Дерев'яні мости: особливості, класифікація, будівництво
Дерев'яний міст – це конструкція, що складається з елементів на основі деревини. Такі споруди традиційно використовувалися для переправ, коли технології лише розпочинали свій розвиток. Сучасні мости з цього матеріалу набирають популярності завдяки своїй легкості та екологічності.
Деревина є одним із перших типів сировини для будівництва. Її почали використовувати багато століть тому для спорудження будинків та архітектурних об'єктів. Серед переваг матеріалу – його гнучкість, здатність витримувати значні навантаження, невелика вага, простота в обробці та доступність сировини для виготовлення. Звичайно, дерев'яні конструкції далеко не завжди будуть відповідним рішенням, особливо в умовах великого міста. Але якщо йдеться про невеликі переправи з рідкісним рухом – такі мости стануть чудовим вибором. Дешевизна матеріалу та його безпека для довкілля є важливим фактором для відродження дерев'яного мостобудування.
Історія появи переправ із дерева
Перші дерев'яні мости були лише колода або стовбур дерева, які перекидалися з одного берега річки на інший. При значній ширині водоймища люди будували пліт або споруджували підвісну конструкцію. Згодом чисельність населення збільшувалася, зростав обсяг торгівлі, а кількість переміщень та вага вантажів вимагали вже міцнішої споруди. Зростання населених пунктів та його значення визначали нову реальність, у якій розвиток мостів ставало пріоритетним завданням. Щоб забезпечити швидкий товарообмін між містами, люди вдосконалювали технології мостобудування та винаходили все якісніші конструкції.
Істотним недоліком деревини є її схильність до гниття, яке відбувається внаслідок впливу навколишнього середовища, а також діяльності мікроорганізмів. Дерев'яні мости легко піддаються горінню, тому можливість їх збереження після пожежі невелика. Ці конструкції відрізняються невеликою вагою, але при цьому їхня вантажопідйомність значно поступається виробам з металу. Не дивно, що з розвитком технологій будови з деревини поступово замінили міцнішими спорудами. Нині такий тип мостів знайти досить складно. Вони збереглися переважно у сільській місцевості, історичних центрах стародавніх міст та залишках старих поселень. Тим не менш, збереглися багато документів і креслень, що дозволяють зрозуміти технологію будівництва мостів, а також відтворити її в реальних умовах.
Особливості побудови
Ідея будівництва мостів, їх форми та конструкції були взяті зі спостереження за навколишньою природою. Стовбур дерева, перекинутий через річку, став прообразом дерев'яного балкового мосту, а колода, що пливе по воді, надихнула на створення мостів-плотів і споруд понтонного типу. Кучеряві рослини послужили ідеєю для підвісних конструкцій, які спочатку виконувались у вигляді мотузкових виробів, а потім зазнали поступового розвитку. Згодом люди зрозуміли і оцінили зручність балкових будов, і вони почали витісняти інші різновиди переправ. У сучасному світі плавучі та мотузяні мости використовуються переважно для тимчасового пересування.
Балочні дерев'яні мости відрізняються вагою вантажу, який вони здатні витримати, а також розміром прольоту між опорами. Ці показники залежать від міцності балок будівлі. Деревина досить гнучка та стійка до постійних навантажень, тому довжина прольоту може становити близько 10 метрів. Спирається конструкція зазвичай на краї водойми чи іншої перешкоди, у цих місцях створюють невеликі майданчики для стійкості. При значній ширині перепони виникає потреба у штучному звуженні берегів. Ще одним способом є встановлення додаткових опор по всій довжині будівлі, які утримуватимуть його на одному рівні. В даний час опори виконують із бетону, але раніше технології виготовлення не дозволяли використовувати цей матеріал. З цієї причини мости спиралися на дерев'яні та кам'яні палі, які доводилося додатково зміцнювати та періодично ремонтувати.
p align="justify"> Важливою особливістю дерев'яних мостів є обмеження їх розмірів. Це зумовлено цілою низкою причин - труднощами знаходження підходящих колод і дощок для значної довжини виробу, а також пропорційне збільшення маси будівлі. Внаслідок цього великий за габаритами міст може не витримати сильного навантаження і просто зруйнуватися в момент проїзду транспорту. Такі випадки неодноразово траплялися в районах, де старі споруди починали використовувати для постійного пересування транспортних засобів.
Щоб запобігти поломці та збільшити можливу довжину прольоту, інженерами було запропоновано застосовувати замість суцільної конструкції коробки або ферми. При такому підході габарити дерев'яного мосту можуть сягати кількох сотень метрів. Подібна ідея мала Іван Петрович Кулібін, який створив проект будівлі через Неву ще в далекому 18 столітті. Його задуму не судилося відбутися - з'явилася лише зменшена версія споруди. Спочатку міст мав становити завдовжки 298 метрів.
