Мост как построить: Как строят мосты? Клуб почемучек.

Как строят мосты? Клуб почемучек.

Здравствуйте, дорогие читатели! Приветствую вас в пятничном выпуске  “Клуба почемучек“!

Сегодня я отвечаю  на вопрос мамы Юлии и ее дочки Риты (7 лет): “Как строят мосты?”

Начнем с самого начала. Что такое мост? Думаю, даже ребенок ответит, что мост – это сооружение, помогающее пересечь реку, озеро, ущелье или любое другое препятствие. Мост – это одна из первых инженерных конструкций, придуманная человеком.

Я приглашаю вас сегодня вместе с моими помощниками Катей и Витей повторить ход развития мостостроения и пройти все его этапы на собственном опыте. Для этого нам понадобится мисочка с водой, символизирующая реку, пластилин, зубочистки и полоски картона. Мои помощники будут делать модели всего того, о чем я буду рассказывать, а вы присоединяйтесь к нам. Готовы?

Чтобы понимать, о чем будет говориться дальше, я предлагаю разобраться с инженерными понятиями, касающимися мостов. Посмотрим на рисунок и составим небольшой словарик терминов.

Итак, мост состоит из пролетных строений и опор.

Пролетные строения – это собственно сам мост. То, по чему переходят реку люди или переезжает транспорт. Пролетные строения бывают самыми разными – балочными, фермовыми, арочными, вантовыми и еще несколько других видов. О каждом из них мы поговорим отдельно.

Опоры – это те конструкции, на которые мост (точнее, его пролетные строения) опираются и которые распределяют нагрузку, давящую на сам мост. Опоры, стоящие на берегах реки в обоих концах моста называются устоями. А промежуточные опоры, стоящие в воде – быками.

Теперь, когда о мостах мы уже кое-что знаем, отправимся в путешествие в далекое прошлое.

Спросите, что бы сделал малыш, если бы ему надо было попасть на другой берег речки? А из материалов и инструментов у него были бы только самые простые – дерево, камень, веревки? Скорее всего он ответит, что срубил бы достаточно высокое дерево, перекинул бы его через реку и перешел бы на другой берег по нему. Наверное, именно так и выглядели самые первые мосты на свете.

По одному бревну передвигаться не очень удобно, но если выложить ими целый ряд, то получится обыкновенная дорога, по которой легко перебраться на другую сторону. Именно так долгое время выглядело большинство мостов. Этот тип мостов называется балочным.

Кроме того, в те же давние времена были изобретены остальные основные конструкции мостов – распорные (арочные и подвесные) и понтонные.

Например, подвесные мосты тоже имеют очень давнюю историю. Они были распространены (и используются по сей день) в горных районах нашей планеты. В Индии, Китае, в Южной Америке. Везде, где есть узкие, но очень глубокие ущелья. Строятся они очень просто. На другой берег перебрасывается (или переносится вплавь) один из концов веревки. Второй конец остается на этом берегу. Оба конца закрепляются. Получается канатный мостик.

По нему рискнет пройти лишь цирковой акробат-канатоходец.

Вспомните, видели ли вы такой номер в цирке? Решится ли малыш повторить его? Нет? Тогда вам надо потренироваться! На прогулке поучитесь ходить по бордюру, как можно дольше сохраняя равновесие. Правда ли, что чтобы не упасть, лучше держаться за какие-нибудь перила? Поэтому чуть выше основного каната на подвесном мосту обычно протягивают еще две веревки, чтобы было за что держаться. Да и снизу часто вместо одного каната протягивают два и настилают по ним настил из поперечных дощечек.

А в Индии такие мосты бывают живыми! Люди протягивают канаты с берега на берег и пускают по ним виться ростки лиан. Лианы очень прочные и гибкие растения. И растут они достаточно быстро. Поэтому через некоторое время канат оказывается опутанным лианами, по которым вполне можно ходить как по мосту.

Еще один вид мостов – понтонные. Так называют плавучие мосты, пролеты которых опираются не на твердые опоры, а на плавающие в воде объекты – понтоны. Понтонами могут быть просто несколько бочек, связанных одна с другой и поставленных на якорь. Или какие-то плоты. Или даже суда.

Именно понтонный мост использовал великий и воинственный персидский царь Ксеркс в своем походе на греков. Он мечтал покорить Грецию, собрал несметное войско и выступил в поход. Но армии сначала надо было преодолеть пролив, отделяющий их от Греции – Геллеспонт (ныне Дарданеллы). И тогда Ксеркс приказал по всему проливу поставить на якорь корабли и соединить их мостками, чтобы воины могли перейти по этому плавучему мосту на греческий берег. Но, когда бОльшая часть моста была уже готова, на море вдруг началась сильная буря и разметала все корабли. Мост рухнул. А Ксеркс в ярости приказал своим рабам высечь непокорное море цепями!

