Міст, споруда, що прокладає дорогу над перешкодою. Розрізняють М.: по вигляду подоланної перешкоди — М. через річки і ін. водотоки (власне М.), через дороги (шляхопроводи ), через яри і ущелини (віадуки, естакади); по роду дороги (за призначенням), що прокладається, — залізничні мости, автодорожні мости, міські мости, пішохідні мости, М. для поєднаного руху транспорту, для пропуску водних доріг (М-код.-каналы), для цілей водопостачання (акведуки ), для пропуску газо- і нафтопроводів; за матеріалом основних частин — дерев'яні мости, кам'яні мости, залізобетонні мости, сталеві мости .
Вартість зведення М. складає до 15% загальних витрат на будівництво дороги, а на сучасних швидкісних автомагістралях і більш. До М. пред'являють особливі вимоги відносно їх міцності, надійності і довговічності. Поряд з цим конструкції М. повинні відповідати вимогам індустріального виготовлення і механізованого зведення і, отже, забезпечувати швидкі темпи будівництва при високій якості виконання робіт.
М., як правило, складається з пролітних будов і опор . На пролітній будові моста розташовані проїжджаючи частина для транспорту, пішохідні проходи, трубопроводи. Розрізняють пролітні будови річкові (над судноплавною частиною річки) і берегові (над останньою її частиною). Проїжджаючи частина на пролітній будові може бути розташована нижче за основні конструкції (їзда низом), що несуть, або вище останніх (їзда зверху). Можливо і середнє розташування проїжджої частини (їзда посередині). Проміжні опори М. називають биками, а кінцеві — засадами. За допомогою засад здійснюється сполучення М. з насипами підходів. Навантаження на опори від пролітної будови передаються через опорні частини. Зустрічаються системи М. (наприклад, рамні), в яких пролітна будова складає одне ціле з опорою (у таких випадках опорні частини не владнують).
Основні розміри М. ( мал. 1 ): повна довжина L ; розрахункові прольоти пролітних будов, вимірювані між центрами того, що їх спирається l 1 , l 2 , l 3 ; прольоти в світлу між опорами l 01 , l 02 , l 03 ; ширина проїжджої частини і тротуарів. Положення конструкцій по висоті характеризується відмітками (висотами над умовним горизонтом) рівня проїзду (УП), горизонту межових (низьких) вод (ГМВ), горизонту високих вод (ГВВ), підошов фундаментів опор (ПФ). Довжина М. через водотоки залежить від отвору М. — суми прольотів в світлу між опорами за вирахуванням так званих конусів насипу. Отвір М. визначається гідравлічними розрахунками.
Висота М. (відмітка УП), а також прольоти в світлу для головних прольотів М. через судноплавні річки зазвичай визначаються умовами пропуску судів. Для шляхопроводів довжина прольотів в світлу і відмітка УП визначаються габаритом дороги, що пролягає нижче. У останніх випадках рівень проїжджої частини зазвичай призначається за умовами трасування дороги, проходящей по М.; число і довжина прольотів вибираються, виходячи з найменшої вартості М., на підставі порівняння декількох варіантів. Ширіна проїжджої частини і службових тротуарів (габарит М.), а також ширина і висота вільного простору під М. (судноплавний габарит) повинні забезпечувати пропуск сухопутного і водного транспорту очікуваної інтенсивності. У СРСР ширина проїжджої частини М. під один же.-д.(железнодорожний) дорогу складає 4,9 м-код (включаючи службові тротуари). Для М. під автомобільну дорогу ширина проїжджої частини призначається залежно від числа смуг руху автомобілів (при ширині однієї смуги 3,5—3,75 м-коду ).
Балочні М. мають пролітні будови з конструкціями, що несуть, у вигляді суцільних балок або крізних ферм: простих, нерозрізних ( мал. 2, а ) або консольних, з кінцями (консолями), що виходять в сусідній проліт, сполученими за допомогою шарнірів або підвішених до них простих балок ( мал. 2, би ). Нерозрізні балки в порівнянні з простими дещо складніше по конструкції, проте вони економічніше і забезпечують плавніший профіль проїзду по М., що особливо важливе при високих швидкостях руху.
