелких деталей и соединений применяют древесину твердых лиственных пород, таких как бук, граб, дуб, ясень. Для клееных элементов можно использовать лесоматериалы худшего качества при условии удаления недопустимых пороков (гниль, сучки, трещины).

Деревянные мосты бывают систем:

балочные;

подкосные.

по конструктивным особенностям:

пакетные пролётные строения;

со сквозными фермами.

Живописные и невероятные, они завораживают своим видом и притягивают взоры к своим немыслимым архитектурным гениям. Тонны металла и камня создают иллюзию воздушной паутины. Они стелятся в самых труднодоступных местах, через реки, горы и города. Железнодорожные мосты. Что, в сущности, мы знаем о них?

Железнодорожные мосты обычно создаются из камня, бетона, стали или древесины. В США, к примеру, каменные и бетонные арки используется редко, если высота строительства железнодорожного моста затрудняет весь процесс. Практически все высокие североамериканские железнодорожные мосты построены из стали или древесины. В Европе и Китае древесина практически не используется, но бетон и камень широко используются при строительстве. Все они достаточно разнообразны. Это объясняется природными рельефами. Для каждого случая нужен свой тип моста.

Мост со сквозными фермами один из самых распространенных по всему миру. Основная концепция таких мостов это распределение веса по всем рядам стальных тригонометрических структур, которые находятся либо в сжатом состоянии, либо в состоянии растяжения. Начиная с 1840 годов, железнодорожные строители стали использовать различной формы кованое железо в сквозных фермах, которое было введено и запатентовано их дизайнерами, как лучший и наиболее экономичный способ безопасного передвижения по ним «железного коня». Названные в честь их изобретателей, фермы Боллман и Финк были адекватными для ранних локомотивов, которые медленно двигались, но в конце 1890 годов их использование стало непрактичным. Их строительство было приостановлено и большинство из старых железнодорожных мостов такого типа были демонтированы и заменены.

С развитием цивилизации и расширением торговых связей стали шире и глубже переправы через реки, пролеты стали длиннее, железнодорожные инженеры стали выходить за рамки простого моста со сквозными фермами. Решения этих трудностей появилось в виде подвесного моста «консоли». Основной пролет на мостовой структуре, по сути, образуется из двух отдельных мостов, которые встречаются в середине. Помимо центрального «третьего» моста также позволяется строительство консольного моста, с целью охватить большие расстояния. Первый крупный подвесной мост был построен в Соединенных Штатах в 1877. Высокий мост воцарился через реку Кентукки в штате Кентукки. В 3 равных пролета в 114 метров, железная структура также была одной из самых высоких среди мостов в Северной Америке, возвышающаяся над 84 метровым глубоким ущельем. После этого успеха, два других больших подвесных железнодорожных моста построены на Ниагарском водопаде между США и Канадой, и через реку Фрейзер около Сиско в провинции Британской Колумбии, в Канаде. Оба были спроектированы инженером Шнайдером.

Еще одним крупным проектом подвесного моста стал в 1870 годах железнодорожный мост через глубокие каналы Ферт-оф-Форт близ Эдинбурга, в Шотландии. Структуры в 2,5 км должны были иметь не один, а два массивных промежутка приблизительно в 520 метров. Разрешение было предоставлено первому инженеру Томасу Бауч, но строительство было остановлено, когда его предыдущий мост через реку Тэй рухнул в сильный шторм в 1879 году, тогда погибло более 75 человек. Когда проект возобновился, за чудовищный дизайн двойного подвесного моста поручились сэр Джон Фаулер и сэр Бенджамина Бейкера. Предполагалось, что уникальная структура сможет устоять даже в сильный штормовой ветер. Когда новаторский мост был открыт в 1890 году, он перенял у Бруклинского моста звание самого длинного мостового пролета нового мира. Успех моста в виде галстука-бабочки навсегда закрепил статус подвесного моста, как лучший выбор длинных мостов для железнодорожной службы.

Эпоха подвесных мостов с длинными пролетами завершилась в 1917 году при строительстве канадского моста в Квебеке через реку Святого Лаврентия.

В отличие от длинных пролетов, которые были удобны для больших переходов через реки, железнодорожные архитекторы разработали эстакады из стали и древесины для пересечения широких долин и крутых оврагов.Термин «мост» обычно относится к структуре, которая содержит длинный центральный пролет по обе стороны от подходов к нему. Эстакады выглядят в виде мостовой структуры без основного центрального пролета, но с несколькими маленькими пролетами одинаковой или равной длины.

