Міст

Міст (прасл. *mostъ, від *mesti, *metati — «кидати», «метати»)^[1] — споруда, призначена для руху через річку, яр та інші перешкоди, межами якої є початок і кінець пролітних споруд.^[2]

Міст
Досліджується в	мостобудування
Модельний елемент	Золота Брама
Код MCN	7308.10.00
Категорія для видів з цього об'єкта	d
Міст у Вікісховищі

Міст Акасі-Кайкьйо. Центральний прогін мосту — найдовший у світі і має довжину 1991 метр

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Міст (значення).

Міст, перекинутий через дорогу, називають шляхопроводом, міст через яр або ущелину — віадуком.

Міст є однією із найдавніших інженерних споруд людства.

Міст через річку Аліакмон в Західній Македонії

Конструкція

Схема конструкції підвісного моста

Як правило, мости складаються з прогонових конструкцій і опор. Прогонові конструкції служать для прийняття навантажень і передачі їх опорам, на них може розташовуватися проїжджа частина, пішохідний перехід, трубопровід тощо. Опори переносять навантаження з прогонових конструкцій на основу моста.

Прогонові конструкції складаються з тримальних конструкцій: балок, ферм, діафрагм (поперечних балок) і власне плити проїжджої частини. Статична схема прогононових конструкції може бути арковою, балковою, рамною, вантовою або комбінованою; вона визначає тип моста за конструкцією. Зазвичай прогонові конструкції прямолінійні, проте у разі необхідності (наприклад, при будівництві естакад і дорожніх розв'язок) їм надають складну форму: спіралеподібні, кільцеві тощо. Форми опор також можуть бути найрізноманітнішими. Проміжні опори називаються биками, берегові — стоянами. Останні служать для з'єднання моста з підхідними насипами.

Матеріалами для спорудження мостів слугують метал (сталь і алюмінієві сплави), залізобетон, бетон, природний камінь, дерево, мотузки.

Історія

Давньоримський міст Понте де Тіберіо в Ріміні

Примітивні мости, що являли собою перекинуту через струмок колоду (такі мости називають кладками)^[3], існували в далекій давнині. Пізніше як матеріал почали використовувати камінь. Перші подібні мости почали будувати в епоху рабовласницького суспільства. Спочатку з каменю робили тільки опори моста, але потім і вся його конструкція стала кам'яною.

Великих успіхів у кам'яному мостобудуванні домоглися древні римляни, які застосовували склепінчасті конструкції як опори і використовували цемент, секрет якого був втрачений в Середньовіччі, але потім відкритий заново. Мости (точніше, акведуки) використовувалися для забезпечення міст водою. Римський історик Секст Юлій Фронтин писав про те, що акведуки — головні свідки величі Римської імперії^[4]. Деякі давньоримські мости слугують і донині.

У Середньовіччі розростання міст і бурхливий розвиток торгівлі викликали необхідність у великій кількості міцних мостів. Розвиток інженерної думки дозволив будувати мости з ширшими прогонами, пологими склепіннями і менш широкими опорами. Найбільші мости того часу сягають у прогоні більше 70 метрів.

Середньовічний Міст Нотр-Дам в місті Манд, департамент Лозер, Франція

Залізний міст — перший у світі арковий міст, виготовлений із заліза (чавуну), Велика Британія

Слов'яни замість каменя використовували переважно дерево. «Повість врем'яних літ» повідомляє про будівництво моста в Овручі в 10 столітті^[5]:

Пішов Ярополк ​​на брата свого Олега у Деревську землю. І вийшов супроти нього Олег, і ополчилися обидві сторони. І в розпочатій битві переміг Ярополк ​​Олега. Олег же зі своїми воїнами побіг до міста, званого Овруч, а через рів до міських воріт перекинули міст, і люди, що тіснилися на ньому, зіштовхували один одного вниз.

У 12 столітті в Києві з'явився наплавний міст через Дніпро. У той час найпоширенішими на Русі були аркові дерев'яні мости^[6]. У той самий час у інків набувають поширення мотузкові мости, що являють собою найпростішу форму підвісних мостів.

