Клаппер
Откроет наш список древняя форма, в которой большие плоские каменные плиты опираются на груды камней. Большинство из них были построены в средневековье, чтобы проложить путь через реку или другую преграду.
Прекрасный пример такого типа, это Постбридж, сооружённый над рекой Ист-Дарт в английском графстве Девон. Его плиты имеют длину более 4 м, а вес каждой плита весит более 8 тонн. Он был построен в XIII веке, чтобы позволить лошадям пересекать реку, доставляя олово в знаменитый город Тависток.
2
Поэтика и практика
В Санкт-Петербурге находится 93 водные артерии, сюда включены реки, протоки, каналы и почти 100 водоемов. Беспрепятственное сообщение между островами и частями города обеспечивают мосты, которых насчитывается около 800, из них 218 предназначены для пешеходов. С начала строительства города была заложена традиция возведения мостов, без которых Санкт-Петербург уже немыслим. Они составляют часть его архитектуры, истории, преданий и культуры.
Пожалуй, ни в одном городе России так активно не пользуются разводными переправами, как в Санкт-Петербурге.
Символом Северной столицы по праву считается один из старейших мостов – Дворцовый. Он был построен по проекту инженера Пшеницкого А. П. и соединяет Адмиралтейский остров со Стрелкой Васильевского острова. Современные механизмы поднимают 700-тонные конструкции центрального пролета для прохода судов.
Самый длинный разводной мост в Санкт-Петербурге носит имя Александра Невского. Его длина 905,7 м, центральный разводной пролет выполнен из металла, время разведения конструкции составляет всего 2 минуты.
Виды мостов Санкт-Петербурга включают в себя всю историю мостостроения – от первых деревянных до современных многополосных вантовых сооружений. Большой Обуховский мост, например, имеет длину 2824 м, и на сегодняшний день это одно из самых протяженных инженерных сооружений в России. Он составлен из двух параллельных одинаковых частей, по которым организовано четырехполосное одностороннее движение.
Ферменный
Вместо одной балки, которая должна выдерживать все силы, используется серия балок и ферм. Ферма — это треугольный каркас, который распределяет силы растяжения и сжатия по мосту.
Есть несколько способов построить мост с фермами, но все они преследуют одну и ту же цель: распределить силы растяжения и сжатия, чтобы конструкция не обрушилась. Ферма придаёт устойчивости всей конструкции, способной выдерживать большие внешние нагрузки на длинном пролёте.
3
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.
Арочный
Их начали возводить ещё в далёкой древности, и они оставались популярными до тех пор, пока промышленная революция и материаловедение не позволили архитекторам создавать более совершенные и эффективные конструкции.
Нижняя сторона арочного моста выглядит иначе, чем у других типов. У всех изогнутая нижняя сторона, которая выглядит так, будто кто-то вырезал полукруг из нижней части. Часто такие конструкции можно встретить в пределах городов над небольшими речками, но и более массивные, над большими реками.
4
Лунный
Один из самых романтических типов. Полукруглая арка, отражаясь в воде, завершает круг на 360 градусов и напоминает полную луну. Эти сооружения возникли в азиатской культуре. Первоначально они были построены в Китае, а затем завезены в Японию.
В основном сделаны из камня, дерева и металла. Поскольку они крутые, у них есть то преимущество, что они не используют пространство из прилегающих полей. Это великолепный способ наладить пешеходное движение над конструкцией и движение лодок под ней.
5
Подвижный
Одни из самых технологически сложных мостов, которые перемещаются, чтобы пропустить лодки и баржи. Это может быть вертикально-подъёмный, подъёмный, поворотный или транспортный.
Они приводятся в действие электродвигателями, будь то гидравлические поршни, рабочие лебёдки или зубчатые передачи. В целом могут быть довольно длинными. Главный недостаток заключается в том, что дорожное движение должно быть остановлено, когда он открыт для прохода водного транспорта.
6
Подчёркнутый ленточный
Напряжённый ленточный мост, который ещё называют цепным, представляет собой натяжную конструкцию. Он имеет два или более подвесных троса, встроенных в деку. Эти тросы проходят по дуге цепной цепи между опорами и обеспечивают жёсткость.
Конструкция обычно изготавливается из бетона, армированного стальными натяжными тросами. Эти мосты очень эстетичны, экономичны, практически не требуют обслуживания. По мнению редакции ТопКафе, это одни из самых красивых мостов в мире.
7
Из коробчатых балок
Photograph: Scott Davis, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Главные балки состоят из пустотелых коробчатых балок. Коробчатая балка изготавливается из конструкционной стали, предварительно напряжённого бетона или из железобетона и стали.
Коробка обычно бывает трапециевидной или прямоугольной в поперечном сечении. Это уменьшает толщину плиты, а следовательно, вес всей конструкции. В основном такие мосты используются для развязок автомобильных дорог и современных надземных сооружений легкорельсового транспорта.
8
Сегментный
В отличие от традиционных методов строительства, которые строят конструкции в виде больших секций, сегментные строятся из небольших частей, называемых сегментами.
Они состоят из бетонных деталей, которые либо строятся в другом месте и доставляются на строительную площадку, либо полностью строятся на месте возведения. Хотя этот тип конструкции очень экономичен для длинных пролетов, он требует высокотехнологичных машин и особых мер безопасности во время строительства.
9
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.
Виадук
Виадук состоит из ряда небольших пролётов между высокими башнями. Его цель — провести автомобильную или железную дорогу через долину или заболоченное место. Хотя они намного более рентабельны, чем мосты или туннели с большими пролётами, им обычно не хватает вертикального и горизонтального зазора для больших судов.
