Страница 2 из 2

Мост (рис. 1) состоит из пролетных строений (4), перекрывающих требуемое пространство и являющихся основанием для пути, и опор , поддерживающих пролетные строения в нужном положении. В зависимости от числа пролетов мосты бывают однопролетными, двухпролетными, трехпролетными и так далее, а в зависимости от числа путей на общих опорах - однопутными и двухпутными; на двухпутных мостах пролетные строения часто бывают раздельными. Участки земляного полотна, примыкающие с обеих сторон к мосту, называют подходами . Концевые части подходов оформляют в виде конусов (1).

Рис. 1 - Схема моста

Концевые опоры моста (2) называют устоями . Они одной своей стороной поддерживают конец пролетного строения, а другой - примыкающую к мосту насыпь, выполняя роль подпорной стены. В пределах длины устоев располагаются обычно конусы подходов. Промежуточные опоры - быки (3) - поддерживают концы двух смежных пролетных строений. Пролетные строения опираются на опоры через опорные части , которые передают давление на опору, позволяют пролетному строению несколько поворачиваться, удлиняться или укорачиваться при изгибе под нагрузкой, а также изменять свою длину при изменении температуры.

Под одним концом пролетного строения помещают неподвижные опорные части, которые допускают только поворот пролетного строения. Они состоят из верхнего (4) и нижнего (2) балансиров и цилиндрического шарнира (3) между ними (рис. 2, а). Нижний балансир прикреплен к подферменнику (1) опоры, а верхний - к поясу фермы. Под другим концом пролетного строения помещают подвижные опорные части (рис. 2, б), которые дают возможность пролетным строениям перемещаться вдоль пролета по специальным каткам (5).

Рис. 2 - Опорные части моста: а - неподвижная с шарниром; б - подвижная катковая

Расстояние между центрами опорных частей называется расчетным пролетом (на рис. 1 обозначено L p). Длиной пролетного строения L называют расстояние между его торцами. Полная длина моста - расстояние между крайними гранями его устоев, соприкасающимися с земляным полотном.

По длине мосты подразделяют на :

• малые (полная длина до 25 м);
• средние (от 25 до 100 м);
• большие (от 100 до 500 м);
• внеклассные (более 500 м).

Путь на мосту может быть расположен (рис. 3) на верху пролетного строения (езда поверху), внизу (езда понизу), а иногда и посередине пролетного строения, имеющего форму арки.

Рис. 3 - Мосты: а - с ездой по верху; б - понизу; в - посередине

По роду материала различают деревянные, каменные, металлические и железобетонные мосты. Определяет эту классификацию материал пролетного строения. У металлических мостов, например, опоры могут быть каменные, бетонные и железобетонные.

Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также во время гражданской и Великой Отечественной войн при временном восстановлении разрушенных сооружений. Простота конструкций и возможность использования местных материалов позволяют сооружать деревянные мосты быстро и дешево. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, трудоемки в содержании. В настоящее время применение деревянных мостов в виде исключения может быть допущено лишь на малодеятельных ветвях и подъездных путях (путях необщего пользования) III и IV категорий.

Важное преимущество каменных мостов - их долговечность, измеряемая иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то каменным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции возникают только сжимающие усилия. Из-за большого собственного веса каменные мосты мало чувствительны к увеличению веса поездов и за многие десятилетия существования не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины пролетов (не более 60 м) послужили причиной тому, что в настоящее время каменные мосты не строятся.

Металлические мосты составляют около 70% суммарной длины всех мостов на железных дорогах. Они обладают малым весом, высокой прочностью, допускают широкое применение однотипных деталей и элементов. Срок службы металлических мостов 50-60 лет, а при усилении в процессе эксплуатации - 70-80 лет. Металлические мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м.

В последние годы все более широкое распространение получают железобетонные мосты . Железобетон, особенно с предварительным (до бетонирования) напряжением арматуры, обладает хорошим сопротивлением не только сжатию, но и растяжению. Железобетонные мосты являются основным типом малых мостов. Типовые железобетонные пролетные строения имеют расчетные пролеты от 2,55 до 15,8 м. При большой длине нагрузка от собственного веса пролетного строения оказывается значительной, что осложняет строительно-монтажные работы и устройство фундаментов опор.

Для защиты моста и подходов от размыва паводком и повреждения ледоходом в необходимых случаях устраивают регуляционные сооружения (рис. 4), состоящие из водонаправляющих шпоровидных (1) и грушевидных (2) дамб и траверс (3), и укрепления каменной отмосткой или бетонными плитами. Мост, подходы, регуляционные сооружения и укрепления вместе с подмостовым руслом реки называют мостовым переходом .

Рис. 4 - Регуляционные сооружения

Трубы бывают:

• каменные;
• металлические;
• бетонные;
• железобетонные.

Каменные трубы строили из бутовой кладки или прочного кирпича, в ряде случаев с гранитной облицовкой. Многие старые трубы эксплуатируются 100 лет и более. Менее продолжительное время (50-70 лет) служат стальные трубы. В настоящее время сооружают преимущественно сборные железобетонные трубы , как наиболее дешевые, требующие минимальных затрат труда на их содержание.

Трубы проектируют одноочковыми, двухочковыми и в отдельных случаях трехочковыми. Железобетонные трубы бывают круглые и прямоугольные. Первые предпочтительнее при малых расходах воды (до 4 м 3 /с) и малых высотах насыпи (до 3 м).

Прямоугольные трубы применяют в условиях стесненной высоты насыпи, а также при замене временных мостов, когда в небольшой пролет временного моста надо уложить трубу с максимальной водопропускной способностью.

Типовые круглые трубы диаметром от 1 до 2 м имеют водопропускную способность от 1,4 до 8,0 м 3 /с и требуют минимальной высоты насыпи от 1,55 до 2,55 м. Типовые прямоугольные трубы отверстием от 1 до 4 м имеют водопропускную способность от 4,6 до 25,2 м 3 /с и требуют минимальной высоты насыпи от 2,5 до 3,3 м.

Для уменьшения сопротивления потоку воды на входах и выходах труб устраивают оголовки, расширяющиеся в направлении от трубы.

Конструктивные элементы труб показаны на (рис. 5).

Рис. 5 - Конструктивные части трубы: 1 - оголовок; 2 - гидроизоляция; 3 - выходной оголовок; 4 - мощение; 5 - рисберма; 6 - фундамент; 7 - деформационный шов; 8 - звенья трубы

Рекомендуемым типом лотков являются сборные железобетонные лотки замкнутого или П-образного сечения, укладываемые на блочных бетонных фундаментах. Звенья, несущие временную вертикальную нагрузку, имеют замкнутое прямоугольное очертание. Звенья, не несущие временной вертикальной нагрузки (в оголовках, широких междупутьях), устраивают открытыми сверху.

При увеличении пропускной способности линий нередко возникает необходимость усиления искусственных сооружений, устранения их конструктивных дефектов и негабаритности, а также увеличения водопропускных отверстий.

Мосты с конструкцией пути на балласте и водопропускные трубы разрешается располагать на любых сочетаниях профиля и плана линий.

Мосты с конструкцией пути на поперечинах размещаются на прямых участках пути и по возможности на площадках. В конструкциях мостов обеспечивается отвод воды и проветривание.

Чтобы не стеснять водопропускных отверстий, низ пролетных строений, подферменные площадки, внутренние поверхности труб должны возвышаться над расчетным уровнем воды и наивысшим уровнем ледохода от 0,25 до 0,75 м.