У 16 і 17 століттях з'явилася необхідність в більших мостах, які могли б пропускати великі кораблі. У 18 столітті висота прогону мостів становить понад 100 м. Нереалізованим залишився проект дерев'яного одноаркового мосту через Неву довжиною 298 м, створений І. П. Кулібіним. З кінця 18 століття для будівництва застосовується метал. Перший металевий міст побудований у Колбрукдейлі, Велика Британія на Северні 1779 року. Висота його прогону становила близько 30 м, перекриття являли собою чавунні арки.

В 19 столітті поява залізниць спонукала до створення мостів, здатних витримувати значні навантаження, що стимулювало розвиток мостобудування. Поступово як основні матеріали затверджуються сталь і залізо. Густав Ейфель 1877 року побудував арковий міст з литого заліза через річку Дору в Португалії. Висота прогону цього моста склала 160 м. Найдовшим в Європі кінця 19 століття був міст через Волгу у Сизрані, побудований за проектом М. А. Бєлелюбського, його довжина становила 1443 м. 1900 року медалі на міжнародній виставці в Парижі удостоївся Залізничний міст через річку Єнісей у Красноярську (проект Л. Д. Проскурякова).

У 20 столітті мости почали будувати також із залізобетону. Цей матеріал вигідно відрізняється від сталі тим, що не вимагає регулярного фарбування. Залізобетон застосовувався для балкових прогонових конструкцій до 50 м, арочних — до 250 м. Продовжує застосовуватися і метал, в 20 столітті побудовані великі металеві мости: балковий через річку Святого Лаврентія в Канаді (довжина прогону 549 м), через протоку Кілл-ван-Кілл в США (503,8 м), а також міст «Золоті ворота» у Сан-Франциско, США (довжина головного прогону — 1 280 м).

Найбільші мости сучасності, в тому числі найвищі у світі — Віадук Мійо (найвищий у світі транспортний міст) і Міст Акасі-Кайкьйо (довжина головного прогону 1991 м). Вони відносяться відповідно до вантових і підвісних мостів (підвісні прогонові конструкції дозволяють перекривати великі відстані).

Етапи будівництва мостів

Квебекський міст вночі

Першим (і найдорожчим — до 50 % витрат від загальної вартості будівництва) етапом у побудові моста є зведення опор. Опори споруджуються у відкритих котлованах або шляхом занурення в ґрунт паль, опускних колодязів, кесонів, збірних оболонок. Палі (в основному залізобетонні) використовуються, головним чином, під час будівництва малих і середніх мостів. Вони занурюються в ґрунт за допомогою дизельних молотів і електричних віброзанурювачів. При зведенні великих мостів використовуються в основному збірні оболонки діаметром до 3 м.

Прогонні конструкції зазвичай встановлюють на опори монтажними кранами. При будівництві великих мостів прогонові конструкції нерідко збирають на березі і потім переміщають (насувають) по опорах з одного берега на інший. Навісний метод установки допускає нарощування конструкції від опори моста в його прогін. При цьому застосовується навісний монтаж за допомогою крана, що рухається вже побудованою частиною (для металевих прогонових конструкцій), або ж навісна збірка з виготовленням окремих елементів на заводі і подальшим транспортуванням їх до об'єкту (для залізобетонних).

Інакше відбувається будівництво навісних мостів: воно починається з установки пілонів, потім на них підвішуються тимчасові кабелі. З їх допомогою проводиться навивка основних кабелів моста, після чого монтують підвіски та балку жорсткості.

Класифікація мостів

За призначенням

Загалом за призначенням мости поділяються на:

• залізничні;
• автомобільні;
• метромости;
• пішохідні;
• водні шляхопроводи (мости для кораблів з низькою ватерлінією в Ірландії);
• комбіновані (наприклад, автомобільно-залізничні).

Окремо виділяють за призначенням акведуки (використовуються для транспортування води).

За конструкцією

Дерев'яній місточок у Коростові

За матеріалом основних конструкцій — на кам'яні, залізобетонні, сталеві, сталезалізобетонні, дерев'яні.

За видом: мости, шляхопроводи, віадуки, естакади, розвідні мости, наплавні мості, мости-транспортери (мости-пороми).

За довжиною: малі (до 25 м), середні (25—100 м), великі (понад 100 м).

За терміном служби: тимчасові (до 10 років) і постійні.

