Пролетное строение моста — это ключевой элемент, который принимает нагрузки от транспорта и передаёт их на опоры. От того, какая выбрана система пролетного строения, зависят не только прочность моста, но и его стоимость, сроки монтажа и расходы на обслуживание.
Сегодня строительство мостов предполагает широкий выбор решений: от типовых балочных конструкций до сложных вантовых или арочных систем, адаптированных под конкретные инженерные условия.
Хотя ЕВРАЗ традиционно ассоциируется с металлургией, мы много лет поставляем продукцию для инфраструктурных объектов, включая мосты — от пешеходных до магистральных. Вместе с партнёрами разрабатываем типовые решения и следим за актуальными инженерными трендами в мостостроении.
В этой статье мы разбираемся, что такое пролетное строение, почему оно играет ключевую роль в конструкции моста, как влияет на монтаж, экономику и долговечность, а также какие типы конструкций выбирают инженеры для разных задач — от пешеходных переходов до скоростных трасс.
Основные типы пролетных строений
Балочные пролетные строения
Балочное пролетное строение — это простая и надёжная конструкция, в основе которой лежат продольные балки, поддерживающие проезжую часть. Балки могут быть выполнены из железобетона, стали (прокатные или сварные), либо из комбинированных материалов. Это самое распространённое решение в мостостроении благодаря универсальности и скорости монтажа.
Особенности:
- высокая скорость монтажа (особенно при использовании прокатных стальных балок, которые не требуют сварки на месте и поставляются в готовом виде, что критично в труднодоступных районах);
- удобство для стандартных типовых проектов;
- экономичность при коротких и средних пролётах;
- легко адаптируется под местные условия строительства.
Используется в основном на дорогах III–V категории, временных мостах и малых переправах.
Для балочных пролетных строений ЕВРАЗ предлагает высокопрочные стальные балки с антикоррозийным покрытием, которые сокращают сроки монтажа и увеличивают срок службы моста.
Подробнее можно ознакомиться в следующих материалах:
Типовые решения и выбор балки
В балочных мостах, выполненных на основе прокатных профилей, возможности выбора не безграничны — используются конкретные, проверенные на практике типоразмеры.
Например, в решениях ЕВРАЗ в качестве главных балок применяются 70Ш4, 70Ш5, 70Б3 — для основных продольных элементов, а для поперечных связей 40Б2 и аналогичные профили.
Это позволяет обеспечить надёжность, технологичность монтажа и предсказуемость расчётов. Особенно востребованы такие решения в проектах малых и средних мостов, а также в регионах с ограниченной доступностью тяжёлой техники.
На что ориентируются при выборе профиля:
- Пролет: до 24 м — зона уверенной работы прокатных двутавров;
- Нагрузки: учитываются как постоянные, так и временные (транспорт, снег и пр.);
- Типовой размер: предпочтение серийным профилям, которые легко монтировать и транспортировать;
- Материал: атмосферостойкая сталь (например, 14ХГНДЦ) позволяет продлить срок службы без постоянной покраски.
Пример: мост через реку Пукса, подробнее можно узнать в кейсе про малые мосты в Архангельской области.
Рисунок 1 — Мост через реку Пукса
Балочные пролетные строения — это древнейшая форма мостов. Первые конструкции такого типа использовались ещё в античности, где в качестве балок применяли камень, дерево или массивные блоки, укладываемые от берега к берегу без промежуточных опор.
Арочные пролетные строения
Арочное пролетное строение работает на сжатие — вся вертикальная нагрузка передаётся через арку, которая распределяет усилия на устои. Это решение часто используется при невозможности устройства промежуточных опор и при стремлении к выразительной архитектуре.
Особенности:
- высокая несущая способность при средних и больших пролётах;
- устойчивость к горизонтальным нагрузкам;
- выразительный внешний вид;
- требует сложного расчёта и точной геометрии.
Один из самых известных арочных мостов в мире — Сиднейский Харбор-Бридж (Австралия). Его пролёт составляет 503 м, а вес арки — более 39 000 т.
Арочные конструкции благодаря своей геометрии эффективно перераспределяют нагрузку и позволяют перекрывать большие пролёты без дополнительных опор, что делает их особенно надёжными и долговечными.
Ферменные пролетные строения
Ферменное пролетное строение представляет собой решётчатую конструкцию, состоящую из верхнего и нижнего поясов, соединённых наклонными и вертикальными элементами. Используется там, где необходима высокая прочность и жёсткость при экономичном расходе материала.
Особенности:
- эффективно работают при пролетах 40–100 метров;
- легко транспортируются и собираются на месте;
- позволяют обеспечить высокую жёсткость при малом весе;
- применимы как с ездой поверху, так и понизу.