Те, что построены над водой, используют последовательные арки или острова. Обычно они соединяются с туннелями или другими типами мостов для пересечения судоходных вод в виде участков виадуков.
10
Консольный
Построены с использованием консолей, структурных элементов, которые проходят горизонтально и поддерживаются только с одного конца. Для небольших пешеходных мостов консолью могут быть простые балки.
Консоли полезны для перекрытия водного пути, не разделяя его речными пирсами. В основном они используются для пешеходов, автомобилей и поездов. Самый длинный консольный мост в мире, это канадский Пон-де-Квебек, возведённый в 1917 году.
11
Подвесной
В подвесных мостах тросы, поддерживающие настил, подвешены вертикально (так называемые подвесы) к основному тросу. Этот основной трос закреплён на обоих концах, поскольку любая нагрузка, приложенная к конструкции, преобразуется в силу натяжения.
Для строительства подвесного моста требуется меньше материалов, и можно достичь более длинных пролётов по сравнению с другими мостовыми типами. Этот тип лучше всего выдерживает землетрясения.
12
Последние новации при строительстве искусственных сооружений на автомобильных дорогах
При создании искусственных сооружений проектировщики стараются применять прогрессивные конструкции и использовать передовые методики выполнения таких работ. Главной целью является повышение надежности конструкции, снижение расхода материала и уменьшения времени возведения. В создаваемых объекта должны применятся типовые решения и сборные конструкции, отвечающие действующим стандартам и техусловиям.
В последнее время набирает популярности 3D-печать разных конструкций. В качестве исходных материалов может применяться пластик, сталь, алюминий, хром-кобальт, никель и другие. Возможна специальная подготовка порошка. Пока такие технологии применяются только за границей для строительства небольших объектов. К примеру, 15 июля 2022 года в Амстердаме был открыт стальной мост, сделанный полностью на 3D принтере. Он объединил две набережные, имеет вес 6 т и длину 12 м.
В России ведется работа по решению проблем искусственных сооружений, многие из которых (свыше 5500) находятся в аварийном состоянии. С учетом этого до 2024 года планируется направить более 200 млрд рублей для приведения в нормальное состояние имеющихся объектов. Особое внимание уделяется регулированию и стандартизации в этой сфере.
Вантовый
Вантовые мосты получили широкое распространение с XIX века. Они состоят из одной или нескольких колонн (или башен) с тросами, непосредственно поддерживающими настил. Колонны поглощают и справляются с усилиями сжатия.
В отличие от подвесных, у этого типа есть тросы, которые идут прямо от башни к палубе, образуя серию параллельных линий или веерообразный узор. В этом диапазоне вантовый мост остаётся экономичным и элегантным благодаря относительно небольшой глубине балки.
13
Балочный
При возведении в них используются стальные или бетонные балки. Балка — это основная горизонтальная опора, которая поддерживает меньшие балки на настиле. Балочные мосты прошли долгий путь от их ограниченного применения с короткими пролётами до рентабельной функциональной формы, став одним из наиболее широко используемых типов мостов. Сейчас в таких типах используются современные, более прочные материалы.
14
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 реку Мойку 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.
Эстакада
Крестовина состоит из нескольких коротких пролётов, поддерживаемых близкорасположенными рамами. Козел, который используется в качестве опоры моста, представляет собой жёсткий каркас из дерева или железа.
Железные и деревянные эстакады широко использовались во всём мире в XIX столетии. Хотя эти мосты в значительной степени устарели, они по-прежнему неоценимы для инфраструктурных транспортных систем. Например, стальные или деревянные эстакады часто сооружают в местах, где засыпанный мост может блокировать потенциальные паводковые воды.
15
Что нам стоит мост построить. Понтонные мосты и паромы армии Великобритании
В данной статье речь пойдет о наплавных и понтонных мостах.
Но сначала давайте разберемся, что такое наплавной мост, а что такое понтонный мост и в чем его основное отличие от наплавного.
Наплавной мост
– это мост, собранный для преодоления водной преграды (реки, озера, пролива и т. п.).
Состоит такой мост из двух основных частей.
Первая – плавающая опора моста: лодка или понтон.
Вторая часть – это настил или проезжая часть, которые крепятся сверху лодки (понтона).
Разновидностью наплавного моста является понтонный мост
. Он представляет собой конструкцию, в которой заранее соединены в одно целое лодка-понтон и проезжая часть. Такое соединение составляет звено моста. При сборке понтонного моста эти звенья соединяют друг с другом, собирая переход через водную преграду.
Таким образом, понтонный мост является улучшенной версией наплавного моста.
Пример наплавного моста под Омском. Хорошо видны плавучие опоры из бочек и конструкция проезжей части из досок
Паромно-мостовое звено понтонного парка ПМП. Здесь плавающая опора и проезжая часть составляют одно целое, в отличие от конструкции наплавного моста на фото выше
В нашей среде больше распространен термин «понтонный мост». Поэтому в дальнейшем изложении мы будем чаще использовать именно такое словосочетание.
Итак, в своей простейшей форме наплавной (понтонный) мост представляет собой совокупность мелкосидящих лодок, присоединённых друг к другу и установленных через реку или канал, с какой-нибудь дорожкой или палубой, привязанной к вершине.
Вода действует как опора, поэтому ограничение грузоподъемности определяется общей и точечной плавучестью понтонов или лодок.
Реальность понтонных мостов такова, что с тех пор они не сильно продвинулись в плане своей конструкции.
Конечно, улучшились материалы, методы крепления понтонов, материалы для настила и т. д. Все это привело к повышению грузоподъемности, способности выдерживать быстрые течения рек и высокие скорости развертывания, но основные принципы остались неизменными.
