Кружала

Кружала, вспомогательные сооружения для придания аркам и сводам требуемого очертания и поддержания их во время их возведения. Кружала изготовляются преимущественно из дерева, реже из железа или же из дерева с железом, дерева с железобетоном и тому подобное. Кружала состоят 1) из кружальных ребер (косяков) или ферм, 2) опалубки, или настила, пришиваемого к ребрам, и 3) приспособления для приподня-тия или опускания К. При кладке кирпичных сводов пролетом до1,5 метров К. состоят из 2—3 досок, поставленных на ребро. Для бблыних пролетов кружала состоят из толстых досок, брусьев, а в некоторых случаях из целых ферм.

К. могут быть 1) жесткие (фигура 1), когда кружальные ребра опираются на целую· систему подкосов и стоек, передающих нагрузку непосредственно на грунт, и 2) упругие (фигура 2), когда кружальные ребра представляют собою отдельные фермы (т. н. висячие арочные К. и др.). Ко второму типу следует отнести башенные К., в которых середина кружальных ферм поддерживается специальной башней. При кладке сводов на известковом растворе изменяемость кружал особой роли не играет: незатвердевший раствор позволяет незамкнутому своду безопасно следовать за движением К., которые при загрузке замка опять принимают первоначальную форму. При портландеком цементе, который успевает схватиться и затвердеть прежде чем свод замкнут, деформация К. вызовет в нем неизбежные трещины. По

этому основное требование, предъявляемое в последнем случае к К.,—это жесткость, которая достигается увеличением числа опор, передачей кратчайшим путем давления свода на опоры (веерные К., фигура 3) и применением достаточно жестких решетчатых или сплошных ферм (фигура 2); для уменьшения осадки деревянных К. следует уменьшать число деревянныхчастей, подвергающихся смятью поперек волокон, и число стыков и врубок, например сопрягая косяки между собой непосредственным удиранием друг в друга с прокладкой цинковых или железных листов.

Опалубка делается из 2,5—6,5-слг досок, а также брусчатая—сплошная или с про-

межутками (2—4 сантиметров и более). Для бетонных и железобетонных сводов опалубку остругивают. Опалубку бочарных и парусных сводов, где доски располагаются по кривым, делают из коротких досок; иногда последние

Фигура 2.-

пропаривают и потом сгибают. Длямостовых кружал опалубку делают из 7—8-см досок или брусков или же—двойной: из верхнего настила в 2,5 сантиметров и нижнего—по расчету (до 20 см).

Фермы или ребра располагают обыкновенно на расстоянии 1—2 метров При кладке косых сводов целесообразнее ребра ставить

параллельно лицу, а не нормально к оси •свода, так как нагрузка К. в первом случае получается симметричнее.

Жесткие К. состоят из верхней подвижной части и нижней неподвижной (фигура 4); между ними располагают приспособления для раскружаливания; последние м. б. расположены и в два ряда, когда при большой высоте К. делают два подвижных яруса. Опорами для К. служат обыкновенно сваи, а иногда каменные опоры или железобетонные рамы (виадук Лангвиз пролетом 100 м). Имеются следующие типы жестких кружал. 1) Сплошная система—из вертикальных стоек, передающих вертикальное давление косяков на грунт, причем горизонтальная составляющая воспринимается схватками, соединяющими стойки между собой; достоинство— простота сооружения; часто употребляется в США. 2) Подкосно-веерная система—из ряда подкосов, нормальных к очертанию свода; давление от веса свода разлагается на нормальное и касательное; последнее передается через нижележащую часть свода на устой, нормальная же сила здесь цели ком воспринимается подкосами, которые опираются или непосредственно на грунт (фигураЗ, кружала моста С.-Вааст) или на достаточно неподвижную конструкцию нижнего яруса; эта система—наиболее целесообразная из жестких типов: на веерных кружалах строился один из самых больших железобетонных мостов через реку Сену в St. Pierre-du-Vau-vray (Франция) пролетом в 132 метров 3) Подкосная система—из косяков, опирающихся на стойки и поддерживаемых подкосами (фигура 1, мост пролетом 31 ж через реку Лой-зах в Баварии); применяется с успехом при среди, пролетах и при необходимости уменьшить число промежуточных опор. 4) Комбинированный подкосный тип — из сочетания ригельных и подкосных систем; является переходным к упругим кружалам и применяется в случае необходимости оставления судоходного пролета, проезда для ж.-д. путей, перекрытия глубоких оврагов и тому подобное.

