Карев Н.А.
ПЕШЕХОДНЫЕ МОСТЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ ПРОЧНЫХ ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД ДЕРЕВА *
Аннотация:
густая сеть водных путей и дорог, вероятно, является причиной обдумывания решения о строительстве большого количества деревянных мостов в России. Мосты, сделанные из твердых пород дерева, таких как дуб обладают более высокой естественной прочностью, чем обычные хвойные породы, следовательно, возможны открытые конструкции и простая методика строительства.
Ключевые слова:
твердые породы дерева, прочность, мосты
Краткий обзор. Мосты и дорожные конструкции представляют собой открытые конструкции, которые подвергаются воздействию различных температур и влажности и несут движущиеся нагрузки. При проектировании таких конструкций особое внимание следует уделить выбору строительных материалов, так как это может существенно повлиять на стоимость и срок службы. Американские исследования показывают, что стоимость стальных мостов составляет 150% стоимости деревянных мостов, а стоимость железобетонных конструкций – 310%. Кроме того, согласно тому же исследованию, средний срок службы мостов из клееной древесины составляет 50 лет благодаря хорошей сохранности антикоррозийных материалов и отсутствию проблем с клеевыми соединениями. Однако независимо от материалов, использованных при строительстве мостов, через 50 лет все конструкции потребуют доработок в связи с изменением условий эксплуатации.Страны СНГ лидируют в мире по запасам древесины. Однако в мире деревянного мостостроения выбрали несколько иной путь. В годы первой пятилетки, Великой Отечественной войны и в послевоенный период древесина активно использовалась в транспортном строительстве. Однако к 1950-м годам строительство стало двигаться только в одном направлении – сборных железобетонных конструкций, что значительно сократило использование древесины. Это даже повлияло на строительство современных ламинатных мостов.Композиты из бетона, стали и пластика не всегда могут конкурировать с преимуществами древесины: ее обрабатываемостью на месте, долговечностью и возможностью вторичной переработки. В данном конкретном случае деревянные мосты легко превосходят пластиковые композитные, бетонные и стальные мосты.Соединения деревянных конструкций твердой породы. Соединения могут быть легко выполнены либо с помощью (1) столярных соединений, либо (2) с помощью механических крепежных элементов, таких как винты, болты, дюбели, а также в сочетании с пластинами с прорезями. При проектировании соединений используются общие правила, наряду с требованиями, установленными национальными приложениями. (3) Отдельные балки могут быть скреплены дюбелями вместе, образуя балку из клееного бруса. На практике с использованием этой технологии изготавливаются балки высотой чуть более 1 метра и длиной до 25 метров, что позволяет легко возводить велосипедные и пешеходные мосты со средними пролетами даже для небольших транспортных нагрузок, таких как служебные автомобили весом до 16 тонн.Мост "Питер Смитбруг". Мост длиной 800 метров был самым большим велосипедным мостом в Европе на момент его строительства. Он пересекает канал (Уиншотердип), шоссе (A7), природный заповедник и часть озера Олдамстермер (рис. 1). Мост таких размеров является исключительным примером того, как древесина может быть использована для создания инфраструктуры для пешеходов и велосипедистов с использованием возобновляемого материала, модульной конструкции и выдающихся возможностей по истечению срока службы. Помимо соединения двух небольших городов и, таким образом, создания легкого доступа к образовательным, коммерческим и рекреационным объектам друг друга, строительство моста также использовалось для укрепления местной экологии. Вдоль нового моста были посажены деревья. Скворечники для птиц были размещены под палубой, а освещение было специально подобрано таким образом, чтобы не беспокоить диких животных ночью. Мостик был рассчитан на срок службы 80 лет. /Рисунок 1. Аэрофотосъемка Питера Смитбруга.Мост Фьетсен-дор-де-Хайде. Фьетсен-дор-де-Хайде является частью туристического велосипедного маршрута через национальный парк "де Хоге Кемпен" недалеко от Маасмехелена в Бельгии. Длина моста на этом велосипедном маршруте составляет почти 300 метров, а ширина между парапетами - 3,5 метра. Мост предоставляет велосипедистам обзорную площадку над вересковыми пустошами в регионе, который является кандидатом на включение в список всемирного наследия ЮНЕСКО. Изящная и правильная структура столбов и опор отсылает к долгой истории угольных шахт региона. Недавно архитекторы получили приз за свой дизайн на международной премии Design Awards в Лос-Анджелесе.Парапеты были изготовлены из древесины хвойных пород, частично полученной из местного леса. Древесина хвойных пород была обработана для увеличения ее естественной прочности. Настил был изготовлен из сборных бетонных элементов, расстояние между деревянными опорами которых составляет 3 метра. В основном пролетном строении длиной 15 метров, пересекающем дорогу, были использованы клееные балки с дюбелями, которые выдерживали не только вертикальные нагрузки, но и нагрузки при столкновении с транспортными средствами. На рисунке 2 показано изображение окончательного моста и иллюстрация основной несущей системы моста./Рисунок 2: Аэрофотоснимок самой высокой секции "Фицен-дор-де-Хайде" вместе с деталями несущих рам главного пролета (вверху), а также вид сбоку на главный пролет и вид с самой высокой точки моста.