Арочні М. ( мал. 2, в ) вимагають (в порівнянні з балочними) менших витрат матеріалів на пролітні будови. З іншого боку, опори арочних М. в конструктивному відношенні мають бути досить розвинені для сприйняття горизонтальних сил, і тому вартість їх зведення зазвичай вище, ніж опор балочних М. Прімененієм затягування ( мал. 2, г ) можна звільнити опори від дії розпору, але в цьому випадку зростають витрати на пристрій пролітної будови.
Рамні М. мають опори (колони, стійки), жорстко сполучені ригелями з пролітними будовами. Ригель може бути сполучений з декількома стійками ( мал. 2, д ). У сучасному мостобудуванні набули також поширення М., що полягають з окремих Т-подібних рам, сполучених шарнірами (рамно-консольні М.) або балками, підвішеними до кінців ригелів (рамно-підвісні М., мал. 2, е ).
Висячі М. ( мал. 2, же ) по своїй роботі схожі з арочними, але на відміну від останніх елемент висячих М., що несе, розташований опуклістю вниз і розтягнутий, а розпір діє на опори в напрямі всередину прольоту. До висячих М. близькі по своїх конструктивних особливостям вантовиє М. ( мал. 2, з ).
В конструкціях М. , що несуть, комбінованих систем використовують спільно частини М. різних типів (наприклад, балочних і арочних).
Історична довідка. Капітальні М. почали будувати в епоху рабовласницького суспільства. У Древньому Римі, що мав розвинену мережу доріг (їх загальна протяжність складала близько 75 тис. км. ), було споруджено багато кам'яних і дерев'яних М. і акведуків. Кам'яні М., що частково збереглися, мали суцільні, переважно полуциркульниє, зведення невеликих прольотів і бики, ширина яких досягала 1 / 3 — 1 / 2 прольоту. Будували також і легкі дерев'яні М. на палях або наплавні М., що незрідка застосовувалися у військових цілях. У епоху середньовіччя розвиток міст і розширення торгівлі викликали необхідність спорудження багатьох М.; до цього періоду відносяться декілька унікальних кам'яних М., що мали значні прольоти, пологіші зведення і меншу ширину опор (наприклад, М. Треццо через р. Адда в Італії з прольотом 72,25 м-коду ).
В Росії М. відомі з прадавніх часів. «Повість тимчасових років» повідомляє про споруду М. в середині 10 ст У літописі згадується наплавний М. через р. Дніпро в Києві (1115). Споруджувалися і балочні дерев'яні М. на опорах у вигляді зрубів з колод, заповнених каменем (ряжі). Широкий розвиток будівництво М. (головним чином кам'яних) отримало у Вірменії і Грузії.
В 16—17 вв.(століття) розвивалися сухопутні і водні шляхи сполучення. Для пропуску судів були потрібні М. з великими прольотами. У 18 ст проліт дерев'яних М. на кам'яних опорах досягає 119 м-коду (М. через р. Ліммат в Германії). Видатним досягненням того часу з'явився проект дерев'яного арочного М. прольотом 298 м-коду через р. Неву, складений талановитим російським механіком-самоуком І. П. Кулібіном . З кінця 18 ст в мостобудуванні починають застосовувати метал. Перший металевий (чавунний) М. був побудований у Великобританії через р. Северн в 1779. Він мав проліт близько 30 м-код , перекритий чавунними арками. Чавунні арочні М. отримали поширення і в ін. країнах, у тому числі в Росії. Один з таких М., побудований в Петербурзі в 1850 російським інженером С. Ст Кербедзом (нині М. лейтенанта Шмідта), складався з 7 прольотів по 45—47 м-коду .