Ідея не була реалізована, оскільки на той час вже почали з'являтися технології виготовлення металевих конструкцій, які були набагато вигіднішими з економічного погляду. Хоча чавун і сталь коштували дорожче, їхній термін експлуатації значно перевищував такий у деревини. Тому було набагато простіше виконати та встановити мости з металу, які служили роками та практично не втрачали початкових властивостей. Сталь та бетон поступово стали основними матеріалами для мостобудування та повністю витіснили дерев'яні конструкції.
Технічна сторона виготовлення мостів із дерева цілком допускає їх використання у транспортній сфері та інших потребах промисловості та господарства. Але все ж таки їх застосування виглядає недоцільним з точки зору терміну експлуатації та вантажопідйомності. Типові будівлі для транспортних та виробничих потреб виконуються лише із сучасних матеріалів, які здатні витримувати значні навантаження. Але все ж таки дерев'яні мости не вийшли з вживання повністю. Їх досі успішно використовують для пішохідних та велосипедних переправ, доповнюють історичні ділянки міст, застосовують у зонах старовинної архітектурної забудови, а також чудово виглядають на спокійних заміських територіях. Хороші такі конструкції для сільського туризму, зон відпочинку та інших екологічно чистих місць.
Різновиди мостових конструкцій
Дерев'яний міст може бути виконаний різними способами, залежно від його призначення та умов розташування. Класифікація інженерних споруд проводиться за такими ознаками:
- Ціль застосування;
- Конструктивні особливості;
- Використовувані матеріали;
- Розміри та довжина прольоту;
- Строк служби;
- Спосіб експлуатації.
Якось люди навчилися використовувати колоди, щоб зв'язати один берег річки з іншим. З того часу минуло дуже багато років, і методи зведення мостів значно змінилися. Внаслідок розвитку технологій з'явилося безліч варіантів конструкцій.
Міст із самонесучою проїзною поверхнею
Такий дерев'яний мост має балки, які розміщені під його настилом. Це дозволяє захистити основу від опадів та впливу навколишнього середовища. Доповнює подібну конструкцію похилим покриттям, яке доповнюється спеціальною мембраною або металом. Настил може бути виконаний як із застосуванням деревини, так і іншими матеріалами. Загородження розміщується вище за основну конструкцію. Довжина прольоту найчастіше не перевищує 25 метрів.
критий
Дерев'яні мости критого типу зазвичай є фермовими спорудами, де проїжджа частина підтримується нижньою стрілою ферми, а дах - верхньою стрілою. Такі конструкції особливо підходять для легкового транспорту та можуть мати прольоти до 100 метрів.
Композитні
Дерев'яні композитні мости є новою будівельною технологією. Вони дерев'яні балки і бетонні настили з'єднуються спеціальними «клеючими» матеріалами, утворюючи функціональну конструкцію. Основний тип - це плоска панель, в якій поздовжні планки або балки, що ламінують, перфоровані сталевими поперечними зв'язками для створення єдиної однорідної панелі. Цей тип мосту підходить для прольотів від 3 до 36 метрів. Споруди мають велику несучу здатність.
Арочні
Несуча конструкція таких мостів – це клеєний брус у вигляді арки. Проліт споруд може досягати 100 метрів. Дерев'яні арочні мости є візуально привабливим типом для довгих прольотів (понад 25 м), а завдяки своїм хорошим властивостям, що несуть, ефективно служать як опори для надбудов. Ці будівлі підходять для руху легкового та моторизованого транспорту.
Арка мостів може бути виконана:
- повністю під надбудовою, у разі арок може бути кілька;
- розрізати лінію надбудови у будь-якій точці;
- повністю над елементом надбудови.
Коробчасто-балочний
Особливість дерев'яних мостів цього типу – наявність порожніх балок, виконаних у вигляді короба. Елементи склеєні між собою та утворюють усередині порожнину, в якій можна розмістити додаткові деталі та інженерні комунікації. Перевагою виробу можна назвати оптимальну швидкість будівництва – блоки коробів переміщують у готовому вигляді, що значно економить тимчасові витрати. Настил виконують з асфальту або за допомогою металевих листів. Розміри прольоту допустимі не більше 35 метрів.
Поперечно-натяжний
Такі конструкції попередньо напружені за допомогою тягово-зчіпних пристроїв. Ці типи будов називаються поперечними попередньо напруженими мостами. Основним елементом є плита, в якій поздовжні планки або клеєні балки стиснуті просвердленими сталевими стрижнями в єдину плиту. Дерев'яний поперечно-натяжний міст має діапазон прольотів від 3 до 36 метрів.
