Железнодорожные мосты россии. Мосты на железных дорогах

v Длина- расстояние между задними гранями устоев моста.

v высота – расстояние от подошвы рельса до горизонта низких вод.

v отверстие моста - расстояние в свету между внутренними гранями его устоев однопролетного моста.

Грузоподъемность моста - наибольшая нагрузка, которую он может выдержать при условии обеспечения безопасности движения поездов по железнодорожным линиям. Параметры мостов определяются шириной водной преграды, колебаниями уровня воды, заданной нормой массы поездов.

Классификация ж/д мостов:

§ По числу пролетов – одно, двух и трехпролетные;

§ По числу путей – одно-, двух- и многопутные;

§ По материалу – каменные, металлические, железобетонные, деревянные;

§ По длине – малые (до 25 м), средние (25-100 м), большие (100-500 м), внеклассные (более 500 м);

§ По способу передачи давления на опоры

§ По статической схеме - балочные (подразделяются на разрезные, неразрезные, консольные и температурно-неразрезные системы), арочные, рамные, висячие, вантовые и комбинированные.

Основные конструкции мостов: а - балочный с неразрезной балкой; б, в - арочные; г - рамный; д - висячий; е – вантовый.

По способу передачи давления на опоры: балочные, арочные, рамные, висячие, вантовые и комбинированные.

Виды скреплений

Рельсовый путь - это две непрерывные рельсовые нити, расположенные на определенном расстоянии одна от другой благодаря креплению рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев друг к другу. Рельсы соединяют со шпалами с помощью промежуточных скреплений , которые должны обеспечивать:

v надежную и достаточно упругую их связь,

v неизменную ширину колеи

v необходимый уклон рельсов,

v не допускать их продольного смещения и опрокидывания,

v при использовании железобетонных шпал электрически изолировать рельсы и шпалы.

Существуют три основных типа промежуточных скреплений:

· нераздельные - рельс и подкладки, на которые он (рельс) опирается, крепят к шпалам одними и теми же костылями или шурупами.

· Смешанные - подкладки, кроме того, крепят к шпалам дополнительными костылями.
Достоинства: простота конструкции, небольшая масса, сравнительная легкость зашивки, перешивки и разборки пути.
Недостатки: не гарантирует постоянства ширины колеи, способствует механическому изнашиванию шпал.

· Раздельные - рельс соединяют с подкладками жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки крепят к шпалам болтами или шурупами.
Достоинства: возможность смены рельсов без снятия подкладок, большое сопротивление продольным усилиям, обеспечение постоянства ширины колеи, не требует дополнительного закрепления пути для предотвращения его угона и позволяет снизить эксплуатационные расходы по сравнению со скреплениями других видов.
Недостатки: несколько дороже и сложнее по конструкции скреплений других видов.

Для обеспечения возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в ранее изготавливавшихся рельсах имели форму овала или круга большего диаметра, чем у болтов. Вновь выпускаемые рельсы имеют только круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.

На линиях с автоблокировкой на границах блок-участков применяют изолирующие стыки, препятствующие прохождению электрического тока от одного из соединяемых рельсов к другому. Существуют два типа изолирующих стыков:

· с металлическими объемлющими накладками

· клееболтовые

Виды стрелочных переводов

Стрелочный перевод - это устройство соединения путей , предназначенное для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Стрелочный перевод позволяет подвижному составу переходить с главного пути на один (или более) примыкающий путь. Для соединения недалеко расположенных рельсовых путей устраиваются съезды.

Съезд - это два стрелочных перевода и соединительный путь (несокращённый или сокращенный) между ними. Для перехода поездов, движущихся в разных направлениях, с одного пути на другой, укладывается последовательно два съезда, а при определённых условиях - перекрёстный съезд .

При соединении нескольких параллельных путей стрелочные переводы располагают друг за другом на одном общем пути, который получил название рельсовая улица .