Железнодорожный мост - искусственное сооружение, по которому железная дорога пересекает к.-л. препятствие (реку, пролив, ущелье, овраг) или другую дорогу. При пересечении железнодорожных путей с др. дорогой строят путепроводы и эстакады, над оврагами и ущельями прокладывают виадуки. В населенных пунктах железнодорожные мосты строят на линиях трамваев и на наземных линиях метрополитенов - метромосты. Железнодорожные мосты возводят на линиях магистральных железных дорог (в т. ч. на дорогах высокоскоростного наземного транспорта), а также на узкоколейных железных дорог (главным образом на подъездных путях промышленных предприятий). По экономических соображениям крупные мосты чаще всего возводят под ж.-д. и автомобильное движения (совмещённые мосты). К разновидностям железнодорожных мостов относятся наплавные мосты, мостовое полотно которых уложено на плавучие опоры, металлической понтоны или дерев, плашкоуты, и сборно-разборные мосты, обеспечивающие быстрое налаживание ж.-д, переправы через водные препятствия. В ряде случаев по условиям судоходства строят разводные железнодорожные мосты для пропуска судов с перерывом движения поездов. Возвышение остальных железнодорожных мостов над расчетным судоходным горизонтом регламентирует подмостовой габарит. Железнодорожные мосты сооружают под один, два или несколько железнодорожных путей, расстояние между которыми по условиям габарита подвижного состава составляет не менее 4,1 м.
Рис. 3. Металлический мост через р. Лугу на Петербурга-Варшавской железной дороге (проект С. В. Кербедза, 1853- 1857).

Рис. 1. Схемы расположения железнодорожных путей на мостах с ездой поверху (а), посередине (б) и понизу (в);
1 - подмостовой габарит; УП - уровень паводка.

Рис. 2. Статические схемы железнодорожных мостов: а - арочного; б - балочного; в - рамного; г - вантового; 5 - висячего; е - комбинированвого.
Ж.-д. путь может располагаться выше или ниже основные несущих элементов (с ездой поверху или понизу) либо проходить посередине: на одной части длины поверху, на другой - понизу (рис. 1). Основным элементы железнодорожных мостов- пролётные строения с мостовым полотном под
железнодорожный путь, мостовые опоры, опорные части моста. В зависимости от принятой статической схемы пролётных строении (рис. 2) железнодорожные мосты бывают арочные (в т. ч. арочно-консольные), балочные (с разрезными, неразрезными, консольными балками), рамные, вантовые, висячие, а также комбинированные, в которых сочетаются элементы несколько систем. Применение консольных систем в Ж. м. ограничено из-за сложности обеспечения плавности хода подвижного состава в местах расположения шарнирных соединений. Элементы железнодорожных мостов выполняются из различных строит, материалов: дерева, камня, бетона, железобетона, металлической материалов (сталь, чугун, алюминий) либо из их сочетания в различных элементах. В зависимости от того, какой материал выбран для изготовления балок жёсткости, мост наз. деревянным, железобетонным, металлическим.
В отличие от пешеходных и автодорожных мостов железнодорожные мосты испытывают более высокие нагрузки, в т. ч. динамического и ударные, поэтому поперечные сечения элементов их пролётных строений и опор должны быть более мощными. Линейные размеры и сечения определяются также нормами на прогибы пролётных строений от врем, подвижных нагрузок, которые также более жёсткие, чем для авто дорожных мостов. От этих факторов (интенсивности нагрузки и нормируемого прогиба) зависит выбор макс. длины перекрываемых пролётов. Пролётные строения перекрывают пролёт между опорами моста и предназначены для восприятия пост, и временных нагрузок от транспортных средств, ветра, сейсмических воздействий и т. д. и передачи их на опоры.
Основным элементы пролётных строений: гл. несущие конструкции (в т. ч. балки, фермы, арки, своды, рамы, кабели, цепи, пилоны); проезжая часть с мостовым или ездовым (для совмещённых мостов) полотном и балочной клеткой; продольные и поперечные связи между гл. несущими конструкциями, объединяющими их в пространств, жёсткую и геометрически не изменяемую систему. К элементам пролётных строений относятся также портальные рамы (в фермах с ездой понизу) и надарочное строение (в арках с ездой поверху). Для передачи давления с пролётного строения на мостовые опоры служат опорные части, которые также допускают поворот пролётного строения и его горизонтальные перемещения (подвижные опорные части). Мостовые опоры передают нагрузки от пролетного строения грунтовому основанию через фундамент. Опоры сооружают бетонные и железобетонные (сборные и монолитные), реже деревянные, каменные, стальные.
Строительство железнодорожных мостов и развитие мостостроения связаны с прокладкой железных дорог и расширением железнодорожной сети во всех странах. Видная роль в практике и разработке теории железнодорожных мостов принадлежит рус. мостостроителям. Первые железнодорожные мосты для Царскосельской железной дороги спроектированы Д. И. Журавским, создавшим впоследствии ряд проектов крупных мостов, в т. ч. на Петербург-Московской железной дороге. В Ж. м. через р. Мету и Веребьинский овраг были впервые в мировой практике использованы неразрезные девятипролётные фермы с дерев, поясами и раскосами и с металлической тяжами системы амер. инж. У. Гау. Журавским был сделан точный расчёт этих ферм, элементы которых ранее назначались эмпирич. путём (фермы получили назв. ферм Гау - Журавского). Веребьинский мост имел дл. пролётов по 49,7 м и комбинированные опоры (кам. низ и решётчатый дерев, верх), которые имели рекордную для того времени выс. 50 м. Совершенствование конструкции железнодорожных мостов связано с применением металлической конструкций. Примером может служить железнодорожный мост на Петербурго-Варшавской железной дороги через р. Лугу (рис. 3), для которого двухпролётные фермы дл.
м впервые в России были изготовлены из железа отечеств, производства. Автор проекта моста С. В. Кербедз предложил фермы решётчатой конструкции, отличавшейся совершенством, точностью расчёта и правильным распределением усилий в элементах (параллельных поясах и часто расположены на перекрёстных раскосах).

Рис. 4. Арочный каменный мост на Владикавказской железной дороги (вторая пол, 1890-х гг.).


