> Техника, страница 50 > Каменные мосты

Каменные мосты

Каменные мосты, возводимые гл. обр. из камня, по сравнению с конструкциями из металла и железобетона обладают нек-рыми преимуществами, к числу которых относятся: монументальность сооружения, обеспеченная, доказанная опытом долговечность, при почти полном отсутствии расходов по содержанию, и красота форм. Железнодорожные К. м., кроме того, дают следующие выгоды: 1) путь получается непрерывно однообразным и спокойным, вследствие того что он уложен на балласте и обыкновенных шпалах; 2) место моста не зависит от профиля и плана пути, тогда как для металлич. мостое существуют на этот счет ограничения, стесняющие трасировку ж.-д. пути; 3) расход на возобновление моста почти равен нулю— не только по причине стойкости материала, но также и вследствие малой чувствительности моста к возрастанию веса подвижного состава. Последнее обстоятельство является у нас главной причиной перестройки ж.-д. мостов. При массовом возобновлении мостов по указанной причине на швейцарских ж. д. железные мосты заменялись во всех случаях каменными, где это только позволяла конструктивная высота; в результате общая длина К. м. составляет в настоящее время ок. 80% всей длины мостов, причем на некоторых линиях (Albulabahn) осталось только 3% железных мостов.

В отношении стоимости К. м. малых пролетов (до 10—12 м), на основании сравнения, произведенного Г. П. Передернем для Сев,-ских и Восточно-Китайской ж. д., дешевле железных; разница в пользу К. м. тем значительнее, чем меньше высота насыпи

и меньше отверстие. При пролетах свыше

10—12 метров железные мосты несколько дешевле, но не на столько, чтббы предпочесть их каменным, игнорируя их технич. недостатки. Если для сравнения взять железные мосты с балластным корытом, то первоначальная стоимость тех и других мостов получается почти одинаковой; капитализируя же ремонт и смену, получим преимущество на стороне К. м. Решающее значение, однако, должны иметь не стоимость, а технические свойства моста.

Конструкция. Пролетным строением К. м. является свод с радиальными швами; свод своими пятами опирается на устои, или быки (смотрите фигура 1 и 2). Для поддержания ездового полотна необходимо устройство надсводного строения, состоящего из заполнения в виде тощего бетона, а всего чаще из засыпки гравелистым песком. С боков заполнение поддерживается щековыми стенками,

переходящими в устоях в обратные стенки; последних может и’не быть в тех случаях, когда откосы насыпи подпираются откосными крыльями. Для предохранения свода от просачивающейся через полотно дождевой воды его покрывают водонепроницаемыми материалами—просмоленным джутовым полотном, рубероидом, асфальтом, а в акведуках—свинцовыми листами.

Очертания моста. Боковые очертания моста (по фасаду) определяются длиной устоя, назначаемой таким образом, чтобы вдоль его обратных стенок поместился конус, которым кончается насыпь; длина устоя, следовательно, зависит от заложения образующей конуса. При насыпях высотой до 6—7 метров этот уклон дается 1:1, при насыпях выше 6—7 метров нижняя часть конуса делается более пологой. Кроме того, вверху и внизу выдвигают устой за края конуса на величину 0,25—0,50 метров (в акведуках и мостах-каналах—до 1,00 ж). Для сбережения кладки следует хвост обратнойстенкиделатьвертикаль-ным на 1—1,5 метров сверху и далее вести его с уклоном ^{В 1}/$ V12 в сторону моста. Верхнее очертание моста определяется продольным профилем полотна. Отмечая затем высоту балластного слоя или мостовой, легко получить верхний предел для наружной поверхности свода.

Профиль пути в мостах под железную дорогу—обычно горизонтальная или наклонная прямая. Толщина балласта, считая от ключа свода до подошвы рельса, не должна быть менее 1,2 м, что необходимо для смягчения действия динамической нагрузки на свод и возможно более равномерной передачи ее. На каменных мостах под обыкновенную дорогу, при сыпучем заполнении пазух, мостовые делаются булыжными, щебеночными и брусчатыми; торцовые и асфальтовые мостовые требуют бетонного основания, а следовательно, и такого же заполнения. Толщина мостовых перечисленных типов колеблется в пределах от 0,25 до 0,5 метров Поверхности моста под обыкновенную дорогу для

Фигура 3. Фигура 4.

отвода дождевой воды придают продольные и поперечные уклоны; последние берут от 1 до 2 % в зависимости от рода мостового полотна; продольный уклон в коротких мостах часто не делается, вода же стекает по жоло-бу, к-рому дается уклон от ^х/₂₀₀ до ¹/_т, и отводится трубами.

Нижнее очертание моста зависит от основания опор, выбор которого всецело определяется напластованием грунтов и той глубиной воды при меженнем горизонте,при которой придется производить работы по заложению оснований. В простейших случаях, при сооружении мостов на суходолах или неглубоких речках, глубина заложения фундаментов от поверхности земли составляет 2—3 метров другие основания (бездонные ящики, колодцы, кессоны) опускаются на потребную глубину в зависимости от качества грунта и от получающихся в подошве напряжений на грунт.

Ширина моста, измеряемая между перилами, определяется для ж.-д. пути габаритом приближения строений и для мостов под обыкновенную дорогу—размерами стандартных габаритов проезда (смотрите Мосты).

Ширина свода назначается несколько меньше ширины моста вследствие выпуска карнизов, на которых можно установить перила или парапет, причем перильные стойки можно также помещать и за карнизными камнями (фигура 3). Постановка парапета, помимо ке—1,44 м, в пятах—2,16 метров Каждый свод имеет на •берегах отдельные фундаменты. Последним словом в этом направлении является мост через реку Лот в Вильневе (Villeneuve), который построен из бетона в 1914—21 гг. Длина пролета—96,25 метров при стреле 15,4 метров (1 : 6,3); ширина арки—3,0 м, т. e. 1 : 32 пролета, что представляется совершенно исключительным явлением, объясняемым способом производства

Фигура 5.