В 1-ій половині 19 ст було споруджено декілька крупних висячих М. (із залізними ланцюгами) прольотами, що досягали 265 м-коду . Проте унаслідок свого конструктивної недосконалості і недостатньої жорсткості багато хто з них руйнувався від дії вітру або від наростання амплітуди коливань при проході великої кількості людей, що йдуть в ногу (явище резонансу). В середині 19 ст почали будувати балочні сталеві М. Однім з перших був же.-д.(железнодорожний) М. «Британія», побудований у Великобританії інженером Р. Стефенсоном. М. мав пролітні будови у вигляді двох нерозрізних балок трубчастого поперечного перетину прольотами 70 і 140 м-код . У цей період при проектуванні і будівництві М. проводилися перші досліди по їх моделюванню. Отримує розвиток теорія розрахунку М. Большоє значення мали дослідження російського інженера Д. І. Журавського, що розробив методи розрахунку ферм розкосів, балок на поперечну силу і що побудував декілька крупних М. на залізниці Петербург — Москва.
У 2-ій половині 19 ст основним типом М. стає сталевий М. з балочною пролітною будовою, причому для середніх і великих прольотів незрідка застосовуються крізні ферми. У створенні нових конструкцій і форм пролітних будов і вдосконаленні їх розрахунку велика заслуга належить російській школі мостобудування і, зокрема, професорам Н. А. Белелюбському і Л. Д. Проськурякову . Побудований в 1875—81 за проектом Белелюбського М. через Волгу в Сизрані довжиною 1443 м-коду (13 прольотів по 111 м-коду ) був у той час найбільшим в Європі.
В 20 ст зростання промислового виробництва і вдосконалення будівельної справи зумовили подальший розвиток мостобудування; значно збільшуються прольоти, що перекриваються сталевими пролітними будовами. Будуються такі крупні споруди, як балочний консольний М. через р. Св. Лаврентія в Квебеке (1917) прольотом 549 м-коду (Канада), арочний М. через протоку Килл-Ван-калл в Нью-Йорку (1931) прольотом 503,8 м-коду (США). У 1937 був побудований висячий М. через протоку Золоті Ворота в Сан-Франциско (США) з головним прольотом довжиною 1280 м-коду .
В СРСР споруджені великі металеві М.: через Волгу в Горького і Саратова (1935), через Дніпро в Запоріжжя (по проектах Н. С. Стрілецького ) і ін. Завдяки роботам Е. О. Патона в мостобудуванні все ширше стала застосовуватися автоматична зварка при виготовленні і монтажі конструкцій пролітних будов.
З початку 20 ст набули значного поширення залізобетонні М. Железобетон застосовувався в основному для балочних пролітних будов прольотами до 50 м-код і для крупніших арочних пролітних будов (прольоти останніх перевищували 250 м-код ). У 30-х рр. в СРСР були побудовані ряд унікальних арочних М. з монолітного залізобетону (наприклад, М. через р. Москву у Воськресенська, М. ним. Володарского через Неву в Ленінграді, Моськворецкий М. в Москві і ін.). На початку 40-х рр. починають застосовувати збірні залізобетонні конструкції. Після Великої Вітчизняної війни споруджено декілька вкликопролітних залізобетонних арочних М., у тому числі М. через р. Дніпро прольотом 228 м-коду . У СРСР великий вклад в науку і практику мостобудування внесли Р. П. Передерій, Стрілецький, Р. До. Евграфов, Е. Е. Гибшман і др.; за кордоном — Е. Фрейсине, Ф. Леонхардт, Р. Майяр, Р. Моранді і ін.
Конструктивні форми сучасних мостів. В сучасному мостобудуванні основні конструкції металевих М. виконуються з м'яких і низьколегованих сталей; в окремих випадках — із сплавів алюмінію. Для конструкцій же.-д.(железнодорожний) металевих М. з прольотами до 80 м-код і М. на автомобільних дорогах з прольотами до 300 м-коди зазвичай застосовують суцільні металеві балки постійної або змінної висоти. Головні балки сполучають між собою зв'язками. Зверху на балках укладають залізобетонну плиту проїжджої частини. Плиту сполучають (спеціальними упорами) з металевими головними балками, забезпечуючи тим самим їх спільну роботу і, отже, економію металу в конструкції (такі М. називають сталежелезобетоннимі, мал. 3 ). Застосовують також коробчаті головні балки, які виконують із сталевих листів, підкріплених зсередини подовжніми ребрами і поперечними діафрагмами . Плиту проїжджої частини на таких балках роблять залізобетонною або металевою. Ці пролітні будови економічні, легкі і жорсткі, що дає можливість застосовувати їх при значних прольотах (до 300 м-код ). Металеві пролітні будови у вигляді крізних ферм можуть застосовуватися для великих прольотів (понад 500 м-код ). Крізні ферми економічніші, але складніше у виготовленні і збірці, чим суцільні балки. Для пристрою ж.-д.(железнодорожний) дороги або автопроїзду між фермами укладають подовжні і поперечні балки проїжджої частини, а по ним залізобетонну плиту проїжджої частини або ж.-д.(железнодорожний) дорога.
