арочного моста

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 311
Фрунзенского района Санкт-Петербурга
Проект: «История России: нерасторжима связь времен»
Тема: «Чтобы создать такую красоту, я в помощь физику возьму: петербургские
мосты.»
Выполнил: ученик 8 «Б» класса
Клочков М.Л.
Руководители проекта:
Артемьева Л.С.
Белоусова И.Г.
Санкт-Петербург
2013 г.
Цели и задачи работы
Целью работы является выявить, какие законы физики и инженерного
дела были задействованы при строительстве петербургских мостов –
уникальных памятников архитектуры, создающих неповторимый облик города.
Задачи работы:
•
рассмотреть историю
мостостроения;
возникновения
мостов
и
основные
принципы
•
показать типы современных мостов и их устройство на примере мостов СанктПетербурга;
•
проследить историю строительства петербургских мостов.
«В гранит оделася Нева;
Мосты повисли над водами;
Темно-зелеными садами
Ее покрылись острова…»
А.С. Пушкин
Сколько в Петербурге мостов? Какие из них самые-самые?
•
•
•
Санкт-Петербург – один из самых
красивых
городов
мира.
Мосты
Петербурга
являются
уникальными
инженерными
сооружениями
и
памятниками архитектуры. Всего в
Петербурге и его окрестностях более 800
мостов, путепроводов и эстакад.
Самый длинный мост – Большой
Обуховский (вантовый) мост через Неву,
его длина составляет 2824 м.
Самый длинный разводной мост – мост
Александра Невского через Неву (длина
без береговых сооружений 629 м.,
вместе с пандусами 905,7 м.
Самый широкий мост – Синий мост на
реке Мойке (длина 97,3 м.)
Синий мост, самый широкий в Петербурге
Как появились мосты?
Примитивные
деревянные
мосты
возникли в глубокой древности. Первые
каменные мосты появились в Римской
империи. Огромный вклад в развитие
инженерной мысли и мостостроения внес
великий ученый Леонардо да Винчи
(1452-1519 гг..)
«Я знаю, как строить очень легкие и
крепкие
мосты,
пригодные
к
транспортировке
при
нападении
и
отступлении, защищенные от огня и
снарядов.» - писал Леонардо да Винчи,
представляясь,
как
специалист,
искушенный в сфере военной инженерии.
В 2001 году в Норвегии над
автострадой был построен деревянный
100-метровый пешеходный мост по
эскизам Леонардо да Винчи.
Арочный мост
Арочный мост изготавливался из бревен, связанных вместе канатами. В
результате получались две арки. Посередине моста была деревянная мостовая,
закрепленная на перекладинах. Такие мосты легко могли быть построены из
доступных материалов, могли перевозиться с помощью канатов и были
предназначены, в основном, для военных целей. Действительно, этот мост
обладает качествами, особенно полезными в военном деле. Леонардо да Винчи
изучал сопротивления материалов и использовал полученные сведения в
разработке конструкций подобных мостов.
Вращающийся мост
На эскизе представлены три варианта моста: быстро возводимый и разбираемый,
построенный из столбов, вращающийся и плавающий на лодках или бочках.
Вращающийся мост был мостом, состоящим из одного пролета, прикрепленным к
одному берегу реки при помощи вертикального шарнира, на котором он вращается.
Перекидывание моста на другой берег осуществлялось за счет канатов и лебедок, а
также колес и металлических валиков, обеспечивающих его скольжение. Кроме того,
для него был предусмотрен кессон, являющийся противовесом при балансировке и
маневрировании подвешенного в воздухе моста при его опускании на
противоположный берег.
Какие бывают мосты?
Балочные – самый простой вид
мостов. Предназначены для перекрытия
небольших
пролётов.
Пролётные
строения — балки, перекрывающие
расстояние между опорами. Основная
отличительная особенность балочной
системы состоит в том, что с пролётных
строений на опоры передаются только
вертикальные
нагрузки,
а
горизонтальные отсутствуют.
Например, Первый Елагин мост в
Центральном парке культуры и отдыха
на Крестовском острове.
Распорные мосты отличаются от
балочных тем, что нагрузки, передаваемые
с пролётных строений на опоры, имеют не
только вертикальную, но и горизонтальную
составляющую,
называемую
в
строительной механике распором.
Выделяют несколько видов распорных
мостов.
Рамный мост состоит из рам, стойки
которых выполняют роль опор, а ригели —
роль пролётных строений. По форме рамы
могут быть Т-образными, П-образными, а
также иметь две наклонные стойки и
консольные свесы (специального названия
не имеют).
Пример рамного моста – мост через реку
Карповку.
Висячий мост – мост, в котором
основная несущая конструкция выполнена
из гибких элементов (канатов, цепей и
др.), работающих на растяжение, а
проезжая часть подвешена.
Красивейшие
висячие
мосты
Петербурга – Львиный и Банковский,
через канал Грибоедова.