ухудшения внешнего вида моста, требует добавочного его уширения, а следовательно, и увеличения стоимости. Для уменьшения ширины свода применяется конструкция железобетонного ящика со свешивающимися боками (фигура 4). Несколько новейших К. м. построено с разделением свода на две отдель-

работ. Отношение длины к ширине поперечного сечения свода таково, что арка, рассматриваемая как сжатый стержень, подлежит проверке на продольный изгиб. В этих условиях требуется весьма точное размещение оси свода. Строитель моста инж. Фрейсине предложил способ выравнивания положения оси свода заложенными в замке гидравлич. домкратами, при помощи которых можно парализовать начинающиеся уклонения, когда свод еще не совсем снят с кружал.

Фигура 6.

ные арки, поставленные по краям, вследствие чего действительная ширина свода может быть сокращена в два раза и более.

На фигуре 5—7 представлен мост des Amidonniers в Тулузе, законченный постройкой в 1910 году. Мост имеет 5 пролетов, от 38,5 до 46,0 м, со сводами, очерченными по эллипсу, при подъеме от 1 : 4,17 до 1 : 4,08; над быками для увеличения отверстия моста в высокую воду и для красоты сделаны просветы, перекрытые сводиками с пролетами в 10,1 и 11,6 метров Основания быков заложены в несжимаемом водонепроницаемом туфе, местами прикрытом наносами, с помощью перемычек, которые устроены затопляемыми высокими водами Гаронны. Полотно моста, шириной 22 м, поддерживается двумя сводами по 3,25 метров с просветом между ними в 10,0 метров Толщина сводов в замке—1,26, 1,21 и 1,18 м, в пятах—2,59, 2,52 и 2,42 метров Соответственно двум полосам свода быки состоят из двух совершенно отдельных частей; туф в промежутке между ними прикрыт ростверком из каменной кладки с защитными поперечными стенками. Для поддержания полотна моста поставлены поперечные железобетонные балки (в виде безраскосных ферм) через каждые 3 м; балки опираются на своды по их продольной оси и имеют, т. о., пролет в 13,15 метров Тротуары расположены на· свесах длиной 4,72 м; свесы усилены на сжатие спиральной арматурой. На плите толщиной 12 см, покрытой несколькими слоями смолы, положен слой бетона в 5 см, слой смазки в 1 сантиметров и деревянная мостовая. По сравнению с мостом со сплошными сводами на всю ширину моста этот мост дешевле на 30%.

Такого же типа К. м.—мост Адольфа в Люксембурге—имеет пролет в 84,6 метров Ширина каждого из сво до в-близнецов в замке—5,34 м;к пятам она увеличивается, так как боковые грани свода находятся в наклонных плоскостях с уклоном в 1 : 40. Толщина свода в зам-

По соображениям устойчивости Сежурне (Sejourne) брал ширину отдельной каменной арки не меньше ¹/_м пролета; по технич. условиям, при пролетах до 100 метров ширина свода не должен быть менее ¹/_1б пролета, если она

22.00

Фигура 7.

сохраняется по всему пролету. При ушире-нии свода к опорам до ¹/₁₀ пролета, ширина в замке не должен быть менее ¹/₂₀ пролета.

Положение пят свода определяется чаще всего условиями возвышения пят над горизонтом в вод (смотрите Мосты), хотя своды, сложенные на портланд. цементе, могут смачиваться без вреда для прочности. Правильнее было бы ограничивать наибольшее понижение пят свода горизонтом ледохода или судоходным горизонтом. При расположении пят свода ниже горизонта ледохода, в целях уменыие- ^^ ния ударного действия плывущих тел или льда, — применяют так назы-ваемые «коровьи рога»

(фигура 8) независимо от _{фиг 8}

устройства ледореза.

Общее очертание главнейших масс сооружения влияет на назначение величины пологости, то есть определяет положение пят. По художественным соображениям желательно иметь большую пологость арки, отчетливо отделяющейся от опор. Нужно иметь в виду, однако, что пологость арок обусловливает значительные напряжения материала и, кроме того, повышает стоимость опор, но при этом уменьшается длина свода и объём кладки в нем. Наименьшая стрела м. б. принята в ¹/₁₃ пролета, хотя существуют мосты(например de Nemours), имеющие стрелу в ¹/₁₅ и даже V₁₇ пролета. В общем, в особенности при высоких быках (в виадуках), следует стремиться к возможно низкому положению пят, причем в крутых сводах следует действительные пяты назначать несколько выше видимых; верхняя часть быка в таких случаях будет ограничена кривыми поверхностями. Положение пят не м. б. установлено независимо от соображений о форме устоя и сопряжения его с берегом. При сооружении многопролетных мостов на уклонах, желательно удерживать пяты на всех опорах на одном уровне. Это может быть достигнуто, если стрелы будут относиться, как квадраты пролетов, ибо только в этом случае распоры от постоянной нагрузки на быках уравновесятся.

Толщина свода задается по различным эмпирич. ф-лам, лучшей из которых является формула Сежурне:

d=a(l -f VT)u,

где d—толщина свода в замке, !—расчетный пролет свода, а—коэфф., назначаемый в зависимости от рода пути, μ—коэфф., учитывающий пологость свода; для полуциркульного очертания μ=1, для кругового пологого μ — ![l— j+ (|)^!J для эллиптического μ=—, где f—стрела свода. Коэфф. а для

3 + 2-

мостов под обыкновенную дорогу колеблется в пределах от 0,12 до 0,18 и для мостов под ж. д.—от 0,15 до 0,21. Толщина свода от замка к пяте может оставаться постоянной при пролетах до 15 м, т. к. в малых пролетах прочность свода не м. б. полностью использована при наименьшей толщине свода, которая допускается конструктивными соображениями. При пролетах свыше 15 метров толщина свода к пяте увеличивается таким образом, что вертикальная проекция толщины свода в каком-нибудь сечении его равна толщине в замке: d₀ =. где d—толщина в замке, d₀—толщина в пяте. Можно реко мендовать изменение толщины от замка к пяте по параболическому закону:

cii=d -f (d₀ — d)^,

где s—длина дуги по оси свода от замка до рассматриваемого сечения и S—длина дуги по оси свода от замка до пяты.

