Деревянные мосты – варианты конструкции и классификация

Деревянные мосты возводят на автомобильных дорогах при пересечении небольших рек и оврагов.

Деревянные мосты (рис. 9.10) простейшей балочной малопролетной конструкции имеют наиболее широкую область применения. На автомобильных дорогах применяют в некоторых случаях мосты более сложной конструкции пролетом до 60 м.

Малопролетные деревянные мосты применяются изредка в железнодорожном строительстве. Они дешевы, возводятся в короткие сроки, и их сооружение, особенно в районах, где древесина является местным материалом, вполне оправдано.

Главным недостатком деревянных мостов является опасность.

Рис. 9.10. Деревянные мосты:

а - балочный; б - подносный; в - клеедеревянный балочный; г - клеедеревянный арочный; д - из ферм; е - совмещенный балочно-арочный; ж - совмещенный вантово-балочный; з-настилы; 1 - накат; 2 - доски; 3- деревоплита; 4 - асфальтобетон

Основные части моста - это пролетное строение и опоры. Пролетное строение состоит из проезжей части, основных несущих конструкций и связей. Проезжая часть располагается выше основных несущих конструкций в мостах с ездой поверху, ниже их - в мостах с ездой понизу и занимает промежуточное положение в мостах с ездой посередине. Наиболее эффективны деревянные мосты с ездой поверху, поскольку количество основных несущих конструкций и их расстановка принимаются независимо от габаритов проезжей части. Кроме того, проезжая часть здесь служит дополнительно защитным покрытием от атмосферного увлажнения древесины.

Проезжая часть моста состоит из настила и балок. В качестве настилов применяются в большинстве случаев сплошные ряды бревен (накат) или пластин, покрытые дощатой обивкой. Применяется также ребристая деревоплита, состоящая из сплошного ряда досок разной ширины на ребро, ребристая поверхность которых покрывается асфальтобетоном. Опорами настила служат продольные прогоны или поперечные балки цельного или составного сечения. По краям проезжей части настил несколько поднимается, образуя тротуары.

Основные несущие конструкции пролетных строений могут быть цельнобалочными, составными балочными, подкосными, сквозными, арочными и комбинированными.

Цельнобалочные конструкции применяются в мостах пролетом до 6 м. Они состоят из бревенчатых или брусчатых прогонов, уложенных на опоры обычно вразбежку с шагом, равным двойной ширине их сечения. Эта конструкция построечного изготовления проста, малотрудоемка и экономична.

Составные балочные конструкции применяются в мостах пролетом до 20 м. Наиболее перспективны клееные балочные конструкции заводского изготовления. Они состоят из дощатоклееных балок прямоугольного сечения высотой, равной 1/10...1/15 пролета, которые ставятся на опоры в количестве 4 или 6 шт. Во временных мостах иногда применяют дощато-гвоздевые балки с перекрестной стенкой, однако необходимо учитывать, что они трудоемки при изготовлении и защите от загнивания.

Подносные конструкции иногда применяют во временных мостах пролетом до 12 м. Их изготовляют из бревен или брусьев, и состоят они из ригелей, стоек и подкосов, соединенных лобовыми упорами и врубками. Схемы таких конструкций бывают треугольно-подкосными, трапециевидно-подкосными и ригельно-подкосными. Наличие подкосов в 2...3 раза уменьшает пролет ригеля. Эти конструкции трудоемки и трудно защищаемы от загнивания ввиду большого числа врубок.

Арочные конструкции наиболее часто применяются в мостах пролетом до 30 м. Клееные арки заводского изготовления, как правило, имеют трехшарнирную схему и состоят из двух доща-токлееных полуарок прямоугольного сечения, описанных по дуге окружности.

Сквозные конструкции в виде ферм применяются в мостах пролетом до 60 м. В таких мостах используют фермы Гау-Журавского. Они имеют параллельные пояса, перекрестные раскосы и стойки. Пояса и раскосы выполняют из брусьев и бревен, а стойки - из арматурной стали. Раскосы соединяют в узлах наклонными лобовыми упорами, и при расчете растянутые раскосы не учитывают. Стыки поясов делают болтовыми с деревянными или стальными накладками. Применение металлического нижнего пояса в таких фермах значительно повышает их надежность.

Комбинированные конструкции деревянных мостов могут быть арочными и висячими. Арочные конструкции применяют при пролетах до 60 м. Они состоят из арок, соединенных с балкой или фермой жесткости, и имеют существенные преимущества перед фермами и арками, работающими самостоятельно. Арки этой конструкции не передают распора на опоры, поскольку он воспринимается балками или фермами жесткости, как затяжками. Это значительно упрощает конструкцию опор. Фермы или балки подвешены в ряде точек к аркам, поэтому усилия в них являются относительно небольшими. В таких конструкциях применяют также клееные балки и арки.

Опоры деревянных мостов выполняют тоже деревянными свайной, рамной и ряжевой конструкций или бетонными и каменными. Свайные опоры являются наиболее простыми. Они состоят из рядов деревянных свай, забитых в дно реки или оврага. Их широко применяют особенно в малопролетных мостах при грунтах, допускающих забивку свай.

Рамные опоры - это сквозные деревянные рамы из бревен или брусьев, устанавливаемые на бетонные фундаменты. Они более сложны и применяют их в мостах, возводимых на грунтах, не допускающих забивки свай.

Ряжевые опоры - это бревенчатые срубы с днищем и перегородками, которые заполняют камнем и опускают на дно реки. Их используют в мостах, сооружаемых над глубокими реками с быстрым течением, где применение свайных и рамных опор невозможно.

Бетонные и каменные опоры применяют в мостах большого пролета над широкими реками, оврагами и ущельями.

Деревянные эстакады сооружают, главным образом, с применением составных клееных балок, ферм и параллельными поясами и подкосных конструкций с опиранием их на рамные опоры.