Глухое пересечение - это взаимное пересечение двух рельсовых путей, лежащих на одном уровне.

v Прямоугольные

v косоугольные.

Сплетение путей - часть путей двухпутного участка, где одна рельсовая колея надвинута на другую и уложена по ее шпалам при помощи двух крестовин без стрелок. Используется на определенном протяжении для производства на нем тех или иных работ: смены мостовых ферм, ремонта устоев, и т.п.

одиночные стрелочные переводы - в которых один путь разделяется на два.

обыкновенные (прямолинейные) - у которых одно из направлений полностью прямолинейно.

симметричные - в которых оба направления отклоняются одинаковыми радиусами на одинаковый угол в разные стороны, за счёт чего длина стрелочного перевода минимальна при заданном минимальном радиусе кривой, такие стрелочные переводы часто применяются в стеснённых условиях.

несимметричные одно- и разносторонние.

двойные стрелочные переводы - в которых тесно соседствуют 2 стрелки, и один путь разветвляется на три;

перекрёстные стрелочные переводы - располагаются в месте пересечения под углом двух путей.

одиночный имеет два комплекта остряков, управляемые двумя механизмами, и позволяет проходить с любого из четырёх веток прямо, и между двумя ветками из этих четырёх - на отклонение.

двойной - позволяют как проходить по каждому из пересекающихся путей прямо, так и переходить с одного пути на другой. в такой конструкции присутствует четыре комплекта остряков, управляемые двумя механизмами; две тупые и две остроугольные крестовины. Такие стрелочные переводы часто называют «американскими» или «крокодилами».

сбрасывающая стрелка в нормальном положении (то есть по умолчанию) направлена на сброс («в никуда»), чтобы остановить случайно ушедший подвижной состав (вагон, локомотив). Только когда диспетчер готовит маршрут отправления (прибытия) поезда, сбрасывающая стрелка переводится, замыкая путь. Разновидность «сбрасывающей стрелки» - «сбрасывающий остряк» - установленный на пути один остряк.

Наибольшее распространение получили одиночные, обыкновенные стрелочные переводы, в отдельных случаях укладываются перекрестные двойные стрелочные переводы. Все остальные виды особого распространения не получили, ввиду сложности устройства и эксплуатации.

Железнодорожный мост - искусственное сооружение, по которому ж. д. пересекает препятствие (реку, пролив, ущелье, овраг) или другую дорогу. При пересечении ж.-д. путей с другой дорогой строят путепроводы и эстакады, над оврагами и ущельями прокладывают виадуки. В населенных пунктах мосты строят на линиях трамваев и на наземных линиях метрополитенов - метромосты. Мосты возводят на линиях магистральных железных дорог (в том числе на дорогах высокоскоростного наземного транспорта), а также на узкоколейных дорогах (гл. обр. на подъездных путях предприятий). По экономическим соображениям крупные мосты чаще всего сооружают под ж.-д. и автомобильное движения (совмещенные мосты). К разновидностям ж.-д. мостов относятся наплавные мосты, мостовое полотно которых уложено на плавучие опоры, металлические понтоны или деревянные плашкоуты, и сборно-разборные мосты, обеспечивающие быстрое налаживание ж.-д. переправы через водные препятствия. В ряде случаев по условиям судоходства строят разводные ж.-д. мосты для пропуска судов с перерывом движения поездов. Возвышение остальных ж.-д. мостов над расчетным судоходным горизонтом регламентирует подмостовой габарит. Мосты сооружают под один, два или несколько ж.-д. путей, расстояние между которыми по условиям габарита подвижного состава составляет не менее 4,1 м. Ж.-д. путь может располагаться выше или ниже основных несущих конструкций (с ездой поверху или понизу) либо проходить посередине: на одной части длины поверху, на другой - понизу.
К основным элементам ж.-д. моста относятся: пролетные строения с мостовым полотном под ж.-д. путь, мостовые опоры и опорные части. В зависимости от принятой статической схемы пролетных строений (рис. 3.61) мосты бывают арочные (в том числе арочно-консольные), балочные (с разрезными, неразрезными, консольными балками), рамные, вантовые, висячие, а также комбинированные, в которых сочетаются элементы нескольких систем. Применение консольных систем в ж.-д. мостах ограничено из-за сложности обеспечения плавности хода подвижного состава в местах расположения шарнирных соединений.