Очертание оси свода, то есть линии центров тяжести радиальных сечений свода, в зависимости от требований прочности и устойчивости при наименьшем расходе материала, выбирается по кривой давления, построенной для постоянной нагрузки в предположении, что свод снабжен тремя шарнирами; при проверке предварительно заданного очертания свода отклонением до ¹/_и— ¹/_Е0 толщины свода можно пренебречь, т. к. действительное совпадение кривой давления с осью свода невозможно из-за неизбежных упругих деформаций. При значительной временной нагрузке (например в ж.-д. мостах) следует пользоваться предложением Толк-мита придавать кривой оси свода очертание по кривой давления при загружении всего свода нагрузкой д +—, то есть постоянной и половиной временной. При выборе очертания по кривой давления нужно иметь в виду следующее обстоятельство, указанное проф. Тимошенко. Если ось свода очертить выше кривой давления в предположении 3 шарниров, то действительная кривая давления бесшарнирного свода поднимается выше, чем при совпадении оси с кривой давления трехшарнирного свода. Этим путем можно за счет увеличения эксцентриситета в замке уменьшить эксцентриситет в пятах и устранить растягивающие напряжения в пятах, если они были, или уменьшить их. Сначала очертание свода мол-сно назначить по параболе, а для пологих сводов—и по дуге круга; при неудовлетворительных результатах проверки вычерчивают коробовую кривую, возможно более близко проходящую к полученной кривой давления. Для сводов больших пролетов рациональное очертание оси м. б. задано уравнением кривой, очень мало отличающейся от цепной линии (смотрите Своды, Катеноид). Преимущества, которыми обладают функциональные кривые, в том числен катеноид, заключаются в непрерывном изменении их кривизны, чего нет в случае коробовой кривой. Катеноид проще строить не по уравнению Легея, а приближенно, по Сежурне, который дает уравнение:

_ b(п‘- а?) х^г У а² п‘-х‘ ’

п определяется по условию, чтобы кривая проходила через какую-нибудь промежуточную точку Ж (а?!, г/i),

_{2 =} а^гх!(Ь - у,)

Ьх - а‘у,

где а—полупролет и Ь—стрела. Франц, инженеры часто очерчивают своды по внутренней кривой, а ось получают, откладывая от нее по радиусам половину толщины свода.

Напряжения от изменения Г в бесшарнирн. пологих и больших сводах достигают большой величины, почему исследование влияния колебаний t° должен быть произведено обязательно. С целью уменьшения Г-ных напряжений в своде необходимо производить замыкание его при возможно низкой t°. Для устранения влияния колебания t° на напряжения в сводах (в особенности в пологих) применяются шарниры в пятах и замке.

Идея применения шарниров к К. м. принадлежит фрапцузск. инж. Дюп1ои (Dupuit, 1870 г.), предложившему переместить давления в центр шва при помощи устройства, к-рое заключается в скашивании шва со стороны внутреннего очертания свода с закруглением точки перелома шва. Таким путем получается обязательная для кривой давления точка, к-рую можно расположить, как угодно, а следовательно, становится возможным бороться с часто замечаемым при раскружа-ливании явлением раздробления кромок камней в швах перелома, когда кривая давления перемещается к внутреннему очертанию свода. Помимо этих выгод от установки в сводах трех шарниров, имеются и еще некоторые: простота расчета и устранение трещин в пятах и в замке свода от осадки при раскружаливании или сдаче устоев. Шарниры в своде м. б. применены постоянного устройства и временные, при постройке и раскружаливании. Простейшим типом временного шарнира является узкая свинцовая г—радиус направляющей окружности ци-линдрич. поверхности, α= ~ (где Е—коэфф-т упругости), σ—напряжение материала в месте касания и т—пуассоново число. Допускаемые напряжения в шарнирах из свинца с примесью сурьмы назначаются не более двойного допускаемого напряжения для кладки свода и во всяком случае не более 120 к г/см². Для гранитных и бетонных шарниров допускаемые напряжения устанавливаются на основании лабораторных испытаний, причем для предварительного задания можно принимать: для гранитных шарниров—не свыше 300 килограмм/см² при Е= 300 000 килограмм/см², а для бетонных—не свыше 150 килограмм/сж^! при составе бетона 1 : 2 : 2 и Е =210 000 килограмм/см². Для определения напряжения в металлических шарнирах, балансирах и подушках пользуются формулой Герца и нормами для расчета опорных частей металлических мостов. В табл. 1 приведены данные о некоторых мостах с шарнирами.

Фигура 10.

Таблица 1, — Данные о мостах с шарнирами.

	Дорога	Пролет по	Пологость	Толщина свода в м		Тип шарнира и давление в нем в килограммах 1см“
Наименование моста		в м		в замке	в пяте
Marbach.	Обык. д.	32	1 : 10,3	1,2	1,5	Врем, свипц. пластинка, 55
G-arching.	Ж. д.	38,5	1 : 5,3	1,1	1,75	Пост, свинц. пластинка, 80
G-ohren.	Обык. д.	60,6	1 : 8,9	1,1	1,2	Катучии, гранит, 3 850 килограмм на 1 сантиметров длины шарнира
Sauvage.	» »	34	1 : 8,3	0,7	0,8	Катучии, бетон, 1500 Катучии, железобетон, 1 680 Стальной, на шел. короб., 6 000 килограмм на п. сантиметров длины
Graveneck.	» »	48,4	1 : 6,2	0,6	0,75
Morbegno.	Ж. д.	66	1 : 7	1,5	2,2

прокладка (фигура 9); по раскружаливании и устройстве надсводных частей моста шарнирные швы заделываются раствором. Вслед-

,0,02

Ц

0,02

Г"	5
	2
2	-0,02

,свинц. л. 10,008 ‘—0,50 —

Фигура 9.