В данном материале мы опишем основные варианты деревянного мостостроения и приведём наиболее известные примеры тех или иных конструкций. Речь идёт о принятой в Европе Тирольской классификации деревянных мостов, которая, к сожалению, мало используется в нашей стране.

Деревянный мост, имеющий самонесущую проездную поверхность

В данной категории мостов основные деревянные балки размещаются под настилом, что обеспечивает их защиту от осадков и прямого воздействия солнечных лучей. Для наибольшей защиты верхнее покрытие укладывается под уклоном, гидроизоляцию обеспечивает защитная мембрана или стальное листовое покрытие. Также используется асфальт или деревянный настил. Длина пролета составляет, как правило, до 25 м., ограждение находится выше мостовой конструкции.

Пример: мост возле г. Лютерн (Швейцария). Возведён в 2010 году вместо железобетонной конструкции 1933 года. Основные конструкции выполнены из клееного деревянного бруса GL24, GL28+LVL, выбранного по экономическим соображениям. Общая нагрузка моста - 40 тонн. Вертикальную нагрузку воспринимают BSH-балки из клееной древесины в продольной оси.

В поперечном направлении нагрузку воспринимают стальные балки размещенные в двух осях. Верхняя часть деревянная, по бокам закрыта бетонным покрытием с установленными перилами ограждения. В поперечном сечении опорная часть строения представляет собой 6 склеенных в блоки панелей и 5 слоев широкоформатных панелей LVL Kerto, приклеенных к неподвижному носителю BSH. Панели воспринимают продольные и поперечные нагрузки.

Деревянный мост коробчато-балочной конструкции

В данном варианте несущая часть представляет собой полый короб, составленный из клееных балок, что обеспечивает экономичность строительства и технические преимущества - блок балок поступает на место строительства в собранном виде, а в пустоте короба можно разместить различные коммуникации. В качестве настила можно использовать литой асфальт или стальной просечно-вытяжной лист. Поручни крепятся к основной опоре и обшиваются палубной доской. Длина пролета коробчато-балочного деревянного моста может достигать 35 метров.

Пример: мосты-близнецы в г. Снек (Нидерланды), возведённые в 2008-2010 годы. Идею конструкции мостов архитектор Ханс Ахтербош почерпнул из местного рыболовецкого промысла, а именно с изображения перевёрнутой вверх рыбацкой лодки. Основным материалом мостов-близнецов являются деревянные балки, изготовленные из ацетилированной аккойя - продукта современных высоких технологий. Этот материал выбран из-за его высоких показателей долговечности - не менее 80 лет службы, именно столько, сколько требуется для эксплуатации моста по законам Нидерландов. Для сравнения - стальной мост прослужит 55 лет, мост из дерева азобе - 45 лет. Мосты-близнецы имеют по две полосы автомобильного движения и по одной пешеходной дорожке.

Деревянный мост вогнутой конструкции

В данном варианте несущие части конструкции деревянного моста расположены на уровне перил. Для защиты от атмосферных воздействий верхняя часть основной несущей конструкции покрывается оцинкованным листом. В поперечине вогнутая конструкция моста крепится к расположенному внизу стальному каркасу с шагом между рамами 2500 мм. Верхняя часть моста может быть открытой или защищенной асфальтом. Перила крепятся к поперечной раме. Длина пролета вогнутого деревянного моста может достигать 35 метров.

Пример: мост Моисея (Нидерланды). Был построен в 2011 году при реконструкции форта 17-го столетия Де Роовер, расположенный на Брабантской линии фортификаций. Задачей архитектора из бюро RO&AD было обеспечить проход туристов через «невидимый» мост, т. е. незаметный с дальнего обзора и не нарушающий архитектурный ансамбль исторического форта. Идею моста почерпнули из эпизода Библии, когда Моисей заставил расступиться воды Красного моря. Для этого по обеим сторонам сооружения были созданы дополнительные валы для отвода лишней влаги способной затопить мост. В качестве материала были выбраны деревянные балки, изготовленные из ацетилированной аккойя и красного ангелима, что гарантирует эксплуатацию сооружения в воде в течении не менее чем 50 лет. Мост Моисея стал лучшим сооружением 2011 года, по мнению Союза голландских архитекторов.

Деревянный висячий мост

Несущая конструкция висячего моста представляет собой две балки, каждая из которых по отдельности состоит из 2-х горизонтальных и диагональных деревянных ферм их клееного бруса с нижней затяжкой. Так как опорная конструкция располагается на уровне перил и ниже, то палуба моста опирается на нижние хорды. Для дополнительного укрепления используется U-образная металлическая рама. В местах опирания древесину защищает оцинкованное стальное покрытие. Материалом настила может быть доска или асфальт. Установка перил осуществляется с упором на боковых фермах, ниже уровня верхней поверхности. Длина пролета может достигать 30 м.

Пример: мост в Нахабино (Россия). Построен в 2001 году, представляет собой висячий деревянный пешеходный мост длиной 29 м. с жесткими нитями. Конструкция моста традиционна для строений со стальными вантами за единственным отличием - все конструктивные части моста изготовлены из клееной древесины. Мост в Нахабино имеет три пролета длиной в 4, 20 и 4 метра, ширина для пешеходов составляет 3,5 метра. Крайние пролеты имеют прямолинейные деревянные оттяжки, средний устроен на стальных подвесках и подвешен к растянуто-изгибаемым жестким нитям. Стрела подъема гнутых клееных конструкций составляет порядка 4 м а радиус изгиба 15 м. Это дало возможность производить и транспортировать отдельные элементы целиком, без соединений по длине. Цельными являются и балки жесткости пролетного строения.