Рис. 5. Типовые унифицированные пролётные строения железнодорожных мостов (предложение Н. А. Белелюбского, 1884).
В то же время в гористой местности строились железнодорожные мосты с применением каменных материалов; был построен ряд таких мостов, отличавшихся не только оригинальными инж. решениями, но и изящным архитектурным исполнением (рис. 4). В кон. в. в конструкции железнодорожных мостов по предложению Н. А. Белелюбского и Кербедза стали использовать литое железо (например, фермы железнодорожных мостов Великой Сибирской магистрали). Ценным вкладом в мостостроение явилось предложение использовать в мостовых конструкциях типовые унифицированные элементы (рис. 5). Первые проекты железнодорожных мостов с типовыми пролётами от 25 до 50 саженей (1 сажень = 2,13 м) с шагом для ферм 5 саженей были разработаны Белелюбеким. В самом длинном для того времени в России и одном из самых протяжённых в мире металлической железнодорожный мост через Амударью (общая длина примерно 1,6 км) были использованы пролёты по 30 саженей. Титовыми пролётами была произведена замена деревяных ферм мостов на Петербург-Московской железной дороги В последнее десятилетие 19 в. ряд железнодорожных мостов построен из типовых пролётных строений с двухраскосой решёткой и параллельными поясами (дл. от 55,87 до 87,78 м) и с параболическими поясами (дл. от 87,49 до 109,25 м). Созданные конструкции оказались настолько перспективными, что продолжают использоваться при разработке типовых элементов в современные мостостроении (рис. 6).
Принципиально новая система ферм консольного типа для больших пролётов железнодорожных мостов была предложена нем. инж. Г. Гербером, подробный расчёт системы выполнил рус. инж. Г. С. Семиколенов. Модель моста с фермами консольного типа, изготовленная из серебра, в 1882 экспонировалась на Всероссийской выставке в Москве. Первый в России железнодорожный мост с консольно-балочными фермами с главным пролётом дл. 67 м был построен в 1887 через р. Сулу (проект Л. Д. Проскурякова). Совмещённый двухъярусный мост такой системы с пролётом 190 м построен в 1907 через Днепр у ст. Кичкас (рис. 7). Такой тип ферм получил применяться предложенные Проскуряковым полигональные фермы с треугольной и шпренгельной решётками. На Всемирной выставке в Париже в 1900 золотой медали удостоена модель Енисейского моста у Красноярска. Мост был крупнейшим в мире, с однопролётной балочной фермой дл. 144 м, рекордной для России. Полигональные фермы были использованы при строительстве в 1915 моста через Волгу у Симбирска (проект Белелюбского). Общая длина моста составила 2,8 км; пролёт имел макс. для того времени длину - 158,4 м. Это был второй по величине мост в России, занявший пятое место в мире по протяжённости мостового перехода. За рубежом в тот период также построен ряд железнодорожных мостов с полигональными фермами, например, в США мост через Миссисипи с пролётом 204 м (рис. 8). В начале 20 в. получают распространение арочные системы. Примерами таких железнодорожных мостов могут служить мосты Московской окружной железной дороги с пролётом 135 м, в которых применена двухшарнирная схема, металлической мост с пролётом 165 м через долину Гараби во Франции. В арочных, а позднее в балочных железнодорожных мостов используется железобетон, идея внедрения которого принадлежит Белелюбскому и рус. инж. А. Ф. Лолейту. Ценный вклад в этом направлении сделал рус. инж. Н. О. Диамандиди, который предложил изготовлять типовые ж.-б. пролётные строения мостов на специализированных заводах.

Рис. 6. Типовые металлические пролётные строения: а - с разрезными балками, разработанные в 50-е гг. 20 в.; б - с неразрезными балками, разработанные в 70-е гг.
Однако эта идея была широкое распространение в мировом железнодорожный мостостроении. В кон. 19 - нач. 20 вв. построены крупные железнодорожные мосты с консольными фермами и пролётами большой длины: Фортский мост в Великобритании (гл. пролёт 521,2 м), через р. Святого Лаврентия в Квебеке (гл. пролёт 549,84 м) и др. Для железнодорожных мостов с большими пролётами стали претворена в жизнь только в 50-е гг. 20 в. В 1913 инж. Н. Б. Каменский разработал серию типовых сборных железобетонных пролётных строений для железнодорожных мостов (рис. 9). Новый подход к применению железобетона был высказан франц. инж. Э. Фрейсине, предложившим принцип предварит. напряжения арматуры. Вопрос выбора конструктивной схемы и материала железнодорожных мостов определяется экономических, технологических, эстетических и др. соображениями. В сер. 10-х гг. 19в. на железных дорогах России было сооружено несколько больших и довольно высоких арочных виадуков с применением бетона и железобетона, имевших пролёты 20 и 25 м. В их числе 13- и 3-пролётный виадуки (рис. 10) на железнодорожной линии Казань - Екатеринбург, 12-пролётный виадук на линии Арзамас - Шиханы и др. Многопролётные ж.-б. эстакады отстроились и на подходах к большим Ж. м., русловая часть которых перекрывалась стальными фермами (например, мост через Амур вблизи Хабаровска, построенный по проекту Г. П. Передерия).

Рис. 10. Трёхпролётный железобетонный виадук на железной дороге Казань - Екатеринбург (проект инж. П. В. Щусева).


Рис. 11. Схема двухъярусного металлического моста с главным пролётом 1990 м (проект, Япония)
Развитие ж.-д. строительства в 50-е гг. поставило перед мостостроением новые задачи: прокладка протяжённых магистралей в различных климатических поясах, по сильнопересечённой местности потребовала проектирования большого числа малых и крупных мостов, строительства их индустриальными методами, создания и применения высокопрочных сталей, новых технологий (в т. ч. сварки), использования унифицированных элементов из сборного и предварительно напряжённого железобетона. Примерами такого строительства являются Байкало-Амурская магистраль (построено более 4200 мостов и труб), ж.-д. линия Белград - Бар в Югославии протяжённостью 476 км (построено 206 ж.-б. и 28 стальных железнодорожных мостов). Крупные мосты на таких магистралях строятся обычно совмещёнными - под ж.-д. и автомобильное движения. К таким сооружениям можно отнести двухъярусный металлической мост в Португалии через р. Тежу у Лиссабона с пролётом 1013 м (1966); вантовый мост с металлической балкой жёсткости и ж.-б. пилонами в Аргентине через р. Парана с пролётом 330 м (1977); мост Героев в югославском г. Братислава с макс. пролётом 204,9 м под два железнодорожного пути для электропоездов и четырёхполосное движение автомобильного транспорта (1972); мост типа «бегущая лань» через ущелье Раздан в Ереване с пролётом 190 м (1988). Крупнейшим в мире является мостовой переход между пятью островами в Японии, построенный в 1988, длиной ок. 10 км. В состав перехода входят висячие мосты с макс. пролётом 1100 м, вантовые мосты с пролётом 420 м и несколько эстакад. Все сооружения имеют два яруса: верхний - под четыре полосы автотранспорта, нижний - под два железнодорожного пути. В Японии разработан проект моста (рис. 11) с пролётом 1990 м. Одним из крупнейших мостов мира станет мост с главным пролётом 3000 м (рис. 12 см. на с. 142) через Мессинский пролив между Италией и Сицилией. Одним из перспективных направлений строительства железнодорожных мостов является сооружение мостов на магистралях высокоскоростного наземного транспорта.
Рис. 9. Типовые железобетонные пролётные строения железнодорожных мостов (19fs): а - для пролёта длиной 5,33 м; б - для пролёта длиной 8,52 м.




Рис. 8. Мост с полигональными фермами через Миссисипи у г. Сент-Луис (1913); ГВВ - горизонт высоких вод; ГМВ - горизонт меженных вод.


Рис. 7. Совмещённый двухъярусный мост консольной системы через Днепр у ст. Кичкас (проект инж. В. Лата, 1907); ГВВ - горизонт высоких вод; ГМВ - горизонт меженных вод.

Живописные и невероятные, они завораживают своим видом и притягивают взоры к своим немыслимым архитектурным гениям. Тонны металла и камня создают иллюзию воздушной паутины. Они стелятся в самых труднодоступных местах, через реки, горы и города. Железнодорожные мосты. Что, в сущности, мы знаем о них?

Железнодорожные мосты обычно создаются из камня, бетона, стали или древесины. В США, к примеру, каменные и бетонные арки используется редко, если высота строительства железнодорожного моста затрудняет весь процесс. Практически все высокие североамериканские железнодорожные мосты построены из стали или древесины. В Европе и Китае древесина практически не используется, но бетон и камень широко используются при строительстве. Все они достаточно разнообразны. Это объясняется природными рельефами. Для каждого случая нужен свой тип моста.

