Лекция 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ

Лекция 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТАХ 1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК 2. ПРИНЯТАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ 3. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ 4. ОСОБЕННОСТИ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК (ВИСЯЧИЕ МОСТЫ)

ПЕРВЫЙ ПЕРИОД с середины XVIII в. и до 1810 г. ü 1741 г. – цепной мост основным пролетом 21 м через р. Тисс в Великобритании; ü 1785 г. – цепной мост основным пролетом 38 м через р. Лаан в Германии; ü 1809 г. – цепной мост основным пролетом 74 м в штате Массачусетс, США; ü и др. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

Висячий цепной мост Jakob’s Greek Bridge в США (проект Финлея, 1800– 1801 г. )

ВТОРОЙ ПЕРИОД с 1810 г. и весь XIX в. ü 1820 г. – цепной мост основным пролетом 110 (137) м через р. Твид в Великобритании; ü 1826 г. – цепной мост основным пролетом 177 м через пролив Меней в Великобритании; ü 1834 г. – кабельный мост основным пролетом 265 (273) м через р. Зане во Фрейбурге, Швейцария; ü 1883 г. – кабельный мост основным пролетом 486 м в Нью–Йорке, США (Бруклинский мост); ü 1890 г. – кабельный мост через р. Темза в Лондоне, Великобритания (Мост–замок Тауэр); ü и др. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

Менейский мост цепной мост основным пролетом 177 м, через пр. Меней, Великобритания, 1826 г.

Фрейбургский мост первый в истории кабельный мост основным пролетом 265 (273) м, через р. Зане во Фрейбурге, Швейцария, 1834 г.

Бруклинский мост основным пролетом 486 м, через Ист–Ривер в Нью–Йорке, США, 1883 г.

Мост–замок Тауэр висячий разводной мост , Великобритания, 1890 г.

ТРЕТИЙ ПЕРИОД XX в. – начало XXI в. (мосты Соединенных Штатов Америки) ü 1903 г. – мост основным пролетом 488 м в Нью–Йорке (Вильямсбургский мост); ü 1931 г. – мост основным пролетом 1067 м через р. Гудзон в Нью–Йорке (Мост Джорджа Вашингтона); ü 1936 г. – мост пролетами 704 м в Сан–Франциско (Оклендский мост); ü 1937 г. – мост основным пролетом 1280 м в Сан–Франциско (Мост Золотые ворота); ü 1940, 1950 г г. – мост основным пролетом 853 м через р. Такома, штат Вашингтон (Такомский мост); ü 1957 г. – мост основным пролетом 1158 м через пролив Маккинак, штат Мичиган; ü 1965 г. – мост основным пролетом 1298 м в Нью–Йорке (Verrazano Narrows); РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

Мост Джорджа Вашингтона первый в истории мост с основным пролетом более 1 км – 1067 м, через р. Гудзон в Нью–Йорке, США, 1931 г.

Оклендский мост первый в истории многопролетный висячий мост с основными пролетами 704 м в Сан–Франциско, США, 1930–е г.

Мост Золотые ворота основным пролетом 1280 м в Сан–Франциско, США, 1937 г.

Такомский мост основным пролетом 853 м, через р. Такома, США, 1950 г.

Мост Маккинак основным пролетом 1158 м через пролив Маккинак, США, 1957 г.

Мост Verrazano Narrows самый большой мост на территории США, мост с основным пролетом 1298 м, построенный в 1965 г.

ТРЕТИЙ ПЕРИОД XX в. – начало XXI в. (мосты Европы и Азии) ü 1964 г. – мост основным пролетом 1006 м в Великобритании (Фортский мост); ü 1966 г. – мост основным пролетом 988 м через р. Северн в Великобритании (Севернский мост); ü 1973, 1988 г. – мосты пролетами 1074 и 1090 м через пролив Босфор в Турции (Босфорские мосты); ü 1977 г. – мост основным пролетом 1410 м через р. Хамбер в Великобритании (Мост Хамбер); ü 1998 г. – мост основным пролетом 1624 м через пролив Большой Бельт в Дании (Мост Storebelt); ü 1998 г. – мост основным пролетом 1991 м через пролив Акаси в Японии (Мост Акаshi) ; ü и др. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВИСЯЧИХ МОСТОВ

Фортский мост основным пролетом 1006 м, Великобритания, 1964 г.

Севернский мост основным пролетом 988 м через р. Северн, Великобритания, 1966 г.

Мосты через пролив Босфор в Стамбуле основной пролет мостов 1074 м, Турция, 1973 и 1988 г. г.

Мост Хамбер основным пролетом 1410 м через р. Хамбер, Великобритания, 1977 г.