Пример: Президентский мост через Волгу в Ульяновске.
Во время Великой Отечественной войны советские инженеры активно использовали инвентарные ферменные пролёты, которые можно было быстро собрать прямо на месте. Один из таких примеров — мосты на Байкало-Амурской магистрали, которые монтировались силами стройбатов буквально за сутки. Это позволило восстанавливать транспортные пути в кратчайшие сроки.
Висячие и вантовые пролетные строения
Висячие и вантовые пролетные строения используют систему канатов или вантовых тросов, передающих нагрузку на пилоны. Это позволяет перекрывать большие пролёты без промежуточных опор. Такие схемы незаменимы при строительстве мостов через судоходные реки, заливы и сложные транспортные развязки.
Особенности:
- перекрытие больших расстояний (более 200 м);
- минимизация количества опор в русле реки или в зоне городской застройки;
- архитектурно выразительный силуэт;
- высокая стоимость и техническая сложность монтажа.
Пример: Золотой мост во Владивостоке.
Золотой мост, построенный к саммиту АТЭС-2012, имеет длину основного пролёта 737 м, и сегодня входит в число крупнейших вантовых мостов России.
Вантовые пролетные строения активно развивались во второй половине XX века благодаря появлению высокопрочных сталей и совершенствованию методов расчёта. Они позволяют перекрывать пролёты до километра и более, при этом оставаясь лёгкими, устойчивыми и выразительными по архитектуре.
Рамные пролетные строения
Рамные пролетные строения отличаются Т- и П-образной формой и применяются преимущественно для коротких пролётов, где важны простота конструкции и минимальные затраты. Несущие элементы образуют жёсткую раму, в которой стойки и ригели жёстко связаны между собой.
Особенности:
- высокая жёсткость за счёт монолитного соединения элементов;
- удобство монтажа и низкие трудозатраты;
- применяются в условиях ограниченного пространства (например, в черте города);
- устойчивость к горизонтальным воздействиям.
Примером может служить мост через залив Ханчжоу (Китай), но в его конструкции присутствуют также и вантовые участки.
В Японии рамные мосты нередко используют при строительстве автомагистралей в сейсмоопасных зонах. Благодаря жёсткому узловому соединению такие конструкции лучше переносят горизонтальные сдвиги при землетрясениях — рама работает как единое целое и гасит колебания без разрушения отдельных элементов.
Комбинированные пролетные строения
Комбинированные пролетные строения позволяют интегрировать в одном мосту разные типы конструктивных схем — например, арку с балками, или ферму с вантовым пролетом. Это особенно актуально при прохождении моста через различные препятствия (река, ж/д пути, авторазвязка) и при наличии архитектурных требований к части конструкции.
Особенности:
- адаптация под переменные условия по длине пролётов и нагрузкам;
- возможность учесть особенности рельефа, городской застройки, навигации;
- эффективное распределение материалов и бюджета;
- инженерная гибкость при проектировании и строительстве.
Комбинированное пролетное строение представлено в конструкции Живописного Моста в г. Москве. Он сочетает арочную и вантовую систему, что позволило реализовать уникальную архитектурную концепцию и обеспечить высокую несущую способность.
Комбинированные мосты позволяют архитекторам и инженерам реализовать сложные задачи — например, скрыть несущие элементы под облицовкой, адаптировать пролёты под перепады высот или объединить в одной конструкции разные типы движения (поезд, автомобиль, пешеход).
Критерии выбора пролетного строения моста
- Назначение: пешеходный, автодорожный, железнодорожный, временный.
- Длина пролёта:
- до 25 м — балочные, рамные;
- 25–70 м — ферменные, арочные;
- более 70 м — вантовые, висячие.
- Категория дороги:
- III–V — балочные, ферменные;
- I–II — усиленные фермы, арочные, вантовые.
- Наличие опор:
- при наличии промежуточных опор оптимальны многопролетные балочные или рамные системы;
- при невозможности установки опор (судоходные реки, глубокие ущелья) применяют арочные, вантовые или висячие конструкции с увеличенными пролетами.
- Монтажные условия: удалённость объекта, доступ к оборудованию, условия сварки и монтажа.
- Стоимость жизненного цикла: учитываются не только затраты на строительство, но и расходы на ремонт, усиление и эксплуатацию.
Подробнее о выборе пролётного строения для малых мостов можно узнать из статьи.
Заключение
Пролетное строение определяет конструктивную схему и экономику моста. Универсальных решений не существует: выбор зависит от проектных условий, эксплуатационных задач и условий строительства.
ЕВРАЗ предлагает широкий ассортимент типовых решений и материалов для систем пролетного строения, применимых как в массовом, так и в уникальном строительстве.