Мост со сквозными фермами один из самых распространенных по всему миру. Основная концепция таких мостов это распределение веса по всем рядам стальных тригонометрических структур, которые находятся либо в сжатом состоянии, либо в состоянии растяжения. Начиная с 1840 годов, железнодорожные строители стали использовать различной формы кованое железо в сквозных фермах, которое было введено и запатентовано их дизайнерами, как лучший и наиболее экономичный способ безопасного передвижения по ним «железного коня». Названные в честь их изобретателей, фермы Боллман и Финк были адекватными для ранних локомотивов, которые медленно двигались, но в конце 1890 годов их использование стало непрактичным. Их строительство было приостановлено и большинство из старых железнодорожных мостов такого типа были демонтированы и заменены.

С развитием цивилизации и расширением торговых связей стали шире и глубже переправы через реки, пролеты стали длиннее, железнодорожные инженеры стали выходить за рамки простого моста со сквозными фермами. Решения этих трудностей появилось в виде подвесного моста «консоли». Основной пролет на мостовой структуре, по сути, образуется из двух отдельных мостов, которые встречаются в середине. Помимо центрального «третьего» моста также позволяется строительство консольного моста, с целью охватить большие расстояния. Первый крупный подвесной мост был построен в Соединенных Штатах в 1877. Высокий мост воцарился через реку Кентукки в штате Кентукки. В 3 равных пролета в 114 метров, железная структура также была одной из самых высоких среди мостов в Северной Америке, возвышающаяся над 84 метровым глубоким ущельем. После этого успеха, два других больших подвесных железнодорожных моста построены на Ниагарском водопаде между США и Канадой, и через реку Фрейзер около Сиско в провинции Британской Колумбии, в Канаде. Оба были спроектированы инженером Шнайдером.

Еще одним крупным проектом подвесного моста стал в 1870 годах железнодорожный мост через глубокие каналы Ферт-оф-Форт близ Эдинбурга, в Шотландии. Структуры в 2,5 км должны были иметь не один, а два массивных промежутка приблизительно в 520 метров. Разрешение было предоставлено первому инженеру Томасу Бауч, но строительство было остановлено, когда его предыдущий мост через реку Тэй рухнул в сильный шторм в 1879 году, тогда погибло более 75 человек. Когда проект возобновился, за чудовищный дизайн двойного подвесного моста поручились сэр Джон Фаулер и сэр Бенджамина Бейкера. Предполагалось, что уникальная структура сможет устоять даже в сильный штормовой ветер. Когда новаторский мост был открыт в 1890 году, он перенял у Бруклинского моста звание самого длинного мостового пролета нового мира. Успех моста в виде галстука-бабочки навсегда закрепил статус подвесного моста, как лучший выбор длинных мостов для железнодорожной службы.

Эпоха подвесных мостов с длинными пролетами завершилась в 1917 году при строительстве канадского моста в Квебеке через реку Святого Лаврентия.

В отличие от длинных пролетов, которые были удобны для больших переходов через реки, железнодорожные архитекторы разработали эстакады из стали и древесины для пересечения широких долин и крутых оврагов.Термин «мост» обычно относится к структуре, которая содержит длинный центральный пролет по обе стороны от подходов к нему. Эстакады выглядят в виде мостовой структуры без основного центрального пролета, но с несколькими маленькими пролетами одинаковой или равной длины.

Легко и просто было построить деревянные эстакады на небольших речках, длинные пролеты требовали совершенно новый тип моста, который пришел в виде раскосной фермы со сжатыми раскосами и растянутыми стойками. Секрет популярности раскосных ферм был в использовании надстраиваемых железных прутьев, расположенных вертикально между верхними и нижними поясами. После 1900 года, деревянные фермы сменялись на стальные из-за постоянно растущего веса новых локомотивов.

Далее пришло сооружение простого арочного моста. Это не только самый красивый и зрелищный из всех видов железнодорожных мостов, но также является наиболее совершенной формой для перевозки тяжелых грузовых поездов. Несмотря на доказательство того, что арка была жизнеспособной альтернативой, невероятно популярные сквозные фермы и подвесные мосты железных дорог продолжали строиться, так как они имели преимущество в высоте и ширине, которые должны были пересекать такие крупные реки, как Огайо и Миссисипи.

Пожалуй, наиболее распространенным и простым из всех типов мостов является мост с балочным пролётным строением. Во многом скучной и непривлекательной формы, балочные мосты пошли на грандиозный успехпосле 1950 года, когда Франция и Германия начали экспериментировать с длиной пролетов. Толстые и громоздкие пролеты могут быть тонкими и легкими. Бетонные пролеты, которые когда-то ограничивались на 30метрах, в начале 1900 годов по настоящее время могут занимать 305 метров в длину. До современной эпохидлинных мостов сталь была основным материалом для таких мостов.

Еще одним достижением инженеров по строительству железнодорожных мостов стало использование кабелей. Основная форма висячего моста на кабеле состоит из двух высотных башен и из одного или нескольких кабелей, которые направлены до прямой поддержки моста. Такую конструкцию можно видоизменять, за счет ее легкости. С некоторым красочным освещением, мост может стать уникальной печатью города.

Тема 1.2 Элементы, размеры, статические схемы мостов.

По принятому делению к малым мостам относят мосты полной длиной до 25м, к средним – длиной более 25, но не превышающей 100м.

Мост или другое мостовое сооружение (путепровод, виадук, эстакада) состоит из пролетных строений и опор. Пролетное строение - это конструкция моста, перекрывающая пространство между опорами, поддерживающая все проезжающие по мосту нагрузки и передающая их вес и- свой собственный вес на опоры. В зависимости от количества перекрываемых пролетов мосты бывают однопролетными или многопролетными. Опоры воспринимают усилия от пролетного строения и передают его на грунты основания. Крайние опоры, примыкающие к насыпям подходов, называют устоями, все остальные - промежуточными, а массивные промежуточные опоры - быками. Пролетное строение состоит из несущей конструкции (балок, ферм, арок и т.п.) и конструкции проезжей части с тротуарами и всеми вспомогательными элементами. Расстояние между центрами опорных точек пролетного строения называется его расчетным пролетом l.

Высоководный мост должен обеспечивать беспрепятственный пропуск паводковых вод, поэтому низ пролетных строений моста нужно располагать на 0,5-1 м выше уровня или горизонта высоких вод (УВВ или ГВВ). Наивысший уровень воды, возможный на реке в месте мостового перехода называют уровнем или горизонтом высоких вод (УВВ или ГВВ). Расчетный горизонт высоких вод определяют по данным натурных гидрологических наблюдений, в частности по расспросам старожилов из условия, чтобы вероятность появления более высокого уровня не превышала установленной нормами. Если по реке имеется судоходство, то низ пролетных строений должен возвышаться над расчетным судоходным уровнем (РСУ) на высоту большую, чем высота судоходного габарита для данной реки. Расчетный судоходный уровень - это наивысший уровень воды в реке в судоходный период, который обычно несколько ниже УВВ. Уровень воды в реках довольно сильно изменяется. В летнее время, а также зимой вода обычно имеет низкий уровень или средний уровень воды в период между паводками, называемый уровнем или горизонтом меженных вод (УВВ или ГМВ) или просто меженью. Весной при половодье, а также осенью и иногда летом при ливнях приток воды резко увеличивается и горизонт воды повышается.

Длину L по оси моста между гранями устоев, примыкающих к насыпи подходов, называют длиной моста (см. рис.1).