При строительстве мостов используют различные материалы: дерево, камень, бетон, железобетон, металлические материалы (сталь, чугун, алюминий) или их сочетания. Название моста определяется материалом пролетных строений. Например, металлический мост имеет пролетные строения из металла, в то время как его опоры могут быть железобетонными.
В отличие от пешеходных и автодорожных мостов, ж.-д. мосты испытывают более высокие нагрузки, в том числе динамические и ударные, поэтому поперечные сечения элементов их пролетных строений и опор должны быть более мощными. Линейные размеры и сечения определяются также нормами на прогибы пролетных строений от временных подвижных нагрузок, которые также более жесткие, чем для автодорожных мостов.
Пролетное строение перекрывает пролет между опорами моста и предназначено для движения транспорта. Оно воспринимает постоянные и временные нагрузки от транспортных средств, ветра, сейсмических и других воздействий и передает их на опоры. Основные элементы пролетных строений: проезжая часть, главные несущие конструкции (в том числе балки, фермы, арки, своды, рамы, кабели, цепи, пилоны), продольные и поперечные связи, объединяющие главные несущие конструкции в пространственно жесткую и геометрически не изменяемую систему. К элементам пролетных строений относятся также портальные рамы (в фермах с ездой понизу) и надарочное строение (в арках с ездой поверху). Проезжая часть ж.-д. моста состоит из мостового полотна и балочной клетки (рис. 3.62,я). Балочная клетка (ростверк), представляющая собой систему продольных и поперечных балок, передает нагрузку на главные балки или узлы главных ферм. Мостовое полотно (рис. 3.62,6) включает: рельсы, рельсовые скрепления, балластное корыто или плиту, балласт; деревянные или металлические поперечины; охранные и противоугонные средства; боковые тротуары, настил, перила; систему водоотвода, деформационные швы и др. Путь на пролетных строениях моста обычно укладывается на щебеночном балласте или на деревянных поперечинах, а на пролетных строениях особо крупных металлических мостов - также на металлических поперечинах. Допускается укладка пути с непосредственным креплением к железобетонной плите. Для передачи давления с пролетного строения на мостовые опоры служат опорные части, которые также допускают поворот пролетного строения и его горизонтальные перемещения (подвижные опорные части).

Мостовые опоры передают постоянные и временные нагрузки от пролетного строения грунтовому основанию через фундамент. Они должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью, а их осадка, крен или сдвиг не должны превышать допустимых размеров, обеспечивая нормальную эксплуатацию моста. По расположению различают промежуточные опоры (быки) и концевые или береговые (устои моста). Основными элементами мостовых опор являются подферменная плита, тело опоры и фундамент (рис. 3.63). Подферменная плита (оголовок у быка) изготовляется монолитной или сборной из бетона или армированного железобетона. Тело опоры также может быть выполнено из бетона или армированного железобетона. В мостах, не подвергающихся воздействию воды, а также льда (путепроводы, эстакады), в конструкции опор могут быть применены металлические стойки. Фундаменты мостовых опор сооружают мелкого и глубокого заложения в зависимости от местных условий, грунтов и предполагаемой интенсивности движения. Опоры мостов, помимо вертикальных нагрузок от самих пролетных строений и движущегося по мосту подвижного состава, воспринимают также горизонтальные нагрузки - от ветра, льда, навала судов, торможения или силы тяги и т. д.