и

0,008 — 0,50 -

ствие пластичности свинца при большом давлении (свыше 120—150 килограмм/см²) чаще применяются шарниры чугунные (фигура 10) и стальные. Для сводов небольших пролетов иногда ставят шарниры из камней, соприкасающихся по цилиндрич. поверхностям разных радиусов. На фигуре 11 показана конструкция шарниров, состоящая частью из искусственных (бетонных) камней, частью из естественных (песчаника). Гранитные шарниры рассчитываются по формуле Герца:

Р=°тих· ^2πα(ΐ~^) ^lr’

где Р—полное давление одного камня на другой, I—длина цилиидрич. поверхности,

На основании данных о существующих мостах можно прийти к заключению, что для мостов под обыкновенную дорогу толщина сводов с тремя шарнирами на 10—15% меньше, чем для сводов без шарниров.

Разбивка на пролеты. Наметив на профиле перехода через реку верхнюю границу полотна моста, задав при этом подходящие продольные уклоны, а также вычертив горизонты воды, ледохода и судоходные габариты, ставят вопросы о разбивке отверстия моста на пролеты, о величине пролетов, о положении быков и прочие Чтобы намеченная величина пролета м. б. осуществлена, необходимо располагать достаточной высотой моста для задания соответственной стрелы свода. Положение замка определяется уровнем полотна моста; если нужно, полотно моста приподнимают над берегами, иногда на очень большую высоту. К судоходному пролету можно поднять полотно, придавая ему продольный уклон. Положение пят намечается сообразно местным условиям. В стремлении получить более подъемистый свод возможно

опустить пяты в высокую воду, но не ниже горизонта сплошного ледохода. У многих европейских мостов пяты погружены в высокую воду на 3—4 метров.

Выделив судоходные пролеты, остальные пролеты назначают свободно, подчиняя их величину прежде всего эстетич. соображениям, затем соображениям технич. целесообразности и, наконец, соображениям стоимости. В художественном отношении три и пять пролетов, по симметрии и по положению среднего пролета над серединой реки, дают Таблица 2.—Д анные для наиболее з те пролет тоже можно уменьшить. Отступления от указанного условия не только возможны, но и необходимы как в силу соображений о местных условиях, так и в силу переменной стоимости быков, толщина которых должна изменяться с изменением пролета свода. Выбор окончательного решения зависит от результатов сравнительного подсчета стоимости сооружения по вариантам, от субъективных стремлений строителя, его вкуса и прочие Данные для наиболее замечательных К. м. приведены в таблице 2. меч а тельных каменных мостов.

Наименование моста	Род дороги		Длина пролета в м	Пологость	Толщина свода в м		Род кладки
					в ключе	в пяте
Boucicaut.. ;.	Обыкн. д.		40x5	1 : 8	1,05	1,24	О кол. известняк
Avignon..	»	»	40X10	1 : 8	1,05	1,24	» »
Castelet..	Ж.	»	41,2	1 : 2,9	1,25	2,25	» гранит
Orleans..	Гор.	»	44,7	1 : 7,6	1,25	1,46	» известняк
Antoinette..	Ж.	»	50	1: 3,15	1,50	2,28	» гранит
Amidonniers..	Гор.	»	46^-42	1 : 4,2	1,25	2,59	» известняк
Lavaur..	Ж.	»	61,5	1 : 2,2	1,65	2,81	» »
Jaremcze..	»	»	65	1: 3,6	2,10	3,10	Тесан, песчаник
Montanges..	Обыкн. д.		80,3	1 : 3,9	1,50	2,50	Окол. известняк
Salcano..	ж.	»	85	1: 3,9	2,10	3,50	Тесан, известняк
Luxembourg..	Гор.	»	84,7	1: 2,7	1,44	2,16	Окол. песчаник
Plauen ..	»	»	90	1: 5	1,50	2 (в раменах)	Сланец
Villeneuve..	»	»	96,3	1 : 6,2	1,45	2,00	Бетон

более благоприятную картину, чем два или четыре пролета; особенно неблагоприятно деление на два пролета. При бблыпем числе пролетов разница между четным и нечетным числом мало заметна для глаза. Горизонтальность полотна в мостах под обыкновенную дорогу дает очень красивый силуэт моста, но она редко осуществима но местным условиям.

В технич. отношении может возникнуть вопрос об уравновешивании распоров от постоянной нагрузки на каждом быке, когда к нему примыкают неодинаковые своды. Выбирая по произволу пролеты, можно удерживать распор без изменения, меняя соответственно стрелу или нагрузку или то и другое. Можно располагать пяты с меньшим распором на большой высоте от обреза фундамента, чтобы кривая давления в быке в ответственных сечениях проходила удовлетворительно. Наконец, возмоясно допустить и неравенство распоров, что вызовет утолщение быка и одностороннее уширение фундамента, для того чтобы давление от достоян, нагрузки на грунт получить равномерным.

Обычно отверстие длинных, низких мостов разбивается на равные пролеты при горизонтальном положении полотна, или на мало разнящиеся—в мостах с уклонами, чтобы уменьшением пролета соответственно уменьшению стрелы удержать распоры одинаковыми. В экономил. отношении правило наивыгоднейшего деления моста на пролеты требует, чтобы стоимость одного быка равнялась стоимости пролетного строения (без проезжей части). Чем основание опоры дороже, чем выше она и чем больший имеет объём и количество облицовки, тем больше должен быть пролет. Затем, чем дороже кладка свода, тем меньше должен быть пролет; с уменьшением стоимости основания опор при хорошем грун

Нагрузки и напряжения. Согласно технич.условиям проектирования и сооружения каменных ж.-д. мостов, при расчете сводов пролетом до 25 метров подвижная нагрузка вводится в расчет с динамич. коэффициентом 1,2—1,3 при сквозном надсводном заполнении и 1,1—1,2 при забутке или засыпке толщиной в 1,2 ж и менее; при большей толщине засыпки, а равно и для всех сводов пролетом свыше 25 метров динамический коэффициент принимается равным 1.