Деревянный арочный мост

Здесь основную нагрузку берут на себя арки или своды, которые изготовлены из деревянных ламелей, связанных между собой. Такие мосты устанавливаются на местностях со значительным уклоном рельефа. Так как опорная часть деревянного моста находится выше уровня перил, то перекрытие устанавливается на нижних затяжках. Жесткость конструкции придаёт вогнутый металлический каркас. Защиту дерева обеспечивают титановые листы металла. Перекрытие может быть деревянным и закрытым слоем асфальта. Длина пролета может достигать 50 метров.

Пример: пешеходный мост Леонардо (Норвегия). Возведён в 2001 году на автостраде между Осло и Стокгольмом. Прообразом этого моста стал проект Леонардо да Винчи 1502 года предусматривающей строительство каменного моста через бухту Золотой Род длиной 360 метров. Спустя пол тысячелетия эту идею реанимировал норвежский художник Вебьорн Санд, ставший инициатором строительства моста Леонардо. Для строительства использовалась уникальная методика «слоистого дерева», созданного из норвежской сосны склеенной определенным образом. В конструкцию входит три несущих арки, более широких в основании и сужающихся в месте соединения с полотном перехода. Арки поддерживают друг друга и являются опорой для 4-й арки - пешеходного полотна. Основные элементы строения были изготовлены в производственном цеху. Для сборки на месте понадобилось всего несколько дней.

Деревянный кабельно-вантовый мост

В кабельно-вантовом мосте главным несущим элементом является вантовая ферма, изготовленная из стальных канатов. Ванты крепятся к пилонам, которые устанавливаются непосредственно на опоры. Мостовое полотно находится на балке жесткости прикрепленной к вантам. Данная конструкция позволяет создать мост с длиной пролета до 70 метров.

Пример: пешеходный мост в Анкалии (Грузия). Самый длинный деревянный мост в Европе построенный в 2012 году. Масштабное строение длиной в 505 метров первоначально планировалось в качестве стального вантового. Однако из экономических соображений выбор пал на клееную древесину.

Вантовая ферма моста представляет собой триангулированную конструкцию в виде пространственного каркаса из 2 рядов диагональных балок размещенных под углом в 45° к горизонтальной панельной конструкции. Последняя состоит из клееных ригелей и панели LVL. Боковые части вантовой фермы закрыты прозрачным поликарбонатом для придания видимости и архитектурной выразительности конструкции.

Деревянный мост-ферма

В данном варианте конструкции деревянного моста клееная древесина используется для изготовления верхних и нижних затяжек, а также вертикальных связей, горизонтальные изготавливаются из стального проката. Для соединения отдельных частей моста используется болтовой крепёж и перфорированные пластины. Защиту дерева от осадков обеспечивает кровельная конструкция, покрытая деревянной черепицей, плиткой или другими кровельными листовыми материалами. Настил может быть открытым или асфальтным. Длина пролета может достигать 70 метров.

Пример: мост через р. Вихантасалми (Финляндия). Построен в 1999 году на месте стального моста и является одним из наиболее широких автодорожных мостов в мире. Конструктивно состоит из одностоечной фермы со стальными соединениями. Проезжая часть моста выполнена из составных бетонных, деревянных и стальных конструкций. Мост состоит из пяти пролетов. Длина крайних - по 21 метру каждый, трех центральных - по 42 метра. Общая длина моста - 182 метра. Ширина проезжей части моста составляет 11 метров, пешеходной и велосипедной зон - 3 м. Наибольшее расстояние от поверхности озера до самой высокой точки - 31 метр.

Деревянный жесткий рама-мост

Жесткая несущая плита моста представляет собой единый клееный блок или отдельные балки из клееного бруса с дополнительной опорой на промежуточные наклонные элементы в нижней части конструкции. Форма рам может быть П или Т-образной, иметь в своей конструкции две наклонные стойки и контрольные свесы. Главным преимуществом жесткого рама-моста является меньшее поперечное сечение и равномерность в распределении действующих на мост статических нагрузок. Настил защищается асфальтом или стальным листом. Длина пролета может достигать 40 метров.

Деревянный преднапряженный мост

Появление преднапряженной конструкции в деревянном мостостроении многими специалистами было воспринято как революция в отрасли. Сутью нововведения стала канадская разработка в середине 70-х годов 20-го столетия методики механического поперечного соединения обычного или клееного бруса. Для создания напряжения используются металлические стержни, создающие костяк системы поддержки. Несущая часть моста состоит из отдельных балок или блоков клееных ламелей, что обеспечивает сразу два преимущества:

возможность создания палуб различной конструкции - блочной, коробчатой, Т-образной;
возможность использования различных статических схем, от простых однопролетных до многокилометровых и многопролетных конструкций.

В качестве настила используется асфальт, стальной лист или композитные материалы с высокой стойкостью к износу. Длина пролета моста может достигать 70 метров.

Особенности российского деревянного мостостроения

К сожалению, в нашей стране действуют нормативы, разработанные ещё в 50-е годы прошлого столетия. Один из ярких примеров - требование выполнять ограждение из металла, хотя давно доказана большая безопасность деревянных ограждающих конструкций, используемых даже на гоночных трассах. Зарубежные нормативы более жесткие, учитывают, к примеру, волновой фактор, возникающий при движении автомобиля.

Российские нормы деревянного мостостроения регламентирует СНиП 2.05.03-84, а их строительство - СНиП 3.06.04-91 и 3.03.01-84. Согласно этим нормам (2.05.03-84) изгибаемые элементы пролетов деревянных мостов должны быть изготовлены из дерева 1 сорта, остальные - из дерева 2 сорта. Влажность бревен должна составлять не более 25%, остальных материалов - до 20%. Что касается минимальных размеров то они таковы:

бревно в тонкой части - 18 см;
сечение бруса - 16 см;
толщина доски - 40 мм;
наименьший диаметр сваи - 22 см;
диаметр гвоздя - 4 мм.

В целом же, российское деревянное мостостроение укрепляет свои позиции, ежегодно пополняя свой список новыми интересными решениями.