Еще более старый вариант понтонного моста – это речной паром. Простая безмоторная лодка с плоским дном, которую буксируют через водную преграду с помощью силы человека, животного или двигателя.
Понтонный мост в целом будет иметь гораздо более высокую пропускную способность, чем паром, но паром имеет явное преимущество в том, что он не блокирует реку или канал для других судов. На реках с быстрым течением и на реках с высокими уровнями приливов и отливов, понтонный мост также может пострадать без серьезной системы крепления к берегу и постоянного внимания со стороны строителей моста.
Понтонные мосты и паромы теперь часто имеют общие компоненты. Например, в английском понтоне Бейли использовались многие детали моста Бейли, а современный мост Air Portable Ferry можно использовать как мост, понтон или паром.
Поэтому иногда сложно разделить развитие понтонных мостов и паромов, потому что они взаимосвязаны.
Пример речного парома, который перевозится лодкой с мотором
Элементы моста Air Portable Ferry, используемые в качестве парома
Первые понтонные мосты
Большинство историков считает, что первые понтонные мосты создали и начали использовать в Китае за несколько сотен лет до нашей эры. Их обычно называли лодочными мостами или понтонными мостами. Тексты из древней книги «Ши Цзин» указывают, что первая в истории понтонная переправа была построена в XI веке до нашей эры.
Однако историк Джозеф Нидхэм, опираясь на более надежные источники, говорит о том, что китайские временные понтонные мосты стали обычным явлением только на протяжении VIII и IX веков до нашей эры.
Первые более постоянные и надежные понтонные мосты, связанные железными цепями, появляются во время династии Цинь между 221 и 207 гг. до нашей эры. Джозеф Нидхэм описывает их как лодки, расположенные в ряд с досками, уложенными поперек этих лодок, что в целом совпадает с конструкцией понтонного моста сегодня. Он также указывает, что инженеры династии Цинь усовершенствовали понтонные мосты, разработав более надежные крепления между лодками и проезжей частью для постоянного их использования.
Прекрасным примером такой работы китайских инженеров является мост Дунцзинь в Ганьчжоу, который был построен во времена династии Сун (с 960 по 1279 год нашей эры).
Современная версия понтонного моста Дунцзинь китайской династии Сун
В Европе примером таких мостов можно считать понтонные мосты древних персов и римлян.
Самая известная история – о понтонном мосте длиной в 2 км через пролив Босфор, который был построен в 493 г. до н. э. греческим инженером для персидского императора Дария, чтобы тот мог преследовать отступавших скифов.
Понтонный мост Дария
Немногим позже, в 480 г. до н. э., для Ксеркса Великого из Персии был построен большой понтонный мост через Геллеспонт, или Дарданеллы в современной терминологии, который отделял Азию от Европы. Первые два моста были сделаны из папируса и льна. Поэтому неудивительно, что они были разрушены во время шторма. На это печальное событие Ксеркс по тем временам отреагировал вполне разумно: обезглавил инженеров, приказал выпороть воду и начать строительство новых мостов.
Первый мост Ксеркса
Поздние понтонные мосты (их было два) были более крепкими. Как писал греческий историк Геродот, их соорудили из более 700 кораблей (приблизительно по 360 судов на мост), связанных друг с другом канатами. Кроме этого, корабли, чтоб их не разбросало штормом вновь, были установлены на очень тяжелые якоря.
В первом варианте моста якоря были только на крайних прибрежных кораблях. После установки судов на них сверху были установлены доски, покрытые слоем хвороста и земли, образуя проезжую часть. Также по бокам проезжей части было установлено ограждение из веток, чтобы животные ни паниковали при виде окружающей их воды. Переправа армии Ксеркса заняла семь дней и ночей. При этом армия использовала северо-восточный мост, а огромное число слуг и вьючные животные переправлялись через юго-западный мост.
Строительство персами второго моста
Переход армии Ксеркса по второму понтонному мосту
Александр Великий иногда возил со своей армией корабли, разделенные на части, которые собирались вместе при выходе на берег реки, как при переходе через Гидасп. Практика использования шкур для надувания, когда войска должны были переходить реку, была принята греками, римлянами и монголами.
Использование ассирийскими солдатами для переправы через реки мешков, наполненных воздухом
Переправа войск Ганнибала на плотах через реку
Римляне также были великими военными инженерами, и многие их военные сооружения стоят и по сей день.
Во время Первой дакийской войны в 102 году нашей эры римские инженеры построили большой понтонный мост через Дунай. Конструкция моста, как и его предшественников, состояла из соединенных лодок и дощатого настила.
Римский понтонный мост через Дунай
Через несколько лет это событие было затенено строительством другого знаменитого каменного моста Траяна, длина которого составляла 1 135 м. Более тысячи лет этот мост был самым длинным арочным мостом в мире.
Реконструкция моста Траяна через нижний Дунай, выполненная инженером Э. Дуперрексом в 1907 году
Более массово понтонные мосты стали применять в XVII веке.
В это время понтоны использовались в качестве регулярных составных частей армейских поездов: немцы использовали кожу, голландцы – жестяную банку, а французы – медную «шкуру» на прочных деревянных каркасах.
В середине XVIII века русские изобрели разборный понтон, состоящий из парусиновой ткани, натянутой на деревянный каркас. Для транспортировки рама была выполнена разборной, а брезент складывался. Это был понтонный парк Андрея Немого.