За статичною схемою мости поділяються на

• Балкові системи — найпростіший вид мостів. Призначені для перекриття невеликих прогонів. Прогонові будови — балки, що перекривають відстань між опорами. Основна відмінна риса балкової системи полягає в тому, що з прогонових будов на опори передаються тільки вертикальні навантаження, відсутні горизонтальні. Балкові мости поділяють на такі типи:

• Розрізна система — складається з ряду балок, причому одна балка перекриває один прогін. Система статично визначена і може застосовуватися за будь-яких типах ґрунтів. Недоліки: велика кількість деформаційних швів і обов'язкова наявність двох опорних частин на кожній проміжній опорі.

• Нерозрізна система — одна балка прогонової будови перекриває кілька прогонів або одразу все. Таким чином, прогонова будова нерозрізної системи розраховується як багатоопорна статично невизначена балка з використанням методу сил, методу переміщень або інших методів розрахунку статично невизначених систем, застосовуваних у будівельній механіці. Нерозрізна система відрізняється меншою, ніж у розрізної, кількістю деформаційних швів і меншою будівельною висотою. Недолік такої системи — чутливість до ґрунтів.

• Консольна система — складається з двох типів балок. Одні балки спираються на дві опори і мають консольні звиси. Інші балки називаються підвісними, оскільки спираються на сусідні балки. З'єднання балок здійснюється за допомогою шарнірів. Перевагою консольної системи є її статична визначеність, а отже, легкість розрахунку і нечутливість до ґрунтів. До недоліків системи можна віднести велику кількість і складність деформаційних швів шарнірного типу, а також порушення комфортності проїзду в зоні шарнірів. В наш час^[коли?] мости такої системи споруджуються рідко.

• Температурно-нерозрізна система складається з двохопорних балок, об'єднаних в ланцюг за допомогою верхньої сполучної плити. Під дією вертикальних навантажень така система працює як розрізна, а під дією горизонтальної — як нерозрізна. Її перевагою є менша кількість деформаційних швів, а недоліком — обов'язкова наявність двох опорних частин на кожній проміжній опорі.

Ванти Південного моста у Києві

Кріплення вант Південного моста у Києві

• Розпірні системи відрізняються від балкових тим, що навантаження, які передаються з прогонових конструкцій опорі, мають не тільки вертикальну, а й горизонтальну складову, звану в будівельній механіці розпором. Виділяють кілька різновидів розпірних систем, які досить сильно відрізняються один від одного:

• Рамний міст — складається з рам, стійки яких виконують роль опор, а ригелі — роль прогонових конструкцій. За формою рами можуть бути Т-подібними, П-подібними, а також мати дві похилі стійки та консольні звиси (спеціальної назви не мають). Перевагами рамної системи є невелика будівельна висота і збільшений в порівнянні з балковими системами підмостовий простір. Все це робить рамні конструкції зручними для шляхопроводів і естакад. Також дана система може застосовуватися в гірських умовах через те, що там в силу особливостей рельєфу не можна знизити рівень проїзду. Недоліками рамної системи є складність будівництва і чутливість до ґрунтів. Такі системи в наш час^[коли?] рідко застосовують через високу вартість і специфічність.

• Підвісний міст — міст, в якому основна тримальна конструкція виконана з гнучких елементів (канатів, ланцюгів тощо), що працюють на розтяг, а проїжджа частина підвішена. Підвісними є усі найбільші за довжиною і висотою прогони мостів світу.

• Вантовий міст  — різновид висячих мостів: роль основної тримальної конструкції виконує вантова ферма, виконана з прямолінійних сталевих канатів. Ванти прикріплені до пілонів — високих стійок, що встановлюється безпосередньо на опорах. Пілони в основному розташовуються вертикально, але не виключене й похиле їх розташування. До вантів кріпиться балка жорсткості, на якій розташовується мостове полотно. Ванти розташовуються під кутом нахилу до горизонталі не менше 30 градусів, інакше в них виникають великі зусилля і жорсткість помітно зменшується. Балку жорсткості краще виконувати з коробчастого перетину, оскільки це поліпшує її роботу на кручення від тимчасових навантажень і від дії вітру. Найчастіше вантова система застосовується при перекритті глибоких річок і в міських умовах.