По материалам журнала ЛесПромИнформ.

Самый длинный деревянный мост России, "Типографский" пешеходный, 555 метров, построен в 2016 году, г. Киржач, Владимирская область.

Древесина - один из первых строительных материалов, широко используемых для создания различных конструкций. Благодаря своим естественным качествам, она долго оставалась основным материалом для сооружения жилищ, ограждений, транспортных средств. Прочность, гибкость, сравнительная простота обработки с помощью несложных технологий - по совокупности этих свойств у древесины не было конкурентов. Но, пожалуй, еще более ценной ее особенностью является возможность заготовки готовых длинномерных деталей (деревянных бревен, а затем и досок), из которых сразу собирались стены и ограды, возводились мосты-переправы для преодоления препятствий. В индустриальное время основными конструкционными материалами стали металл и бетон, а о строительной древесине почти забыли. Однако сейчас с пониманием того, что нужны не только грандиозные проекты и с осознанием важности бережного отношения к окружающей среде, дерево возвращается. Современные материалы из него, вроде клееных массива и бруса (LVL, CLT) или модифицированной древесины (ацетилированная древесина, термодревесина), используются и в многоэтажном деревянном домостроении, и в деревянном мостостроении. О последнем и пойдет речь.

Проект моста через Неву Ивана Петровича Кулибина.

Переправы прошлого, "первые" деревянные мосты, - отдельные стволы деревьев или несколько стволов, перевязанных веревкой, гибкими ветвями, переброшенные через расщелины и небольшие реки. Если нужно было наладить сообщение между двумя берегами широкой реки, мост-плот или подвесной мост строили из тех же деревянных бревен и "веревок". "Простых" мостов было достаточно, пока их малая ширина и грузоподъемность не стали существенно ограничивать массовые перемещений людей и грузов, обусловленные ростом поселений и развитием торговли. Новая реальность городов и рынков потребовала и совершенно другой транспортной сети, рассчитанной на мощные потоки людей и товаров. Задача преодоления преград на пути этой сети решалась комплексно. С одной стороны, выбирались более легко проходимые маршруты, с другой, развивалось мостостроение. До сих пор сохранились каменные мосты через реки и расщелины скал, овраги (виадуки), построенные на путях Римской империи (и даже на тысячелетие более древних, как мост Arkadiko, Микенская культура). Стоят и некоторые металлические мосты начала индустриальной эры.

Белорецкий деревянный пешеходный мост, река Белая, длина моста 550 метров, построен в 30-х годах прошлого века.

Древесина естественно разлагается под воздействием разрушающих факторов внешней среды и микроорганизмов, включенных в природный цикл органики-неорганики. Существенная часть деревянных строений была разрушена огнем. Наконец, деревянные конструкции сравнительно легко демонтировать и заменить на более совершенные и из более современных материалов. Не удивительно, что деревянные мосты даже недалекого прошлого сохранились лишь в картинах, эскизах и чертежах, исторических текстах, да остатках окаменевшей мореной древесины. Тем не менее по историческим документам и материальным остаткам можно достаточно точно восстановить, как их строили, и как добивались увеличения срока службы.

Конструкции древних деревянных мостов сравнительно просты. И по сути являются развитием подмеченных в окружающем мире, подходящих для преодоления препятствий, форм. Бревно над ручьем - прообраз моста балочного типа. Плавающее бревно - моста-плота или моста понтонного типа. Лианы и лоза - веревочных, а затем современных подвесных и вантовых мостов. Мосты первого типа, балочные, постепенно вытеснили наплавные и веревочные, которые если и использовались после, то скорее, как временные переправы.

Пешеходный мост "Леонардо", Норвегия, построен в 2001 год по "мотивам" проекта каменного моста через бухту Золотой Рог Леонардо да Винчи, длина 110 метров.

Грузоподъемность и длина пролета балочного моста определяются способностью материала, из которого изготовлена балка, выдерживать нагрузки (критически важные - растягивающие, возникающие при изгибе нагруженной балки). Древесина сравнительно хорошо противостоит таким нагрузкам, и пролет деревянного балочного моста может связать две опоры на расстоянии в десяток метров. В качестве опор могут использоваться подготовленные площадки (устои - береговые опоры) на краях преодолеваемой преграды. Если же преграда широка, то приходится наращивать края берега или ставить промежуточные опоры. До изобретения цемента и разработки технологии возведения бетонных опор, материалом для опор служили камень и дерево. Стенки опор могли сооружаться из древесины как срубы с засыпкой пустот камнями. Такие конструкции противостояли и течению реки, и паводкам, и ледоходам.

Деревянные конструкции опор, пролетов, настилы балочного моста нуждались в ремонте и подновлении. Для увеличения их срока службы подбирались материалы из более стойкой к влаге и морозам древесины. Изобретались способы уменьшения нагрузки на мост в период ледохода или паводка (разборные конструкции, сборка каркаса в "реж" - с проемами для пропуска потока воды, защитные насыпи из камней).

Обрушение деревянного моста над автомагистралью E6, Sjoa Gudbrandsdalen, Норвегия, 2016 год. Для магистрали было построено 6 типовых мостов длиной 45 метров, предназначенных для хозяйственных нужд (не для регулярного движения). Мост обрушился при проезде через него грузового автомобиля.

Простой балочный деревянный мост не может быть просто масштабирован до больших размеров. С одной стороны, в природе просто не найти бревен слишком большой длины и диаметра. С другой, собственный вес конструкции с ростом размера растет быстрее, чем ее несущие возможности. И, в конце концов, она разрушается даже без нагрузки. Чтобы обеспечить требуемые прочностные показатели и избежать разрушения под действием собственного веса, сплошную деревянную конструкцию балки можно заменить коробкой или фермой. Ферменная или коробчатая конструкция позволили бы строить деревянные мосты больших размеров с длинными пролетами. Насколько большим мог бы быть такой мост позволяет судить, к примеру, известный проект моста через Неву, предложенный (в 1772 году) Иваном Петровичем Кулибиным.