Общий вид моста из парка А. Немого
Чертеж парусинового понтона из книги А. Немого «Руководство к знанию о походных мостах», 1781 года
Великобритания
А теперь перейдем непосредственно к английским мостам.
Одним из первых примеров наведения мостов военными в Великобритании – это попытка короля Эдуарда I пересечь пролив Менай в Уэльсе. Хотя с технической стороны эта попытка была удачной, но в тактическом плане это оказалось провальной операцией.
В 1277 году, чтобы подавить валлийское восстание, король Эдуард I послал отряд из 2 000 солдат захватить о. Англси, тем самым лишив противостоящие силы большей части продовольствия и обойдя обороняющиеся силы у Конви.
Для преодоления пролива смотритель портов Чинкве (Стивен де Пенкастер) получил задание построить понтонный мост. Для этой работы он использовал плотников и корабельных мастеров из своего района. В плане конструкции новый мост ничем не отличался от всех предыдущих. Он также состоял из нескольких связанных между собой лодок и проезжей части из бревенчатого настила. Данное сооружение получило название «лодочный мост».
К сожалению, элементы моста оказались слишком тяжелыми для перевозки. Поэтому решено было строить мост в Честере, поближе к территории восставших.
Лодочный мост Стивена де Пенкастера
Несмотря на то, что мост был в полном порядке, негативную роль сыграли плохая связь и координация действий. Как результат, английские войска перешли пролив в самый неподходящий момент и оказались зажаты между нарастающим приливом и противостоящими силами. Все это привело к плачевному результату.
Вот как описал это в своей хронике Уолтер Гисборо:
«Когда они достигли подножия горы и через некоторое время подошли к месту на некотором расстоянии от моста, прилив пришел с большим потоком, так что они не могли вернуться к мосту из-за большой воды. Валлийцы пришли с высоких гор и напали на них, и в страхе и трепете из-за большого числа врагов наши люди предпочли встретиться лицом к лицу с морем, чем с врагом. Они вошли в море, но, тяжело нагруженные оружием, мгновенно утонули».
Эдвард также использовал военных строителей мостов в Шотландии, на этот раз более эффективно. Король поручил военному инженеру магистру Ричарду создать набор переносных мостов в Кингс-Линн в Норфолке. Донные мосты решено было в дальнейшем использовать, чтобы пересечь реку Форт, аккуратно обойдя хорошо защищенный каменный мост Стирлинга.
Следующий этап использования понтонных мостов относится к началу ХІХ века.
Имеются отрывочные сведения об использовании в начале века ряда импровизированных понтонных мостов в Индии генералом сэром Артуром Уэлсли, но без конкретных примеров.
Английский понтонный мост через р. Инд
В 1809 году во время наполеоновских войн в Испании лорд Веллингтон приказал разрушить каменный мост через реку Алькантаре, чтобы помешать свободе передвижения французов. Хотя взрыв первоначально не разрушил мост полностью, через некоторое время одна арка рухнула на местных жителей. Это произвело негативное впечатления на военных, особенно потому, что это была операция под командованием британских вооруженных сил.
Когда ход войны изменился, в апреле 1812 года Веллингтон поручил подполковнику Стерджену произвести ремонт разрушенного ранее моста или соорудить понтонный мост. Стерджен не был офицером Инженерного корпуса, а был офицером Королевского штаба. По его замыслу, висячий мост через разрушенную арку был самым оптимальным вариантом. Строительство велось вдали от площадки моста, и его элементы транспортировалось вагонами. После того, как на месте были натянуты веревки через пролет, на них был развернут и закреплен свернутый мост.
Вот как этот эпизод описан на сайте Napoleon Series генералом Лейтом Хэя, командиром 5-й дивизии:
«Разрушенная арка имела такой большой пролет, а парапет моста настолько высок от русла реки, что ремонт с использованием древесины был невозможен. Проход, который нужно было преодолеть, был девяносто футов (27 м) шириной, а высота моста сто восемьдесят футов (54 м) от русла реки… Работа была начата с установки двух балок на опоры высотой четыре фута (1,2 м) и девяносто футов друг от друга. Они были прикреплены к боковым и торцевым стенам здания скобами и стропами, чтобы предотвратить их сближение из-за натяжения канатов. Затем вокруг них протянули 18 тросов, идущих от одного конца до другого. На веревки были помещены восемь деревянных кусков квадратной формы в шесть дюймов на равных расстояниях, с зарубками на расстоянии одного фута друг от друга, вырезанными на их поверхности, чтобы закрепить их; эти выемки обжигали горячим утюгом, чтобы веревки не натирались. Затем кабели были привязаны к балкам; они были связаны вместе веревочной пряжей, и цепи шпал были привинчены и уложены на сеть, и прикреплены к двум балкам, первоначально размещенным на концах работы. Доски были разрезаны и подготовлены к укладке поперек, просверлены на концах, чтобы получить линию, предназначенную для крепления их к шпалам и друг к другу… Следующим этапом было подготовить край сломанной части моста и разрезать каналы в кладке для приема покупок. Когда они прибыли на место, четыре прочных троса были протянуты из стороны в сторону в качестве проводников для прохождения вантового моста, причем балка с южной стороны была предварительно погружена в кладку; затем все это было растянуто лебедкой, установленной на противоположной пристани».
Чтобы понять важность этого момента и последующего разрушения французского понтонного моста через р. Тежу у Альмарасе, надо сказать, что эти два действия уменьшили расстояние марша для войск Веллингтона на 250 км и добавили 650 км для французов.
Модель моста подполковника Стерджена на Алькантар
В том же 1812 году были предприняты значительные усилия по наведению мостов через реку Тежу. Но все усилия закончились строительством каменного моста длиной более 190 м.