Но и висячие мосты, и понтонные в те далекие времена использовать было не очень удобно. Они были ненадежными и сложными в эксплуатации. До тех пор, пока не были изобретены новые строительные материалы (а произошло это уже в 19 веке), основными мостами все же были балочные и арочные.

С балочным мостом мы уже познакомились. Он достаточно прочен и его легко строить. Но со временем оказалось, что у такого моста есть ряд недостатков. Самый главный из них тот, что под большим грузом он прогибается. Человек свободно проходит по нему, а вот груженая повозка уже может мост прогнуть и даже переломить.

Предложите малышу подумать, что же можно сделать в таком случае?

Конечно же, подставить под длинный пролет опору!

Если мы взглянем на Рисунок 1, то вспомним, что такие промежуточные опоры называют “быками“.  Правда, необычное название? У детского писателя А. Шибаева есть такое забавное стихотворение:

“Что за шутки? Говорят,
На быках мосты стоят!
Вот он, мост,
Под ним река —
Ни единого быка!
Не пойму я ничего:
Утонули, что ли?
Или все до одного
Убежали в поле
От нелёгкого труда?
Ну, а мост на чём тогда?..”

Промежуточная опора-бык поможет и при второй проблеме: если длина балки моста короче длины реки. Ведь не всегда можно найти такое бревно, чтобы оно доставало с одного берега до другого. Тогда и кладут несколько балок, опирая их концами на опоры, стоящие в воде.

Но даже при наличии промежуточных опор, балки под грузом прогибаются. Эту проблему решили древние римляне.  Дорожная сеть в их огромной империи простиралась на 300 тыс. км. И нередко римлянам приходилось пересекать на своем пути большие и малые речки. От того, насколько успешно они это могли делать, зависела боеспособность римских армий. Поэтому в строительстве мостов римлянам не было равных.  Именно они стали строить первые каменные мосты, использовать в строительстве цемент и делать арочные (или как их еще называют, сводчатые) конструкции.

Знает ли малыш, что такое арка? Возьмите полоску картона и попросите малыша продемонстрировать вам арку. Чем же она лучше ровного перекрытия?

Дело в том, что нагрузка на горизонтально расположенную поверхность гораздо больше, чем на выгнутую дугой. Это можно проверить самому. Пусть малыш попробует надавить пальцем на середину “моста” из полоски картона. Он легко прогнется. А теперь выгните полоску в виде арки и пусть малыш попробует прогнуть этот мост. Правда, это сделать гораздо труднее?

Поэтому и мосты с арочными перекрытиями очень прочны и их можно делать гораздо длиннее, чем балочные. Есть мосты, построенные древними римлянами, которые стоят до сих пор. Так же как и акведуки (мосты не для людей или транспорта, а для воды), по которым проходил водопровод в римские города. Например, одни из самых знаменитых и хорошо сохранившихся из них, которыми можно любоваться и по сей день, это мост  Понте де Тиберио в Римини и акведук Пон-дю-Гар во Франции.

Долгое время прочности деревянных балочных и каменных арочных мостов хватало, чтобы обеспечивать движение любых грузов через реки. Но вот пришел 19 век. А вместе с ним появились новая техника и новые материалы. По всему миру стала активно строится сеть железных дорог. И вот тогда обнаружилось, что старые мосты для нее не подходят. Чтобы выдерживать тяжелые грузовые составы понадобились мосты еще более прочные, чем традиционные каменные. И тогда люди для строительства мостов начали использовать сталь. Стальной мост крепок, строить его быстрее и дешевле, чем каменный. Но в конструкции стальных мостов потребовались улучшения. Для них стали использовать фермы.

Фермы – это такие металлические решетчатые конструкции. Сейчас мы чаще всего их видим на железнодорожных мостах, опорах линий электропередач, подъемных кранах. Они придают крепость сооружению за счет перераспределения нагрузки между всеми элементами.

Давайте сравним простой балочный мост и такой же балочный мост, укрепленный фермами. Уже на этапе сборки можно своими руками почувствовать, насколько полоса, состоящая из треугольников, крепче простой линейной конструкции. Попросите ребенка повертеть мост в руках – он обязательно оценить его крепость.

Но самые длинные и самые распространенные современные мосты относятся не к балочным, а к подвесным. Да-да, к подвесным! Оказывается, висящий мост прочнее того, что стоит, опираясь на берега. Только, конечно, висит мост уже не на канатах, и даже не на цепях, а на стальных тросах. 

Чтобы подвесить мост, сначала строятся высокие столбы – пилоны, на которых потом крепится система тросов, удерживающих всю конструкцию. Бывает две разновидности крепления. У висячих мостов несущие тросы крепятся обычно в одной точке наверху пилона и имеют дугообразную форму.  А у вантовых мостов тросы крепятся по всей высоте пилона и натянуты как струна.