К сожалению, реализовать удалось лишь уменьшенную модель этого одноарочного моста, который в натуре должен был иметь длину в 298 метров. Для переправ предпочитали использовать пусть и не такие изящные, но проверенные временем сооружения.

"Перевернутый" деревянный мост ("Мост Моисея") через крепостной ров в Fort De Roovere, Нидерланды, построен в 2011 г; в конструкции применялась ацетилированная древесина.

К тому времени, когда решения в виде эффективных по сопротивлению нагрузкам и легких конструкций (фермы, коробки) было найдено, уже существовали и технологии массового изготовления металлических деталей. Большие мосты оказалось проще и дешевле (с учетом предполагаемого срока службы) реализовать из чугуна (а затем и стали). Первый чугунный мост с пролетами в 30 метров был построен в 1779 году в Великобритании на реке Северн. Стальной прокат, стальные кабели и тросы, бетон и напряженный бетон окончательно закрыли тему древесины, как материала для мостов. Да, изготовить из древесины сборный балочный, арочный мост, мост с вантовой несущей системой или рамный вполне возможно. Но особых причин для использования древесины, если речь идет о типовых современных транспортных сооружениях, нет.

А как с не типовыми? Оказалось, что из современных пиломатериалов (согласно отечественным нормативам деревянные мосты строят из сосны, ели, лиственницы, а наиболее ответственные детали таких мостов изготавливают из твердых лиственных пород - дуба, ясеня и проч.), а еще лучше из клееных и композитных деревоматериалов, мост в некоторых случаях получается и лучше, и даже долговечнее (при заданных расходах на строительство, ремонтные и регламентные работы), чем из обычных для современного мостостроения металла и бетона. Деревянный мост из современных материалов, покрытых защитными составами, с износостойким настилом - уместное решение для обеспечения пешеходного или велосипедного движения, если предполагаемый срок его эксплуатации 50-100 лет. Такой мост хорошо вписывается в городскую среду, особенно если она сохранят традиционные черты "старого" города. Является наилучшим выбором при оформлении функционального ландшафта вокруг исторических объектов: крепостей, замков, каналов, мельниц и проч.

Мосты - неотъемлемый атрибут почти каждой реки, они помогают преодолевать препятствия, благодаря им расстояния становятся меньше, и добираться из пункта "А" в пункт "Б" оказывается комфортнее и быстрее. С появлением новых материалов и технологий сложные конструкции переправ становятся реальностью.

Что такое мост

Мосты - это продолжение дороги через препятствие. Чаще всего они прокладываются через водную преграду, но также могут соединять края оврага или канала. В связи с развитием транспортной инфраструктуры, в мегаполисах строятся мосты для передвижения над дорогами, образуя крупные развязки. Основными деталями их конструкции являются пролеты и опоры.

Классификация конструкций мостов

Виды мостов можно квалифицировать по нескольким критериям:

по основному назначению использования;
конструктивному решению;
строительным материалам;
в зависимости от длины;
по сроку эксплуатации;
в зависимости от принципа работы.

С тех пор как человек перекинул дерево с одного берега реки, чтобы добраться на другой, прошло немало времени и приложено много усилий в строительстве инженерных сооружений. В результате появились разные виды конструкций мостов. Рассмотрим их подробнее.

Балочные

Материалами для их строительства являются сталь, ее сплавы, железобетон, а первым материалом было дерево. Основными элементами несущих конструкций у этого типа являются балки, фермы, которые передают нагрузку на опоры основания моста.

Балки и фермы составляют часть отдельной конструкции, носящей название "пролет". Пролеты бывают разрезными, консольными и неразрезными, в зависимости от схемы соединения с опорами. Первые из них имеют по две опоры с каждого края, неразрезные могут иметь большее количество опор, в зависимости от необходимости, а у консольного моста пролеты выходят за опорные точки, где соединяются с последующими пролетами.

Арочные

Для их изготовления используются сталь, чугун, железобетонное литье или блоки. Первыми же материалами для строительства этого типа мостов были камни, булыжники или составленные из них монолитные блоки.

Основой конструкции является арка (свод). Соединение нескольких арок автомобильным или железнодорожным полотном является арочным мостом. Полотно дороги может иметь два расположения: над конструкцией или под ней.

Одной из разновидностей является гибрид - арочно-консольный мост, где две полуарки соединяются в верхней части и напоминают букву «Т». Арочная конструкция может состоять из одного пролета, и тогда основная нагрузка приходится на крайние опоры. Если мост состоит из нескольких соединенных конструкций, тогда нагрузка распределяется на все промежуточные и крайние опоры.

Подвесные мосты

Основные материалы для строительства в этом случае - сталь, железобетон. Конструкции возводят в местах, где невозможно установить промежуточные опоры. Несущим элементом являются пилоны, соединенные тросами. Чтобы удержать мост в стабильном состоянии, пилоны монтируют на противоположных берегах, между ними протягивают тросовое соединение до земли, где оно надежно закрепляется. К протянутым горизонтальным тросам крепят вертикальные, также присоединяя цепи которые будут поддерживать полотно моста. Жесткость полотну придают балки и фермы.

Вантовые мосты

Строительные материалы - сталь, железобетон. Как и у подвесных аналогов, их конструкция предполагает пилоны и тросы. Различие состоит в том, что вантовое соединение является единственным, которое связывает конструкцию всего моста, т.е тросы крепятся не к горизонтально натянутым носителям, а непосредственно к конечным опорам, отчего конструкция приобретает большую жесткость.