Когда Веллингтон победил в Испании, он двинулся во Францию.
Чтобы блокировать французскую армию на ее пути в Тулузу, нужно было пересечь реку Адур. Выбор места переправы осложнялся присутствием сил французского гарнизона, поэтому для обеспечения некоторой защиты для переправы было выбрано место ниже по течению, однако это означало, что здесь ширина реки была больше (почти 275 м), а берег подвержен сильным приливным колебаниям.
Решение этой важной задачи было поручено двум офицерам инженерных войск – подполковнику Эльфинстону и подполковнику Бургойну, а также известному нам подполковнику Стерджену, который представлял Королевский служебный корпус. Подполковник Бургойн позже получил звание фельдмаршала и, между прочим, в его честь названо одно из зданий (Центр изучения Бургойна) в Королевской военной инженерной школе в Чатеме.
Из-за большой ширины преграды и сильного колебания приливов было очевидно, что обычные понтоны или подвесной мост не подходят для этой работы. Поэтому военные инженеры приняли решение, в котором предполагалось использовались местные прибрежные суда, называемые chasse matrees.
Это были большие лодки, некоторые из которых превышали 15 метров в длину. Было «арендовано» 48 лодок. Разработанный подполковниками план предусматривал швартовку лодок с мостовой поверхностью, состоящей из деревянных досок, на расстоянии от 10 до 12 метров. Из-за того, что потребуется большое количество древесины, подполковник Стерджен предложил технику, аналогичную той, которую он применял при строительстве своего моста через Тежу в Испании, то есть использовать веревки, чтобы обеспечить поверхность, на которую можно было бы поместить меньшее количество досок.
Тросы были протянуты к берегу от двух центральных лодок и закреплены с помощью грузов (18-фунтовые пушки) и шпилей, закрепленных в земле. Для удержания лодок на воде каждая из них имела свой якорь, а некоторые и два якоря.
Из-за быстрого течения реки это было сделать сложнее, чем предложить. Пришлось приложить немало усилий для установки моста, но это того стоило. До места наводки моста доставили только 34 лодки. Остальные были потеряны из-за непогоды и прилива. За несколько дней до начала оборудования переправы на противоположном берегу был захвачен плацдарм. Защитникам его пришлось отбить несколько атак французов.
За ночь мост быстро закончили, и к полудню следующего дня через него перебросили войска, фургоны и артиллерию.
Историк Напье сказал о мосте:
«Грандиозное предприятие, которое всегда должно входить в число чудес войны».
Строительство наплавного моста через р. Адур
Герцог Веллингтон проявлял большой интерес к военному наведению мостов и в полной мере осознавал те стратегические преимущества, которые это могло дать. Поэтому данному предмету стали уделять гораздо больше внимания.
Были введены постоянные мостовые поезда и создана структура Королевских инженеров в Корпусе Королевских военных мастеров. В 1812 году был учрежден постоянный учебный центр в Чатеме для обучения корпуса военных мастеров (позже корпуса саперов и горняков) и королевских инженеров.
Во время войны на Пиренейском полуострове Веллингтон также осознал, что мостовое оборудование должно быть очень мобильным, поэтому он приказал изъять часть лошадей с артиллерийского поезда и отдать их инженерам.
В своих депешах он писал:
«Мы, к сожалению, задержались из-за движения нашего моста, без которого очевидно, что мы ничего не можем сделать, оборудование довольно новое и идет только из Абрантеса, но уже было много поломок, и я понимаю, что вагоны ужасно плохие. У меня будет печальная работа над этим мостом на протяжении всей кампании, и все же мы ничего не сможем без него».
Перевозка понтонов мостовым поездом. Открытка ХХ века
Конец Наполеоновских войн ознаменовал собой почти 50-летний период мира в Европе. Но британские силы продолжали использовать за границей, например, в Индии.
В 1839 году во время наступления на Афганистан в Буккуре (ныне территория Пакистана) был построен понтонный мост с очень большим пролетом.
Буккур – это укрепленный остров и естественный переход на берегу Инда между Суккуром и Иторе. Сам мост состоял из двух пролетов, один – длиной 200 м, а другой – более 300 м. На строительство данного моста потребовалось более 90 лодок и 14 дней. Хотя высокая скорость реки и ее каменистые берега создавали проблемы, мост позволил перекинуть по нему несколько тысяч солдат и десятки единиц техники.
Мосты и дальше, на протяжении всего XIX века, продолжали играть важную роль во время боевых действий в Абиссинии, Крыму, Индии, Западной и Южной Африке.
У первых понтонов открытого типа был ряд недостатков, среди них самые большие – сложность их транспортировки к месту (если не по реке) и их восприимчивость к плохой погоде. Поэтому в начале 1800-х годов были предприняты согласованные усилия по улучшению конструкции мостов.
В 1814 году полковник сэр Джеймс Коллтон (в других источниках Коллетон) сконструировал цилиндрический понтон-буй с коническими концами и сделанный из деревянных клепок наподобие бочки. Данное изобретение, к сожалению, не имело успеха. Но закрытый понтон стал основой для более поздних типов.
Первым значительным развитием после этого был понтон Пэсли 1817 года, спроектированный подполковником Чарльзом Пэсли из Инженерного предприятия в Чатеме. Понтон Пэсли отличался от лодок открытого типа по ряду ключевых моментов. Он был замкнутым и, следовательно, имел большее сопротивление заливанию водой, имел много точек крепежа для крепления дорожного настила и, что, возможно, более важно, был секционным – состоял из двух частей.