Ну а теперь самый главный вопрос, который очень интересовал мою дочку все то время, пока я рассказывала о строении мостов. Да, мосты бывают длинные и короткие, ровные и выгнутые, деревянные и стальные, крепкие и не очень. Но как их ставят на опоры в реке? Ведь там же вода?

Тогда я попросила Катю придумать какой-нибудь способ, чтобы можно было поставить опору для моста посреди реки, и она сама смогла найти один из ответов. Я уверена, что подумав, вы тоже его найдете 🙂 Реку надо просто осушить! Можно прорыть для нее временное русло, и когда вода уйдет, спокойно построить опору на сухом месте. Можно дождаться естественного падения уровня реки (например, один из самых старейших средневековых каменных мостов – мост в Регенсбурге, или Штайнерн Прукн, начали строить в 1135 году, когда река необыкновенно обмелела).

Этот способ, конечно, подходит не всегда (спросите малыша, а когда он не может применяться?). Поэтому наряду с ним используют и другие способы. Например, если грунт в месте строительства моста позволяет, то в дно можно вбить сваю – опору с заостренным концом. Сваи вбивают обычно прямо с судна. И опора прочно укрепляется на дне. В нашей модели мягкий грунт мы смоделировали пластилином  – в него очень крепко встала свая-палочка.

Но если мы по какой-то причине не можем это сделать, то можно опору установить на фундаменте. Этот способ часто используют в современном мостостроении. Но как же сделать бетонный фундамент под водой? Во-первых, бетон может застывать и в воде. А во вторых, в том месте, где будут производится работы можно воду и убрать. Делается это с помощью кессонов.

Чтобы понять, что это такое, проведем один физический опыт.  Даже не опыт, а фокус. Для него нам понадобится миска с водой, пустой стакан и большой кусок скомканной бумаги. Вложите бумагу в стакан так, чтобы комок там плотно застрял и не выпадал при переворачивании. И скажите малышу, что вы сможете перевернуть вверх ногами и погрузить стакан с бумагой в воду так, что бумага останется совершенно сухой. А потом просто проделайте то, что сказали. Никаких особых навыков вам не понадобится – просто поставьте стакан вверх дном в миску. И вы увидите, что воздух в стакане так и остался. Он вытеснил воду с этого места и внутри миски с водой образовался воздушный колокол. И бумага осталась совершенно сухой – достаньте стакан обратно и убедитесь в этом.

Вот на наш стакан и похож кессон. В нужном месте устанавливают цилиндрическую водонепроницаемую камеру, открытую снизу. И в этом месте создается воздушный колокол, дно реки освобождается. В камеру через специальный шлюз забираются рабочие и устанавливают опору.

Вот так все просто и интересно!  Надеюсь, Рите понравится мой ответ 🙂

Если вас тоже увлекла тема строительства мостов, то можно посмотреть про это одну из серий развивающего американского мультсериала “Волшебный школьный автобус“. Называется она “Under Construction” (в русском переводе “Строительство”). Ссылка на ютьюбе https://www.youtube.com/watch?v=DzOQJu0Bpag В этой серии ученики мисс Фризл стали маленькие-маленькие и им пришлось строить разнообразные мосты из подручных материалов.

А еще можно скачать игру-головоломку на андроид, в которой нужно строить из ферм  все более и более сложный  железнодорожный мост так, чтобы потом поезд мог по нему проехать. Очень увлекательное занятие 🙂 Называется игра “X-construction“

А на следующей неделе вас ждет рассказ о том, почему оладушки получаются круглыми. Этот вопрос мне прислала мама Ирина и ее сын Роберт (7 лет). Не пропустите следующую пятницу 🙂

Чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб (для этого надо всего лишь поставить его баннер на боковую панель блога, а если такого нет – то дать ссылку в любых соц. сетях) и присылайте их мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой “Клуб почемучек”.  Среди всех присланных вопросов, независимо от того, опубликовала я на них ответ или нет, я разыгрываю призы.

Следующий розыгрыш состоится в первый день рождения “Клуба почемучек”, который он отмечает 26 октября. Не пропустите!   Призом будет один из возрастных блоков моего платного проекта “Нескучная наука“.

А также я приглашаю спонсоров к сотрудничеству с моим Клубом!!! 