Понтонные

«Плавучие» переправы не имеют жесткого каркаса и связи с берегом. Их конструкция собирается из отдельных секций с подвижным соединением. Разновидностью этого вида мостов являются наплывные переправы. Чаще всего они являются временными сооружениями, которые используют до момента установления льда на водных преградах. Они опасны в период сильного волнения на воде, затрудняют судоходство, а передвижение по ним имеет ограничения для многотонных грузовых машин.

Металлические мосты

Большая часть современных мостов предполагает использование металла в несущих частях конструкций. Довольно долгое время металлический мост считался самым прочным видом сооружения. На сегодняшний день этот материал является важной, но не единственной составляющей мостовых соединений.

Виды металлических мостов:

Арочные конструкции.
Виадуки с пролетами.
Висячие, вантовые.
Эстакады с опорами из железобетона, где пролеты смонтированы из металлических соединений.

Конструкции из металла обладают преимуществами, состоящими в простоте сбора, поэтому почти все виды железнодорожный мостов возводятся из этого материала. Металлические части изготавливаются промышленным способом на заводе, при этом размер может регулироваться. В зависимости от грузоподъемности механизмов, с помощью которых будет производиться монтаж, формируются заводские заготовки будущего цельного соединения.

Сварить конструкцию из частей можно непосредственно на месте окончательного монтажа. И если раньше приходилось проводить соединение множества частей одного пролета, то сейчас кран с грузоподъемностью 3600 т, вполне может перенести и водрузить на опоры цельнометаллический пролет.

Преимущества металлоконструкций

В качестве материала для строительства мостов редко используется железо из-за его плохой устойчивости к коррозии. Востребованным материалом стала высокопрочная сталь и ее соединения. Ее прекрасные эксплуатационные качества можно оценить на таких проектах, как вантовые виды мостов, с огромными пролетами. Примером может служить Московский мост через Днепр в Киеве или Обуховский мост в Санкт-Петербурге.

Питерские легенды

В Петербурге в обилии представлены различные виды мостов, есть и старинные, ставшие символами ушедшей эпохи, но их назначение не изменилось, хотя и обросло флером историй и романтики. Так, Поцелуев мост через притягивает туристов своим названием, но произошло оно от фамилии купца Поцелуева, чей питейный дом «Поцелуй» располагался рядом с переправой, и к романтическим порывам, название не имеет отношения.

Интересными легендами оброс Литейный мост, причем драматургический сюжет возник сразу при его закладке. Считается, что одним из закладных камней опор стал жертвенный камень Атакан. Теперь он нагоняет тоску на прохожих и провоцирует самоубийства. Чтобы задобрить "кровавый" валун, некоторые горожане бросают с моста в Неву монетки и льют красное вино. Также многие утверждают, что на Литейном можно встретить призрак Ленина.

Пять самых длинных мостов России

Пока не построен мост через Керченский пролив, пятерка масштабных переправ выглядит так:

во Владивостоке. Длина сооружения составляет 3100 м, открытие состоялось в 2012 г. Впервые о его необходимости задумались в 1939 г., но осуществили на современном этапе.
Мост в Хабаровске. Его длина составляет 3891 м. Он имеет два яруса. По нижнему открыто железнодорожное движение, а по верхнему - автомобильное. Его изображение украшает пятитысячную купюру.
Мост на реке Юрибей. Он расположен за Полярным кругом в Ямало-Ненецком автономном округе. Длина конструкции - 2893 м.
Мост через Амурский залив имеет протяженность 5331 м. Был открыт в 2012 г. Он интересен системой освещения, помогающей экономить до 50% электроэнергии.
через Волгу в Ульяновске. Его длина - 5825 м. Строительство велось на протяжении 23 лет.

РЯЖЕВЫЕ МОСТЫ - ИСТОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, РАСПОЛОЖЕНИЕ (обзор)

РЯЖЕВЫЕ МОСТЫ –
ИСТОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, РАСПОЛОЖЕНИЕ

Интересный раздел деревянной архитектуры - мосты. Летописи сохранили известия о мостах в Киевской Руси и Великом Новгороде.

Из Большой Советской энциклопедии:

"Деревянный мост , мост с деревянными пролётными строениями и деревянными опорами. Д. м. могут иметь и массивные (бетонные) опоры. Искусство строительства Д. м. было высоко развито в Древнем Риме. В летописях 11-12 вв. часто упоминаются мосты через большие реки, построенные на Руси. В СССР существуют Д. м. различных систем, устройство их целесообразно в районах, богатых лесом. При пролётах 6-8 м применяют Д. м. простейших балочных систем, а при пролётах 10-18 м - с составными или клеёными прогонами либо подкосной системы. Пролёты от 16 до 50 м перекрывают пролётными строениями с фермами . Д. м., как правило, делают из древесины хвойных пород (сосна, ель, лиственница), ответственные детали - из дуба. Для предохранения от загнивания элементы Д. м. обрабатывают антисептиками."

Из книги Б.М.Надежина "Архитектура мостов ":

"....В Древней Руси квалифицированные плотники знали различные способы постройки мостов из дерева: с опорами в виде сруба, городней и бревенчатым настилом полотна. Эти конструкции обрабатывались топором, так как пила вошла в употребление только в XVIII в., даже при изготовлении досок пользовались топором (тесали), раскалывая прямой, без косослоя, древесный ствол вдоль клиньями на несколько частей. Отсюда ведет начало современное слово "тес", применяемое к пиломатериалу.
Через овраги и небольшие речки нередко перекидывали мосты из двух или трех рядов сквозных бревенчатых заборов, связанных поперечными, такими же сквозными бревенчатыми стенками. Вместо конструкции обычной избы, рубленной в "чашку", применяли рубку в "режь" с неплотным прилеганием бревен: между ними оставлялись горизонтальные продольные зазоры, которые пропускали весеннюю воду. Для оврага этого было достаточно. Над рекой в стенках для прохода меженного русла было необходимо отверстие, которое иногда доводили до полной высоты забора. Тогда щелевые стенки сохранялись лишь в устоях. Однако подобная конструкция была подвержена разрушению льдом во время половодья.
Мосты с ряжевыми опорами из бревенчатых сплошных срубов, заполненных камнем, были более прогрессивны... ."

