Конструкция висячих мостов

Висячие мосты существуют уже тысячи лет, но тем не менее расцвет их строительства приходится па последние два столетия. Мостовое полотно подвешивается на тросах, и конструкция приобретает устойчивость благодаря прочности тросов на растяжение. При строительстве старых мостов не пользовался принцип, согласно которому пешеходный мостик, подвешенный на канатах или лианах над водным потоком, провисал, естественным образом образуя арку. Стальные тросы в конструкциях современных висячих мостов закрепляются на уровне земли и, как правило, в верхней части пилонов, между которыми проходит мостовое полотно. Вертикальные тросы, соединяющие основные тросы с мостовым полотном, называют подвесками.

Тросы. Основные несущие тросы в современных висячих мостах проходят через всю конструкцию, укрепляя ее. В качестве примера можно привести Форс-Роуд-бридж в Шотландии. Длина несущих тросов в этом сооружении составляет 29 километров 998 метров.

Конструкция. Сооружение висячих мостов начинается с пилонов. Основные неразрезные стальные торсы неоднократно пропускаются над пилонами и закрепляются в анкерных петлях. По завершении этого этапа тросы, скрепленные вместе, образуют один мощный трос. Затем на тросах меньшого размера подвешивают мостовое полотно. Во многих современных висячих мостах мостовое полотно собирается из коробчатых пустотелых балок. Эти балки соединяют и усиливают, чтобы они могли противостоять вертикальным, а также поперечным нагрузкам, создаваемым ветром.

Железо и сталь. Подвесные элементы старых висячих мостов изготавливались из чугунных цепей или связанных плоских планок, так называемых стрежней. Более эффективная конструкция из проволочных тросов появилась в начале XIX века. Тросы обладают большей прочностью и большей статической неопределенностью — изношенность одного троса среди тысячи не приведет к катастрофическим последствиям, как в случае с треснувшей стержневой оттяжкой. Развитие стального производства позволило создать первую висячую конструкцию моста на стальных тросах — Бруклинский мост Рёблинга в Нью-Йорке.

Эффективность. Висячие мосты — наиболее эффективны с точки зрения расстояния, перекрываемого мостовым пролетом. Такой пролет не может помешать движению под мостом и не нуждается в опорных конструкциях. Для сооружения подобных мостов требуется сравнительно немного материала, при этом они выносят большую нагрузку.

Бруклинский мост. Для создания четырех основных висячих тросов неразрезные стальные провода пропускали через пилоны, закрепив их в твердом грунте со стороны Манхэттена и Бруклина. В течение двух десятилетий Бруклинский мост оставался самым длинным висячим мостом в мире с главным пролетом в 486 метров.

Обрушение мостов. Висячие мосты прекрасно справляются с вертикальной нагрузкой, однако из-за гибкости конструкции и составляющих ее элементов подвержены динамическим нагрузкам, которые превосходят нагрузки, связанные с транспортировкой грузов (например, нагрузки, создаваемые поперечными ветрами).