Архив прошлых выпусков “Клуба почемучек” можно посмотреть ЗДЕСЬ.
Другие развивающие занятия на тему техники можно увидеть здесь:  Что быстрее, машина или поезд,  Как работает лифт,   Почему самолет оставляет на небе белый след, Куда пропадает мультгерой, когда выключают телевизор, Добыча и выплавка металлов, Водяные часы – клепсидра, Как самим сделать мультфильм, Почему люди не выпадают из качелей, Ракета на водяном двигателе,  Как увидеть МКС,  Как сделать флюгер  

Материалы по теме:

• Сайт “Все о строительстве мостов” (http://www. mostow.ru)
• Райнер Кёте. Мосты (http://www.razlib.ru/istorija/mosty)
• Мост. Википедия (//ru.wikipedia.org/wiki/Мост)

Что нам стоит мост построить: tov_tob — LiveJournal

Прошло уже более двух месяцев с тех пор, как возле станции Дарница весьма неординарно демонтировали старый мостик. Рядом уже вырос новый и совсем скоро его переместят на положенное ему место. Мостик самый что ни на есть рядовой, по стране таких раскидано очень много и можно было бы смело пройти его стороной. Однако из-за этой кажущейся простоты строительство таких мостиков незаслуженно остается за кадром. Незаслуженно, потому что из таких же типовых мостиков-пролетов состоят более крупные мосты, а сборка даже одного пролета — весьма трудоемкий и длительный процесс. Вот взять, к примеру, Амурский мост в Днепропетровске, про который я когда-то уже писал. Огромное впечатляющее сооружение длиной 1,3 км, имеющее 15 пролетов по 88 м. Теперь представьте, сколько собирали те 15 пролетов и сколько сил и ресурсов было потрачено на более чем километровый мост, если 55-метрового героя сегодняшнего поста собирали больше месяца.

Напомню смысл демонтажа старого моста и строительства нового. Между Дарницким мостом и станцией Дарница по факту сейчас лишь три пути, хотя оба Дарницких моста рассчитаны на четыре. Узким местом был именно старый 33-метровый мостик, под которым проходили пути в сторону Выдубичей. Поэтому было принято решение его демонтировать и собрать новый 55-метровый. Вес нового моста около 200 тонн против 110 старого. Новый мост собирался на насыпи метрах в ста от той точки, где он будет верой и правдой служить железной дороге. Установить на место укрупненный мостик имеющимися кранами уже не получится, поэтому было принято решение выполнить надвижку, которая состоится уже на днях.

1. Вначале была ровная площадка с бетонными плитами и щебнем. На заднем плане видно железную дорогу, на которой расположится мостик:

2. На площадке собрали стапель, а затем на стапеле начали собирать мост.

3. Сборка первых балок и поперечин:

4. На каждом этапе наращивания стапеля или установки новых крупных деталей моста проводится геодезический контроль. Это важно не только для того, чтобы правильно собрать сам мост, но и для дальнейшей надвижки на положенное мосту место.

5. Буквально через пару дней уже становится ясно, что перед нами собирают именно мост: появляются первые стойки и раскосы.

6.

7. Еще 3-4 дня и мост обретает все более и более явные очертания:

8. Дистанционное управление положением люльки в пространстве 🙂

9. Установка второй продольной верхней балки:

10. Через считанные минуты балка уже на своем месте. Скорость установки напрямую зависит от качества работы крановщика: порой поражаешься, с какой ювелирной точностью некоторые ребята опускают груз.

11. К установленной балке тут же поднимаются монтажники, которые фиксируют балку пластинами и болтами:

12. Попрыгать весь день в шатающейся люльке по конструкциям моста — не самая простая работа.

13. Глядя на то, сколько времени тратится на завинчивание гаек, с трудом представляю, как все тоже самое строилось, когда вместо болтов были заклепки.

14. Все гайки затягиваются в несколько этапов: наживляются руками, затем гайковертом или обычным ключом и в конце затягиваются специальным динамометрическим ключом.

15. Мост состоит из сотен крупных и мелких деталей, которые соединены между собой тысячами болтов и гаек. Чтобы не забыть, где и что закручено, а где нет, гайки маркируются:

16. Все детали в местах стыков и креплений предварительно пескоструятся, чтобы поверхность металла перед скреплением деталей была идеально чистой. Иногда приходится пескоструить не один раз — в свете недавних ливней эта процедура повторялась особенно часто.

17. После того, как две детали скрепят между собой, стык между ними покрывается защитной краской, чтобы исключить проникновение воды внутрь и последующую коррозию.

18. Вот в этом месте и будет стоять мост, который сейчас находится у нас прямо за спиной.

19. Внезапно:

20. Но вернемся к нашему мостику.

21. Чтобы упростить монтаж верхних деталей, затягивание гаек и покраску, сверху подвешивают временные помостья:

22. Одна за другой каждая балка уходит на свое место:

23. Это ровно половина будущего моста:

24. Установка поперечины:

25. Словно большой конструктор для взрослых 🙂

26. Тут скоро забегают поезда:

27. На противоположной стороне моста уже началась покраска. Перед покраской вся ржавчина вновь удаляется пескоструйкой.