Другими основными размерами моста и его элементов являются (см. рис.13):

Отверстие моста, равное свободной ширине зеркала воды под мостом по уровню высоких вод , где - расстояние между гранями опор в свету. В однопролетном мосту отверстие равно расстоянию в свету между внутренними гранями устоев. В многопролетных мостах отверстие выражается суммой расстояний в свету между опорами отдельных пролетов Σl0, измеренных по расчетному ГВВ;

Высота моста H от поверхности проезжей части до уровня меженных вод;

Свободная высота под мостом между низом пролетных строений и уровнем высоких вод или расчетным судоходным уровнем (если есть судоходство). Свободная высота должна быть достаточна для безопасного пропуска высокой воды, ледохода, а на судоходных реках – для пропуска судов;

Строительная высота h от проезжей части до самых нижних частей пролетного строения;

Расчетный пролет - расстояние между осями опирания пролетного строения на смежные опоры.

Основные размеры моста устанавливают в процессе его проектирования, учитывая назначение моста и весь комплекс местных условий. Отверстие, величины пролетов, высота моста, а также габарит проезда по мосту являются генеральными размерами моста.

1 - насыпь подхода; 2 - конус насыпи; 3 - устой; 4 - пролетное строение с ездой поверху; 5 - пролетное строение с ездой понизу; 6 - промежуточная опора (бык); 7 - фундамент опоры

Много хлопот доставляют строителям железных дорог большие и малые реки, которые как и горы не объедешь стороной. Перешагнуть их помогают мосты. Поднятые опорами над водой, они служат надежным основанием для железной дороги. На подходах к реке возводят насыпь, она-то и поднимает железнодорожную колею на мост.

Мосты подразделяются на балочные, арочные или висячие. Сооружение мостов, особенно больших,- трудоемкая и сложная работа, требующая точного инженерного расчета, высокого профессионального умения. Вместе с виадуками, путепроводами и эстакадами мосты являются одним из основных видов искусственных сооружений на железной дороге.
Первый железнодорожный мост с литыми фермами своеобразной формы был возведен под руководством Дж. Стефенсона в 1824 г. в Великобритании на линии Стоктон-Дарлингтон. В 1829 г. Стефенсон построил также первый «косой» путепровод в Рейнхилле (Rainhill). Перед началом строительства Стефенсон изготовил и испытал модель моста из дерева в натуральную величину.
Первые висячие мосты появились в Америке. Самым знаменитым является построенный в 1852-1856 гг. мост через Ниагару (Niagara). Пролетное строение этого моста имело длину 251 м и высоту над уровнем воды 74 м.
На Саксонско-Баварской железной дороге был построен мост через р. Белая Сорока возле г. Жокета (Jocketa). Вначале мост хотели построить в четырех уровнях, но из-за строительных трудностей ограничились двумя.
В середине XIX в. была построена железная дорога, которая соединила Венецию с материком, находящимся на расстоянии 4 км. Лагуну перекрыли два моста: железнодорожный под два пути, построенный в 1841-1846 гг., и пешеходный длиной 4070 м и шириной 20 м, построенный в 1931-1932 гг. Железнодорожный мост, торжественно открытый в 1846 г., имел длину 3601 м и состоял из 225 арок на 75 000 свай, заглубленных в дно лагуны.
Железнодорожный мост, построенный на линии Аугсбург- Нюрнберг (Augsburg-Nurnberg) через р. Изар в 1850-х гг., был реставрирован в 1912 г.

Путепроводами стали называть мосты, сооруженные над автомобильной или железной дорогой, чтобы обеспечить движение транспорта или пешеходов по пересекаемым путям, т.е. в двух уровнях. Путепровод для железной дороги был построен через долину Санкей (Sankey) уже на линии Манчестер-Ливерпуль. Первый пешеходный путепровод появился на линии Париж- Орлеан в 1843 г.
Эстакада во французском esta-cade - свая, балка - также сооружение мостового типа, устраивается для пропуска транспортных средств при свободном пространстве под пролетным строением. Эстакады устраивают взамен больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и не препятствуют проезду и проходу под ними, а также на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами разлива воды.
Строить мост на железной дороге для каждой речки и ручья не обязательно. Небольшие речки и ручьи пропускают сквозь земляное полотно железнодорожной магистрали по трубам.

Из истории строительства мостов

Еще в доисторические времена первобытные люди для пересечения водных преград пользовались поваленными, а позднее - специально уложенными поперек преград деревьями.
Первые упоминания об искусственных сооружениях относятся к началу 3 тысячелетия до н. э. В древнем Египте, Вавилоне и Ассирии развивалось строительство искусственных сооружений, которое достигло расцвета позднее в Древнем Риме.
Во времена новой эры и затем в средние века профессия строителя мостов пользовалась всеобщим уважением. Примером может служить колонна Траяна в Риме. Римский правитель Маркус Улпиус Траянус (Markus Ulpius Traianus), вошедший в историю как император Траян, 18 мая 113 г. посетил сенат, где выступил с речью. В память об этом событии сенат решил построить каменную колонну. Многое изменилось с тех пор, но колонна Траяна высотой 38 м спустя столетия остается историческим памятником. На колонне изображены не только эпизоды траяно-дакийских войн, но и понтонный мост, и капитальный мост через Дунай, построенный по приказу Траяна Апполодором Дамасским (Appolodorus) в 101 г. Императора прославило именно строительство этих сооружений.
Сеть дорог со множеством искусственных сооружений достигла в Древнем Риме 80 000 км. Только в самом Риме было около 500 км водоводов со множеством акведуков, тоннелей, подпорных стен и т.п.. Десятки таких сооружений сохранились до наших дней на территориях Италии, Франции, Испании.
Первые летописные упоминания о строительстве мостов на Руси относятся к 997 г. Но мосты строили и ранее. В «Русской правде» (1020 г.) упоминается, что в войсках великого князя киевского Ярослава Мудрого (ок. 978-1054) были специальные подразделения «мостни-ков», которые занимались строительством и ремонтов мостов, переправ и т.п.
В то время основным материалом в мостостроении было дерево. Наиболее древним деревянным мостом считается мост через р. Евфрат в Вавилоне, построенный за 2000 лет до н. э. Опоры этого моста были сделаны из кирпича, а пролетные строения - из кедра. В 607 г. до н. э. в Древнем Риме через р. Тибр был построен деревянный «свайный» мост. К этому времени относятся грандиозные наплавные мосты через пролив Босфор и Дунай, сооруженные для войск императора Дария. Деревянный балочный мост на каменных опорах длиной более 400 м через Рейн был построен Цезарем в 55 г. до н. э. всего за 10 дней. Император Траян для перехода римских легионов из Дакии в дунайские земли приказал за один год построить мост через Дунай. Именно такой мост через ущелье «Железные ворота» возведен в долине Дуная. Этот уникальный деревянный арочный мост общей длиной около 1 км имел пролеты по 36 м (!). Шпренгельные деревянные арки лежали на мраморных прямоугольных опорах. Подобные мосты позднее (400-700-е гг. н. э.) были построены в Кёльне и Майнце (Mainz).
Часто строились и наплавные мосты. На Руси при Владимире Мономахе был построен наплавной мост через Днепр; при Дмитрии Донском - через Волгу. Позднее, наряду с деревянными, строились и каменные мосты, более тяжелые и долговечные.
Среди архитектурных памятников средних веков можно упомянуть о каменном мосте на юге Франции через р. Лот (Lot) в Кахорсе (Cahors), построенном в 1308-1355 гг. епископом Раймондом Панчилли. Мост состоял из шести готических арок, особенность которых заключалась в том, что на опорах было построено три сторожевых башни высотой около 40 м каждая. Эти башни использовались городом как защитные сооружения. По легенде успех в строительстве моста обеспечила епископу дружба с дьяволом.
Интересен мост через р. Рона вблизи Авиньона (Avignon), построенный в 1177-1185 гг. Святым Бенецетом (Saint Benezet) - одним из вдохновителей создания Монашеского общества французских «мостовых братьев», которое было официально утверждено в 1286 г. Мост имел 21 арку с пролетами 34 м при высоте устоев всего 13 м. Опоры были шириной 8 и длиной до 30 м. Мостовые быки имели треугольные ледокольные головные части. Наводнение 1669 г. разрушило значительную часть моста. До наших дней сохранилось только четыре арки, которые считаются архитектурным памятником и служат символом города Авиньон.
В 1225 г. через р. Верра вблизи г. Крейцбург (Creuzburg) в Германии был построен мост с часовней (Werrabrucke), который был частично разрушен в 1945 г. и полностью восстановлен в 1950 г.
Первые металлические мосты упоминаются в Китае, где еще до нашей эры применяли бронзу и литую медь. Широкое применение металла в мостостроении относится ко второй половине XVIII в., когда промышленная революция в Англии позволила получать достаточное количество однородного чугуна.
Первый чугунный арочный мост (сохранившийся, кстати, до наших дней) был построен в Англии в 1774 г.
Мост состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и передающих давление на грунт. Мост вместе с подходами, укрепительными и регуляционными сооружениями и подмостовым руслом реки составляет мостовой переход. Береговые опоры моста называют устоями, а промежуточные - «быками». Опорами мост разделяется на пролеты. Опоры состоят из фундамента и видимой части (тела) и бывают монолитными или сборными. Фундаменты опор могут сооружаться при неглубоком расположении прочных грунтов на естественном основании, а при слабых грунтах - на сваях.

