Висящ мост: конструкция, видове, история и световни рекорди

Висящият мост е вид мост, който се прави от древни времена, още от 100 г. след Христа. Някои прости висящи мостове, предназначени за пешеходци и добитък, все още се строят на базата на древния въжен мост на инките.

Окачени на две високи места над река или каньон, обикновените висящи мостове следват плитка дъга надолу и не са подходящи за съвременни пътища и железопътни линии.

Конструкцията на съвременния висящ мост с окачен палуб е разработена в началото на XIX век. Той може да преминава през по-дълъг участък от други видове мостове.

Мостът Акаши Кайкьо е най-дългият висящ мост в света.

Конструкция и основни елементи

Типичният модерен висящ мост има няколко ключови компонента:

• Кули (величи/кули) — носещи стоманени или бетонни стълбове, които поемат компресионните сили и поддържат главните кабели.
• Главни кабели — много усукани стоманени жици, които носят по-голямата част от натоварването и прехвърлят усилията към анкерите.
• Висящи въжета или подтеглящи елементи (suspenders) — отстоят вертикално (или леко наклонено) от главните кабели до палубата и предават товара на кабелите.
• Якорни съоръжения (анкерни блокове) — масивни конструкции в двата края на моста, които фиксират главните кабели и поемат голямата напрегнатост.
• Палуба (проходна конструкция) — платформа за движение, която често е усилена с греди или пилотна стоманена/бетонна греда за ограничававане на огъване и вибрации.

Относителният баланс между тези елементи определя поведението на моста: главните кабели са в опъване, а кулите са в натиск. Палубата обикновено е проектирана така, че да бъде достатъчно твърда, за да устои на вятърни и динамични натоварвания.

Видове висящи мостове

• Класически висящ мост — с кабели, анкерирани в земята; подходящ за много дълги пролети.
• Самоанкерен (self-anchored) висящ мост — главните кабели се закрепват към краищата на палубата, вместо към земни анкери; използва се при ограничено място за анкериране.
• Прости висящи мостове — традиционни въжени или въжено-дървени пешеходни мостове (пример: инкските въжени мостове).
• Хибридни конструкции — комбинират елементи от висящите и кабелно-стълбовите (cable-stayed) мостове, за да оптимизират поведение и икономичност.

Кратка историческа справка

Въжените мостове съществуват от древността — примери са инкските въжени мостове в Южна Америка. Преходът към модерни висящи мостове с метални кабели и стоманени компоненти се случва в края на XVIII — началото на XIX век. Американски инженери като Джеймс Финли и по-късно строители като Джон Роблинг и други допринасят за развитието на конструктивните решения и за разпространението на този тип мостове.

През XX век инженерите подобряват аеродинамиката и твърдостта на палубите след уроците от проблеми като срутването на моста Такома Нэрoуз през 1940 г., което показва колко опасни могат да бъдат резонансните аеродинамични явления, ако палубата не е правилно проектирана.

Световни рекорди и известни примери

Мостът Акаши Кайкьо (Япония) държи рекорда за най-дълъг централен пролет сред висящите мостове — 1 991 метра; общата дължина е около 3 911 м, а кулите достигат височина около 298 м. Мостът е открит през 1998 г. и е пример за съвременните възможности при изграждане на много дълги пролети.

Други известни висящи мостове, които в миналото са държали или държат значими рекорди, са:

• Great Belt (Източен мост), Дания — централен пролет около 1 624 m;
• Humber Bridge, Великобритания — централен пролет около 1 410 m (имаше рекорд преди появата на по-дълги мостове);
• Golden Gate, САЩ — централен пролет 1 280 m и емблематичен дизайн.

Предимства и недостатъци

• Предимства: позволяват преминаване на много дълги пролети без средни опори; дават свободно пространство под моста за корабоплаване; често имат естетически привлекателен профил.
• Недостатъци: висока цена за големи анкерни и кабелни системи; чувствителност към вятърни и динамични въздействия (изискват сложна аеродинамична и структурна оптимизация); нужда от солидна поддръжка (антикорозионна защита на кабелите и редовни инспекции).

Поддръжка и безопасност

Поддръжката на висящ мост включва редовни инспекции на кабелите, анкерирането и кулите, боядисване и защита срещу корозия, мониторинг на напреженията и деформациите чрез сензори. Съвременните мостове често са оборудвани със системи за постоянно наблюдение, които сигнализират за промени в поведението на конструкцията при земетръс, силен вятър или интензивно натоварване.

Висящите мостове остават едни от най-ефикасните решения за пресичане на широки водни и наземни преградни пространства, когато се изискват големи пролети и минимално въздействие върху водния трафик и природната среда под моста.

Търсене по буква