В ж.-д. мостах обычно используются балочные несущие конструкции (балки или балочные фермы), передающие на опоры гл. обр. вертикальные нагрузки, и (реже) -арочные (арки, своды), работающие, как правило, на сжатие и изгиб. Различают пролетные строения со сплошными и сквозными несущими конструкциями. Для перекрытия судоходных пролетов в ж.-д. мостах широко применяют стальные балочные сквозные фермы (рис. 3 64). Такие фермы состоят из поясов, вертикальных элементов - подвесок или стоек, наклонных элементов - раскосов. Элементы главных ферм изготовляют обычно на заводах из листового и профильного металла; при монтаже их соединяют сваркой или высокопрочными болтами, которые передают усилия в соединениях через трение.

Арочные несущие конструкции выполняют железобетонными или стальными. Арки, как правило, испытывают действие изгиба со сжатием. Концы арок (пяты) могут заделываться в опорах или шарнирно соединяться с ними. Арочные системы экономичнее балочных, но требуют более развитой конструкции опор для восприятия распора; их применение целесообразно в тех случаях, когда основание опор находится на твердых, малосжимаемых грунтах.
Комбинированные системы представляют собой сочетание различных статических схем, например балка, усиленная аркой (т. н. арка с затяжкой). Основными элементами такой арки являются затяжка, подвески и сама арка. Затяжка воспринимает распор от арки, работает на растяжение, арка - на сжатие и изгиб, подвески на растяжение. В такой комбинированной системе опорные реакции возникают, как у балочного моста. Материалом для комбинированных систем могут служить сталь и железобетон. Комбинированные арочные системы бывают с ездой понизу.
В висячих системах основным несущим элементом являются цепи (или кабели), пилоны и балка жесткости. Висячие мосты могут быть отнесены к разряду комбинированных (балка, усиленная кабелем, закрепленным на пилонах). Такие мосты, как правило, выполняют из металла, который используют для всех элементов. Висячие мосты, преодолевающие большую водную преграду, иногда делают совмещенными (под автомобильное и ж.-д. движения) с целью экономии материалов на основные элементы (опоры и фундаменты). Одним из самых красивых висячих мостов является мост через пролив Золотые Ворота в Сан-Франциско с главным пролетом в 1298 м. Кабели, как правило, заделываются в устоях, поэтому последние имеют достаточно мощную конструкцию.
Байтовые мосты также относят к комбинированным системам, так как они состоят из балки, усиленной вантами, закрепленными на пилоне. Балки жесткости изготовляют как из металла, так и из железобетона. Из этих же материалов делают пилоны; ванты обычно выполняют из высокопрочных проволок, сплетенных вместе и образующих кабели. Балка жесткости и пилоны работают на сжатие и изгиб, гибкие ванты - только на растяжение. Ванты могут располагаться параллельно друг другу или в виде «пучка», расходящегося от вершины пилона. Байтовые мосты в основном строят под автомобильное движение, редко под железнодорожное. Двухпилонный вантовый мост через р. Сава в Белграде с главным пролетом в 250 м построен под ж.-д. движение, мост через р. Парана в Аргентине с пролетом в 330 м - под совмещенное движение автомобильного и ж.-д. транспорта.

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.

История постройки мостовых сооружений в России уходит корнями в вековую глубину, став составной частью отрасли отечественного мостостроения. Российские мосты созданы и стоят в одной шеренге на равных с именитыми произведениями искусства мирового значения, как почитаемый исторический памятник зодчества. Срок службы некоторых сооружений давно уже перевалил столетний рубеж. Нас современников, прежде всего, поражает конструктивная рациональность.

Опыт российскими инженерами накапливался еще со дней появления возведённых мостовых сооружений на обычных дорогах различного значения. Ряд типовых конструкций были уже апробированы временной практикой. Хотя, справедливости ради, необходимо отметить, что возведение железнодорожных мостов имеют большие различия в сравнении со строительством мостовых сооружений на обычных дорогах. Допустим, железнодорожная переправа через водную преграду не требует укладки сплошного покрытия под железным полотном. По своей конструкции эти дороги не требуют большой ширины. Хотя без противоположностей тоже не бывает, подобные сооружения железных дорог должны выдерживать нагрузку в значительно большем объеме, чем такие же сооружения на автомобильных магистралях.