Напряжения от временной нагрузки для сводов пролетом свыше 15 метров определяются для двух случаев нагрузки свода: загруже-ния всего пролета с расположением наиболее тяжелых грузов близ середины пролета и за-гружения полупролета с расположением тяжелых грузов близ четверти пролета, причем временную нагрузку разрешается заменять сплошной, равномерно распределенной. Напряжения в сводах пролетом свыше 25 метров и со стрелой подъема меньше ^х/₄, во всех сводах пролетом свыше 40 метров независимо от величины стрелы подъема, а также во всех сводах с высотой засыпки над ключом менее 1,20 м, пролетом свыше 15 метров независимо от стрелы подъема, определяются при введении в расчет подвижной нагрузки в виде системы сосредоточенных грузов. При надсводном строении с поперечными пустотами давление, передаваемое опорами надсводной эстакады, м. б. принято как в виде сосредоточенных грузов, расположенных по осям опор, так и равномерно распределенным на половину расстояния между осями опор в обе стороны. При расчете опор железнодорожного моста учитывается сила торможения, приравниваемая ¹/₁₀ веса части поезда на прилегающем к опоре пролете; тормозная сила считается приложенной на высоте 2 метров над головкой рельса. т. э. т. IX.

т

Напряжения от действия ветра определяются лишь для сводов пролетом более 30 метров и только в узких однопутных ж.-д. мостах. Напряжение от действия ветра разрешается определять дляпятовогосечения приближенным способом как сумму напряжений, определенных для двух случаев: а) для горизонтальной балки с заделанными концами, пролетом, равным длине развернутой оси свода, равномерно нагруженной давлением ветра в 150 килограмм/м² на весь пролет; б) для вертикальной балки, заделанной нижним концом, пролетом, равным вертикальной проекции полу-свода, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой от давления ветра на половину пролетного строения и сосредоточенной силой на свободной конце от действия ветра на половину подвижной нагрузки, причем давление ветра равно 250 килограмм/м².

Влияние t° должен быть обязательно учитываемо для каменных и бетонных сводов пролетом в 15 ж и более, а в бетонных сводах, сверх того, должны определяться напряжения, зависящие от усадки свода. Расчетная разность ί° свода определяется в зависимости от материала и размеров свода, климата местности и ί° замыкания свода, принимаемой в пределах 5-1-15°, от которой и отсчитываются полные расчетные разности температуры. При определении напряжений от колебания темп-ры можно принимать: модуль упругости каменной кладки равным 60 000 килограмм/см², кирпичной кладки—28 000 килограмм/см², бетона— 140 000 килограмм/сж²; коэфф. линейного расширения для каменной кладки—0,000008, для бетона—0,000013. Влияние усадки бетона приравнивается добавочному понижению <° на 10—15°, в зависимости от условий бетонирования. По данным Фрейсине (Freyssinet), коэфф. линейного сокращения бетона колеблется, в зависимости от пропорции цемента, след, обр.: при 350 килограмм цемента на 1 ж³ бетона—0,0003—0,0006, при 400 «г—0,0005— 0,0007 и при 450 килограмм—0,0006—0,0008. Для сводов пролетом больше 25 ж, расположенных на кривой, следует ввести в расчет действие на свод и быки центробежной силы, напряжения от которой определяются для пятового сечения по тому же способу, как и напряжения от действия ветра.

Допускаемые напряжения. Для каменных мостов из естественных камней употребляют гранит, песчаник и известняк; из искусственных—бетон и, реже, бетонные камни и кирпич. Временное сопротивление сжатью различных камней колеблется в широких пределах: русских гранитов—от 600 до 2 000 килограмм/см² (в лаборатории Ёсо1е des ponts et chauss6es для порфиров и базальтов получены числа до 2 800 килограмм/см²)·, известняков и песчаников—от 300 до 1 500 килограмм/см² (последний предел соответствует алексинским известнякам). Значительно ниже временное сопротивление раствора раздроблению: при составе 1 :2 до 1 : 3 оно примерно выражается следующими цифрами (после 28 дней): для портландского цемента 180—300кг/см², для высокосортного цемента 400 килограмм/см² и выше. Сопротивление раздроблению кладки зависит от прочности камня и раствора, величины и правильности формы камней и толщины швов. В общем, сопротивление кладки ниже сопротивления камня, но выше сопротивления раствора. Наибольшее сопротивление дает кладка из штучных камней с правильными гранями.

Допускаемые напряжения для сводов и опор на сжатие при изгибе, согласно технич. условиям на каменные ж.-д. мосты, для кладки из штучных камней получистой тески на растворе 1 :3 не должны превосходить 65—80 килограмм/см² (в зависимости от временного сопротивления камня от 800 до 1 000 килограмм/см²), для кладки из грубо околотых камней в пра-

Фигура 12.

вильную форму—50 килограмм/см¹, для кладки из постелисто-го бутового камня — 25 — 35кг/сж для кладки из обыкновенного бутового камня и для кирпичной кладки на растворе не ниже 1 : 4—15 килограмм/см². Для бетона допускаемое напряжение сжатью принимается в Vs временного сопротивления, а именно: для бетона состава 1:4V₂—40кг/сж².