Увігнутий
Дерев'яний міст увігнутої конструкції відрізняється розміщенням основних деталей на рівні огорожі. Його також іноді називають «корито» через своєрідну форму. Для захисту несучих елементів від дощу та снігу їх покривають оцинкованими металевими матеріалами. Знизу розміщують каркас із сталі, який міцно з'єднується з основною конструкцією. Відстань між рамами становить близько 2 метрів. Палубу залишають у відкритому вигляді або розміщують на ній асфальт. Огорожа фіксується до несучої рами. Прольоти сягають 35 метрів.
Міст-ферма
Такі будови були часто використовуваною конструкцією до того, як для дерев'яних мостів почали використовувати клеєний брус. В даний час подібні варіанти використовуються в основному в музейних спорудах та для спеціалізованих цілей. Мости-ферми через їхню поперечну жорсткість найкраще підходять для відносно вузьких прольотів завдовжки 15–50 м. Також це візуально привабливі конструкції, які ефективно служать як опори для надбудов. Ці мости підходять для руху легкового та моторизованого транспорту.
Висячий або підвісний
Дерев'яний підвісний міст являє собою дві балки, що включають діагональні і горизонтальні ферми з нижньою затяжкою. Найчастіше такі конструкції виготовляються із клеєного бруса. Огорожа знаходиться вище палуби, тому вона розташовується та утримується на нижній конструкції. Для більшого зміцнення іноді застосовують сталеву раму. Опори покривають оцинкованими листами для захисту. Настил буває дощатим чи асфальтовим. Для встановлення перил використовують бічні ферми, розміщені нижче основи. Прольоти зазвичай бувають близько 30 метрів.
Призначення мостів
Ключове завдання будь-якого мосту – з'єднати дві точки, розділені перешкодою. Завдяки своїм чудовим властивостям міцності деревина протягом століть була одним з найбільш широко використовуваних будівельних матеріалів. Це легка речовина, яка може витримувати значні навантаження стиснення і розтягування. В останні роки з'явилися нові способи будівництва дерев'яних мостів. Зі зростанням обізнаності про властивості такої сировини з'являється тенденція до використання деревини у поєднанні з іншими матеріалами.
Мости для пішохідного та велосипедного руху
Споруди з деревини ідеально підходять для такого типу використання, оскільки вони легкі, але водночас дуже міцні. Це означає, що дерев'яні мости для невеликих транспортних навантажень можуть мати більш тонку конструкцію, ніж аналогічні вироби з бетону, де вага матеріалу становить більшу частину навантаження. Такі будівлі також мають бути спроектовані з урахуванням динамічних навантажень та внутрішніх розгойдувань. Для довгих мостів може бути встановлена вимога, що обмежує похитування пішоходам.
Мости для дорожнього руху
Багато дерев'яних конструкцій розраховані на можливий рух автомобілів. Ця будова здатна витримати значно більші навантаження, ніж пішохідні та велосипедні мости. Для будівництва таких споруд необхідно враховувати допустиму деформацію.
Естетика та дизайн
Зовнішній вигляд дерев'яного мосту часто є важливим, оскільки він може стати домінуючим елементом ландшафту. Напруженість у виробі часто досить очевидна, а добре спроектована будова може привернути увагу та продемонструвати дерево як будівельний матеріал. Для оптимальної взаємодії між формою та функцією архітекторам необхідно розуміти статичну систему, тоді як інженери-будівельники повинні усвідомлювати естетичні аспекти. Вибір найбільш підходящої конструкції залежить від конкретних умов майданчика, включаючи вільний проліт, кліренс та тип руху. Міст також має бути адаптований до місцевості, що з'єднує дороги, навколишні будівлі та ландшафт. Він має бути привабливим як для тих, хто користується дорогою, так і для тих, хто бачить її з околиць.
Дерев'яні мости можна легко адаптувати до умов місцевості. Лінії, поверхні, форми та кольори можна використовувати по-різному для створення привабливого виробу. Пропорції та ритм також можуть надати мосту його характеру. Деревина легко може бути оброблена з урахуванням різних функцій та вимог. Відкритий міст з дерева може бути спроектований так, щоб його несучі елементи були чітко видно, арки, розкоси або ферми. З пілонами для вантових та підвісних мостів теж можна пограти з погляду форми, пропорцій та поперечного перерізу. Наприклад, якщо висота пілонів перевищує конструктивно необхідну, це може надати місту більшої елегантності.
Поверхня більшості конструкцій обробляється для захисту матеріалу від вітру та негоди, а також для надання їй певного кольору. Однак відтінки повинні відповідати навколишньому середовищу та загальному дизайну. Також можна застосовувати освітлення для виділення різних частин моста у темряві.
Висновок
Незважаючи на те, що дерев'яні мости вийшли з широкого вжитку, поступившись своїм металевим і бетонним конструкціям, вони все ще відіграють значну роль для нетипового використання. Величезна різноманітність форм і видів цих будов дозволяє застосовувати їх у тих випадках, коли масштабніші споруди просто недоречні.