Мост Storebelt основным пролетом 1624 м через пролив Большой Бельт, Дания, 1998 г.

Мост Akashi Kaikyo крупнейший в мире висячий мост основным пролетом 1991 м через пролив Акаси, Япония, 1998 г.

Первый висячий мост России мост пролетом 15, 2 м в Екатерингофском парке Петербурга, 1823 г.

Львиный мост пролетом 22, 4 м, через Канал Грибоедова в Санкт–Петербурге, 1820– 1830 гг.

Банковский мост пролетом 20, 1 м, через Канал Грибоедова в Санкт–Петербурге, 1825– 1826 гг.

Почтамтский мост пролетом 34 м. через р. Мойку в Санкт–Петербурге, 1820– 1830 гг. (реконструирован в 2004 г. )

Пантелеимоновский мост через р. Мойку в Санкт–Петербурге, 1823– 1905 гг.

Египетский мост через р. Фонтанку в Санкт–Петербурге, 1826– 5. 01. 1905 гг.

Проекты моста через р. Неву в Санкт–Петербурге инженера И. С. Лудона 1816 г.

Проекты моста через р. Неву в Санкт–Петербурге инженеров П. П. Базена, 1816 г. и Дефонтена 1841 г.

Проект моста через р. Неву в Санкт–Петербурге инженера С. В. Кербедза 1841 г.

Мост в г. Остров через р. Великая один из первых в России цепных висячих мостов, основной пролет 93, 3 м, 1853 г.

Мост в г. Остров через р. Великая

К наиболее известным висячим мостам бывшего СССР и России следует прежде всего отнести: ü мост основным пролетом 160 м через р. Днепр в Киеве (Парковый мост); üмост основным пролетом 168 м в Москве (Крымский мост); ü мост основным пролетом 124 м через р. Кузнечиху в Архангельске

Парковый мост в Киеве (1957 г. )

Мост в Москве (Крымский мост)

Мост через р. Кузнечиха в Архангельске

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК (ВАНТОВЫЕ МОСТЫ)

ПЕРВЫЙ ПЕРИОД начало ХIХ в. появление мостов с радиально–вантовыми фермами висячей системы предложенных французским инженером Пойе 1817 г. – пешеходный мост пролетом 33, 5 м в Великобритании РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВАНТОВЫХ МОСТОВ

ВТОРОЙ ПЕРИОД середина ХIХ в. возврат к мостам с радиально–вантовыми фермами , появление висячих систем, сочетающих ванты и цепи (кабели) 1869 г. – схема мост а основным пролетом 146, 6 м через р. Влтаву в Праге 1880–е г г. – схема моста основным пролетом 322 м, через р. Огайо, США РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВАНТОВЫХ МОСТОВ

ТРЕТИЙ ПЕРИОД начало ХХ в. появление мостов с решетчатыми вантовыми фермами, предложенных французским инженером Жискляром 1907 (1909) г. – схема моста Кассагне (Де–ля–Кассань) 1908 основным пролетом 156 м в Восточных Пиренеях во Франции РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВАНТОВЫХ МОСТОВ

В нашей стране к мостам с решетчатыми вантовыми фермами следует отнести ряд мостов построенных в 1930– 1940 гг. ü один из первых – мост через р. Магану пролетом 80 м в Грузии; üмост через р. Сурхоб пролетом 120 м; üмост через р. Нарын пролетом 132 м; üмост через р. Заревшан пролетом 145 м РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВАНТОВЫХ МОСТОВ В НАШЕЙ СТРАНЕ

ЧЕТВЕРТЫЙ ПЕРИОД с середины ХХ в. по настоящее время ü 1956 г. – мост основным пролетом 182, 6 м через фиорд Штремзунд в Швеции ü 1978 г. – мост основным пролетом 368 м через р. Рейн в Дюссельдорфе, Германия, (Мост Фли); ü 1999 г. – мост основным пролетом 890 м в Японии (Мост Tatara); ü 2000 г. – мостовой переход через пролив Эресунн между Данией и Швецией, с вантовым мостом основным пролетом 490 м (Эресуннский переход); ü 2003 г. – мост через р. Чарлз в Бостоне, США (Мост Zakim); ü 2004 г. – многопролетный вантовый мост основными пролетами по 560 м через Коринфский залив у г. Патры в Греции (Мост Рион – Антирион); ü 2004 г. – многопролетный вантовый мост–виадук основными пролетами по 350 м через долину реки Тарн у г. Тарна во Франции; ü и др. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВАНТОВЫХ МОСТОВ

Мост через Штремзунд первый в мире вантово–балочный мост основным пролетом 182, 6 м через фиорд Штремзунд в Швеции, 1956 г.