Металеві арочні М. споруджують для перекриття прольотів до 500 м-код (за наявності міцних грунтів в підставі). Найчастіше їх будують в гористій місцевості. Один з найбільших арочних М. (М. через р. Влтава в Чехословакії, 1967) має проліт близько 320 м-код .
Для перекриття прольотів, що перевищують 1000 м-код (наприклад, при пересіченні гирл глибоких річок, морських заток і проток, де будівництво великого числа опор складне і неекономічно), будують висячі М. Кабелі їх виконують з високоміцних сталевих проволікав, розташованих паралельно або звитих в троси. Пілони висячого М. зазвичай коробчаті, металеві, інколи їх роблять залізобетонними. Найбільший проліт (1298 м-код ) має висячий М. через бухту Веррацано-Нарроус (США, 1964).
М. Вантовиє знаходять все більше вживання при прольотах 150—350 м-коду . Ванти, що підтримують балку жорсткості, можуть сходитися до вершини пілона або проходіть паралельно один одному. Використовують і несиметричні однопілонниє схеми (М. через р. Рейн в Кельне, 1959). Двотаврові або коробчаті балки жорсткості висячих і вантових М. розташовують в плоскості підвісок або вант. Для крупних прольотів (більше 500 м-код ) головні балки замінюють крізними фермами.
Залізобетонні М. підрозділяють на монолітних і збірних. Монолітні М. бетонують на місці будівництва; збірні М. зводять з окремих частин, виготовлених на спеціалізованих заводах залізобетонних конструкцій або на пріоб'ектних полігонах. Балочні залізобетонні М. зазвичай мають плиту проїжджої частини з тротуарами, поперечні балки (діафрагми) і головні балки. Плита проїжджої частини входить до складу головних балок. У СРСР широко застосовують збірні пролітні будови з окремих балок, що перекривають весь проліт і що сполучаються між собою за допомогою бетонування швів плити проїжджої частини і діафрагм, зваркою металевих заставних деталей і т. п. Якщо арматура балок заздалегідь напружена, то самі балки можуть бути розчленовані по їх довжині на окремі блоки, що доставляються до місця будівництва із заводів. Натягнута арматура обжимає ці блоки, перетворюючи їх на балку.
Великого поширення набули нерозрізні консольні і рамні залізобетонні М. прольотами 50—200 м-коду . Головні балки таких М., як правило, коробчаті. Для навісних способів спорудження М. найбільш раціональні рамно-підвісні і рамно-консольні системи, т. до. для ригелів Т-подібних рам, як при монтажі, так і при експлуатації, розтягування виникає у верхньої грані і потрібний установка лише верхньої арматури. Для нерозрізних балок необхідна установка і нижньої арматури, що значно ускладнює роботи. З ін. сторони, в нерозрізних балках немає переломів профілю, тому в сучасних М. намітилася тенденція до ширшого вживання нерозрізних балок. У практиці мостобудування є приклади зведених залізобетонних М. з пролітними будовами у вигляді крізних ферм. Проте складність з'єднання залізобетонних елементів у вузлах ферм обмежує область їх використання.
Арочні залізобетонні М. з суцільними зведеннями або арками, що окремо стоять, застосовують при прольотах від 50—60 м-коду до 200—300 м-код . У СРСР арочні М., як правило, будують із збірного залізобетону. Споруджують також і арочно-консольні М., в яких 2 напіварки, сполученої зверху затягуванням, утворюють Т-подібну раму. Побудований ряд крупних мостів цієї системи (наприклад, Метро-м-код. у Києві).
