Указания по устройству деревянных мостов

УКАЗАНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ ДЕРЕВЯННЫХ МОСТОВ

Общие сведения

Деревом издавна пользуются для строительства мостов. В Древней Руси, богатой лесами, искусство строительства деревянных мостов было развито высоко.

В начале XIX в. появились первые железные дороги. Так как они пересекали ряд крупных рек, где требовалось устройство мостов на высоких опорах с большими пролетами, возникла необходимость в новых системах балочных пролетных строений. Одна из таких систем была предложена в США архитектором Тауном в 1820 г. Пролетные строения Тауна имели многорешетчатые фермы из досок с соединениями на деревянных нагелях.

Другая система была предложена тоже в США в 40-х годах XIX в. инженером Гау. Фермы этой системы имели элементы из брусьев, и только стойки были из металлических тяжей. Фермы Гау были изучены выдающимся русским инженером Д. И. Журавским (1821 - 1891 гг.), который внес в их конструкцию ряд улучшений, разработал метод расчета и применил для строительства крупных деревянных мостов.

Большой подъем в строительстве деревянных мостов в России наблюдался после Октябрьской революции. Особенно широкое применение деревянные мосты получили на автомобильных дорогах и в городах.

В настоящий период, несмотря на широкое распространение железобетонных мостов, в богатых лесом районах России на местных и сельских дорогах деревянные мосты могут оказаться целесообразными.

При этом, используя дерево для строительства современных мостов, необходимо создавать конструкции, позволяющие индустриализировать их изготовление и механизировать сборку.

Кроме того, надо принимать меры для увеличения срока службы строящихся и эксплуатируемых деревянных мостов, надежно предохраняя их от загнивания.

В последние годы начинают применять деревянные мосты из клееных элементов, изготовляемых на специализированных заводах.

Материал

Дерево представляет собой хороший строительный материал, отличающийся малым средним удельным весом, легкостью обработки и относительно высокой прочностью. Основной недостаток дерева как строительного материала - опасность его загнивания, особенно в условиях попеременного увлажнения и высыхания.

Для деревянных мостов применяют хвойный и лиственный лес. Как строительный материал - лучше хвойный лес, имеющий прямые и ровные стволы, менее сучковатый, с более мягкой, смолистой и упругой древесиной. Из хвойных пород чаще всего употребляются сосна, ель, лиственница, кедр и пихта, из лиственных пород - дуб, бук, граб, ясень. В природных условиях ствол дерева работает на сжатие с продольным изгибом, а также на поперечный изгиб. Поэтому лесоматериал наиболее приспособлен к этим видам силовых воздействий и лучше всего несет их при работе в конструкциях. Дерево имеет неоднородное строение. По толщине ствола наименьшую прочность имеет сердцевинная часть; ближе к заболони прочность древесины возрастает.

По длине ствол дерева имеет коническую форму с естественным сбегом от толстого конца (комля) к тонкому (отрубу). Сбег в среднем составляет около 1%. При использовании для элементов конструкции бревен с естественной коничностью в них сохраняется наиболее прочная и устойчивая против загнивания наружная часть древесины.

Если бревно обработать, придав ему цилиндрическую форму (цилиндровать), то значительная часть наиболее прочной и стойкой заболонной древесины удаляется и, кроме того, перерезается большая часть волокон дерева, направленных по коническим образующим (рис.1, а). В еще большей степени ослабляется древесина при распиловке бревен на брусья или доски (рис.1, б). Поэтому желательно сохранять естественную коничность круглого леса. Цилиндрованный лес, кроме того, требует трудоемкой ручной обработки.

Используя в мостах пиленый лес, лишенный наиболее прочных и стойких заболонных слоев древесины, надо обращать особое внимание на защиту конструкции от загнивания.

Рис.1. Схемы цилиндрического и пиленого лесоматериала

Механические качества дерева проверяют испытанием деревянных призм на сжатие и брусочков на поперечный изгиб. Пределы прочности древесины сосны при испытаниях малых стандартных образцов с влажностью 15% должны быть не ниже:

При сжатии и смятии вдоль волокон………………..30 МПа;

При изгибе……………………………………………….50 МПа.

Средний удельный вес дерева при расчетах искусственных сооружений:

Сосна, ель, кедр, пихта непропитанные…………………………...... 6 кН/м;