28. Свежевыкрашенная часть моста:

29. Внизу также кипит работа: здесь нужно построить два устоя, на которые встанет мост, и несколько подпорных стенок для насыпи:

30. С противоположной стороны железной дороги. Устой, который прямо перед нами, уже практически готов:

31. Установка очередного раскоса:

32. Остается совсем чуть-чуть:

33. Пассажиры проезжающих мимо поездов и электричек уже месяц наблюдают необычную картину: мост, который ничего не соединяет.

34. Ну вот, в принципе и все. Финальный вариант:

35. По словам подрядчика, нормативные сроки сборки подобного моста — два месяца. Здесь же понадобилось чуть более одного. Что касается надвижки, то скорее всего она будет на этих выходных.

См. также:
Демонтаж старого 33-метрового моста
Амурский мост в Днепропетровске

Как строятся мосты? Наглядный путеводитель

По мере того, как люди начали распространяться по землям и территориям, нам понадобилась структура для преодоления естественных барьеров и препятствий. Инженеры использовали свои ресурсы для создания мостов, связывающих нас между городами и изменяющих весь ландшафт.

Как строятся мосты? Строительство мостов претерпело огромные изменения с начала времен, включая новые более прочные материалы, тяжелую технику и новые методы строительства. Хотя строить мосты в наше время намного проще, проектирование мостов требует точной физики, огромных ресурсов и тщательного планирования до и во время строительства.

В то время как мосты требуют точной и тщательной работы, основные принципы строительства мостов просты после их разрушения. Читайте дальше или переходите к инфографике ниже, чтобы узнать больше об основах построения мостов.

Процесс строительства моста

В большинстве проектов строительства мостов используется одинаковая временная шкала, начиная со стадии планирования и заканчивая окончательными испытаниями и проверками. В то время как для более крупных проектов могут потребоваться специальные процессы, в большинстве проектов выполняются следующие пять шагов:

Этап 1: Осмотр участка и планирование

Перед началом строительства проектировщики должны проверить участок на прочность почвы, глубину, планировку участка и другие элементы. Используя автоматизированное проектирование, инженеры могут представить поведение моста при разном весе и погодных условиях и определить правильную конструкцию.

Этап 2: Установка фундамента

После завершения планирования рабочие закладывают землю на строительной площадке и начинают установку фундамента моста. Для этого строители выбирают устойчивое место или вбивают в землю опорные сваи и устанавливают прочные столбы, которые впоследствии будут поддерживать остальную часть моста. Эти столбы обычно изготавливаются из бетона и могут выдерживать огромный вес.

Этап 3: Установка опор и опор моста

После того, как нижняя часть опор моста установлена, бригады строят их до тех пор, пока каждая опора не достигнет заданной высоты. В зависимости от размера и типа моста опоры могут состоять полностью из бетона или из комбинации стали или других материалов.

Шаг 4: Добавление надстройки

Надстройка включает в себя все компоненты, непосредственно воспринимающие нагрузку, включая тросы, опорные балки и решетчатые конструкции. Чтобы установить надстройку, инженеры должны использовать различные материалы и собирать конструкции, поддерживающие устойчивость при воздействии ветра, гравитации и других природных сил.

Этап 5: Окончательная проверка качества и безопасности

После завершения строительства бригады проводят испытания на безопасность с использованием кранов и мостовых стрел, чтобы убедиться, что конструкция соответствует всем стандартам качества. Эти тесты позволяют инженерам исключить или устранить любые структурные недостатки и перейти к окончательной укладке дорожного покрытия и электрических систем.

Как строятся мосты над водой?

Мосты, построенные над водой, используют тот же процесс строительства, что и любой другой мост, но есть несколько дополнительных факторов, которые необходимо учитывать на этапах планирования и строительства.

Для большинства мостов, построенных над водой, строительные бригады должны соорудить коффердамы или опустить кессоны в воду, чтобы создать плотину и платформу, на которой будут стоять бетонные башни. Озера и русла рек могут быть неустойчивыми, поэтому бригадам может потребоваться забить сваи глубоко в землю, чтобы добиться устойчивости.

Если участок воды достаточно широк, строителям мостов может потребоваться специализированное строительное оборудование, такое как плавучие краны, мостовые стрелы и гидроплатформы, способные работать над водой. Эти машины позволяют рабочим проводить проверки безопасности и работать в местах, недоступных с земли.

Мостовидные конструкции

Мостовидные конструкции рассчитаны на растяжение и сжатие различными способами в зависимости от их использования и местоположения. Наиболее распространенные конструкции мостов включают:

• Висячие мосты: Тросы, свисающие с вертикальных подвесок, поддерживают настил моста, в то время как опоры уравновешивают сжатие.
• Мосты с фермами: Надстройка состоит из диагональных поясов или балок, которые воспринимают растяжение и сжатие по всей конструкции.
• Арочные мосты: Стальная, каменная или бетонная арка уравновешивает сжатие и служит защитой от ветра.
• Консольные мосты: Консольные мосты используют наборы верхних поясов для восприятия растяжения и нижних поясов для восприятия сжатия.