Вантовый мост — разновидность висячих мостов: роль основной несущей
конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных
канатов. Ванты прикреплены к пилонам — высоким стойкам, монтируемым
непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не
исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жёсткости, на
которой располагается мостовое полотно. Ванты располагаются под углом наклона к
горизонтали не менее 30 градусов, так как в противных случаях в них возникают
большие усилия, и жёсткость сильно уменьшается.
Вантовый мост – Большой Обуховский мост, самый длинный мост в Петербурге.
У арочного моста основными несущими
конструкциями являются арки или своды.
Арка - это криволинейный брус, у которого
поперечный размер меньше высоты.
Свод — криволинейный брус, у которого
ширина сечения значительно больше
высоты. Опоры арочных мостов всегда
массивные,
поскольку
должны
быть
рассчитаны и на восприятие распора.
Литейный мост через Неву – арочный.
Как строились мосты Петербурга?
На примере Северной столицы можно изучать историю мостостроения трех последних
столетий. Его мосты вобрали в себя достижения не только отечественной, но и всей мировой
техники. В создании многих из них, наравне с выдающимися инженерами: А.А. Бетанкуром, В.К.
Треттером, В.И. Крыжановским, Г.Г. Кривошеиным, Б.П. Апышковым, А.П. Пшеницким, С.В.
Кербедзом, принимали участие замечательные архитекторы: А.С. Никольский, К.М. Дмитриев,
Л.А. Носков, Н.Г. Тихомиров, Ю.И. Синица, П.А. Арешев, В.С. Васильковский. Они привнесли в
их оформление лучшие черты самых разных художественных стилей и направлений.
Первый мост через Неву – Благовещенский (ныне мост Лейтенанта Шмидта), был
построен в 1850 г. Автор проекта – инженер С.В. Кербедза, в декоративном оформлении моста
принимал участие архитектор А.П. Брюллов. Мост был чугунно-арочным, разводным.
Следующие мосты – Дворцовый (1856 г.), Петербургский (ныне Троицкий, 1803 г.) поначалу
были плашкоутными (т.е. плавучими, опирающимися на плоскодонные суда). Большеохтинский
мост (мост Петра Великого, 1911 г.) – клепаный металлический разводной, мост Александра
Невского (1965 г.) – разводной железобетонный. Самый «молодой» через Неву – Большой
Обуховский, вантовый, был построен в 2004 году.
Почему обрушился Египетский мост? Что такое резонанс?
Египетский
мост
через
Фонтанку
связывает
части
Лермонтовского
проспекта. Сегодня это пешеходный,
автомобильный
однопролетный
металлический мост, а в 1826-1905 годах он
был висячим цепным. В 1905 году по мосту
проходил эскадрон гвардейской кавалерии,
и в этот момент мост обрушился.
Конструкция моста не выдержала слишком
ритмичных колебаний от слаженного шага
военных: в ней возник резонанс.
Резонанс
–
явление
резкого
возрастания
амплитуды
вынужденных
колебаний,
которое
наступает
при
приближении
частоты
внешнего
воздействия к некоторым значениям
(резонансным частотам), определяемым
свойствами системы. Так появилась новая
военная команда «идти не в ногу», которая
дается строевой колонне перед выходом на
любой мост.
«Простор Невы, белеющие ночи,
Чугун решеток, шпили и мосты…»
Всеволод Рождественский
Результаты работы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
В результате проделанной работы были получены следующие выводы.
Всего в Петербурге и его окрестностях более 800 мостов, путепроводов и
эстакад.
Примитивные деревянные мосты возникли в глубокой древности. Первые
каменные мосты появились в Римской империи. Огромный вклад в развитие
инженерной мысли и мостостроения внес великий ученый Леонардо да Винчи.
Балочные – самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия
небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие
расстояние между опорами.
Рамный мост состоит из рам, стойки которых выполняют роль опор, а ригели —
роль пролётных строений.
Висячий мост – мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из
гибких элементов (канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая
часть подвешена.
У арочного моста основными несущими конструкциями являются арки или
своды.
Конструкция моста может не выдержать слишком ритмичных колебаний от
слаженного шага: происходит резонанс, и возможно обрушение моста.
Не зная законов физики, нельзя построить даже самый простой мост. Мосты
Петербурга, на примере которых можно изучать историю мостостроения трех
последних столетий, вобрали в себя достижения не только отечественной, но и
всей мировой науки и техники.
Список используемой литературы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Антонов Б.И. Мосты Санкт-Петербурга. – СПб.: П-2, 2007
Захаров О.Н. Архитектурные панорамы невских берегов. – Л.: Стройиздат,
1984
Пунин А.Л. Мосты повисли над водами. – СПб.: Аврора, 2005
Пунин А.Л. Повесть о ленинградских мостах. – Л.: Лениздат, 1971
class-fizika.narod.ru/leo4.htm
images.yandex.ru
most-spb.ru
opeterburge.ru
ru.wikipedia.org