Введение в проектирование металлических мостов

Несмотря на широкое применение в мостостроении железобетонных конструкций, в настоящее время темп использования мостовых металлических конструкций постоянно нарастает, что объясняется прежде всего потребностью сооружения мостов через большие реки с интенсивным движением судов большого водоизмещения. В этих условиях возникает потребность в применении металлических пролётных строений больших пролётов. Но и в области средних пролётов металл нередко оказывает достойную конкуренцию железобетону.
Проектирование металлических мостов неразрывно связано с развитием металлургии, совершенствованием методов создания прогрессивных форм пролётных строений и широким применением ЭВМ при расчёте конструкций.
В своём развитии отечественная наука в области металлических мостов прошла большой путь и в настоящее время практически соответствует мировому уровню. Особенно это проявляется в последнее время, когда успехи отечественных мостостроителей органически сливаются с достижениями мирового мостостроения. Всё чаще и чаще в отечественном мостостроении появляются оригинальные по замыслу металлические пролётные строения, которые занимают достойное место в мире.
Исходя из исторического анализа развития конструктивных форм металлических пролётных строений, можно условно выделить четыре основных этапа:

• Конец XIX в., когда основным материалом для сооружения пролётных строений являлся чугун и сварочное железо, а для соединения элементов использовались чёрные болты и заклёпки. Величина перекрываемых пролётов не на много превышала 100 м.

• Начало XX в. характеризовалось применением литого железа, а затем и мартеновской стали. Изготовление и соединение элементов осуществлялось с помощью заклёпок. Длина перекрываемых пролётов уже исчислялась сотнями метров.

• В середине XX в. стали применять малоуглеродистую сталь, которую постепенно заменила низ-колегированная сталь. При изготовлении отдельных элементов пролётных строений начали использовать электросварку. Для устройства монтажных стыков в первое время применяли заклёпки, которые почти повсеместно в настоящее время стали вытесняться высокопрочными болтами. Появились и успешно развивались композитные (сталежелезобетонные) пролётные строения. Расчёты мостовых конструкций постепенно переводили на ЭВМ. В этот период превзойдён километровый рубеж в длине перекрываемых пролётов.

• Для конца XX в. и начала нынешнего века характерно применение высокопрочных сталей с высокой коррозионной стойкостью. Ведутся исследования по применению в мостостроении сверхпрочных сталей. Широкое применение нашли болтосварные монтажные соединения, а затем и цельносварные. При заводском изготовлении мостовых конструкций и устройства монтажных стыков широко используется автоматическая сварка.

Мостовые конструкции изготавливаются на высокоточном оборудовании. Автоматизация производства выступает основным направлением в области изготовления мостовых конструкций. Проектирование мостовых конструкций осуществляется только с применением ЭВМ. Применение монтажного оборудования большой грузоподъёмности позволяет вести монтаж укрупнёнными блоками, что резко сокращает сроки строительства мостов. Для контроля монтажа пролётных строений используется современная измерительная техника, а результаты контроля оперативно анализируются с применением специальных программ для ЭВМ. Величина перекрываемого пролёта вплотную приблизилась к двухкилометровому рубежу.
В рубрике рассмотрены наиболее распространённые в мостостроении сплошностенчатые цельнометаллические и сталежелезобетонные пролётные строения. Она предназначена в основном студентам специальности «Мосты и транспортные тоннели», но может быть полезна студентам других специальностей, а также инженерно-техническим работникам.

Администрация портала не ставила задачу создать всеобъемлющий научный труд по рассматриваемому вопросу, но, тем не менее, в рубрику войдут многие вопросы, с которыми может встретиться молодой инженер в своей практической работе.
Главная методическая задача портала - обеспечение максимальной возможности изучения конструктивных особенностей сплошностенчатых балочных металлических пролётных строений. Расчеты конструкций и их отдельных элементов даны в более упорядоченном виде, чем в СНиП 2.05.03-84*, с комментариями, нацеленными на облегчение усвоения изучаемых вопросов.
Здесь приводятся некоторые исторические сведения. Например, устройство заклёпочных соединений. Хотя они в настоящее время в мостостроении не используются, но без понимания истории сложно оценить прогресс современного мостостроения. Кроме того, значительная часть мостов, построенных в прошлом столетии, выполнена с использованием заклёпочных соединений и в настоящее время требует оценки грузоподъёмности пролётных строений, а иногда - и переконструирования. Эта задача не может быть качественно выполнена без чёткого понимания работы соединений, выполненных с применением заклёпок.
Администрация портала http://www.allbridges.ru/ приносит глубокую благодарность доктору технических наук, профессору, академику Российской Академии транспорта Саламахину Павлу Михайловичу и профессору Фридкину Владимиру Михайловичу за ценные рекомендации.