Преимущества деревянных мостовЗачем строить мост из дерева? Эстетика может быть одной из причин, но деревянные мосты часто недооценивают. В Канаде есть несколько знаковых примеров деревянных мостов, каждый из которых имеет свою собственную эстетику, которая помогает определить ощущение места (они «сливаются» с окружающей средой). Независимо от того, участвует ли архитектор в проектировании моста или нет, открытая древесина часто выглядит очень эстетично, а деревянные мосты предоставляют отличные возможности для структурного и архитектурного выражения.Форма конструкции должна быть простой и элегантной, должна сводить к минимуму нарушение желаемого ландшафта и должна демонстрировать целостность, когда функция компонентов четко выражена в их форме, а размеры действительно отражают требуемую прочность. Следует избегать визуальных прерываний или внезапных изменений.Хотя эстетика является важным фактором при строительстве мостов, некоторые другие общие темы, представляющие потенциальный интерес для проектировщиков и общества, — это стоимость, период строительства и устойчивость. Однако экономическая эффективность и доступность часто делают деревянные мосты привлекательным дизайнерским выбором.Стоимость. Деревянные мосты могут стать конкурентоспособной альтернативой традиционным стальным и бетонным мостам. Важным фактором его экономической эффективности является то, что его собственный вес ниже, чем у стали и бетона. Соответствующие экономические выгоды заключаются в следующем:Меньший фундамент,Подключение к базе не слишком сложное,Небольшие временные конструкции и краны,Более быстрый монтаж (особенно в сочетании со сборным железобетоном), что позволяет сэкономить на накладных расходах (хотя это может зависеть от опыта строителя),Снизить транспортные расходы (меньше перевозимого товара).Важным инструментом принятия решений для дизайнеров в процессе проектирования является стоимость. Многие мосты финансируются государством, и проекты часто могут основываться только на затратах. При выборе между системами или элементами дизайна понимание финансовых последствий может помочь принять первоначальные проектные решения. Например, дизайнеры понимают, что пиломатериалы из массива дешевле по объему, чем клееный брус, поэтому дизайнеры попробуют пиломатериалы из массива, прежде чем рассматривать клееный брус. Однако стоимость сырья — это лишь один аспект учета затрат, а эффективность проектирования — другой. Например, изначально один тип материала может быть дешевле, но использование более дорогого материала может привести к уменьшению количества необходимых опор или количества необходимых соединений, что может перевесить первоначальную разницу в стоимости. Однако проектировщикам нужно больше, чем просто общие комментарии по поводу экономической эффективности, им нужны цены, адаптированные к конкретным системам и типам мостов. Например, являются ли арочные мосты более рентабельными, чем ферменные?Прямые и косвенные данные о затратах на строительство и долгосрочном обслуживании, как правило, говорят в пользу деревянных мостов. В исследовании 1991 года, проведенном Береталем, была изучена стоимость трех вариантов мостов в Новой Англии с пролетами 20, 40 и 60 футов. Используя смету расходов подрядчиков для трех проектов (дерево, сталь/бетон и предварительно напряженный бетон), авторы пришли к выводу, что с точки зрения первоначальных затрат на строительство этих коротких деревянных мостов по всему региону древесина была дороже, чем предварительно напряженный бетон. В ходе анализа они обнаружили, что цены лесозаготовительной компании были намного ниже, чем у генерального подрядчика, незнакомого со строительством бревенчатых мостов.Заключение. Согласно исследованиям, технико-экономические показатели современных деревянных мостов являются преимуществами по сравнению с мостами из других материалов. Деревянные мосты обладают высокой долговечностью и требуют меньших транспортных расходов на доставку и возведение. Это делает их особенно привлекательными для использования в различных регионах, включая курортные и туристические места, такие как Крым и Карпаты. Однако, для развития строительства деревянных мостов в России необходимо расширение производственной базы, включая приобретение заводов и цехов за рубежом. Это позволит устранить перекос в области строительства и повысить доступность деревянных мостов на территории страны.
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 2
Ссылка для цитирования:
Карев Н.А. ПЕШЕХОДНЫЕ МОСТЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ ПРОЧНЫХ ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД ДЕРЕВА // Вестник науки №12 (69) том 2. С. 1171 - 1178. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/11529 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+