Легко и просто было построить деревянные эстакады на небольших речках, длинные пролеты требовали совершенно новый тип моста, который пришел в виде раскосной фермы со сжатыми раскосами и растянутыми стойками. Секрет популярности раскосных ферм был в использовании надстраиваемых железных прутьев, расположенных вертикально между верхними и нижними поясами. После 1900 года, деревянные фермы сменялись на стальные из-за постоянно растущего веса новых локомотивов.

Далее пришло сооружение простого арочного моста. Это не только самый красивый и зрелищный из всех видов железнодорожных мостов, но также является наиболее совершенной формой для перевозки тяжелых грузовых поездов. Несмотря на доказательство того, что арка была жизнеспособной альтернативой, невероятно популярные сквозные фермы и подвесные мосты железных дорог продолжали строиться, так как они имели преимущество в высоте и ширине, которые должны были пересекать такие крупные реки, как Огайо и Миссисипи.

Пожалуй, наиболее распространенным и простым из всех типов мостов является мост с балочным пролётным строением. Во многом скучной и непривлекательной формы, балочные мосты пошли на грандиозный успехпосле 1950 года, когда Франция и Германия начали экспериментировать с длиной пролетов. Толстые и громоздкие пролеты могут быть тонкими и легкими. Бетонные пролеты, которые когда-то ограничивались на 30метрах, в начале 1900 годов по настоящее время могут занимать 305 метров в длину. До современной эпохидлинных мостов сталь была основным материалом для таких мостов.

Еще одним достижением инженеров по строительству железнодорожных мостов стало использование кабелей. Основная форма висячего моста на кабеле состоит из двух высотных башен и из одного или нескольких кабелей, которые направлены до прямой поддержки моста. Такую конструкцию можно видоизменять, за счет ее легкости. С некоторым красочным освещением, мост может стать уникальной печатью города.

Страница 2 из 2

Мост (рис. 1) состоит из пролетных строений (4), перекрывающих требуемое пространство и являющихся основанием для пути, и опор , поддерживающих пролетные строения в нужном положении. В зависимости от числа пролетов мосты бывают однопролетными, двухпролетными, трехпролетными и так далее, а в зависимости от числа путей на общих опорах - однопутными и двухпутными; на двухпутных мостах пролетные строения часто бывают раздельными. Участки земляного полотна, примыкающие с обеих сторон к мосту, называют подходами . Концевые части подходов оформляют в виде конусов (1).

Рис. 1 - Схема моста

Концевые опоры моста (2) называют устоями . Они одной своей стороной поддерживают конец пролетного строения, а другой - примыкающую к мосту насыпь, выполняя роль подпорной стены. В пределах длины устоев располагаются обычно конусы подходов. Промежуточные опоры - быки (3) - поддерживают концы двух смежных пролетных строений. Пролетные строения опираются на опоры через опорные части , которые передают давление на опору, позволяют пролетному строению несколько поворачиваться, удлиняться или укорачиваться при изгибе под нагрузкой, а также изменять свою длину при изменении температуры.

Под одним концом пролетного строения помещают неподвижные опорные части, которые допускают только поворот пролетного строения. Они состоят из верхнего (4) и нижнего (2) балансиров и цилиндрического шарнира (3) между ними (рис. 2, а). Нижний балансир прикреплен к подферменнику (1) опоры, а верхний - к поясу фермы. Под другим концом пролетного строения помещают подвижные опорные части (рис. 2, б), которые дают возможность пролетным строениям перемещаться вдоль пролета по специальным каткам (5).

Рис. 2 - Опорные части моста: а - неподвижная с шарниром; б - подвижная катковая

Расстояние между центрами опорных частей называется расчетным пролетом (на рис. 1 обозначено L p). Длиной пролетного строения L называют расстояние между его торцами. Полная длина моста - расстояние между крайними гранями его устоев, соприкасающимися с земляным полотном.

По длине мосты подразделяют на :

малые (полная длина до 25 м);
средние (от 25 до 100 м);
большие (от 100 до 500 м);
внеклассные (более 500 м).

Путь на мосту может быть расположен (рис. 3) на верху пролетного строения (езда поверху), внизу (езда понизу), а иногда и посередине пролетного строения, имеющего форму арки.

Рис. 3 - Мосты: а - с ездой по верху; б - понизу; в - посередине

По роду материала различают деревянные, каменные, металлические и железобетонные мосты. Определяет эту классификацию материал пролетного строения. У металлических мостов, например, опоры могут быть каменные, бетонные и железобетонные.

Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также во время гражданской и Великой Отечественной войн при временном восстановлении разрушенных сооружений. Простота конструкций и возможность использования местных материалов позволяют сооружать деревянные мосты быстро и дешево. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, трудоемки в содержании. В настоящее время применение деревянных мостов в виде исключения может быть допущено лишь на малодеятельных ветвях и подъездных путях (путях необщего пользования) III и IV категорий.