Соответственно, к мостам железных дорог предъявляются более жесткие требования, что и отражается уже на возведенных конструкциях. В начале развития по строительству подобных сооружений конструкторам явно не хватало научного обоснования, точности в методах расчёта, отсутствовала полная информация по применяемости, по свойствам строительных материалов, включая и дерево. Поэтому первые мосты создавались с реализацией целой массы проблем, растущей, как снежный ком. Всё осложняло в значительной степени само ведение строительства таких конструкций.

В качестве примера подобной стройки можно упомянуть царскосельский железнодорожный мост на Обводном канале на первой российской железнодорожный ветке из Царского села в Санкт-Петербург. В 1836 году появился первый такой мост на железных путях. У названного моста имелся всего один пролёт, но несмотря на применение в качестве строительного материала, сооружение считалось прочным и с большим запасом. По мосту проходили две линии путей. Свайное основание создавалось из камня. Рабочая смена поистине исторического сооружения длилась более тридцати лет. В 1869 году была произведена замена всех составляющих деталей, они стали иметь металлическое происхождение.

Саратовский железнодорожный мост

Саратовский железнодорожный мост через волжскую водную преграду возводился прямо центральной городской черте. Когда укладывались заволжские железнодорожные линии, шёл 1892 год, тогда-то появилось первое предложение о наведении моста через великую реку Волгу, тем самым, соединив оба берега. Попыток было много. В 1990 году российская казна отказалась выделять средства на подобное сооружение. Причина не указана.

Двухсторонний проект по возведению двухуровневого моста, с наличием автомобильного и железнодорожного пути принимался Временным правительством Керенского А.Ф. 25.03.2017 г. Но дальше принятия проекта дело не пошло. Спустя три месяца, правительственной комиссией выносится другое решение, связанное с новыми изыскательскими работами по причине переноса места мостового строительства. Якобы ниже по течению, цена сама по себе снизится и обойдётся государственной казне дешевле.

Вот так забалтывая хорошие инженерные идеи и конкретные предложения, Россия дожила до новых революционных дней, а после них от западной границы до самого острова Сахалина и севера на юг заполыхала в стране ярким пламенем Гражданская война. В стране безработица, голод, не до мостов здесь и до жиру, быть только живым. И всё-таки, несмотря ни на что город Саратов, его жители мучительным путём, преодолевая проблемы, увеличивали количество жертв по разным причинам, но продолжали возводить своё детище – мостовое сооружение. После пяти лет ведения строительства моста через реку Волгу, 17.05.1935 года состоялось принятие объекта грандиозной стройки, его длина была равна одной тысяче семистам тридцати метрам.

Хочется напомнить, что стройка шла очень тяжело. Через четыре года после начала строительства, сроки сдачи объекта были сорваны. Годом раньше уже менялось руководство организации «Стальмоста» в полном составе. Они начинали стройку, но закончили своё строительство в других местах. Через год после смены руководства на стройке происходит крупная авария. В период сборки мостовых сооружений, происходит деформирование одной из пролётных частей. Уже возведённое сооружение разваливается. Тогда в волжскую пучину ушли сто пятьдесят человек, но пресса не делала никаких сообщений и не комментировала произошедшую человеческую трагедию. Все люди были захоронены на площади Увекского саратовского кладбища.

Количество погибших объясняется тем, что авария случилась в обеденных перерыв. Для экономии рабочего времени, люди питались прямо на своих рабочих местах. Все они падали с четырнадцатиметровой высоты. По реке тогда шёл лёд. Падающие тела пробивали его. Спастись никому не удалось.