Нос каждой части понтона был заострен, а корма имела форму квадрата. Это позволило разбить понтон, как указано выше, на две части (полупонтоны) для облегчения транспортировки. При сборке моста пару таких понтонов соединяли кормой, чтобы сформировать единый поплавок (единую опору), оба конца которого были заострены, что является важным соображением для использования на водных преградах.
Понтоны были построены из легких деревянных каркасов, покрытых листовой медью, и обшиты деревом. Каждый полупонтон был разделен на водонепроницаемые отсеки и снабжен средствами откачки воды. Для перевозки моста на одну вагонетку грузили пару полупонтонов и надстройку одного пролета моста.
Сэр Чарльз Пэсли
И его понтон
Понтон Пэсли прослужил много лет, но в 1836 году был заменен понтоном Бланшарда, который был цилиндрическим с параболическими концами, состоял из оловянных цилиндров шириной 3 фута (0,9 м) и длиной 22 фута (6,6 м), расположенных на расстоянии 11 футов (3,3 м) друг от друга, что делало понтон очень плавучим. На одной тележке перевозили два понтона и два отсека надстройки.
С одной или двумя модификациями понтоны Бланшарда использовались в британской армии до конца 1870-х годов, но в конечном итоге от него отказались.
Модель понтона Бланшарда
В конце 70-х годов ХІХ века британские инженеры вернулись к конструкции открытого понтона, которой в те времен придерживались инженеры всех континентальных армий.
За понтоном Бланшарда последовал понтон, спроектированный полковником Бинден Бладом.
Понтон назвали Blood, в честь его создателя. В его конструкции, как отмечено выше, вернулись к концепции открытой лодки с палубными концами и частично палубными бортами, на которых были закреплены уключины. Боковины и дно были из тонкой желтой сосны с парусиной, прикрепленной к обеим поверхностям раствором индийской резины и покрытой снаружи морским клеем.
Генерал сэр Бинден Блад
В своих мемуарах «Four Score Years and Ten», опубликованных в 1935 году, Бинден пишет:
«В 1865 г. меня назначили в один из отрядов королевских инженеров, специальностью которого были транспортировка и быстрое строительство плавучих мостов на «Первой линии». В ноябре 1866 г. я двинулся в Чатем с этим отрядом. Мы провели там поучительный и очень приятный год, вернувшись в Олдершот в ноябре 1867 г. Когда мой отряд находился в Чатеме летом 1867 г., наши высшие власти решили, что наше оборудование для понтонного моста было неудовлетворительным в некоторых деталях, и предложили офицерам представить проекты для нового образца. Итак, я представил новый проект, который был одобрен для испытания, и через некоторое время после того, как мой отряд вернулся в Олдершот в ноябре 1867 года, меня отправили обратно в Чатем для проведения необходимого производства и экспериментов по приказу Комитета RE, который затем занимался такими вопросами. Я оставался в Чатеме, с коротким отъездом в Олдершот в 1870 году, пока не поехал в Индию в 1871 году, а новое понтонное оборудование было окончательно принято на снабжение в 1870 году».
Понтон Биндена Блада в транспортном положении
Уже в Индии в июне 1879 года Бинден Блад лично руководил наводкой своего собственного моста у форта Пирс, который должен был заменить действовавший там около 9 лет паром, работающий по тросу, протянувшемуся от берега к берегу.
Длина понтонного моста Blood составила около 250 м.
Здесь необходимо сказать, что под командованием Биндена Блада в Полевых войсках Малаканда служил будущий премьер-министр Великобритании Уинстон Черчилль.
Важно отметить также и тот факт, что интерес к мосту из понтонов Блада проявила и сама королева Виктория. Она непосредственно присутствовала при строительстве 240-футового (72 м) моста через Темзу в Дэтчете недалеко от Виндзора. Она, очевидно, нашла это мероприятие интересным, поскольку на следующий день королева появилась у моста вновь, чтобы засвидетельствовать его снятие с водной преграды.
Описание понтона Blood (или в дословном переводе «Кровавого понтона») мы находим в «Трактате о военных каретах и других изделиях Королевского экипажа»:
«Понтон можно использовать как понтон на мосту или как лодку: его внешние размеры 21 фут 1 дюйм x 5 футов 1 дюйм x 2 фута 6,5 дюйма в глубину; его вес составляет 7 центнеров на 1 фунт, а тоннаж – 9,685 тонны. В горизонтальном сечении он прямоугольный, его стороны почти прямые и вертикальные, а концы закруглены. Каркас, который очень легкий, сделан из желтой лозы и каменного вяза, причем прямые части сделаны из первых, а изогнутые – из вторых. Рама обшита желтой сосной, а каждая сторона обшивки покрыта брезентом, прикрепленным раствором из индийской резины. Перед покраской понтон полотно покрывается морским клеем, а днище защищено четырьмя продольными ребрами жесткости, обтянутыми железными фрикционными пластинами. Понтон имеет восемь деревянных ручек по бокам, примерно на полпути вверх, шесть – прикреплены канатами, а две – на проволоке. При этом последние служат проушинами для крепления тросов, он также имеет на каждом конце кольцо для троса и снабжен четырьмя уключинами вдоль планширя с каждой стороны и на каждом конце по одному для рулевого весла; также есть приспособления для крепления седельной балки».
В этой ситуации возникает естественный вопрос.
Почему, имея прогрессивные закрытые понтоны, все же вернулись к конструкции открытой лодки?
В то время ответ оказался очень простым.
Опыт использования трубчатых или округлых конструкций типа понтонов Бланшарда, показал, что при погружении более чем на половину они становятся неустойчивыми и трудными в обращении. Поэтому одна из идей противодействовать этому заключалась в том, чтобы сделать понтоны треугольными по форме. То есть зауженными к низу, как у кораблей.