Сопротивление раствора на разрыв составляет в среднем от 15 до 20 килограмм/см² при составе 1:2 и 1:2,5 и при возрасте 1—1^х/₂ месяца; для временного сопротивления сцепление раствора с камнями можно принять для бутовой кладки в среднем 8,5 к г/см², для кирпичной кладки—6 килограмм/см², а для бетона— 5 к г/см²·, при расчете на срезывание допускается для каменной кладки 2 килограмма/см² и для бетона—4 килограмма/см². Допускаемые напряжения для кружал—см. Железобетонные мосты.

Кладка свода чаще всего производится из постелистого бутового камня. Для сводов сравнительно небольших пролетов допустима нек-рая разница в кладке тела свода и облицовки; в серьезных случаях толщина облицовки и камней тела свода должен быть одинакова; чем больше пролет и меньше стрела, тем однородность кладки свода должен быть строже проведена. В большинстве случаев при устройстве перевязки швов в кладке свода эта перевязка достигается рядами: камни одного ряда кладут вдоль, образующей свода одной высоты, следующего ряда—тоже одной высоты, большей или меньшей; свод при кладке первых колец получает вид зубчатого колеса. В продольном разрезе кладка свода устраивается как показано на фигуре 12 и 13.

Для пологих сводов с круто расположенными пятами, которые производят значительное давление на часть кладки, зажатую между пятами, очень целесообразно вертикальное расположение рядов в зажатой части. При сопряжении пят двух круто

Фигура 13.

спускающихся сводов ряды должен быть нормальны давлению на кладку; облицовка по криво-линейнойчасти быка располагается радиально и продолжает облицовку свода внутри пролета.

Производство кладки свода.Различные приемы, применяемые при кладке сводов, имеют в виду обезопасить свод от трещин вследствие осадки кружал, неизбежной несмотря на все принимаемые при их постройке предосторожности, а также уменьшить движение и самую нагрузку кружал разумным распределением производимой кладки по очертанию свода. Уменьшение нагрузки на кружала достигается кладкой свода концентрич. кольцами. При таком способе кладки кружала нагружаются лишь половиной или третьей частью веса всего свода, соответственно весу первого кольца. Следующие кольца поддерживаются уже сомкнутымпредыдущим кольцом; этим можно воспользоваться для уменьшения осадки кружал, если они сконструированы для поддержания веса всего свода, но чаще этим пользуются для удешевления кружал, придавая им размеры соответственно уменьшенной нагрузке,—в таком случае появление трещин возможно только в первом кольце. Рациональной мерой предосторожности яв-ляетсяустройство пустых швов вовремя производства кладки свода. Пустые швы оставляют в местах, где можно ожидать появления трещин в своде при осадке кружал, а именно: в пятах, в швах перелома и, для сводов больших пролетов, в швах, лежащих над опорными точками косяков, то есть над вершинами подкосов. Что касается способов удержания камней на расстояние толщины швов, то чаще всего в швах по внутреннему очертанию свода прокладывают деревянную планку высотой ок. 2 см, к-рую потом извлекают, после чего шов расшивается; над планкой кладут свинцовую полосу, шириной ок. 4 см, которая оставляется в кладке. Вверху камней, где зазоры имеют менее однообразную ширину, камни удерживаются деревянными клиньями или прокладками.

Заделка пустых швов производится путем втрамбовывания почти сухого цементного раствора. Способ этот впервые был применен инж. Сежурне в 1884 г. при постройке мостов Castelet, Lavaur и Antoinette; на 50 килограмм цемента и 77 л песка он брал 10—11 л воды при сухом песке и 9 л при сыром песке. Таким приемом имелось в виду создать при замыкании свода напряжения в нем; появление напряжений означает уже работу свода как: такового и Сопровождается уменьшением давления на кружала. По лабораторным опытам инж. Турте (Tourtay), можно вызвать давление в шве до 15 килограмм/елг². Наконец, оставление пустых швов с заклиниванием свода сразу в нескольких местах посредством трамбования устраняет трещины от осадки свода во время раскружаливания и после этой операции, т. к. здесь остаются возможными лишь упругие деформации свода в уменьшенном размере.

Для равномерного распределения ^нагрузки на кружала по всему пролету необходимо производить кладку свода участками. Каждый участок кладется независимо от дру гих, но одновременно. Если участок проходит непрерывно над жесткими точками кружал, то в нем оставляют над этими точками пустые швы. Для поддержания кладки при ведении ее сегментами в подъемистых сводах применяются подпорные деревянные стеночки, укрепленные подкосами на косяках; в пологих сводах кладка, в зависимости от угла наклонения, может держаться на опалу бке одним лишь трением.

Изоляция должен быть положена или непосредственно по своду или, в случае заполнения пазух бетоном, поверх этого последнего. Для предохранения изоляции от порчи при подбивке шпал или ремонте необходимо прикрыть ее кирпичом или слоем тощего бетона. Для собирания воды, просочившейся до изоляции, поверхности последней придают скаты с уклоном в 1—3%, сводящие воду в пункты, откуда она выводится наружу При ПОМОЩИ ЧуГуННОЙ ИЛИ _фиг. 14.

железной трубки диаметром

7—10 см. В отношении выхода воды наружу лучше всего располагать трубку в замке свода, так как внутренняя поверхность его в этом случае не будет грязниться, но такой прием сопряжен с заполнением пазух забуткой. На фигуре 14 приведено устройство трубки с дырчатым колпаком над ней; нижний конец трубки желательно снабжать фланцем, окруженным канавкой, во избежание затекания капель на свод. В верхнем конце трубки, для предупреждения прохода воды в кладку по стыку трубки с кладкой, необходимо изоляцию завести внутрь. Не следует производить выпуск воды через боковые стенки.

Весьма трудно перекрывать 1°-ную щель без разрыва изоляционного слоя. Задача заключается в том, чтобы при изменении ширины щели изолирующий слой свободно деформировался без разрыва, причем иногда по изоляции должна проходить вода; конструкция упрощается, когда шов приходится на водоразделе.