Инженеры тратят много времени и ресурсов на строительство моста, который достигает своей цели, сталкиваясь с теми же проблемами, что и при попытке построить под водой. Несмотря на то, что существуют разные типы мостов, все они используют инженерные принципы, чтобы действовать как постоянные конструкции, которые люди используют каждый день для транспорта и поездок на работу. Мосты функциональны по своему назначению и элегантны по дизайну, отражая гармонию, к которой стремятся инженеры и строители.

Для получения дополнительной информации о том, как работают мосты и о процессе строительства, ознакомьтесь с инфографикой ниже.

Источники:
Business Insider | Инженерный инсайдер | Объясните этот материал | Британика | Сделано как | Как это работает | Инженерный канал | Мосты PDH | Bright Hub Engineering

Related Posts

Как построить собственный мост через ручьи

Ларри Уолтон

Мост — это одна из тех вещей, которые часто воспринимаются как нечто само собой разумеющееся, пока у вас его нет, особенно если вы живете в сельской местности и между вашим домом и окружной дорогой есть ручей. У Джона Форда были планы построить новый мост вместе со строительством нового дома на своей территории, но планы строительства моста стали приоритетными, когда заблудившийся грузовик перенес слишком большой вес по старому мосту, и он рухнул.

Бюрократия

Строительство большинства мостов требует тщательного планирования, особенно если они расположены над водным путем, находящимся под юрисдикцией нескольких различных государственных органов. Это не обязательно должна быть значительная река, чтобы несколько руководящих органов претендовали на контроль над правами на строительство любых сооружений вблизи водного пути. Существуют агентства, которые регулируют борьбу с наводнениями, качество воды, среду обитания рыб и т. д., и каждое из этих правил агентства должно быть выполнено, прежде чем проект может быть запущен.

Джон должен был подать план прибрежного ландшафта, подать заявку в Департамент рыболовства и дикой природы штата Орегон, договориться с агентством под названием Национальная служба морского рыболовства, представить план прохода рыбы, получить одобрение Департамента лесного хозяйства и дело с окружным отделом планирования и развития. Ему пришлось сертифицировать базовую отметку затопления и нанять инженера для составления планов моста в соответствии с требованиями округа.

Местная пожарная служба также приняла участие, потребовав, чтобы на мосту находилась загруженная пожарная машина (весом 50 000 фунтов), чтобы углы въезда на мост соответствовали спецификациям и чтобы был обеспечен разворот на другой стороне моста. . У Форда уже были планы спроектировать мост, чтобы выдержать 75 000 фунтов. загруженный бетоновоз для строительства дома, поэтому он позаботился о том, чтобы другие требования, связанные с пожаром, также были учтены в планах проезда.

Также к правительственным агентствам добавилось FEMA, которое представило неточную карту, показывающую, что вся собственность находилась в пойме. Часть процесса выдачи разрешений Форда заключалась в том, чтобы внести поправки в карту, чтобы отразить, что его собственность действительно не находилась под водой.

Разнообразие агентств означало множество проблем, начиная от воздействия на качество воды, миграции рыб, смягчения последствий наводнений и нарушения растительности. Как только Форд решил, что все базы закрыты, один из агентов решил, что им понадобится 20-футовый мост, что было большим изменением по сравнению с тем, что все все время говорили, что это будет 15-футовый мост. Эта дополнительная длина моста могла увеличить стоимость моста на тысячи долларов за счет инженерных затрат, дополнительных материалов и более прочных балок.

Основные компоненты моста Форда включают [1] бетонную опору, [2] стальные двутавровые балки, [3] стрингеры 4×12, обработанные давлением, [4]настил 4×12, обработанный давлением, [5 ] обработанные под давлением полозья 2×12 и [6] обработанные под давлением бордюры 4×6.

Следует признать, что для многих из этих правил есть веские причины. На самом деле, я живу ниже по течению от собственности, поэтому мой интерес к защите нашего ручья был больше, чем просто мимолетное любопытство. Я бы не хотел, чтобы его запрудили или загрязнили, и я, конечно, не хотел бы, чтобы его новый мост оказался на моем пути в случае рекордного наводнения.

В том маловероятном случае, если государственное учреждение не предоставит вам спецификации по высоте и пролету вашего проекта моста, убедитесь, что вы находитесь выше 100-летней отметки максимального уровня воды. Мост, построенный слишком низко или со слишком узким пролетом, может стать причиной значительного перекрытия во время тех зимних бурь или весенних оттепелей, когда реки выходят из берегов. Мусор может зависать на мосту, который может зацепить еще больше мусора и, в конечном итоге, перекрыть поток, причинив гораздо больший ущерб, чем многие люди могут себе представить.