Для начала нам хочется показать мост на реке Сия Емецкого района Архангельской области (фото слева). Судя по обмерному рисунку (Ю.С.Ушаков) ширина моста метра четыре, и поверху положены валуны, играющие роль пригруза.
Подобный же мост существует (или существовал недавно) в селе Пурнема на берегу Онежской губы Белого моря (правый снимок). Вот, что писал о нем М.И.Мильчик : " Возвращаясь в село, мы проходим старинный мост через глубокий овраг. Его настил, не огражденный перилами, лежит на сплошном ряжевом срубе, заполняющем ров до самого дна. Такой способ рубки, оставляя открытыми промежутки между бревнами, предохраняет их от загнивания и придает при этом всему сооружению большую устойчивость против ветра, что немаловажно, если вспомнить, что мы находимся на берегу моря. Мост осел от времени и все же продолжает верно служить людям".

Нам кажется, что такие арочные мосты, несмотря на интересную конструкцию и своеобразную красоту, неудобны, так как перекрывают часть русла реки и особенно опасны во время ледохода и половодья. (Современное состояние этого моста см. в конце текста ).

Вот еще одно свидетельство долгой истории ряжевых мостов:

Они "рубились древними нижегородцами через глубокие овраги и речки на режах-клетках. Режи (или ряжи-М.З.) ставились под берегами и в зависимости от длины моста под полотном настила. Их "шаг" определялся длиной бревен (5 - 6 саженей). Для устойчивости режи набивались камнем, береговые устои получали консольные напуски. Крайние бревна настила проезда для прочности и безопасности получали перевязку и перила. Подобные мосты были не только конструктивно надежными инженерными сооруженими (постоянно находящиеся в воде устои рубились из долго не гнивших дуба, вяза и ольхи, бревна дополнительно просмаливались и с концов оковывались железными обручами), но и художественно выразительными.
Такими был срублен в 1618 г. в Н.Новгороде воеводой Б.М.Лыковым мост через 80-метровой глубины Почаинский овраг, по дну которого текла одноименная речка. Мост простоял до начала 19 в. и только в 1839 г. был заменен земляной дамбой с сохранением наименования "Лыковой".(извините, автор строк нами утерян).

А.В.Ополовников:

Долго оставалось неизменным в северных деревнях устройство мостов. Деревянные бревенчатые мосты возводили плотники- мостовики еще во времена Киевской Руси.

До недавнего времени их можно было увидеть на многих северных реках. Размеры их самые различные: от маленького мосточка, перекинутого через ручей-речушку, до огромного моста длиной свыше ста метров, опирающегося на могучие бревенчатые ряжи. Отсюда и название таких мостов - ряжевые. Это исключительно интересные и своеобразные сооружения.
Их конструктивную основу составляют рубленые ряжи - городни с системой внутренних «карманов» для валунов и галечника, размещенных на разных уровнях. Для рек с твердым, каменистым дном, затрудняющим устройство обычных, то есть свайных, оснований, бревенчатый ряж является не только самой рациональной опорой деревянного моста, но и единственно возможной. А поскольку большинство северных рек, порожистых и бурных, имеет твердое, каменистое дно, постольку и ряжевая конструкция моста получила тут самое широкое распространение.

(Мост в Измайловской: ч/б фото из книги Г.В.Алферовой, цв. фото - В.Шелемина)

Трудно поверить своим глазам, когда видишь, как по таким мостам, уже порядком обветшалым, идут тяжелые грузовики или еще более нелегковесные тракторы, а то и с прицепами. Подобную картину мы наблюдали совсем-совсем недавно на мосту через реку Вол в Нижегородской губернии, в Ветлужском ее районе. Правда, сама река Вол не столь обстоятельна, как, например, Онега или Кена в Архангельской области, где были найдены лучшие, можно сказать, классические образцы ряжевых мостов, к тому же и наиболее значительных по своим размерам. Но, согласитесь, увидеть летом 1991 г. исправно действующий деревянный ряжевый мост через реку, по которому хоть и не один за одним, но даже и время от времени идут грузовики с плотно утрамбованными стогами сена, - явление уникальное. Именно явление. Картиной виденное назвать маловато.

Ряжевые мосты устойчиво противостоят и могучим потокам весенних вод. Можно только восторженно удивляться тончайшей строительно-расчетной интуиции плотников-мостовиков. Мудрость жизни - источник их мастерства.

В деревне Овчинконец, она же Федоровская, Архангельской области рубленый мост на пяти ряжах-городнях был перекинут через реку Кену. Когда он был построен, трудно сказать. По нашим сведениям, в 1930-х годах, заменив собой обветшавший точно такой же мост.

Еще в глубокой древности проходил здесь путь в Новгородскую землю. Позже, в XVII-XVIII вв., кенорецкие земли принадлежали большому местному монастырю, имевшему широкие торгово- хозяйственные связи со многими областями России.

Старики говорят, что через каждые полвека, а то и три десятка лет строили новый мост взамен старому. Неравнодушно относился народ к тому, в каком окружении пребывает на земле, с уважением к себе и к своей жизни относился, считая неподневольный труд, даже и нелегкий, радостью, ублажающей и просветляющей душу.

Любопытно, что конструктивное устройство нынешних ряжевых мостов схоже с устройством их древних прообразов. Так, мост в деревне Федоровской почти такой же, как "Великий мост" через Волхов в Новгороде, известный по описаниям XII столетия. Начиная с 1133 г. летописи постоянно свидетельствовали о различных повреждениях Великого моста наводнениями, бурями, буйными ледоходами. Ну а мост продолжал стоять - значит, его постоянно ремонтировали, за ним следили.

