Индустриализация мостостроения

История мостостроения характерна постепенной, но все более широкой и полной индустриализацией возведения сооружений.

Индустриализация в мостостроении состоит в переходе от поэлементного изготовления сооружения целиком на месте постройки к наиболее полному заводскому изготовлению целых конструкций или хотя бы с расчленением их на крупногабаритные блоки; из них затем на месте установки монтируют сооружение с возможно минимальным количеством мелких операций и так называемых «мокрых» процессов, требующих длительной выстойки (например, твердения раствора, бетона и т. п.).

Такой индустриальный метод работ связан с внедрением достаточно грузоподъемных транспортных средств, специальных кранов и другого мощного оборудования и технического оснащения, а также с соответствующим приспособлением самих конструкций. Важное значение при этом приобретали сборность, несложное, но* вместе с тем надежное омоноличивание, большая стандартизация и унификация элементов и конструкций.

Исторически сложилось так, что заводское изготовление сначала распространялось на металлические пролетные строения, параллельно совершенствовался их монтаж на месте установки. Затем было внедрено индустриальное изготовление труб и малых мостов, как наиболее массовых сооружений, а также цельноперевозимых железобетонных пролетных строений. Вслед за этим начато создание и опробование нескольких типов сборных конструкций опор для различных мостов и в целом железобетонных мостов; с пролетами средней и большой величины.

С индустриализацией, а вместе с ней и механизацией строительства достигались не только ускорение и облегчение работ, но и расширение пределов применения и типизации конструкций.

Раньше мосты, трубы, тоннели и другие сооружения строили преимущественно на месте работ, вручную, примитивными средствами в меру состояния строительного дела того времени. Из камней поштучно возводили каменные мосты и трубы от фундамента до кордона (т. е. верхнего ряда камней, выступающего над остальными); из бревен рубили и подгоняли друг к другу по одному элементы деревянного моста, объединяя их в конструкцию на сложных врубках и шипах.

Ранее всего перешли к изготовлению на заводах элементов металлических пролетных строений. Но заводское изготовление элементов составляет лишь около половины всех работ по устройству пролетного строения (а сами пролетные строения, как известно,— половину всей конструкции моста). Другая, нередко большая и сложная часть работ по пролетным строениям состоит в их монтаже и установке на опоры. Здесь из многочисленного комплекта отдельных монтажных деталей и элементов, прибывающих с завода на строительную площадку, предстояло собрать пространственную конструкцию, поставить в ней тысячи монтажных заклепок. При

этом сложность состоит в монтаже такой конструкции поэлементно, а позже с установкой блоками, фермами и в целом пролетными строениями, что требует при их транспортировании и установке применения различных приспособлений и оборудования. Монтажные работы существенно осложняются необходимостью выполнять их на высоте от поверхности земли и над водой.

Прежде пролетные строения собирали непосредственно в пролете на сплошных подмостях (рис. 39), трудоемких и дорогих, особенно при большой высоте моста и тем более при значительной глубине реки. В дальнейшем взамен громоздких деревянных подмостей одноразового использования стали применять металлические сборно-разборные подмости для многократного использования (рис. 40). Сокращение вспомогательных работ достигалось также устройством подмостей не сплошных, а из одиночных промежуточных опор пространственного типа с перекрытием пролетов между ними металлическими балками.

Примененная затем так называемая полунавесная сборка позволила вообще отказаться от перекрытия пролета вспомогательными балками и свести до наименьшего число промежуточ-

ных опор (рис. 41, а). При этом способе подмости устраивают лишь для сборки начальной небольшой части пролетного строения, а затем к собранной конструкции навешивают, закрепляя на болтах, последующие элементы и части конструкции, опирая их на отдельно стоящие временные опоры. В этом случае собранная часть пролетного строения, опертая на подмости и опоры, служит противовесом для свисающей с подмостей и опор консольной части собираемой конструкции. Понятно, что при большей длине анкерной части (противовеса) может быть допущена и более длинная консоль. Так, при собранном одном пролетном строении можно собрать второе пролетное строение в смежном пролете полностью навесным способом, т. е. вообще без устройства вспомогательных опор в нем (рис. 41, б).

Позднее был внедрен еще более прогрессивный способ навесной уравновешенной сборки, выполняемой одновременно в обе стороны от капитальной опоры (рис. 42). Таким способом монтируют теперь не только металлические, но и особые виды железобетонных рамных мостов под автомобильную дорогу.

Кроме оборки пролетных строений на месте их установки, т. е. в пролете, применяется сборка в стороне, например, на берегу, с последующей надвижкой собранной конструкции на капитальные опоры разными приемами, в частности, перевозкой с помощью барж на плаву. Наиболее совершенна установка краном целиком собранного пролетного строения (рис. 43). Однако, несмотря на значительные размеры осуществленных кранов, наибольший пролет устанавливаемых ими пролетных строений не превышает 33—44 м. Подобно совершенствованию монтажа и установки пролетных строений улучшались способы устройства и самые конструкции фундаментов и опор мостов, а также других сооружений.

Так, вместо применявшихся исстари только деревянных свай в дальнейшем появились и железобетонные сплошные сваи и сваи-оболочки диаметром до 2 м, а также винтовые сваи с лопастями такого же размера; соответственно этому было внедрено мощное оборудование, в частности, вибропогружатели для погружения свай и кабестаны для забуривания свай. Вместо прежних громоздких и тяжелых опускных колодцев, самопогружавшихся по мере разработки и удаления грунта из них, впоследствии были созданы железобетонные тонкостенные колодцы-оболочки диаметром до 5 м с принудительным погружением их в грунт вибропогружателями.

Благодаря большим размерам стало возможным повысить несущую способность свай-оболочек и колодцев-оболочек в десятки раз по сравнению с обычными деревянными сваями и тем уменьшить число свай в фундаментах и ускорить их сооружение.

Аналогично мостам изменилось возведение тоннелей. Старый горный способ проходки тоннельных выработок с применением

сложного индивидуального крепления и ручной разработкой грунта был заменен механизированной проходкой с помощью щита и одновременным монтажом тоннельной обделки из металлических или железобетонных тюбингов заводского изготовления.