Такая форма была необходима, чтобы при воздействии давления от проходящих нагрузок погружался больший объем, и это формировало более стабильную и увеличивающуюся противодействующую силу. Идея была хорошая, но непрактичная с техникой строительства того времени. Поэтому было решено возвратиться к конструкции обычной открытой лодки. Фактически многочисленные европейские армии, особенно голландцы и французы, учитывая их значительный опыт работы с понтонами, никогда не применяли британский метод закрытых понтонов. Очевидно, это был случай победы опыта над новыми дизайнами.
«Кровавый понтон» действительно имел ряд важных особенностей. Например, на понтон устанавливалась продольная опорная балка, чтобы принимать на себя нагрузку от настила. Эту балку можно было легко снять, если бы понтон использовался как обычная лодка.
Примерно в это же время Королевские инженеры, как и многие европейские армии, сформировали специальные понтонные войска.
Комплектовали эти войска рослыми и физически сильными солдатами, потому что им приходилось физически поднимать тяжелое понтонное оборудование. Эти специально созданные подразделения хорошо проявили себя в южноафриканских войнах и, благодаря своим физически сильным бойцам, выиграли не менее тринадцати чемпионатов по перетягиванию каната между подразделениями английской армии!
Дальнейшим развитием понтона Blood стал понтон Mark II или понтон Клаусона, которому суждено было оставаться на вооружении до 1924 года.
Чертеж понтона Клаусона
Понтон назван в честь лейтенанта Royal Engineers Дж. Э. Клаусона.
Данный элемент вооружения представлял собой, по сути, модифицированный «Кровавый понтон», поделенный пополам. Он также продемонстрировал возвращение к многосекционной конструкции, предложенной ранее в понтоне Пэсли и очень успешном австрийском понтоне Birago.
Рисунок понтона Клаусона
Понтонный отряд Royal Engineers на марше с понтоном Clauson или Mark II – 1915 г.
Вместо двух одинаковых секций на понтоне Клаусона использовалась конфигурация заостренной носовой части и квадратной кормы. Эти две секции при необходимости можно было использовать независимо друг от друга. Соединялись части понтона вместе с помощью фитингов из фосфористой бронзы. Такая гибкость в использовании позволила собирать разнообразный ряд конфигураций мостов – от легких пехотных до более тяжелых типов для фургонов и транспортных средств.
На фотографиях ниже показан понтонный мост из понтонов Mk II в действии во время Первой мировой войны.
Британская артиллерийская батарея пересекает понтонный мост через реку Дияла недалеко от Багдада в марте 1917 года. Этот мост был построен 71-й полевой ротой Королевских инженеров в 11 часов утра 10 марта после ночного перехода через реку 5-м батальоном Уилтширского полка. 88-я полевая рота, Королевские инженеры и 8-й Уэльский пионерский полк обеспечивали плацдарм на удерживаемой турками стороне реки (фото с сайта remuseum.org.uk)
Рота D 1-го батальона «Камеронианцы» (шотландские стрелки) переходит понтонный мост через Марну в Ла-Ферте-су-Жуар, 10 сентября 1914 года (фото с сайта remuseum.org.uk)
Очень часто при обустройстве понтонной переправы встречались с проблемой соединения моста с берегом. Особенно это важно, если берег выше дорожного настила или река является приливной. Здесь требуются некоторые приспособления для обеспечения доступа с берега реки к настилу понтонного моста.
Англичане решили данную проблему просто.
Они использовали опыт австрийской армии, где для перехода с берега на мост и обратно использовали эстакаду Birago.
Эстакада (козел) Birago – изобретение австрийского военного инженера Карла фон Бираго, один из типов неподвижных опор для понтонных мостов
На видео ниже показаны учения австрийской армии в 1939 году. На них военные инженеры обустраивают береговой переход с помощью эстакады, похожей на козел Birago!
На переломе веков эстакада Бираго была заменена эстакадой Вэлдона.
В начале Первой мировой войны два мостовых поезда Королевских инженеров были оснащены понтонами Mark II и эстакадой Вэлдона, как дополнение к ряду оборудования для легких плотов, созданных на основе гораздо более ранних конструкций.
Рисунок эстакады Вэлдона
Эстакада Велдона и понтоны Mk II, используемые на реке Тигр, 1917 г.
Разработки во время Первой мировой войны включали введение в состав понтонных мостов эстакады Marston Lever Trestle (рычажной эстакады Марстона) и эстакады Mark IV.
На видео ниже показано, как австралийские анзаки строят мосты через реку Нил в Египте в период Первой мировой войны. На кадрах хорошо видны понтоны Mark II и эстакада Вэлдона, процес установки моста, а также использование понтонов в качестве парома.
По мере увеличения веса транспортных средств и артиллерии стало очевидно, что плавучие мосты необходимо будет модернизировать, чтобы приспособить их к изменившимся условиям.
В эти разработки входили понтон Mark III, Mark II с другой облицовкой и эстакада Mark V, которая оставалась на вооружении до 1920-х годов.
Во время войны был спроектирован и использован ряд плавучих мостов, но в относительно небольшом количестве, в том числе мост Санки типа B, в котором использовались стальные балки вместо деревянных брусов на Понтоне Mark II и тяжелом стальном понтоне.
Следующим крупным достижением английских военных инженеров стал Тяжелый плавучий мост Инглис, уникальный в то время, потому что в нем использовалась конструкция с непрерывными балками для распределения нагрузки на ряд новых тяжелых понтонов. Несмотря на значительный прогресс и удачные испытания в Крайстчерче, Дорсет, мост не был принят на вооружение, потому что война к тому времени уже закончилась.