• Арковий міст. Основними тримальними конструкціями є арки або склепіння. Арка — криволінійний брус, у якого поперечний розмір менше висоти. Склепіння — криволінійний брус, у якого ширина перерізу значно більше висоти. Аркові мости можуть бути з їздою поверху, понизу та посередині. Опори аркових мостів завжди масивні, оскільки повинні бути розраховані і на сприйняття розпору. За великих прогонах, арки завжди економічніші балкових конструкцій, але тільки стосовно прогонових конструкцій. Через великий розвиток опор у поперечному перерізі міст аркової системи дешевший балкового тільки за висоти опор до 2 м. Аркові мости характерні для гірських умов, оскільки дозволяють перекрити більший прогін, ніж балки, а в умовах гірського рельєфу спорудження додаткових опор невиправдане. Також специфічна область застосування аркових мостів обумовлена ​​тим, що вони вимагають великого підмостового простору, особливо з їздою поверху, що призводить до здорожчання й ускладнення будівництва насипних підходів, які можуть сягати висоти 20 м. Крім того зростає ймовірність зсуву на таких насипах у початковий період їх експлуатації. Часто аркові мости будують в міських умовах з міркувань краси.

• Понтонний міст або Наплавний міст — тимчасові мости на плавучих опорах.
• Іноді окремо виділяють також горбаті мости, які відрізняються своєю формою, — вони істотно вигнуті вгору.

Розвідні мости

Докладніше: Розвідний міст

Розвідний Тауерський міст, Лондон

Особливий тип мостів — розвідні мости. У розведеному стані міст не заважає проходу суден. Своїми розвідними мостами знаменитий Санкт-Петербург, де всі мости через Неву, крім Великого Обухівського мосту, — розвідні. Існують такі конструкції розвідних мостів:

• мости, що розводяться підняттям середньої частини:

• перший тип: прогін піднімається в горизонтальному положенні вгору (наприклад, залізничний міст в Ростові-на-Дону);

• другий тип: прогін або прогони підіймаються, повертаючись навколо одного з шарнірів (наприклад, Палацовий міст в Санкт-Петербурзі);

• Поворотні мости: у таких мостів середня частина шарнірно укріплена на опорі, що стоїть в середині водойми. Міст розводиться поворотом середньої частини на 90°, таким чином середня частина стає паралельною річищу річки. Прикладом такої конструкції служить Варварівський міст в Миколаєві, поворотний прогін якого має довжину 134 м, і міст в іспанській Валенсії, за яким прокладена траса для автоперегонів Формула-1.

Архітектура мостів

Міст Алькантара в Іспанії

Багато мостів є видатними пам'ятниками архітектури та інженерного мистецтва. У деяких містах, таких як Санкт-Петербург або Прага, мости — невід'ємна частина міської архітектури. У класичному стилі виконано більшість давньоримських мостів: майже позбавлені декору, вони, тим не менше, за рахунок своєї масивності і виразної архітектоніки створюють відчуття міцності і надійності (міст Алькантара на річці Тахо, Іспанія).

Міст Понте Веккіо в Італії

У Середні віки двома переважаючими типами стали мости з напівциркульними (або круговими) арками і мости зі стрілчастими арками. Перший тип ґрунтувався на римській традиції, другий запозичений зі східної архітектури і незабаром втратив популярність, оскільки невиправдано збільшував висоту мосту. Ще одним явищем в середньовічному мостобудуванні стали мости-вулиці, що з'явилися в усіх великих європейських містах (наприклад, Понте Веккіо у Флоренції). В Середні віки на мостах з'явився декор. Це відбулося наприкінці 14 століття, наприклад, оформлений в готичному стилі Карлів міст у Празі.

Бруклінський міст у Нью-Йорку

Вдосконалення техніки мостобудування в добу Відродження дозволило значно збільшити співвідношення товщини склепіння до висоти прогону. Завдяки цьому мости стали вищими, а їх конструкції легшими^[6]. Удосконалюється конструкція кам'яних мостів — з'являються круглі і коробові склепіння (Новий міст в Парижі). В цілому ж простежується тенденція до наслідування античної архітектури. Трохи пізніше з'явилося бароко, яке тяжіло до динамічних композицій і пишного декору. Широко відомий бароковий Міст Зітхань у Венеції.

У 18 столітті популярністю користувався класицизм. Мости, побудовані в цьому стилі, відрізняли чітка симетрія, уважне ставлення до пропорцій споруди, прогони великих розмірів. Класицизм був поширений у Франції (Міст Згоди в Парижі) і Росії (Хрестовий міст, місто Пушкін).