В конце концов вам даже придется заняться логистикой, связанной с созданием чего-то настолько большого, что его конструкция рассчитана на то, чтобы год за годом справляться с нагрузками от автомобильного движения. Все эти соображения должны быть удовлетворены до того, как первая лопата коснется берегов ручья.

Небольшой ручей, подобный этому, может показаться не слишком большим препятствием для случайного наблюдателя, но немного местной истории может рассказать вам, что большинство ручьев могут стать очень большими, когда погода становится действительно плохой.

Прочный фундамент

После того, как все заинтересованные правительственные учреждения, общественность, геодезические и инженерные аспекты завершены, можно приступить к фактическому строительству моста. Как и при строительстве дома, основание для фундамента должно быть сформировано и уплотнено в первую очередь. Для этого моста, который был спроектирован с двутавровыми балками, две опорные части, поддерживающие концы балок, называются опорами.

Команда отца и сына, Майка и Джона Фордов, залила каждый из устоев двумя частями поверх тщательно утрамбованного подстилающего слоя, покрытого 4/4 минус щебень. Используя базовую отметку уровня залива геодезиста, чтобы установить верхнюю часть основания опоры, Майк и Джон построили свои формы, чтобы сделать основание толщиной 3 фута и высотой 2 фута, что сделало его вершину на 1 фут выше основания наводнения. высота. Они также сформировали 2-футовые боковые стены под углом 45 градусов на каждом конце опоры.

Лазерный уровень является основным инструментом для перевода отметок, определенных геодезистом, в фактические отметки на площадке моста. Проект начинается с определения отметок как верхней части моста, так и нижней части опор моста, которые охватывают транслировать. Как только это будет определено, необходимо спроектировать и заложить подходящую конструкцию основания для опор моста. Сами опоры должны быть спроектированы так, чтобы иметь достаточную массу и структурную поддержку, чтобы выдержать мост вместе с ожидаемыми нагрузками.

Они сконструировали формы 2×4 с внутренней обшивкой из фанеры CDX толщиной 3/4 дюйма. Дизайн формы Майка включал основание 2×8, что позволяло точно настраивать расположение и закреплять формы в подоснове, чтобы удерживать их на месте. Стыки и стыки в опорных плитах были смещены относительно соединений в панелях, что сделало всю сборку прочнее.

Прежде чем залить бетоном опоры моста, бригада Ford установила сетку из арматуры, которая свяжет опоры моста вместе с опорами главной балки. После заливки опор для опор они сняли опалубку и заручились помощью экскаватора, оснащенного обратной лопатой, чтобы установить стальные двутавровые балки моста на место.

Форд заручился поддержкой экскаватора, оснащенного обратной лопатой, для установки двутавровых балок на место. Джон Форд приобрел пару стальных двутавровых балок, рассчитанных на нагрузку моста, у местной сталелитейной компании.

После того, как опоры моста были завершены, а двутавровые балки установлены, мост был готов к возведению опалубки вокруг концов двутавровых балок.

Затем они построили опалубку вокруг концов двутавровых балок. Они смогли использовать панели той же формы для этой коленной части опоры, расположив панели на желаемой высоте, которая должна была быть на одном уровне с поверхностью настила моста.

Рассмотрев несколько вариантов соединения двух двутавровых балок вместе, Форд остановился на нескольких толстых стальных пластинах, расположенных перпендикулярно двутавровым балкам и прикрепленных к стенкам двутавровых балок с помощью уголков, прикрепленных болтами к обеим стенкам и поперечные пластины. Он также добавил некоторые диагональные распорки, как указано в планах инженера.

Хотя у Майка есть плазменный резак, он решил использовать резак для большинства разрезов в этом проекте. То, чего резаку не хватает в точности, компенсируется скоростью и мобильностью. Поскольку для работы ему нужны только баки, Майк мог свободно передвигаться по рабочей площадке и резать стальные детали в любую погоду.

Форды заказали бетононасос для заливки фундамента моста, а затем и оголовка моста. Они могли бы выполнить эту работу с помощью стандартных желобов для бетонных грузовиков на обочине моста, но им определенно понадобился бетононасос, чтобы переместить материал на опоры на другой стороне ручья.

Основы каркаса

Майк и Джон предварительно просверлили полки двутавровой балки для болтов, которыми деревянные стрингеры будут крепиться к стальным балкам. Чтобы отметить расположение отверстий на стрингерах, Майк установил болты во фланцах вверх дном, расположил балки стрингеров, а затем хорошенько ударил по ним кувалдой, в результате чего болт оставил углубление в том месте, где он затем просверлил болт. отверстия.

Майк использовал мощную дрель (с боковой рукояткой и кольцевой пилой), а затем зубило, чтобы вырезать карманы достаточно глубоко, чтобы в них можно было установить шайбы и головки болтов с квадратным подголовком для стрингеров, которые были прикреплены к верхней части из двутавровых балок. Он пропустил болты через стрингерную балку и через верхние полки двутавровых балок. Затем он использовал электрический ударный инструмент, чтобы затянуть гайки на стрингерных болтах.