Наиболее рационально вопрос разрешается устройством в изолирующем слое складки, позволяющей без Ф^иг- 15.

натяжения изоляций менять ширину щели; складку необходимо освободить от давления полотна. Один из вариантов этой детали представлен на фигуре 15.

Очертание опор. Устой К. м. расчленяется: на ядро, передающее давление пят свода на грунт; боковые стенки, поддерживающие заполнение под полотном в пределах откоса конуса; продольн. и поперечн. своды, замещающие иногда часть упомянутого заполнения. При рациональном очертании устоя форма ядра подбирается по положению кривых давления для предельных нагрузок: 1) свод и устой не имеют над собой засыпки (момент раскружаливания), 2) полное загружение свода, 3) загружение устоя при отсутствии нагрузки на своде. При этом должен быть соблюдено условие допускаемого давле-

ния на грунт и условие устойчивости пят на сдвиг; коэфф. трения кладки по кладке можно принять равным 0,7—0,8, сопротивление

Фигура 16. Фигура 17.

кладки скалыванию—5 килограмм/см² при учете и сопротивления трению; коэфф. устойчивости на сдвиг должен быть не менее 1,5. При трудности получить удовлетворительный результат прибегают к наклонному расположению слоев кладки и наклонному положению подошвы фундамента, которая должен бытьпо возможности нормальной к направлению равнодействующей, определяемой при отсутствии временной нагрузки. При устройстве свайного основания рекомендуется передавать давление на него Фигура 18. от собственного веса сооружения возможно более центрально. О давлении насыпи на устой см. Опоры мостов.

В массивных устоях с излишним количеством кладки, являющимся мертвым грузом и увеличивающим давление на основание опор, необходимо прибегать к уменьшению кладки путем устройства продольных или поперечных проемов, перекрытых сводами.При средней высоте насыпи, примерно до 10 ж, с успехом применяется продольный свод для перекрытия пространства между передней стенкой устоя и обратными, что дает возможность освободить от давления засыпки переднюю стенку и почти уравновесить давление земли на обратные стенки (фигура 16 и 17). Для уменьшения распора полезно продольному сводику давать возможно больший подъем или заменить его железобетоннойплитой.Ус-тройство поперечных проемов лучше согласуется с наличием распора со стороны пролета (фигура 18); во избежание прохода вод одного пролета временной нагрузкой равнодействующая давлений на швы и на подошву фундамента не должна выходить из средней трети. В исключительных случаях допускается выход кривой давления из средней трети, причем растягивающие напряжения в кладке не должны превышать 2 килограмма/см².

При глубоком заложении основания при помощи опускных колодцев или кессонов, поверка напряжений по формуле неравномерного сжатия делается лишь для сечения,совпадающего с уровнем дна реки (после размыва, если он предусматривается расчетом отверстия). Давление на подошву определяется при этом в предположении равномерного распределения вертикальных слагающих.

Фигура 19.

Давление на грунт при глубине заложения основания до 2,5 метров от поверхности земли не должно превосходить для:

Сухого мергелистого и глинистого плотного грунта..5 килограмм/с.ч“

Плотно слежавшегося сухого песка. 4 »

Гравия и крупного песка..6 »

Сухого чистого песка..2 »

Глинистого влажного слабого грунта. 1 »

Скалы твердой, сплошной (независимо от глубины заложения основании).30 »

Скалы среднего качества..15 »

» слабой..8 »

При углублении фундамента в глинистый или песчаный грунт на глубину более 2,5 тонн допускаемые напряжения м. б. повышены от 0,10 до 25 килограмм/см² на каждый м глубины—чем глубже, тем больше. Предельная нагрузка на сосновые сваи, забитые в грунт под основание до отказа, допускается: на сваю диам. 26 см—17 те, диам. 30 см—22,5 те, диам. 34 см—29 то.

Для начала подбора профиля быка можно взять толщину его в уровне пят от ¹/_в до ¹/₁₀пролета, а боковым граням придать уклон от ^х!_м до ¹/₁₅. На быке должны помещаться

через такие проемы в нихдолжен быть поставлена одна или две тонкие стенки, распертые между собой также стенкой.

Б ы к получает свое очертание в зависимости от действующих на него усилий и расположения пят сводов. При загружении пяты сводов с нек-рым расстоянием между ними (от 0,25 до 0,5ж). Наименьшая толщина быка—1,5 метров Устройство пустот внутри высоких быков для уменьшения давления на грунт возможно при применении железобетонных горизонтальных диафрагм.

Очертание быка в плане должно отвечать местным условиям. Если бык проектируется для путепровода или вне водного потока,

Фпг. 2 1.

простейшей формой для кладки является прямоугольная. Если бык должен быть расположен в русле потока, то очертание его в плане

Фигура 22.

должно способствовать благоприятному протеканию воды под мостом. Быки в таких случаях стесняют живое сечение потока, увеличивают его скорость и б. или м., в зависимости от очертания, нарушают правильность течения воды, вызывая увеличение скорости в одном месте и уменьшение ее в другом, а также появление водоворотов, вследствие чего происходит размыв грунта и образование отложений. Из произведенных опытов установлено, что формы «д» и «е» (фигура 19) вызывают наименьшее возмущение течения вдоль быка, и перед ним по высоте волн и по ширине возмущенной поверхности. Форма быка в плане при плоских боках должен быть образована кривыми, плавно сопрягающимися с боками, то есть по фигура 19, д. Для большего упрощения кладки аванбек (передний фас быка) можно очерчивать прямыми в виде равностороннего тр-ка (форма «г»), причем для прочности острое режущее ребро следует закруглить (форма «ж»). Для малых речек с ледоходом допускают очертание «б», с незначительным округлением углов, причем корма быка делается круглой. Для речек даже с ледоходом, при незначительной прочности льда, или для речек с большой скоростью под мостом и со слабым грунтом весьма целесообразной _t является форма «з». Чем больше скорость потока, чем сильнее живое сечение его стесняется быками, чем слабее грунт и чем меньше пролеты, тем совершеннее должна быть форма быка.

