Арочный мост

История

Самым древним из существующих арочных мостов, возможно, является микенский мост Аркадико в Греции. Он был построен примерно в 1300 году до нашей эры. Каменный арочный мост с карнизной аркой используется до сих пор. Хорошо сохранившийся эллинистический мост Элевтерны имеет треугольную карнизную арку. Родосский пешеходный мост IV века до н.э. опирается на раннюю арку из вуазика.

И этруски, и древние греки знали об арках. Но римляне первыми стали использовать арки для строительства мостов.

Римские арочные мосты обычно были полукруглыми. Некоторые из них были сегментными арочными мостами (например, мост Алконетара), то есть с изогнутой аркой, которая меньше полукруга. Такой сегментный арочный мост позволял пропускать под ним большое количество паводковых вод. Это позволило бы предотвратить снос моста во время наводнений. Кроме того, сам мост мог быть более легким. Как правило, римские мосты имели клиновидные первичные арочные камни (так называемые voussoirs) одинакового размера и формы. Римляне строили как однопролетные, так и длинные многоарочные акведуки. На их мостах в опорах имелись отверстия для паводков.

В средневековой Европе мостостроители усовершенствовали римские конструкции, используя более узкие опоры. Они использовали более тонкие стволы арок и более низкое соотношение высоты пролетов мостов. Также были введены готические остроконечные арки, уменьшающие боковую нагрузку. В частности, в 14 веке строительство мостов достигло новых высот. Пролеты до 40 метров (130 футов) были ранее неслыханными для каменных арок.

В XIX веке сталь стала дешевле и позволила строить еще более длинные мосты. Арочные мосты стали обычным явлением, поскольку им не нужны такие большие и дорогие фундаменты. Некоторые из них в конце 20-го века были сделаны длиной более 500 метров (1 600 футов).

Простые арочные мосты на сжатие

Преимущества простых материалов

Камень, кирпич и другие подобные материалы прочны на сжатие. Они достаточно прочны на сдвиг. Но они не могут противостоять большой силе при растяжении. В результате арочные мосты из каменной кладки проектируются так, чтобы постоянно находиться в состоянии сжатия. Каждая арка строится поверх временной фальш-рамы, называемой центрирующей. В первых компрессионных арочных мостах ключевой камень в середине моста принимал на себя вес остальной части моста. Чем больше веса приходилось на мост, тем прочнее становилась его конструкция. В арочных мостах с каменной кладкой используется заполняющий материал (обычно уплотненный щебень) над аркой, чтобы увеличить собственный вес моста. Это также предотвращает возникновение напряжения в кольце арки при перемещении груза по мосту. Также использовался неармированный бетон. Когда используется каменная кладка (тесаный камень), углы граней срезаются для минимизации сдвигающих усилий. При использовании случайной кладки (необработанные и неподготовленные камни) они скрепляются раствором. Раствору дают застыть, прежде чем удалять фальшбалки.

Последовательность строительства

• В тех случаях, когда арки устанавливаются в русле водотока (на опорах или берегах), вода отводится. Для этого сначала выкапывают гравий и заменяют его хорошим основанием (из прочного материала). На их основе возводятся фундаментные опоры или поднимаются на высоту предполагаемого основания арок. Эта точка называется пружиной.
• Falsework centering (в британском английском языке: арочная рама) строится, как правило, из пиломатериалов. Каждая арка многоарочного моста будет создавать нагрузку на соседние арки. По этой причине необходимо либо поднять все арки моста одновременно, либо использовать очень широкие опоры. Упор от концевых арок упирается в землю с помощью основательных (вертикальных) опор у стен каньона.
• Несколько арок (или одна арка) строятся поверх центрирования. После возведения каждого основного арочного ствола. Арки стабилизируются (или арка стабилизируется) с помощью заполняющей кладки. Они могут быть уложены горизонтальными рядами (слоями). Они могут образовывать две внешние стены, известные как эстакады, которые затем заполняются соответствующим сыпучим материалом и щебнем.
• Дорога асфальтирована, а парапетные стенки направляют движение к мосту.

Рабочий процесс на римском мосту в Лимире: фальшбалки были перенесены в другой проем, как только было завершено нижнее ребро арки

Галерея