Понтонный мост Инглиса. Танковые мостовые испытания в Крайстчерче, Дорсет, конец 1918 года
Тяжелый плавучий мост Инглис на испытаниях, 1918 г. Кадр из фильма об испытаниях с сайта www.iwm.org.uk
В конце двадцатых годов ХХ века в процессе обновления оборудования для переправ был введен ряд новых понтонов и эстакад, включая понтоны Mark IV и эстакаду Mark V.
Понтон Mark IV был полностью закрытым и состоял из фанеры Consuta, поэтому его часто называли понтоном Consuta. С безопасной плавучестью грузоподъемность моста составляла 6,5 тонн.
На рисунке внизу показан способ изготовления обшивки корпуса понтона.
Медь представляла собой непрерывный стежок, который петлял внутри корпуса и выходил из него через деревянную облицовку. На Consuta есть четыре винира (накладки, замещающие собой внешний слой) из красного дерева, перебитые бязью (холст, пропитанный льняным маслом) для обеспечения водонепроницаемости кожи.
Данная конструкция дала очень легкий, но очень прочный корпус. Медь использовалась, потому что в то время не было водостойких клеев. Эта форма сшитой конструкции была запатентована Saunders, а фанера получила название Consuta plywood.
Понтон Consuta. Рисунок из руководства по использованию понтона
В козлах Mark V впервые вместо дерева начали использовать мягкую сталь.
Следующие козлы Mark VI были намного мощнее и были представлены в 1929 году. Козлы могли использоваться и без понтонов как крайние основы для переходов через неширокие препятствия.
Легкий грузовик Моррис Карримор 17-й полевой роты королевских инженеров буксирует понтон на прицепе
На видео внизу от компании Pathe показан момент наводки моста из понтонов Mark IV.
Продолжение следует…
Вантовый с консольным лонжероном
Современная разновидность вантового моста. В такой конструкции распределение сил не зависит исключительно от консольного действия лонжерона (опорной башни). Распределение веса в лонжероне и угол между лонжероном и мостом играют важную роль в снижении опрокидывающих сил, приложенных к лонжерону основания.
Иногда лонжерон поднят до угла, при котором он уравновешивается структурным хвостовым оперением. Многие конструкции имеют изогнутый назад лонжерон, который выдерживает вес палубы.
Деревянные мосты
Первые мосты в истории человечества сооружались из дерева. Долго эти сооружения не могли использоваться без соответствующего ремонта, постоянных профилактических работ и замены отдельных частей и креплений. Это было сопряжено с трудностями строительства и недолговечностью самого материала. В настоящее время строятся следующие виды деревянных мостов:
- В зависимости от системы – балочные, подкосные.
- В зависимости от конструкции – пакетные строения с пролетами, фермовые мосты.
Балочное строение наиболее простое, а потому быстро монтируемое сооружение. Опорные балки забиваются в грунт на глубину до 4 м. На верхние концы свай с помощью стальных штырей укладываются насадки, все сваи связываются в единое целое, сверху настилается полотно для движения. При строительстве деревянного моста важно создать прочное сопряжение конструкции с насыпью из грунта на обоих концах, делается это для того, чтобы мост был устойчив.
Сейчас появилась тенденция возрождения строительства деревянных мостов, что связано с появлением технологии изготовления клееного бруса, более устойчивого к агрессивной среде, внешним силам кручения и более долговечен в эксплуатации, к тому же его длина не зависит от естественного роста дерева.
Вантовый с боковым лонжероном
Довольно необычный мост, в котором кабельная опора не перекрывает проезжую часть. Вместо этого он консольный с одной стороны. Кабельные трассы обычно выровнены по средней линии всего сооружения. Силы передаются через тросовые опоры, затем через опоры сжатия и далее в фундамент.
Такие необычные инженерные сооружения подходят для регионов, где дорога идёт вверх по течению, пересекает ручей и поворачивает обратно на другой стороне в направлении вниз. Построив часть поворота на конструкции, можно сделать поворот плавным, что позволит транспортным средствам двигаться быстрее.
17
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.
При строительстве железнодорожных мостов широкое применение получили металлические конструкции с решетчатыми фермами. Основным достоинством этих решений является эффективность в эксплуатации, быстрота строительства и демонтажа отдельных частей, сравнительно низкая себестоимость производства, возможность сооружения конструкции в кратчайшие сроки на доступных участках и в любой географической зоне.
Спиральный
Фото: Jakob Montrasio from Saarbrücken, Germany, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
Такой вид конструкции пересекает собственную дорогу и полезен на крутых склонах. Конструкция поднимается по устойчивой кривой до тех пор, пока не закроет петлю, проходя над собой по мере увеличения высоты, позволяя транспортным средствам набирать высоту на относительно коротком горизонтальном расстоянии.
Это лучшая альтернатива зигзагообразным дорогам, позволяющая избежать остановки транспортных средств и изменения направления движения при подъёме или спуске. Такой же дизайн характерен для многих многоэтажных автостоянок.
Мосты широко представлены в фольклоре разных народов мира. К примеру, в русских сказках встречается Калинов мост, переброшенный через реку Смородину. Считается, что он соединяет мир живых и мёртвых. В скандинавских сагах существует таинственный биврёст — «дрожащий мост», который соединяет небесный город Астрад с другими территориями и мирами. Редакция TopCafe просит вас добавить в комментариях к статье какие ещё виды мостов вы бы хотели здесь увидеть.
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.