Ю.С .Ушаков:

..."Великий мост" через Волхов, соединявший Софийскую и Торговую стороны Новгорода, имел 29 ряжей - "городен"....

А.В.Ополовников:

Мосты на ряжах - это не только особый тип гидротехнических сооружений, выполняющих свои прямые функции. Многие из них, в частности мосты на реке Кене (их несколько - не только в деревне Федоровской), представляют собой крупные выразительные сооружения, входящие неотъемлемой частью в ансамбли северных деревень. Вместе с жилыми и хозяйственными постройками, часовней или церковью, вместе с рекой, ее порогами и каменистыми берегами, вместе со всем окружающим пейзажем они активно участвуют в формировании архитектурно-пространственной среды поселения... .

Ю.С.Ушаков:

На нешироких реках для перекрытия пролета использовались выносные консоли береговых устоев. На более широких реках на дно устанавливались промежуточные рубленые устои – ряжи (мостовые «городни»). В ряжах устраивались ледорезы, а для предотвращения всплытия моста в половодье ряжи пригружались к дну валунами... .

Так устроены два сохранившихся моста через Кену (Плесецкий район Архангельской обл.) длиной 92 и 126 м у деревень Лешево и Федоровской (мост у Лешево срублен в конце 18 в., мост у дер. Федоровская повторен после сноса его половодьем в 1954 г.).
Оба моста имеют по два береговых устоя и три промежуточных при максимальном пролете между ряжами 17 м. В верхних частях устоев-ряжей сделаны консольные уширения, воспринимающие нагрузку от пролетного строения. Такая же конструкция характерна и для древних деревянных мостов... .

Г.П.Гунн:

В деревне Кенорецкой (Измайловской) - мост 18 века. Быки моста, называемые городнями, напоминают в плане очертания лодки. Они срублены из бревен и внутри заполнены диким камнем. Городни поддерживают накат из бревен, составляющих проезжую часть моста. Подобная конструкция восходит к глубокой древности. На Кене они сохранились до наших дней. Плотники Севера выступают здесь как выдающиеся инженеры - строители мостов с большими пролетами. Длина моста в Кенорецкой - 126 м, другой мост на Кене в деревне Овчин Конец (Овчинконец, Федоровская) длиной 92 м... .

Г.В.Алферова:

Не менее интересны мосты, сохранившиеся от прошлого или вновь построенные по старым образцам. Все они неизменно соблюдают древние конструктивные приемы и хранят сложившиеся в веках архитектурные образы. Такие мосты хорошей сохранности, работающие с полной нагрузкой, имеются в самых различных местах бывшей территории древнего Каргополья.

Наиболее древний мост находится в селе Шильда, на границе современного Каргопольского района и Вологодской области (см. ниже левый снимок - из книги И.В.Маковецкого -М.З.)

У Маковецкого нашелся еще один ряжевый мост - на реке Шуе в селе Шуерецкое Беломорского р-на Карелии (фото справа).

Есть еще один вид мостов - не менее привлекательный. Это мосты, перекинутые через небольшие реки или протоки. Нам известны уже четыре таких моста или мостика. Один на Малом Порженском озере, второй в южной части Парка, третий ведет на остров. где находилась НаглимозерскаЯ пустынь, четвертый - между д.Кожевниково и д.Минино в Шуй-лахте Свинового озера
Порженский мост представлен на фотографии из книги Гунна, второй мост «подарила» нам Анна Разумовская из Питера, работавшая в Парке.

Г.П.Гунн о первом мосте:

«…По-видимому, он прошлого (19) века, но сохраняет все конструктивные особенности древнерусской строительной техники.

Он состоит из пяти четырехугольных срубов, заполненных внутри бутовым камнем. Пролеты между срубами- «городнями»-перекрывают огромные бревна, на которые положен бревенчатый настил, а на него толстые тесовые доски».

Вот, что сообщает о втором мостике А.Козыкин, зам директора Кенозерского Парка:

«Мост этот устроен на протоке между озёрами Вендозеро и Торосозеро (система озёр Масельгской системы, западнее водораздела). Мост находится на дороге от деревень Гужёво и Масельга на карельскую деревню (нежилую) Пелусозеро (приблизительно в 10 км от Масельги, недалеко от границы Карелии и Архангельской области), и на мельницу на ручье Кулгомручей (ручей, вытекающий из следующего за Торосозером озера - Левусозера.
Мост отреставрирован недавно (около 10 лет назад) московским реставратором Дмитрием Соколовым и его студентами. Насколько мне известно, при реставрации были выдержаны первоначальные размеры очень точно. Использованное дерево - осина. Камнями ряжи не забивались, т.к. сильного течения на протоке и ледохода не бывает. Время устройства моста я не знаю. Но по фрагментам и по времени хозяйственного использования лесной дороги можно предположить, что, скорее всего - начало 20 века, и не позднее 60-х годов. Но сама дорога очень древняя, т.к. соединяла древние населённые пункты - деревни Гужёво, Масельга, Пялозеро, Пелусозеро».
И еще А Козыкин сообщает об остатках похожего моста около макарьевского монастыря (Хергозеро) и далее: "Был мостик у Кириллово-Челмогорского монастыря через речку Чёлму, но, по- моему, он был не ряжевой конструкции. То, что есть на Чёлме сейчас, - новодел.
Видел деревянные мосты, вернее, плотины на реках Сухая Водла и Вама в Водлозерском Парке. Они были построены в 34 - 35 годах 20 века. В традициях строительства ряжевых мостов".
Третий ряжевый мост отыскался в 2005 году. Мост совсем новый, поставлен вместо давно стоявшего между материком и островом на Наглимозере. Через мост идет тропа к дальнему концу острова, где находилась когда-то Наглимозерская пустынь.