До середини 19 століття сформувалися основні форми металевих мостів. У цей період великого поширення набули ґратчасті балконні ферми. Значного розвитку набули конструкції аркових мостів (наприклад, віадук Гараба, побудований Густавом Ейфелем). Наприкінці 19 століття популярності набувають висячі мости: 1883 року в США побудований Бруклінський міст, трохи пізніше — Манхеттенський. Висячі мости зберегли свою популярність і в 20 столітті (міст «Золоті ворота»), та також на початку 21 століття.

Знамениті мости

Міст «Золоті Ворота», Сан-Франциско

Карлів міст з видом на Празький Град, Прага

• Міст «Золоті Ворота» в Сан-Франциско, США; перекинутий через однойменну протоку. Відкритий 1937 року. Належить до типу підвісних мостів, споруджений зі сталі. Висота основного прогону — 230, довжина основного прогону — 1280, загальна довжина — 1970 м. Близько тридцяти років «Золоті ворота» посідали перше місце в списку найбільших мостів світу. За більш ніж сімдесят років, що минули з моменту його відкриття, міст став одним із найбільш упізнаваних символів Сан-Франциско. Сумно відомий як «міст самогубців» — в середньому кожні два тижні хтось накладає на себе руки, зістрибнувши у воду з цього моста^[7].
• Тауерський міст — розвідний міст через Темзу в Лондоні, Велика Британія, відкритий 1894 року. Знаменитий завдяки двом баштам заввишки 65 м кожна, встановлених на стоянах.
• Бруклінський міст — один з найстаріших у США підвісних мостів. З'єднує райони Бруклін і Мангеттен в Нью-Йорку, перетинаючи протоку Іст-Рівер. Відкритий 1883 року, на момент заснування був найбільшим підвісним мостом у світі. Бруклінський міст — перший у світі, в конструкції якого використані сталеві прути.
• Міст Зітхань — арковий міст у стилі бароко. Перекинутий через Палацовий канал у Венеції, Італія. По'єднує Палац дожів (в якому розташовувався суд) і в'язницю. За легендою, яку популяризував лорд Байрон, назва моста походить від зітхань засуджених, які, проходячи по мосту, кидали свій останній погляд на Венецію, але це навряд чи відповідає дійсності^[8].
• Карлів міст — арковий готичний міст, прикрашений бароковою скульптурою, через річку Влтава в Празі, Чехія. Зберігся з Середніх віків, відомий завдяки башті на вході на міст. Його прикрашають тридцять скульптур.
• Акасі-Кайкьйо — найдовший підвісний міст у світі. Розташований в Японії, перетинає протоку Акасі і поєднує міста Кобе та Авадзі. Висота головного прогону — 297 м, загальна довжина мосту — 3911 м.
• Босфорський міст — перший висячий міст через Босфор, поєднує азійську і європейську частини Стамбула, Туреччина. Відкритий 1973 року до п'ятдесятиріччя Турецької Республіки. Прохід пішоходів заборонений у зв'язку з тим, що міст неодноразово намагалися використати для здійснення самогубств.
• Міст У Байн — найбільший у світі дерев'яний міст довжиною понад 2 км через озеро між містом Мандалай і попередньої столицею Анарапурой в Бірмі.
• Міст через затоку Ханчжоувань — найдовший (36 км) трансокеанський міст у світі, покликаний скоротити шлях з Шанхаю до промислової зони Нінбо з 400 до 80 км. Відкритий для проїзду 1 травня 2008 року.

Мости України

Російсько-українська війна

Від початку повномасштабної війни в Україні зруйновано 346 мостів, майже половина з них — на дорогах державного значення. Найбільше постраждали переправи на території Київської, Чернігівської, Херсонської, Сумської, Харківської, Миколаївської та Донецької областей.^[9]

За даними державного агентства відновлення та розвитку інфраструктури України найбільша кількість зруйнованих мостів на Чернігівщині. Після деокупації області проїзд вдалося відновити на 32 із 38 зруйнованих спорудах.

• 
  м. Донецьк
• 
  Варварівський міст, Миколаїв
• 
  м. Кропивницький

Див. також

• Акведук
• Віадук
• Список найдовших мостів