У зв'язку з розвитком автомобільного транспорту, на автомобільних дорогах, особливо в містах, зводять складні багатоярусні спорудження мостового типа — криволінійні в плані і профілі пересічення що складаються із залізобетонних або сталевих естакад або шляхопроводів. Часто криволінійні пролітні будови мають коробчатий поперечний перетин.
Опори сучасних металевих і залізобетонних М. виконують зазвичай з монолітного бетону або збірного залізобетону (полегшеній конструкції) на природній або свайній підставі.
Будівництво мостів. При спорудженні М. найбільш трудомістким і дорогим (до 50% загальної вартості М.) є пристрій опор. Залежно від гидрогеологичеських умов опори споруджуються у відкритих котлованах або шляхом занурення паль, масивних опускних колодязів, кесонів і збірних залізобетонних оболонок . У сучасному будівництві для опор малих і середніх М. широко застосовують залізобетонні палі, занурювані в грунт паровими і дизельними молотами або електричними віброзанурювачами; при зведенні великих М. використовують збірні трубчасті залізобетонні оболонки діаметром до 3 м-код , віброзанурення ( мал. 4 ), що опускаються способом, або із застосуванням буріння.
Спорудження пролітних будов ведеться, як правило, способами, що виключають пристрій суцільних подмостей в руслі річки. При малих і середніх прольотах пролітні будови або крупні їх частини встановлюють на опори монтажними кранами вантажопідйомністю до 130 т . Для крупніших прольотів застосовують метод збірки пролітної будови на березі з подальшим пересуванням його або перевезенням на понтонах і установкою на опори ( мал. 5 ). Найбільшого поширення набули так звані навісні методи спорудження пролітних будов з нарощуванням конструкції від опори в проліт. Для металевих пролітних будов застосовують навісний монтаж за допомогою крану, що рухається по готовій частині; елементи М. подаються під кран по дорозі на зібраній пролітній будові ( мал. 6 ). Для залізобетонних пролітних будов спосіб навісної збірки (розроблений в СРСР) передбачає виготовлення окремих елементів конструкції (блоків) на заводі, доставку їх до місця монтажу (як правило, по воді) і установку спеціальними кранами в проектне положення. Шви між блоками заповнюють цементним розчином; застосовується також клейове з'єднання блоків. Незрідка блоки стикують за допомогою замикаючих балок, що встановлюються на місце тими ж кранами ( мал. 7 ). За кордоном, поряд з навісною збіркою, застосовують метод навісного бетонування: до готової частини конструкції підвішується та, що ковзає опалубка, в якій бетонують ділянки пролітної будови, натягуючи арматуру після тверднення бетону. Зведення висячих М. починається з пілонов, потім підвішують тимчасові кабелі, за допомогою яких виробляють навівку основних кабелів М., після чого вмонтовують підвіски і балку жорсткості.
Будівництво М. до СРСР ведеться спеціалізованими організаціями (мостобудівні загони, поїзди, колони), оснащеними відповідним устаткуванням, механізмами, кранами великої вантажопідйомності, інвентарними допоміжними конструкціями. Спорудження М., як правило, здійснюється індустріальними методами; на місці звичайний виконується лише збірка готових конструкцій. Всі знов побудовані М. піддають випробуванням (на тимчасові рухливі навантаження), які виробляються спеціалізованими мостоїспитательнимі станціями.
Розрахунок мостів виробляється переважно по методу граничних станів . Кожна частина М. (пролітні будови, опори) повинна задовольняти умовам міцності, деформатівності і трещиностойкості при дії на спорудження самого невигідного поєднання навантажень. Розрізняють 2 види навантажень, що діють на М.: постійні (власна вага М. попередня напруга арматури); тимчасові (вага ж.-д.(железнодорожний) складів або колон автомобілів і натовпу людей на тротуарах, гусеничні або колісні навантаження, тиск вітру, льоду, навалювання судів на опори, удари проїжджаючого транспорту об рейки або тротуари, сили, що виникають при його раптовому гальмуванні і ін.). У сейсмічних районах враховують інерційні навантаження, що виникають при землетрусі. Всі розрахункові навантаження нормовані з врахуванням існуючого руху транспорту і перспектив його розвитку. Методи розрахунку М. засновані на досягненнях математики, будівельної механіки, теорії опору матеріалів і ін. наук. При розрахунках М. широко використовуються ЕОМ(електронна обчислювальна машина).