Мост Фли однопилонный вантовый мост с самым большим в Европе пролетом 368 м через р. Рейн в Дюссельдорфе, Германия, 1978 г.

Мост Tatara двухпилонный вантовый мост с самым большим в мире пролетом – 890 м, Япония, 1999 г.

Эресуннский мостовой переход длина перехода 16, 2 км, в его составе вантовый мост пролетом 490 м, пролив Эресунн между Данией и Швецией, 2000 г.

Мост Leonard P. Zakim Bunker Hill bridge самый широкий в мире вантовый мост (ширина моста 54 м), мост через р. Чарлз в Бостоне, США, 2003 г.

Мост Рион – Антирион многопролетный вантовый мост основными пролетами по 560 м, через Коринфский залив у г. Патры в Греции, 2004 г.

Мост Рион – Антирион в Греции

Мост Мийо многопролетный вантовый мост основными пролетами по 350 м, и высотой опор-пилонов около 340 м, Франция, 2004 г.

Мост Мийо во Франции

К вантово–балочным мостам бывшего СССР и России следует прежде всего отнести: ü 1963 г. – мост основным пролетом 144 м через гавань р. Днепр в Киеве ; ü 1976 г. – мост основным пролетом 300 м через р. Днепр в Киеве (Московский мост); ü 1981 г. – мост основным пролетом 312 м через р. Даугаву в Риге ; ü 1983 г. – мост основным пролетом 194 м через р. Шексну в Череповце (Октябрьский мост); ü 2000 г. – мост основным пролетом 408 м через р. Обь в Сургуте ; ü 2007 г. – мост ы основным пролетом 382 м через р. Неву в Санкт–Петербурге (Большой Обуховский мост); ü 2008 г. – путепровод основным пролётом 180 м на проспекте Александровской фермы в Санкт-Петербурге; ü 2009 г. Лазаревский мост основным пролётом 115, 5 м в Санкт-Петербурге РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВАНТОВЫХ МОСТОВ В НАШЕЙ СТРАНЕ

Мост через гавань Днепра в Киеве первый в мире вантовый мост с железобетонной балкой жесткости

Московский мост первый в СССР большой вантовый мост основным пролетом 300 м через р. Днепр в Киеве, 1976 г.

Мост через Даугаву основным пролетом 312 м, в Риге, 1981 г.

Октябрьский мост основным пролетом 194 м через р. Шексну в Череповце, 1983 г.

Мост через Обь у Сургута Однопилонный вантовый мост с основным пролетом 408 м, 2000 г.

Большой Обуховский мост через Неву в Санкт-Петербурге мост основным пролетом 382 м

Большой Обуховский мост через Неву в Санкт-Петербурге

Путепровод в створе проспекта Александровской Фермы в Санкт-Петербурге путепровод основным пролетом 180 м , 2008 г.

Путепровод в створе проспекта Александровской Фермы , 2008 г.

Лазаревский мост в Санкт-Петербурге , 2009 г. цельнометаллический мост основным пролетом 115, 5 м, шириной 22, 5 м

ПРИНЯТАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ ВИСЯЧИМИ называют мосты, в пролетных строениях которых главными несущими элементами являются растянутые, гибкие, криволинейные нити (цепи или кабели), поддерживающие с помощью подвесок балку жесткости и передающие усилия на пилоны ВАНТОВЫМИ называют мосты, пролетные строения которых состоят из балок жесткости и поддерживающих их растянутых, гибких, прямолинейных элементов – вант, закрепленных на пилонах

ЭКСТРАДОЗНЫЕ МОСТЫ (EXTRA DOSED) ь Промежуточная конструкция между железобетонными предварительно напряженными и вантовыми пролётными сооружениями (с точки зрения работы, ванты вантовых мостов служат для упругого восприятия вертикальных нагрузок, а канаты экстрадозных мостов служат для обеспечения горизонтального предварительного напряжения балки пролётного строения); ь Канаты экстрадозных мостов подходя к балкам пролётного строения под небольшим углом вызывают в пилонах моста небольшие сжимающие усилия, а в самих балках небольшие изгибающие моменты; ь Предложены французским инженером Жаком Мотива в 1988 г. и появились в начале 90 -х годов во Франции затем в Швейцарии и США, на сегодня большая часть мостов сосредоточена в Японии (имеются мосты с пролётами до 90 … 275 м); ь В отечественной практике широкого развития на сегодня не получили, однако в стадии реализации находятся несколько проектов: многопролётный Южный мост через Даугаву в Риге (построен), мосты через реки Старая и Новая Преголя в Калининграде, мост через реку Кузнечиха в Архангельске, мост через Петровский фарватер Невы в составе ЗСД и др.