Одним из серьезнейших вопросов, возникающих при постройке К. м., является вопрос о кружалах, в связи с их деформацией при кладке свода; за деформацией кружал неизбежно должен следовать и незамкнутый еще свод, который представляет собою, однако, при употреблении цементного раствора, мало деформирующийся каменный массив, почему в нем и могут появиться трещины. Движение свода по опалубке происходит не только от деформации материала кружал, но и от осадки опор и обмятия врубок. Для устранения деформации свода необходимо: 1) разместить элементы кружал, на основании соображений о правильной их работе, для передачи нагрузки их земле; 2) довести-число опор до требуемого по расчету, с достаточным коэффициентом запаса прочности; 3) принять меры к уменьшению обмятия врубок, для чего ставить из дуба те части, которые подвергаются сжатью поперек волокон, и прокладывать в стыках железные листы. Камни свода укладываются на дощатой опалубке, которая иногда лежит на обрешетинах ичаще всего на косяках, являющихся верхним поясом подвижных кружальных ферм, опертых, при помощи особых приборов для раскружаливания, каждым узлом на свайные опоры. В поперечном направлении кружальные фермы, подвергающиеся действию ветра, должен быть жестко связаны между собой. Для сводов высоких виадуков постановка промежуточных опор вызывает большие расходы и дает значительную упругую осадку и осадку от обмятия; поэтому опоры для кружал устраивают в этом случае на быках под пятами сводов, где закладывают железные балки, на выступающих концах которых и располагают кружала при помощи приспособлений для раскружаливания. При большом пролете (свыше 20—25 м), для большей очень легко было регулировать подтягиванием затяжек. Задание подъема было сделано удачно, т. к. кружала опустились на 140 миллиметров (смотрите Кружала).

При проверке прочности кружал следует руководствоваться нормами допускаемых напряжений, предписанными НКПС.

Фигура 23.

жесткости, кружала утверждают на деревянной башне, поддерживающей середину кружал в пролете. При постройке длинных многопролетных или очень широких мостов деревянные кружала заменяются иногда железными, к-рые, кроме выгодности многократного применения, имеют еще преимущество большей жесткости. Главный недостаток их — большая чувствительность к колебаниям ί°. Железные кружала применяются также в случае малой строительной высоты или необходимости оставления во время производства работ значительного судоходного пролета.

Для передачи нормальной составляющей от веса свода, лежащего на кружалах, подкосы должны иметь радиальн. направление. Для сокращения опорных точек нек-рые подкосы могут быть заменены двумя, как это сделано в кружалах моста des Amidonniers (фигура 20). На фигуре 21 представлены кружала, построенные по тому же принципу для большого подъемистого свода, в которых для уменьшения длины радиальных подкосов приходится перехватывать их опорными точками по уровню прогонов аЬ. Крузкала, опертые на несколько башен (высотой 36 ж), для моста Montanges показаны на фигуре 22. Оригинальная система кружал была применена при постройке моста Адольфа в Люксембурге, пролетом в 84,65 метров (фигура 23). В верхней части свода узлы поддерживаются радиальными подкосами, далее—попеременно радиальными подкосами и тр-ками. Все эти элементы опираются на шарнирную деревянную арку-многогранник, по сочленениям которой поставлены затяжки из стальных канатов. Под концами этой арки, на специально построенных бычках, были расположены клинья для раскружаливания. Строительный подъем дан был в 135 миллиметров; его

Подача материалов при постройке К. м. производится по служебному мосту при помощи вагонеток или специальных кранов. При сооружении высоких виадуков применяются подвесные дороги. В виадуке Ландвассер высокие быки клались без подмостей. В центре опор поставили железные башенки, иа которые опирался вспомогательный рабочий мостик-кран в 5 тонн По мере поднятия опоры башенки наращивали, и мостик поднимался. Железные башенки оставили в кладке.

Лит.: Передери и Г. П., Курс мостов. Конструкция, проектирование п расчет, ч. 1—Мосты малых пролетов, М.—Л., 1927, ч. 2—Мосты больших пролетов, отд. 1—Каменные мосты, Л., 1925; его ш е, Новейшие приемы постройки каменных мостов, СПБ, 1908; Водзинский Б. М., Мосты каменные и деревянные, СПБ, 1903—04 (лктогр.); Криво-ш е и н Г. Г., Расчет сводов, П., 1918; «Труды НТК НКПС», 4-й сборник Бюро инж. исследований, М., 1925; Технич. условия проектирования и сооружения каменных и бетонных мостов для ж. д„ М., 1926; S 6 i о u г η ё Р., Grandes youtes, Bourges, 1913—16; Gay C., Fonts en maconnerie, P., 1924; Aragon E., Ponts et outrages on macormerie, P., 1909; Freys-s i n e t. Le pont tie Villeneuve, «GC», 1921; Picard P., Notice sur la construction du pont de Montanges, «Ann. des Ponts et Chaussees», P., 1911, M e 1 a n .T., Der Briickenbau, B.2, 3 Aufl., Lpz.—W., 1924; Handb. Ing., T. 2, В. 1—Briickenbau, 1917; Tolkmitt G., Leitfaden f. das Entwerfen u. die Bereclmung gewdlbter Bracken, 3 Aufi., B., 1912; Kirchner H., Rli-stungsbau, B., 1924; Foerster M., Die Syratal-brUcke im Plauen, im Vogtlande, «Schweizer. Bau-Ztg», Zurich, 1905, 2; Acatos, Die Addabriicke bei Mor-begno, ibid., 1903; Bach C., Versuche mit Granit-quadern zu BrUckcngelenken, «Z. d. VDX», 1903, B. 47, 1, p. 1439. H. Хсмутиннивов.