Рисование моста

<час />

Фон

Мост через судоходный водный путь должен позволять лодкам и кораблям пересекать его путь, обычно будучи достаточно высоким, чтобы они могли проплыть под ним. Иногда нецелесообразно построить достаточно высокий мост; например, он может подниматься слишком круто или закрывать вид на важный ориентир. В таких случаях мост может быть спроектирован так, чтобы его можно было легко убрать с дороги для судов, которые слишком велики, чтобы проходить под ним.

Тип разводного моста, который большинство людей считает разводным, похож на те, которые пересекали рвы средневековых замков. Технически называемые «соединительными мостами» от французского слова «качели», они могут открываться с одной стороны и подниматься в одну сторону (одинарная створка) или открываться в середине и подниматься в обе стороны (двойная створка). Другой распространенный тип подвижного моста - это пролет с вертикальным подъемом, в котором подвижная секция поддерживается с обоих концов и поднимается вертикально, как лифт. Выдвижные мосты сделаны так, что подвижный пролет скользит обратно под соседнюю секцию моста. Поворотные мосты опираются на вертикальные шарниры, а подвижный пролет вращается в горизонтальном направлении, открывая мост.

Подвижные мосты относительно редки, потому что они дороже в эксплуатации и обслуживании, чем стационарные мосты. Они также затрудняют движение транспорта - на воде, когда они закрыты, и на проезжей части или железной дороге, когда они открыты. Из 770 мостов, за которые отвечает Департамент транспорта Нью-Йорка, 25 являются разводными мостами, включая по крайней мере один из четырех типов, указанных выше.

История

Было построено несколько древних подъемных мостов, в том числе один 4000 лет назад в Египте и один 2600 лет назад в Халдейском царстве на Ближнем Востоке. Но они не использовались широко до европейского средневековья. К концу пятнадцатого века Леонардо да Винчи не только проектировал и строил разводные мосты, но также рисовал планы и конструировал масштабные модели поворотного моста и выдвижного моста.

Современная эра строительства разводных мостов началась в середине девятнадцатого века после развития процессов массового производства стали. Стальные балки легкие и прочные, стальные подшипники долговечны, а стальные двигатели и моторы мощны.

Многие из разводных мостов, используемых в настоящее время в Соединенных Штатах, были построены в начале двадцатого века. По мере их ремонта или замены можно сделать два типа улучшений. Во-первых, более сложные методы проектирования и более прочные и легкие материалы позволяют возводить новые мосты выше над водой. Это означает, что под ними могут плавать более крупные суда; следовательно, нет необходимости открывать их так часто. Некоторые современные замены должны быть открыты от одной четверти до одной трети, как часто их предшественники. Во-вторых, некоторые новые мосты приводятся в действие гидравлически, а не с помощью зубчатых передач.

Сырье

Разводные мосты изготавливаются в основном из бетона и стали. Семьдесят пятьсот коротких тонн (6 804 метрических тонны) конструкционной стали и 150 000 коротких тонн (13 6080 метрических тонн) бетона были использованы при строительстве моста через залив Каско. Типичный разводной мост. в Портленде, штат Мэн; он имеет проем высотой 360 футов (10 нм) и был завершен в 1997 году.

Дизайн

Каждый разводной мост представляет собой уникальную конструкцию, разработанную для его конкретного местоположения и транспортных потребностей. Существует по крайней мере полдюжины различных концепций дизайна, но наиболее распространенным является тип соединителя. В двухстворчатых или четырехстворчатых (двухстворчатый мост с отдельными створками для каждого направления движения транспортных средств) поворотных мостов каждая створка может подниматься и опускаться независимо.