1 - устои, 2 - неподвижные опорные части; 3 - пролетные строения, 4 - подвижные опорные части, 5 -«быки», L - полная длина моста, l p ,- расчетный пролет, l 1 +l 2 + l 3 - отверстие моста, ГВВ - горизонт высоких вод; ГМВ - горизонт меженных (средних) вод

а - массивном, б - свайном, 1 -тело опоры, 2 - фундамент, 3 - мелкий песок, 4 - глина, УМВ - уровень меженных вод

Пролетные строения опираются на опоры через опорные части, которые позволяют пролетному строению несколько поворачиваться и продольно перемещаться при изменениях температуры и изгибе под нагрузкой. При этом с одной стороны пролета устанавливают неподвижные, а с противоположной - подвижные опорные части.

: а -неподвижная с шарниром, б -подвижная

Расстояние между центрами опорных частей называется расчетным пролетом. Число и размеры этих пролетов выражают схему моста. Например, запись 33+2X66 + 27 означает, что мост имеет одно пролетное строение расчетным пролетом 33 м, два по 66 м и одно 27 м.

Пролетное строение состоит из главных ферм, связей между ними, проезжей части и мостового полотна. Главные фермы воспринимают нагрузку от подвижного состава и передают ее на опоры. Они могут быть со сплошными стенками или сквозными фермами. В фермах различают верхний и нижний пояса, к одному из которых прикрепляют поперечные балки, а к ним - продольные балки, образующие проезжую часть. Если проезжая часть располагается на уровне верхнего пояса, мост называют с ездой поверху, если на уровне нижнего,-с ездой понизу; кроме того, может быть конструкция моста с ездой посередине .
На продольные балки, а в небольших мостах со сплошными стенками на главные фермы укладывается мостовое полотно, которое обычно состоит из мостовых и охранных брусьев или сплошных плит, а также рельсов и скреплений, настила, перил и уравнительных приборов (на больших мостах). В необходимых случаях на мостах устраивают тротуары, огражденные перилами, площадки-убежища, освещение, связь, специальные смотровые и противопожарные приспособления, помещения для охраны и обслуживающего персонала.

а - общий вид, б - ферма, в - поперечные связи, г - продольные связи, д - продольные и поперечные балки, е - мостовое полотно

:
а - поверху, б - понизу; в - посередине

Основными параметрами моста являются длина, высота, отверстие моста, грузоподъемность. Длиной моста называется расстояние между задними гранями его устоев, а высотой - расстояние от подошвы рельса до горизонта низких вод. Отверстием моста называется расстояние в свету между внутренними гранями устоев однопролетного моста, или сумма таких расстояний между всеми опорами многопролетного моста на уровне расчетного горизонта воды. Грузоподъемностью моста называется наибольшая нагрузка, которую он может выдержать при условии обеспечения безопасности движения поездов. Параметры мостов определяются шириной водной преграды, колебаниями уровня воды, заданной нормой массы поездов.
В зависимости от длины, числа пролетов, конструкции и материала пролетного строения, числа путей и способа передачи давления на опоры мосты классифицируются следующим образом:
по числу пролетов - одно-, двух-и трехпролетные и т. д.;
по числу главных путей -одно-, двух- и многопутные;
по конструкции пролетного строения - с ездой понизу, поверху и посередине;
по материалу - каменные, металлические, железобетонные, деревянные;
по длине -малые (до 25 м), средние (25-100 м), большие (100- 500 м) и внеклассные (более 500 м);
по способу передачи давления на опоры (статическая схема) - балочные, арочные, рамные, висячие, вантовые, комбинированные.

:
а - балочных; б - арочных; в - рамных, г - висячих, д - вантовых, R, H - соответственно вертикальная и горизонтальная реакция опор