Тенденції в розвитку мостобудування. Сучасний напрям в будівництві М. характеризується підвищенням міри використання збірних конструкцій і деталей заводського виготовлення, впровадженням індустріальних методів виробництва робіт і механізації основних технологічних процесів, подальшим розвитком конструктивних систем М. і збільшенням їх максимальних прольотів.
При спорудженні М. розширюється використання високоміцних сталей і легких сплавів, вживання зварки замість клепки; удосконалюються конструктивні форми пролітних будов за рахунок вживання жорстких листових коробчатих конструкцій. У залізобетонному мостобудуванні всього більшого значення набувають вживання тонкостінних конструкцій з високоміцних бетонів, уніфікація і типізація збірних елементів пролітних будов і опор, створення нових типів заздалегідь напружених конструкцій, розробка типових опалубок і монтажних агрегатів.
Літ.: Надежін Би. М., Мости і шляхопроводи в містах, М., 1964; Гибшман Е. Е., Проектування дерев'яних мостів, М., 1965; його ж Проектування металевих мостів, М., 1969; Евграфов Р. До., Богданов Н. Н., Проектування мостів, М., 1966; Будівництво мостів, М., 1966; Ільясевіч С. А., Металеві коробчаті мости, М., 1970; Назаренко Б. П., Залізобетонні мости, 2 видавництва, М., 1970.
Н. Н. Богданов, М. Е. Гибшман.
Архітектура мостів. Багато М. є видатними пам'ятниками архітектури і інженерного мистецтва. У найбільш поширених до 2-ої половини 19 ст кам'яні М. масивні засади і прольоти, створені з витратами великої кількості будівельних матеріалів, зрітельно втілювали уявлення про стійкість, міцність і надійність. У давньоримських М. була досягнута єдність архітектури і інженерного мистецтва: виразна архітектоніка майже позбавленої декору, масивній багатоарочній конструкції додає М. характерне для давньоримських утилітарних споруд вираження суворій потужності (міст Алькантара через ущелину р. Тахо в Іспанії, 98—106 н.е.(наша ера), будівельник Гай Юлій Лацер). У конструкціях металевих М. максимально використовуються фізіко-механічні властивості матеріалу (метал добре сприймає розтягуючі зусилля). Завдяки цій якості металеві М. стали менш огрядними в порівнянні з кам'яними М. і придбали важливу художню особливість — ажурність силуету (М. через р. Дору в р. Порту в Португалії 1881—85, інженер А. Р. Ейфель). Раціональні по інженерному і архітектурному рішенню металеві М. вплинули на стилістику архітектури 20 ст
Великою пластичною виразністю володіють залізобетонні М.: динамічність і зорова легкість форм незрідка додають своєрідну витонченість крупним спорудам (М. через р. Арв в Швейцарії, 1936, інженер Р. Майяр). Значні розміри, крупні форми і своєрідний силует М. помітно впливають на архітектурна подоба міста (наприклад, М. в Ленінграді, Празі, Будапешті). Тому конструктивне і архітектурно-просторове вирішення міських М. має бути знайдене з врахуванням конкретних умов його розташування, природного і архітектурного довкілля. Особливо важливим і складним містобудівним завданням є пошук гармонійного поєднання силуету, масштабу і конструктивного вирішення М. з що давно склалася, незрідка коштовною в історіко-художньому відношенні забудовою старих міст. Прикладом вдалого вирішення цих складних проблем є міст Олександра Невського через р. Неву в Ленінграді (1965, інженер А. С. Евдонін і ін., архітектор Ю. І. Синіца і ін.): повторюючи силует інших невських мостів, що стелеться над водою, він відповідний масштабу річки і забудови її набережних.