Закручивая гайки, Майк использовал свой Speed ​​Square в качестве поверочной линейки, чтобы убедиться, что головки болтов находятся на одном уровне с верхней частью стрингеров. Стрингеры служили переходом между стальными опорными балками и деревянным настилом моста. Последующие компоненты были прикреплены с помощью крепежа «дерево к дереву», включая болты с защелкой и винты для настила.

Майк установил первые пять палубных досок, которые были более длинными, и прикрепил их к стрингерам балки.

Пять досок настила были на 4 фута длиннее, чем остальные двадцать досок настила. Более длинные доски настила были спроектированы так, чтобы выступать за пределы основного настила и служить опорой для запланированной системы перил вдоль моста. Майк сначала расположил эти доски настила и равномерно распределил их, прежде чем прикрепить их к стрингерам с помощью болтов.

Он предварительно просверлил каждую из досок настила моста, чтобы анкерные болты не застряли в досках настила, что позволило им затянуться относительно досок стрингеров. Затем он использовал ударную отвертку, чтобы вбить стяжные болты через доски настила моста в стрингеры.

Майк протянул трос от одной стороны моста к другой и использовал кувалду, чтобы выровнять доски настила моста с нижней стороны моста. Он использовал свою циркулярную пилу, чтобы вырезать ряд деревянных клиньев, чтобы удерживать доски настила на месте, пока он привязывал их к стрингерам.

Для бордюров вдоль каждой стороны моста потребовалось соединение, которое Майк вырезал с помощью циркулярной пилы и долота. Он использовал деревянные клинья, чтобы равномерно распределить доски настила моста и удерживать их на месте, в то время как он вбивал анкерные болты в настил моста. доски в доски стрингера балки.

После завершения основного настила моста Майк добавил серию из трех полозьев 2×12, чтобы усилить область, где резина встречается с мостом. Он также добавил бордюры 4×6 вдоль внешних краев настила моста.

Первым транспортным средством на мосту был полностью загруженный самосвал. Водитель грузовика Джереми Уильямс ничуть не обеспокоился, когда засыпал мост каменной наброской, чтобы засыпать опору поперечного ручья. Почти завершенный мост почти готов к обратной засыпке.

Компоненты Закрыть

Стальные i-лучи были прикреплены к другим компонентам моста с болтами. [A] Фундаментные болты проходят через нижний фланец и крепятся к бетону с помощью эпоксидной смолы; [B] болты с квадратным подголовком проходят через стрингеры и верхний фланец; [C] короткие болты проходят через стенку двутавровой балки для крепления углового кронштейна; [D] длинные болты полностью проходят через опорную стенку колена и прикрепляют угловой кронштейн к стенке колена; [E] В отверстии в коленной стене находится труба из ПВХ для водопровода.

Несколько стальных пластин соединяют две двутавровые балки друг с другом с помощью уголков. Пластины предотвращают скручивание двутавровых балок.

Болты, проходящие через коленную стенку, крепятся к стенке двутавровой балки с помощью куска уголка. Обратите внимание, что шайбы представляют собой квадратные куски стали с просверленным посередине отверстием.

Вскоре после завершения строительства моста Джон Форд начал проект строительства дома, поэтому строительный транспорт, такой как этот грузовик энергетической компании, нашел хорошее применение новому мосту.

ПРИМЕЧАНИЕ

EHT Читатель Майкл Кобер, ЧП, наткнулся на эту статью и предложил уделить больше внимания важности наличия адекватных элементов фундамента для оптимальной долгосрочной работы, особенно сопротивления в условиях затопления и размыва. «Устои в том виде, в каком они были построены, могут опрокинуться в условиях сильного наводнения и размыва из-за отсутствия глубоких свай или достаточного распора для их надлежащей поддержки». Кобер предполагает, что в статье следует «обсудить необходимость продольной арматурной стали в корпусе опоры, марку стали балки и крепежа (болта), важность надлежащей обработки деревянного настила для защиты древесины, прочность используемого бетона».

Уточнение по описаниям материалов:

1. «Уголок» Настоящий железный уголок не прокатывается (не производится) в нашей стране уже более 80 лет, его в значительной степени заменили уголком из конструкционной стали. Как правило, железо не используется в качестве строительного материала, потому что оно слишком мягкое и не обладает прочностью на растяжение и долговечностью даже самых низких сортов конструкционной стали.

2. «Двутавровые балки» Два основных (стальных) несущих элемента в статье не являются двутавровыми балками, а широкополочными или в последнее время называются W-образными или W-образными. Настоящие двутавровые балки (первоначально известные как американские стандартные балки) и, в последнее время, S-образные балки были популярны в начале 19 века.