5) К. для куполов—по подкосно-веерной системе; они легче, так как лишь незначительная часть кладки нуждается в поддерживании и каждый горизонтальн. ряд кирпичей, будучи раз сомкнут, не требует подпоры.

Упругие К, применяются во всех тех случаях, когда постановка частых промежуточных опор затруднительна, как то: в мостах через очень глубокие овраги, при сооружении сводов в высоких виадуках; при очень больших пролетах арочных мостов рационально спроектированные упругие К. значительно экономичнее сплошных жестких. Типы упругих К.: 1) арочно-подкосной системы, часто употребляемые при возведении высоких виадуков; 2) арочные фермы сплошные и решетчатые; первые употребляются довольно редко: например склеенные дощатые арки Гетцера, высотой 70 сантиметров с затяжкой, которые были применены как К, в мостах Дацис (пролет дл. 30 ж) и Калаши (пролет дл. 26 м); решетчатые фермы делаются с затяжками из стальных канатов (кружала каменного моста Адольфа в Люксембурге

пролетом 84 метров и железобетонного трехпролетного моста через р. Элорн в Бресте по 190 метров пролет) или отдельные узлы подвешиваются к специальным канатам, укрепленным над опорными частями (фигура 5); пример: железобетонный мост de ]а СаШе во Франции пролетом 140 метров.

Металлические К. применяются в тех же случаях, что и упругие; возможность использования одних и тех же К. при возведении широких сводов и многопролетных мостов, быстрота сборки и разборки железных К. дают последним большое преимуще-

ал

^к-2ммласт-^у

- пропилы Фигура 6.

ство перед деревянными; недостаток метал-личерких К.—большая чувствительность к колебаниям t°. Металлич.К. железобетонных арочных мостов см. Железобетонные мосты.

Раскружаливание сводов должно начинаться с опускания замковой части К.

Во избежание появления трещин свода следует раскружа-ливать не ранее 3—4 недель (при пролете до 20 ж) и 7—8 недель (при бблыних пролетах) после замыкания. Приспособлениями для раскру-жаливания К. служат: 1) при пролетах сводов до 20 м, а мостов до 10 м— клинья из твердого дерева, располагаемые под опорами подвижной части жестких или под опорными частями упругих кружал; уклон клиньев берется 1:7—1:10; допускаемое давление на клинья 8—12 кв/сж²;

2) к о б ы л к и, или скамеечки (фигура6), из бруса прямоугольного сечения с вырезом внизу; при раскружаливании концы бруса отпиливаются в несколько приемов, ножки кобылки сминаются и кружала плавно опускаются; величина опорных площадок рассчитывается на начальное смятие не более 15 к г/см²··, под каждой ножкой должен быть положен железный или цинковый лист; раскружаливание кобылками предложено Цуффером в Австрии и дало очень хорошие результаты; применялось также и в СССР;

3) песочные цилиндры (фигура 7) для раскружаливания сводов как больших, так и малых пролетов, состоят из железного цилиндра диаметром^!)—30 см, обыкновенно с 4 отверстиями, которые закрыты пробками; в цилиндр насыпают хорошо просушенный песок; в цилиндр входйт дубовый поршень диам. на 2—3 сантиметров меньше диаметра цилиндра; промежуток между поршнем и цилиндром должен быть заполнен водонепроницаемым материалом, например асфальтом или варом; допускаемое давление на песок под поршнем должен быть не больше 50 килограмм /см², и вообще давления на 1 цилиндр на практике колеблются от 15 до 30 т; иногда песочные цилиндры ставятся на клиньях, чтобы перед кладкой можно было выровнять К.; 4) домкраты винтовые (фигура 8) имеют то преимущество, что опускание происходит с математической точностью; оно м. б. произведено на какую угодно малую величину, неравномерное опускание можно выравнивать, винты не боятся воды; домкраты м. б. поставлены на место перед самым раскружаливанием; но домкраты несколько дороже песочных цилиндров. Совершенно новый способ раскружаливания—метод Фрейсине—состоит в приподнимании самого свода гидравлич. домкратами, а не в опускании К.; свод не замыкается, а в замке оставляется щель; действуя домкратами, которые заложены в замке, распирают свод и т. о. приподнимают его над К. При этом способе можно искусственно регулировать наибольшие и наименьшие напряжения в

Фигура 7.

своде и этим путем погасить все добавочные напряжения, которые возникают от сокращения длины свода (от постоянной нагрузки, от изменения темп-ры, от усадки бетона и от обжатия опор).