В балочных и вантовых мостах пролетное строение передает на все опоры только вертикальное давление, благодаря чему опоры имеют сравнительно легкие конструкции. В мостах других статических схем береговые опоры работают под более сложным воздействием сил, поэтому их строят массивными и не дающими просадок.
Одной из важнейших задач при проектировании мостов является выбор материала пролетного строения.
Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также в годы Великой Отечественной войны при временном восстановлении. На строящихся в 19 веке железных дорогах наибольшее распространение получили мосты с различного рода балочными и балочно-раскосными системами пролетных строений из дерева на деревянных или каменных опорах. Деревянный мост на каменных опорах через реку Дейл Крик (Dale Creek) на железной дороге Пасифик (Union Pacific Railroad) был построен в 1869 г. Деревянные железнодорожные виадуки строили в разных странах, в Северной и Южной Америке их сооружали вплоть до 1930 г. Деревянный виадук через верховье р. Теннесси имел длину 269 м и высоту 80 м. Достоинствами деревянных мостов являются простота конструкций, возможность использования местных материалов, быстрота сооружения и дешевизна. Однако они недолговечны, опасны в пожарном отношении, сложны в содержании и поэтому в настоящее время могут быть допущены лишь в отдельных случаях на малодеятельных ветвях и подъездных путях.
Каменные мосты долговечны, малочувствительны к увеличению массы поездов, требуют небольших затрат на содержание и могут сооружаться из местных материалов. Вместе с тем строительство этих мостов весьма трудоемко, допускаемая длина пролетов ограничена, они имеют большую собственную массу и требуют значительного расхода материала, поэтому каменные мосты в настоящее время не строятся.
Металлические мосты составляют около 70 % общей протяженности всех мостов на железных дорогах сети. Широкое распространение их объясняется высокой прочностью при сравнительно малой массе, возможностью применения однотипных деталей, изготовляемых индустриальным методом, высокой степенью механизации работ по сборке моста и сравнительно большим сроком службы (до 80 лет). Металлические мосты особенно экономичны при пролетах более 33 м. Основными недостатками этих мостов являются большой расход металла и необходимость тщательного ухода для предотвращения коррозии; во избежание ее производится периодическая окраска пролетных строений.
Первый большой чугунный арочный мост в Ньюкастле (Newcastle) длиной 412 м был построен Робертом Стефенсоном. Затем металлические мосты возводили Паулин Талабот (Paulin Talabot) у Тараскона (Taraskon) через Рону (Rhone) и Брунель между городами Плимут (Plymouth) и Салтэш (Saltash) - железнодорожный мост с решетчатыми клепаными фермами длиной по 138 м.
Первый железный мост с пролетом 31,0 м был построен в 1776-1779 гг. в Англии Абрахамом Дерби (Abraham Darby). Первые металлические мосты со сквозными фермами, имеющими полосовую решетку, появились в 1840-х гг.
В 1846-1850 гг. Роберт Стефенсон построил мост «Британия» («Britania-Bridge») через пролив Меней (Menai) с двумя пролетами по 141 м и двумя - по 72 м. Знаменитый балочный мост имел пролетные строения в виде труб со сплошными стенками. Внутри пролетных строений пропускались поезда.
В Германии были построены решетчатые мосты через реки в Оффенбурге (Offenburg), а также в Кёльне и других городах. Во Франции металлический решетчатый мост, возведенный в Бордо (Bordeaux), имел длину 616 м.
Во многих странах уже строились мосты с большими пролетами. В Шотландии через залив Фёрт-оф-Форт (Firth of Forth) по проекту Джона Фаулера (John Fowler) и Бенджамина Бэйкера (Benjamin Baker) в 1883-1890 гг. был построен решетчатый железнодорожный мост с фермами Гербера общей длиной 2468 м. Два средних пролета моста имели длину по 521,21 м каждый. Конструкция моста состояла из двойных консольных решетчатых раскосных ферм; сжатые элементы представляли собой трубчатые конструкции, растянутые - плоские металлические. Растянутые элементы были усилены специальными решетками. Морские суда беспрепятственно проходили под мостом, поскольку высота над поверхностью воды составляла 51 м.
Нельзя не отметить выдающееся архитектурное сооружение известного немецкого строителя, тайного советника Кепке (Koepke) - «Голубое чудо». Этот мост через Эльбу у Дрездена длиной 270 м и высотой проезжей части над водой 24 м получил свое название по цвету проезжей части (в те времена голубому) и неповторимой конструкции решетчатых ферм. «Голубое чудо», построенное в 1891-1893 гг., стало не только архитектурным символом Дрездена, но и одним из неповторимых европейских сооружений.
Решетчатый металлический мост с параболической несущей конструкцией был построен в 1863 г. через р. Иссел (Issel). Металлический железнодорожный мост с несущими конструкциями в виде «рыбьего живота» был возведен на рамных опорах возле г. Маркерсбаха (Markersbach) в Саксонии. Мост длиной 240 м и высотой 38 м над уровнем воды был смонтирован в течение нескольких месяцев.
Первым крупным балочно-подкосным сооружением в России был мост через р. Карбалиха на Змеиногорской конно-рельсовой дороге, построенный П. К. Фроловым. Пролетные строения моста были уложены на 20 каменных опорах высотой до 11 м. Длина моста превышала 290 м.
Основы российской школы мостостроения заложили И.П. Кулиомы, СВ. Кербедз, Д.И. Журавский и др.
И.П. Кулибин (1735-1818) в проекте деревянного моста через р. Неву (пролет моста 298,6 м) впервые в мире применил многорешетчатые арочные фермы.
Д.И. Журавский (1821-1899) разработал теорию расчета решетчатых ферм и теорию касательных напряжений в изгибаемых балках. Он усовершенствовал конструкцию широко распространенных в то время ферм Гау, которые стали называться фермами Гау-Журавского. Эти разработки Д.И. Журавский применил при строительстве на магистрали Петербург- Москва Веребьинского и Мстинского мостов, которые считались в то время самыми высокими железнодорожными мостами в Европе.
До середины XIX в. для перекрытия больших пролетов использовались в основном арочные пролетные строения, требовавшие устройства мощных оснований опор.

Чугунные мосты делали арочными из тонких ажурных или полых клиновидных отливок, которые использовались для выкладки свода. В С.-Петербурге было построено несколько чугунных мостов через р. Мойку и выдающееся сооружение - чугунный арочный Благовещенский мост (известный как мост лейтенанта Шмидта) через Неву, автором которого был СВ. Кербедз (1810 - 1899). По инициативе С.В. Кербедза при строительстве Петербурго-Варшавской железной дороги впервые в России были построены мосты с металлическими пролетными строениями. Он установил допускаемые напряжения на растяжение и сжатие для стали и внес ряд усовершенствований в конструкции многораскосных ферм. Эти разработки были использованы при строительстве моста через р. Луга. Металлические многорешетчатые мосты балочного типа явились новой конструкцией не только в России, но распространились и в Западной Европе.
Россия первой перешла на широкое применение литого железа в качестве основного конструкционного материала в мостостроении вместо чугуна или сварочного железа.
К 1834 г. в Петербурге было 26 каменных, 16 чугунных, 65 деревянных и 10 наплавных мостов.