ЭКСТРАДОЗНЫЙ МОСТ САННИБЕРГ, 1998 г.

ЭКСТРАДОЗНЫЕ МОСТЫ ЕВРОПЫ И ЯПОНИИ

ЭКСТРАДОЗНЫЙ МОСТ ЧЕРЕЗ РЕКУ ДАУГАВА В РИГЕ, 2008 г.

ПРОЕКТ ЭКСТРАДОЗНОГО МОСТА В Архангельске

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ ü Большие (широкие) судоходные габариты; ü Большая длина сооружения; ü Большая высота опор; ü Большая глубина воды; ü Сложные грунтовые условия; ü и т. п.

Практика применения мостов различных систем

Мост Astoria в центральной части – неразрезная ферма пролетом 375 м, США, 1966 г.

Мост Лупу в центральной части – цельносварная арка длиной 550 м, Китай, 2003 г.

Мост Sydney Harbor в центральной части – арка пролетом 503 м, Австралия, 1932 г.

Мост Firth of Forth консольные пролетные строения пролетом 518, 3 м, Шотландия, 1889 г.

Практика применения мостов вантовой и висячей системы

Мост Normandie основным пролетом 856 м через р. Сену, Франция, 1994 г.

Мост Tatara с основным пролетом – 890 м, Япония, 1999 г.

Мост Камнерезов в Китае строящийся мост с одним из самых больших в мире пролетов – 1018 м,

Вантовый мост Сутун через реку Янцзы в Китае строящийся мост с самым большим в мире основным пролетом – 1088 м,

Крупнейшие висячие мосты мира Storebelt , Ранъянг и Humber

Крупнейший висячий мост мира – мост Akashi в Японии

Длина наибольшего пролета, м Система моста Сравнительная схема мостов различных систем

ПРИМЕЧАНИЯ: Для увеличения жесткости системы, в висячих мостах под железную дорогу, стараются выполнить условие значительного превышения постоянной нагрузки над временной, как правило, достигается это, лишь при длине пролета свыше 500 м; В вантовых автодорожных мостах, перекрытие пролетов до 700 м длиной, возможно при устройстве железобетонных балок жесткости, перекрытие пролетов до 1200 м – при устройстве металлических. Возможные диапазоны пролетов висячих и вантовых мостов

Эскизы моста через Мессинский пролив висячий мост с основным пролетом 3300 м

Основные характеристики моста через Мессинский пролив

Эскиз моста через пролив Гибралтар многопролетный висячий мост с основными пролетами по 3550 м

Мост через пролив Гибралтар предлагаемый проф. T Y Linn Длина моста 14 км, величина центрального пролета 5 км, тип конструкции – гибридный вантово висячий, ориентировочная стоимость 15 млрд. $

Мост через пролив Гибралтар Величина центрального пролета 10 км, высота пилонов 1500 м, ширина проезда: автодорожного 30 м, железнодорожного 15 м, диаметр несущего кабеля 2, 5 м,

Мост через Бухту Золотой Рог проектируемый вантовый мост с пролетом – 737 м,

Мост через Бухту Золотой Рог - строительство (2009 г. )

Мост через Бухту Золотой Рог - строительство (2010 г. )

Мост через пролив Босфор Восточный вантовый мост с самым большим в мире пролетом – 1100 м,

Материалы проекта моста через пролив Босфор Восточный

Мост через пролив Босфор Восточный - строительство

ОСОБЕННОСТИ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ Положительныеперекрытия сверхбольших пролетов; ü Возможность особенности ü Высокая экономичность; ü Надежность в случае повреждения балки жесткости; ü Разнообразие конструктивных форм, очевидные архитектурно– эстетические достоинства, современный вид; ü Возможность использования кабеля или вант для монтажа балки жесткости без использования временных опор, т. е. простота

Монтаж балки (фермы) жесткости Квебекского моста

Принципиальная схема монтажа балки жесткости вантового моста

Монтаж балок жесткости мостов через р. Обь у Сургута и моста Tatara в Японии

Монтажные элементы кабелей и вант

Монтажные элементы вант

ОСОБЕННОСТИ ВИСЯЧИХ И ВАНТОВЫХ МОСТОВ ü Пониженная вертикальная Отрицательные особенности жесткость; и горизонтальная ü Повышенная чувствительность к динамической и ветровой нагрузке (динамическая и аэродинамическая неустойчивость); ü Значительный анкерных опор; расход ü Малая стойкость элементов. бетона против на сооружение коррозии несущих