Опускания свода (δ), к-рое должен быть выровнено приданием К. соответствующего строительного подъема, происходит 1) вследствие прогиба <5₄ от собственного веса свода, который с достаточной точностью можно вычислить по следующей формуле:

где <5_Х—прогиб в замке в миллиметров, I—пролет свода в ж и f—стрела свода в ж; с—коэфициент, зависящий от материала; для железобетона с=41,1-10⁸,для кирпича с=216-10~⁶;

2) вследствие усадки δ ₂ бетонных и железобетонных сводов, вызывающей опускание замка

<3₂=y-A.s,

где s—длина полуоси свода, As—уменьшение длины полусвода от усадки;3)бт упругого обжатия <5₃ К.

где п—допускаемое напряжение дерева на сжатие, Е—модуль упругости дерева и h—полная высота кружал; 4) от обмя-тия (5₄ стыков

<5₄=2Д_г.+ 2Д;.;

по проф. Шенгофферу, обмятие вдоль волокон Δ„·= 14-2 миллиметров и поперек волокон А’₍-= 5-f-10 миллиметров на каждый стык; 5) вследствие осадки опор; опускание К. в этом случае учесть довольно трудно и потому с этим не считаются, а увеличивают вычисленную величину опускания свода δ=+

например на 50%. Для предварительных соображений могут служить следующие ф-лы для определения <5:

• 1) формула Беккера

<5=α (I — /),

где α= ^ для жестких и ^ для упругих К.; 2) формула Мелана

<5=0,003ϊ + 0.0005Л,

где I—пролет свода и R—радиус кривизны в замке.

Нагрузка на кружала. Нормальное к опалубке давление N от кладки свода на in. м длины К. определяется по формуле:

^N-=?^d (^{1 +} 2д)^С08^’

где у—вес 1 ж³ кладки, d—средняя толщина свода в рассматриваемом клине в м, φ—угол шва, ограничивающего клин, с вертикалью, Л—радиус кривизны оси свода. Кроме веса К. должны быть приняты во внимание нагрузка от толпы рабочих в 200 кв/ж² горизонталь-

ной проекции К., а также от разного рода вспомогательных приспособлений, исчисляемая по действительному весу, и давление ветра (150 к г/м²) по нормам.

Определение количества материалов для К. Для приблизительного подсчета стоимости К. можно принять 0,33 м³дерева на 1 м³ кладки свода; эта величина в некоторых случаях может быть понижена до 0,25 м³ как наибольший предел считается 0,5 ж³ (мост через р. Изонцо). Можно исходить также из объёма, который ограничивает К. в пространстве; тогда для подвижной. части жеетких К. считают от 4 до 6%, а для неподвижной части от 3 до 3,5% этого объёма. Железо, необходимое для болтов, хомутов, скоб и проч., считается в количестве от 10 до 30 килограмм на 1 м³ дерева. При более широком применении железа потребность его доходит до 80 килограмм на 1 м³ дерева. Рабочее время можно считать от 40 до 60 рабочих часов на 1 м³ деревянной конструкции.

Лит.: Передерий Г. П., Курс мостов, ч. 1, М.—Л., 1927, ч. 2, отд. 1, Л., 1925, отд. 3, М.—Л., 1928; его же, Курс железобетонных мостов, 3 издание, М., 1925; Николаи Л., Мосты, вып. 1—2, СПБ, 1913; Романович Μ. Е., Гражданская архитектура, т. 2, СПБ, 1903; Курдюков В. II., Каменная кладка, Петроград, 1916; К i г с h η е г Η., Rttstungsbau, В., 1924; M e 1 a n J., Der Briickenbau, B. 2, 3 Auflage, W.—Lpz., 1924; Handb. Ing., T. 2, В. 1, Leipzig, 1917; Handbuch fiir Eisenbetonbau, hrsg. v. F. Ejnperger, B. 7, 3 Aufl., B., 1921; Forster M., Taschenbuch fiir Bauingenieure, В. 1—2, 5 Aufl., Berlin, 1928; «Η (111 e», Des Ingenieurs Taschenbuch, B. 3, 25 Aufl., Berlin, 1928; S έ j ο ii r n 6, Grandes voutes Bourges, Paris, 1913—16; Freyssinet, Le pont de Villeneuye-sur-Lot, «GC», 1921; Freyssinet, Hangars k dirigeables en ciment агтё, ibid., 1923; P. C., Le pont de la Caille, ibid., 1928. Б. Дучинсний.