Консольный мост

Происхождение

Инженеры девятнадцатого века знали, что мост, построенный на нескольких опорах, распределяет нагрузку между ними. Это означало, что напряжение в балке или ферме будет меньше, а значит, можно строить более длинные пролеты. Несколько инженеров девятнадцатого века спроектировали непрерывные мосты с шарнирными точками в середине пролета. Использование шарнира в многопролетной системе означало, что инженеры могли лучше рассчитать нагрузки и напряжения на мост. Это также означало, что мост мог выдерживать оседание фундамента с разной скоростью.

Генрих Гербер был одним из инженеров, получивших патент на шарнирную балку (1866 г.), и признан первым, кто ее построил. Хассфуртский мост через реку Майн в Германии имеет центральный пролет 124 фута (38 метров). Завершенный в 1867 году, он стал первым современным консольным мостом. Среди других ранних консольных мостов - Высокий мост в Кентукки работы К. Шалера Смита (1877), Ниагарский консольный мост работы Чарльза Конрада Шнайдера (1883) и мост в Покипси работы Джона Фрэнсиса О'Рурка и Помероя П. Дикинсона (1889). Мост через реку Кентукки перекинулся через ущелье глубиной 275 футов (84 метра). Он был построен консольно, что означало, что его не нужно было поддерживать во время строительства. Самым известным ранним консольным мостом является железнодорожный мост Форт. Этот мост в течение 17 лет удерживал рекорд по длине самого длинного пролета в мире.

Бенджамин Бейкер показал, как работает консольная система на фотографии слева. Подвешенный пролет, на котором сидит Каичи Ватанабе, виден в центре. Необходимость противостоять сжатию нижней хорды проявляется в использовании деревянных столбов, а растяжение верхней хорды показано вытянутыми руками. Действие внешних фундаментов как якорей для консолей можно увидеть в размещении противовесов.

Функция

Консольный мост.- Конструкция, по крайней мере одна часть которой выступает в качестве крепления для поддержки другой части, выходящей за пределы опорного пирса.

- Джон Александр Лоу Уодделл, инженер по строительству мостов

Простой консольный пролет образован двумя консолями, идущими с противоположных сторон пересекаемого препятствия и сходящимися в центре. В подвесном пролете консольные плечи не сходятся в центре; вместо этого они поддерживают центральный ферменный мост, который опирается на концы консольных плеч. Подвесной пролет может быть построен за пределами площадки и поднят на место, или построен на месте с использованием специальных передвижных опор.

с уравновешенной консолью, пролет уравновешивается консолями, идущими в противоположном направлении. Если они закреплены на прочном фундаменте, их называют анкерными консолями. В мосту, построенном на двух опорах, имеется четыре консольных плеча: два, которые охватывают препятствие, и два анкерных плеча, которые отходят от препятствия. Из-за необходимости увеличения прочности опор сбалансированных консолей, надстройка моста часто имеет форму башен над фундаментными опорами. Мост Коммодора Барри является примером консольного моста такого типа.

Стальные фермы консолей воспринимают нагрузку за счет растяжения верхних элементов и сжатия нижних. Обычно конструкция распределяет напряжение через анкерные кронштейны на крайние опоры, а сжатие передается на фундаменты под центральными башнями.

Уравновешенные консольные мосты из предварительно напряженного бетона часто строятся с использованием сегментной конструкции.

Схема частей мемориального моста Джона П. Грейса

Методы строительства

Некоторые стальные арочные мосты (например, мост Навахо) строятся с использованием чисто консольных пролетов с каждой стороны. Затем они соединяются с помощью штыря, обычно после принудительного раздвигания места встречи. Когда домкраты убирают и добавляют мостовой настил, мост становится ферменным арочным мостом. Такая безопорная конструкция возможна только при наличии подходящей скальной породы для поддержания напряжения в верхней хорде пролета во время строительства, что обычно ограничивает применение этого метода при строительстве узких каньонов.

Список по длине

Самые длинные консольные мосты в мире (по наибольшей длине пролета):

1. Квебекский мост (Квебек, Канада) 1 800 футов (549 м)
2. Мост Форт (Ферт-оф-Форт, Шотландия) 2 x 1 710 футов (521 м)
3. Мост Минато (Осака, Япония) 1 673 фута (510 м)
4. Мост Коммодора Барри (Честер, штат Пенсильвания, США) 1 644 фута (501 м)
5. Crescent City Connection (два пролета) (Новый Орлеан, Луизиана, США) 1 575 футов (480 м)
6. Мост Хаура (Калькутта, Западная Бенгалия, Индия) 1 500 футов (457 м)
7. Мемориальный мост ветеранов (Грамерси, Луизиана, США) 1 460 футов (445 м)
8. Мост через залив Сан-Франциско - Окленд (Восточный пролет) (Сан-Франциско, Калифорния, США) 1 400 футов (427 м)
9. Мост Хораса Уилкинсона (Батон-Руж, Луизиана, США) 1 235 футов (376 м)
10. Мост Таппан Зи (Южный Наяк, Нью-Йорк и Тарритаун, Нью-Йорк, США) 1 212 футов (369 м)

Примеры