Энергия, необходимая для подъема и опускания створок рамы, значительно снижается за счет уравновешивания каждой створки компактным грузом на противоположной стороне поворотной оси (цапфе). В различных конструкциях подножки этот противовес может быть расположен над проезжей частью и иметь возможность поворачиваться под проезжей частью при подъеме моста, или он может располагаться ниже проезжей части и позволять спускаться на уровень подвала (часто значительно ниже ватерлинии), поскольку мост открывается. Противовес представляет собой массивный бетонный ящик, содержащий камеры, в которые можно вставить тяжелые металлические стержни для изменения веса и его распределения. Он может быть расположен рядом с цапфой или, для большего рычага, быть отодвинут на несколько ярдов (метров). Например, каждая пара 500-тонных (450-тонных) листов на мосту Casco Bay Bridge уравновешивается 800-тонным (720-тонным) противовесом.

Помимо створок и противовесов, другими основными элементами разводного моста являются цапфа и подъемный механизм. Одиночная стальная цапфа диаметром до 10 футов (3 м) и длиной 65 футов (20 м) или более может использоваться для одной створки подвижного пролета; или для каждой стороны каждой створки может использоваться отдельная короткая цапфа. Подъемный механизм обычно представляет собой зубчатую рейку с приводом от электродвигателей.

Производственный процесс

Хотя каждая установка отличается, ниже приводится общее описание конструкции разводного моста.

Пирс

• 1 Если опоры разводной опоры будут расположены в воде, вокруг каждого пирса сооружается перемычка. Стальные панели опускаются в воду и забиваются в русло реки, образуя короб. Экскаватор-раскладушка А. Яма Баскюля. B. Система крыла. C. Мостовой пирс. удаляет почву внутри перемычки. Сваи закладываются глубоко в русло реки, чтобы выдержать большой вес причала и опорных створок. В просверленные отверстия можно забивать стальные сваи или насыпать железобетонные сваи. Дно перемычки заделывается слоем бетона. Вода откачивается из перемычки, чтобы обеспечить сухую площадку для строительства пирса.
• 2 формы построены для придания формы бетонным опорам. Стальные стержни (арматура) связываются вместе, образуя тщательно спроектированный арматурный каркас для внутренней части опоры. Каркас арматуры опускается внутрь опалубки. Формы заполняются бетоном. Когда бетон застынет, формы снимают. Вокруг ватерлинии к причалу может быть прикреплен защитный слой из устойчивого к эрозии материала, такого как гранит. Коффердам удален.
• 3 Вокруг пирса можно построить отбойник, чтобы защитить его от столкновения с заблудшими судами. Например, на мосту Каско большие бетонные цилиндры были возведены выше и ниже по потоку от каждого пирса для поддержки концов стального отбойника. Крыло облицовано скользким пластиком для отражения незначительных ударов. При более сильных ударах крыло может отклониться от резиновых бамперов и, при необходимости, от разрушающихся полых бетонных коробов, которые не позволят удару повредить сам пирс.

Листья Bascule

• 4 Одна или несколько цапф установлены на опорах в пределах опоры.
• 5 Конструируется противовес, который размещается внутри пирса.
• На пирсе установлено 6 зубчатых приводов и / или гидроподъемников.
• 7 Две боковые балки сконструированы для пяточной части каждой створки моста. В проем каждой балки монтируется цапфовый подшипник. Балка может быть оборудована шестернями, которые входят в зацепление с подъемным механизмом, или может быть оснащена лопастями, на которые могут нажимать гидроцилиндры.
• 8 Две боковые балки поднимаются на опору и опускаются на концы цапфы. Пяточная часть завершается перекладиной, соединяющей две боковые балки. Противовес прикреплен к пяточной части.
• 9 Дополнительные продольные балки можно поднять в положение между боковыми балками и прикрепить к пяточной части. Между боковыми балками и любыми другими продольными балками крепятся стальные раскосы. По мере того, как к листу добавляются части, к противовесу также необходимо добавлять соответствующее количество веса для сохранения устойчивости. Это особенно важно, если мост строится в закрытом положении и его необходимо открывать во время строительства, чтобы пропустить морской транспорт.
• 10 Створка завершается прикреплением концевой части, которая соединяет боковые балки (и любые продольные балки) на конце, противоположном пятке. Устройства, называемые замками пролета, устанавливаются на концах створок для соединения противоположных створок, когда мост опущен, чтобы транспортные средства, движущиеся по мосту, не заставляли створки подпрыгивать. Дополнительные замки могут удерживать листья в открытом положении, чтобы ветер не заставлял их снова опускаться.