Строительство моста через Амур было начато 30.07.1913 года, тогда-то и совершили торжественную закладку сооружения в присутствии местного генерал-губернатора Н.Л. Гондатти. Стройка была завершена в кратчайший срок для того времени. 05.10.1916 года мост был освящён и введён в эксплуатацию. Свое второе рождение мост получил в канун наступления второго тысячелетия, в 1999 году. Длина обновлённого моста равна трём тысячам восьмистам девяносто одному метру. По мосту проходит двухпутный железнодорожный путь, занимая нижний ярус и две дорожные полосы для автомобилей.

Железнодорожный мост через Енисей начали строить в 1895 году, но только спустя год состоялась его торжественная закладка с серебряными и золотыми монетами. Через четыре года. 28.03.1899 года по мосту пошли первые поезда. Его общая длина составляет девятьсот семь метров. Протяжённость самого длинного пролёта равна ста сорока четырём с половиной метров. Прослужил мост верой и правдой 108 лет. 07.08.207 года его металлические фермы пошли в переплавку, как металлический лом.

Русский город Барнаул славится своим мостовым сооружением. Теперь уже старый мост в Барнауле появился вначале двадцатого столетия и введён в эксплуатацию 18.09.1915 года. Появление нового мостового сооружения в русском городе Барнауле через водную гладь Оби состоялось 25.07.1997 года. Его протяженность 940 метров, показатель ширины равен тридцати двум метрам. Три полосы движения в каждую из сторон, обеспечивает проезд автомобильного транспорта в количестве двадцати тысяч единиц только за одни сутки.

05.11.1964 года в Архангельске митинговали в связи торжественным открытием железнодорожного моста через воды Северной Двины. Одновременно началось движение железнодорожного поездного состава и автомобильной колонны по своим транспортным артериям. Таким образом горожане Архангельска обрели надёжную транспортную артерию, которая связывала их с материковой частью.

После этого уже несколько поколений продолжают радоваться существованию подобного мостового сооружения. Жизнь без моста требовала от людей больше затрачивать сил и времени, чтобы прибыть, допустим, на железнодорожный вокзал. С появлением мостового сооружения, этой проблемы больше не существует.

Ярославский железнодорожный мост

Появившийся ярославский железнодорожный мост был введён в эксплуатацию в 1913 году. В то время считался единственным мостовым сооружением, возведённым через волжскую гладь, расположился в городской черте древнего русского города Ярославля. Находится на перегонном участке из Ярославля в Данилов и из Приволжья в Филино. Является составной частью на Северной железной дороге. Когда мостовое сооружение ещё не было построено, то большинство грузовых перевозок осуществлялось водным путём с использованием волжских барж.

Затем весь этот груз погружался на трамвайную платформу и доставлялся в грузовой район местного железнодорожного вокзала, где производилась перевалка грузов уже на железнодорожные платформы и грузовые вагоны.

Первоначально мост планировали возвести за двухлетний период времени, но в майский день 1912 года разрушается одна из частей пролётного мостового сооружения. Приёмка моста в последующем была приурочена по русской традиции к юбилейной дате – трёхсотлетия присутствия представителей дома Романовых на троне российского престола. Потому-то упомянутый мост тоже стал называться Николаевским. Освящением мостового сооружения занимался некий священнослужитель Тихон. В будущем возглавил русскую церковь, став её патриархом.

В 1972 году завершается строительство второго железнодорожного моста, имеющего ферму трапеции. Первый мост имел ажурные полукруглые пролёты. А 2005 году, осенью были завершены все работы, связанные с реконструкцией старого мостового железнодорожного сооружения. На нём тоже появились пролёты, изготовленные в виде трапеций. Мост - «ветеран-долгожитель» теперь снова в строю.

Керченский железнодорожный мост

Сегодня у всех на слуху продолжающееся строительство в районе города Керчи самого длинного в России подобного сооружения с протяжённостью в девятнадцать километров. Его макеты и съёмки с места ведения строительных поражают своей грандиозностью строительства. Железнодорожные пути и автомобильная трасса позволят людям свободно перемещаться по своей стране. Керченский железнодорожный мост должен вступить в строй в полном объёме в 2019 году.

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.