Важное преимущество каменных мостов - их долговечность, измеряемая иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то каменным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции возникают только сжимающие усилия. Из-за большого собственного веса каменные мосты мало чувствительны к увеличению веса поездов и за многие десятилетия существования не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины пролетов (не более 60 м) послужили причиной тому, что в настоящее время каменные мосты не строятся.

Металлические мосты составляют около 70% суммарной длины всех мостов на железных дорогах. Они обладают малым весом, высокой прочностью, допускают широкое применение однотипных деталей и элементов. Срок службы металлических мостов 50-60 лет, а при усилении в процессе эксплуатации - 70-80 лет. Металлические мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м.

В последние годы все более широкое распространение получают железобетонные мосты . Железобетон, особенно с предварительным (до бетонирования) напряжением арматуры, обладает хорошим сопротивлением не только сжатию, но и растяжению. Железобетонные мосты являются основным типом малых мостов. Типовые железобетонные пролетные строения имеют расчетные пролеты от 2,55 до 15,8 м. При большой длине нагрузка от собственного веса пролетного строения оказывается значительной, что осложняет строительно-монтажные работы и устройство фундаментов опор.

Для защиты моста и подходов от размыва паводком и повреждения ледоходом в необходимых случаях устраивают регуляционные сооружения (рис. 4), состоящие из водонаправляющих шпоровидных (1) и грушевидных (2) дамб и траверс (3), и укрепления каменной отмосткой или бетонными плитами. Мост, подходы, регуляционные сооружения и укрепления вместе с подмостовым руслом реки называют мостовым переходом .

Рис. 4 - Регуляционные сооружения

Трубы бывают:

каменные;
металлические;
бетонные;
железобетонные.

Каменные трубы строили из бутовой кладки или прочного кирпича, в ряде случаев с гранитной облицовкой. Многие старые трубы эксплуатируются 100 лет и более. Менее продолжительное время (50-70 лет) служат стальные трубы. В настоящее время сооружают преимущественно сборные железобетонные трубы , как наиболее дешевые, требующие минимальных затрат труда на их содержание.

Трубы проектируют одноочковыми, двухочковыми и в отдельных случаях трехочковыми. Железобетонные трубы бывают круглые и прямоугольные. Первые предпочтительнее при малых расходах воды (до 4 м 3 /с) и малых высотах насыпи (до 3 м).

Прямоугольные трубы применяют в условиях стесненной высоты насыпи, а также при замене временных мостов, когда в небольшой пролет временного моста надо уложить трубу с максимальной водопропускной способностью.

Типовые круглые трубы диаметром от 1 до 2 м имеют водопропускную способность от 1,4 до 8,0 м 3 /с и требуют минимальной высоты насыпи от 1,55 до 2,55 м. Типовые прямоугольные трубы отверстием от 1 до 4 м имеют водопропускную способность от 4,6 до 25,2 м 3 /с и требуют минимальной высоты насыпи от 2,5 до 3,3 м.

Для уменьшения сопротивления потоку воды на входах и выходах труб устраивают оголовки, расширяющиеся в направлении от трубы.

Конструктивные элементы труб показаны на (рис. 5).

Рис. 5 - Конструктивные части трубы: 1 - оголовок; 2 - гидроизоляция; 3 - выходной оголовок; 4 - мощение; 5 - рисберма; 6 - фундамент; 7 - деформационный шов; 8 - звенья трубы

Рекомендуемым типом лотков являются сборные железобетонные лотки замкнутого или П-образного сечения, укладываемые на блочных бетонных фундаментах. Звенья, несущие временную вертикальную нагрузку, имеют замкнутое прямоугольное очертание. Звенья, не несущие временной вертикальной нагрузки (в оголовках, широких междупутьях), устраивают открытыми сверху.

При увеличении пропускной способности линий нередко возникает необходимость усиления искусственных сооружений, устранения их конструктивных дефектов и негабаритности, а также увеличения водопропускных отверстий.

Мосты с конструкцией пути на балласте и водопропускные трубы разрешается располагать на любых сочетаниях профиля и плана линий.

Мосты с конструкцией пути на поперечинах размещаются на прямых участках пути и по возможности на площадках. В конструкциях мостов обеспечивается отвод воды и проветривание.

Чтобы не стеснять водопропускных отверстий, низ пролетных строений, подферменные площадки, внутренние поверхности труб должны возвышаться над расчетным уровнем воды и наивысшим уровнем ледохода от 0,25 до 0,75 м.