Завершение

• Поверх полотна установлено 11 решетчатых панелей настила. Иногда добавляют тонкую бетонную поверхность.
• 12 Окончательная балансировка достигается путем размещения тяжелых чугунных, стальных или свинцовых стержней в соответствующих отсеках противовеса. При правильной балансировке створка немного тяжелее противовеса, поэтому сила тяжести плавно опускает (закрывает) мост.

Текущие корректировки

В течение всего срока службы моста необходимо регулировать противовес. Кратковременные корректировки позволяют, например, компенсировать скопление льда или снега. Долгосрочные корректировки уравновешивают изменения веса листа из-за таких работ, как ремонт или покраска. Когда в 1996 году был отремонтирован мост Хай-стрит длиной 250 футов (75 м) в округе Аламеда, штат Калифорния, с его двух створок были удалены 11000 кг краски и грунтовки. Противовесы пришлось отрегулировать до и после перекраски пролета.

Наглядным примером необходимости поддержания надлежащего противовеса стала авария на мосту на Мичиган-авеню в Чикаго 20 сентября 1992 года. Двухуровневый двухстворчатый мостовой мост находился на ремонте, и бетонное покрытие было снято. как верхняя, так и нижняя палубы. Большой кран был припаркован за цапфой одной створки, прямо над противовесом, который не был облегчен для компенсации снятия дорожного покрытия. Предохранители также могли быть неправильно задействованы или неисправны. Противоположная сторона моста была открыта, чтобы пропустить лодку. Когда он закрылся и соединился с той стороной, которая оставалась опущенной, статическая половина сотряслась достаточно, чтобы высвободить свою несбалансированную энергию. Лист «внезапно взлетел, как гигантская катапульта, швыряя оборудование и мусор на сотни футов через Вакер-драйв в автобусы, автомобили и пешеходы», согласно анализу, опубликованному в журнале Американского общества инженеров-механиков. . В статье говорилось:«Быстрое вращение моста сорвало его с опор цапфы, и весь пролет ударился о дно ямы противовеса». Шесть человек были ранены, когда они выбрались из автобуса, столкнувшись с летящими обломками, а заднее стекло занятого автомобиля было разбито шаровой головкой, прикрепленной к крану, когда он упал с моста.

Будущее

Есть две категории инноваций разводных мостов. Усовершенствования традиционных конструкций включают в себя минимизацию строительства больших затопленных ям для приема противовесов при открытом мосту. Например, мост Козвэй на 17-й улице в Форт-Лодердейле, штат Флорида, строительство которого началось в 1998 году, позволяет компактным противовесам качаться внутри V-образных опор, а не вниз в подвалы под громоздкими опорами. Мост на Южной Восьмой улице в Шебойгане, штат Висконсин, построенный в 1995 году, работает без противовеса, несмотря на его сравнительно тяжелую железобетонную конструкцию. Одностворчатая балка длиной 82 фута (25 дюймов) не имеет шестеренчатого привода, а приводится в движение мощной гидравлической системой.

Другие инновации в области подвижных мостов представляют собой совершенно новые концепции. Например, Балтийский мост Миллениум в Гейтсхеде, Англия (который будет открыт для публики в 2001 году), состоит из двух параболических арок, соединенных серией параллельных тросов. Когда мост закрыт, одна арка является горизонтальной, а другая - вертикальной. Мост открывается за счет вращения по вертикали как единого целого, подъема горизонтальной арки и опускания вертикальной арки до тех пор, пока они не окажутся примерно на 45 ° и 164 фута (50 м) над поверхностью воды. Стальная и алюминиевая конструкция предназначена для пешеходного и велосипедного движения по реке Тайн шириной 410 футов (125 м).