Первые металлические мосты появились еще в 1840-х гг. Первый клепаный арочный железнодорожный мост был возведен в 1854 г. в Швейцарии. В России первый мост такого рода был построен в конце 1850-х гг. в Москве. Первый металлический железнодорожный мост решетчатой конструкции появился на Петергофской железной дороге через р. Стрелка в 1857 г.
На железных дорогах, строившихся одновременно с Петербур-го-Варшавской, часто применяли мосты со сплошной стенкой, размеры которых назначались на основании результатов предварительных испытаний. Наиболее крупным из таких сооружений был четырехпролетный неразрезной мост с отверстием 134 м через реку Неман, построенный в начале 1860-х гг. С.В. Кербедз, H.A. Белелюбский и Л.Д. Проскуряков (1858-1926) существенно улучшили схемы и конструкции металлических ферм. Многораскосные фермы стали вытесняться двух- и трехраскосными, а также фермами с простой треугольной решеткой.
После прокладки линии Петербург- Москва при железнодорожном строительстве стали применять преимущественно металлические пролетные строения. Последняя четверть XIX в. отмечена сооружением в России уникальных мостов.
Выдающееся сооружение - Александровский мост через Волгу у Сызрани, спроектированный H.A. Белелюбским, был построен в 1880 г. Мост общей длиной 1485 м состоял из 13 пролетов по 110,76 м и считался самым крупным в Европе. В 1896 г. на Парижской выставке H.A. Белелюбский в беседе с Эйфелем сравнивал этот мост с Эйфелевой башней по количеству использованого в конструкции моста металла. Пролетные строения моста собирались на берегу и перевозились к месту установки на семи баржах, буксируемых двумя пароходами.
Сызранский мост примечателен и тем, что это был последний мост в России, построенный из импортного (бельгийского) железа. Для следующего большого моста через р. Днепр у Екатеринослава длиной 1246 м с двумя уровнями проезда было использовано уже сварочное железо Брянского завода (1884 г.). В пятипролетном железнодорожном мосте через р. Ингулец, построенном в 1882-1884 гг., высотой над уровнем воды более 49 м, также были применены фермы из сварного железа.
Большое число металлических стальных мостов было возведено на Транссибирской железной дороге, из которых самый крупный - спроектированный также НА. Белелюбским и построенный в 1897 г., - семипролетный Обский мост двухконсольной конструкции. Русло реки было перекрыто тремя пролетными строениями длиной по 148,04 м и сквозными подвесными пролетными строениями длиной 87,33 м.
На Парижской выставке в 1911 г. международное жюри присудило проф. H.A. Белелюбскому высшую награду «Гран-при» за разработку «.. .проезжей части с шарнирными балками и самостоятельными распорками связей». Он был избран почетным членом Бетонного института в Англии и Общества гражданских инженеров во Франции. НА. Белелюбскому было присвоено звание почетного доктора инженерных наук в Германии.
Выдающимся сооружением был построенный по проекту А.Д. Проскурякова мост через Енисей у Красноярска. По величине перекрываемых пролетов в 144,47 м этот мост в момент открытия был самым крупным в Европе. В 1916 г. был возведен еще один его мост - через р. Амур у Хабаровска.
Самый большой пролет железнодорожного моста в России составлял 190 м. Таким пролетом в 1907 г. был перекрыт Днепр у Кичкаса.
Современники по достоинству оценили творение Л.Д. Проскурякова: по эстетическому воздействию на зрителей, по смелости инженерных решений его мост сравнивали с Эйфелевой башней. Модель моста демонстрировалась на Международной выставке в Париже в 1900 г. и была удостоена Золотой медали.
В начале XX в. были сооружены другие крупные мосты: в 1913 г. - через Волгу у Ярославля и Свияжска; затем - у Ульяновска (длиной 2800 м) по проекту H.A. Белелюбского; в 1916 г. - мостовой переход через р. Амур (длиной 2590 м), который обеспечил сквозной проезд из Петербурга во Владивосток.
Уникальным сооружением 1930-х гг. стали двухъярусные металлические арочные мосты Днепрогэса, построенные по проекту Н.С. Стрелецкого (1885-1967) через русла старого и нового Днепра у Запорожья.
Строители Байкало-Амурской магистрали в 1974-1989 гг. возвели более 1200 искусственных сооружений, в том числе более 370 крупных и средних, в основном, металлических мостов.
В конце XX в. в России было построено много уникальных мостовых переходов: через Амур в Хабаровске, через Обь у с. Барсово, через Волгу у с. Пристанное, Каму в Перми и т.п. Среди таких сооружений выделяется уникальный двухъярусный металлический мост через Волгу длиной 5,7 км для рельсового и автомобильного транспорта. Вся длина мостового перехода составляет 12 км.
Надо сказать, что до недавнего времени даже небольшие мосты, или точнее их фермы, делали только металлическими и лишь их «ноги» - опоры, которыми они опирались на дно рек, были каменными. К 2000 году на железных дорогах России эксплуатировалось около 12 000 металлических мостов. Но металл требовал за собой ухода чтобы он не ржавел, фермы надо было регулярно красить. Поэтому строители решили заменить металл железобетоном.
В 1892-1893 гг. был построен мост пролетом 10 м в Красном Селе и большая полу эллиптическая труба под насыпью на Московско-Казанской железной дороге. При строительстве в 1900-1902 гг. Витебско-Жлобинской линии было уложено 27 железобетонных труб. Небольшой двухпутный железобетонный мост был построен в 1903 г. на ст. Синявская.
В 1913 г. в Петрограде была сооружена железобетонная эстакада длиной около 610 м с балластным верхним строением пути. В 1917 г. завершилось строительство выдающегося сооружения из железобетона - большого арочного виадука на линии Арзамас-Ширханы длиной около 370 м.
По инициативе H.A. Белелюбского (1845-1922) в 1891 г. был испытан первый в России железобетонный мост.
Железобетонные мосты являются более долговечными, чем металлические, требуют меньше металла и расходов на содержание, менее чувствительны к увеличению массы поездов. Они также позволяют изготовлять фермы в заводских условиях, а сборку моста производить на месте с широким использованием механизмов. Однако большая масса пролетных строений усложняет строительно-монтажные работы и требует более мощных опор Поэтому железобетонные мосты являются основным типом малых мостов, а при средних и больших пролетах выбор материала - железобетона или металла - производится на основе технико-экономических расчетов. Сейчас фермы мостов длиной 30-40 метров сооружают из железобетона. Успешно конкурирует железобетон с металлом и в фермах длиной 100-200 метров. Лишь фермы длиной свыше 200 метров делают из металла. В наши дни сооружение мостов поставлено на индустриальную основу. Это значит, что фермы мостов изготовляют (собирают) на промышленных предприятиях. Готовые ферма доставляют к месту сооружения моста и с помощью специальных кранов укладывают на возведенные ранее мостовые опоры. Малые мосты и трубы строят по типовым проектам.

Устройство пути на мостах

Конструкция железнодорожные пути на мостах имеет некоторые особенности: при наличии железобетонного балластного корыта верхнее строение представляет собой обычную рельсошпальную решетку на балластном основании; на металлических мостах рельсы укладываются на деревянные мостовые брусья или железобетонные плиты, которые специальными болтами крепятся к продольным балкам. Для предотвращения схода колес подвижного состава в пределах моста рядом с путевыми рельсами укладываются контррельсы и при наличии деревянных поперечин - противоугонные охранные брусья.
На металлических мостах рельсовый путь обычно делают без балласта на деревянных брусьях, уложенных на расстоянии 10-15 см друг от друга. Брусья крепят болтами к продольным балкам. Для удержания подвижного состава в случае схода его с рельсов на существующих мостах снаружи колеи имеются деревянные охранные брусья, а внутри - контррельсы (а). На строящихся мостах для этой цели используют металлические охранные уголки специального профиля (б).

На мостах с большими металлическими пролетными строениями укладывают путь на металлических поперечинах. На ряде металлических мостов и, в частности, на мосту через р. Амур на БАМе применена конструкция пути на сплошных железобетонных плитах (г), дающая сокращение затрат на содержание мостового полотна.
На каменных, бетонных и железобетонных мостах, а также на путепроводах, расположенных в пределах станции, путь устраивают на щебеночном балласте и обычных шпалах, для чего на мосту устраивают корыто (в) шириной поверху на однопутных линиях не менее 3,6 м, а на двухпутных - не менее 7,7 м. Толщину щебеночного балласта на мостах и путепроводах принимают, как правило, не менее 25 см. Путь на балласте безопасен в пожарном отношении, дешевле, чем на мостовых брусьях, удобнее в эксплуатации, легко выправляется в плане и профиле, однако он значительно тяжелее.
На подходах к мостам независимо от рода балласта, принятого на данной линии, путь с обеих сторон укладывают на щебеночном балласте, что повышает устойчивость пути и уменьшает засорение пылью конструкций моста при движении поездов. На подходах к безбалластным мостам путь полностью закреплен от угона; на самих мостах противоугоны ставят как исключение. На больших металлических мостах во избежание разрыва стыков при температурных изменениях длины пролетных строений устанавливают специальные приборы, обеспечивающие взаимное смещение остряка и рамного рельса.
На мостах не допускается применение разных типов рельсов, переходных стыков и рельсовых рубок. При грузонапряженности линии до 10 млн. т-км/км на мостах используют рельсы Р50, а при большей грузонапряженности - Р65.