Мост через Королевское ущелье расположен в Скалистых горах недалеко от города Кэнон-Сити в штате Колорадо, США. Он был построен через реку Арканзас и Королевское ущелье в 1929 году и на тот момент являлся самым высоким мостом в мире.
Мост был построен в центре парка развлечений и планировался как туристический объект, так и средство передвижения. Устойчивость и жесткость моста обеспечивались неравномерной системой ветровых тросов под мостовым настилом, которая уменьшала раскачивание при вибрационном движении.
Мост в Королевском ущелье
Основные характеристики:
1. Эстетика моста через Королевское ущелье
Мост Royal Gorge Bridge не соответствует нескольким стандартам Леонхардта, а стальная рама с открытыми скобами, использованная для башен, не является подходящим выбором с эстетической точки зрения. Хотя дизайн моста не является выдающимся, он впечатляет и подходит к окружающей территории парка развлечений.
2. Конструктивные элементы
Обычно для строительства моста через долину не используют вантовые опоры, так как для обеспечения достаточной прочности фундамента потребовались бы очень высокие башни. Башни моста Королевского ущелья были построены на краю ущелья благодаря наличию прочных гранитных скал, из которых состоят стены ущелья.
Если бы стены ущелья были менее прочными, существовала бы опасность возникновения скольжения из-за вертикального давления вскрышных пород, которое оказывается на край ущелья.
Территория над ущельем гарантирует, что мост будет подвержен воздействию ветров высокой интенсивности. Поэтому подвесной мост не был выбран во время предварительного проектирования из-за его сложности. По этой причине для обеспечения устойчивости настила моста был разработан каркас из ветровых тросов. В частности, до реконструкции и перестановки ветрового троса устойчивость и раскачивание настила были значительными в ветреную погоду.
Использование ветровых тросов позволило освободить конструкцию от более распространенных ферменных опор для бокового укрепления. Таким образом, были улучшены эстетика и устойчивость мостового полотна.
2.1 Фундаменты
Обычно для подвесного моста фундамент для башен очень большой и требует большой глубины, чтобы обеспечить достаточно прочное основание. Но прочные гранитные породы были доступны на поверхности, поэтому для строительства башен моста в Королевском ущелье было достаточно неглубокого фундамента. В качестве фундамента для башен использовались бетонные абатменты, установленные в окружающие скалы. Абатменты были установлены в соответствии с существующим расположением скал. Однако такая конструкция привела к созданию несимметричных башен для каждого пирса.
2.2 Пирсы
Башни и опоры моста через Королевское ущелье были построены с использованием легкой стальной конструкции, состоящей в основном из угловых секций, соединенных болтами. Для увеличения жесткости вертикальных элементов были предусмотрены поперечные распорки, а в местах соединения использовались болтовые соединения. Кроме того, для сохранения целостности пересекающихся элементов на стыках были предусмотрены пластины.
Поперечная арматура также повысила устойчивость в двух вертикальных направлениях, в то время как горизонтальная устойчивость была обеспечена с помощью стальных стержней в каждой башне. Болтовое соединение использовалось для соединения стальных стержней с угловыми секциями в углах башни. Кроме того, были предусмотрены плоские пластины для поддержки поперечных связей между башнями и над проезжей частью.
Стальные башни с кронштейнами
2.3 Основные тросы
Диаметр основных тросов, используемых в мосту через Королевское ущелье, составляет 230 мм. Каждый трос состоял из 2100 оцинкованных стальных проволок. Предельная прочность, обеспечиваемая главными тросами, находилась в диапазоне 800-830 Н/мм2. Однако предел прочности, установленный для конструкционных тросов, используемых в настоящее время, находится в диапазоне 1300-2200 Н/мм2.
Эти тросы имеют нестандартную форму, поскольку они не закреплены проволокой, намотанной по окружности. Это можно объяснить мягкими условиями, которые обеспечивает благоприятная окружающая среда, и отсутствием сильных загрязняющих веществ в провинциальном Колорадо.
2.4 Кабельные анкеры
Кабельные анкеры предназначены для поддержки главного кабеля, чтобы усилия от него могли легко передаваться на фундамент. Для установки анкерных креплений были вырыты траншеи. Длина траншеи составляла 23 м, глубина – 7,5 м. Ширина траншеи составляла 1,2 м и имела две линии отверстий, пробуренных на расстоянии 0,5 м друг от друга.
В 100 отверстиях каждой траншеи на площади 1 м2 была заделана стальная труба диаметром 50 мм, а затем 21 из 2100 проводов в каждом кабеле были обернуты вокруг трубы. Провода и анкерные тросы были закреплены путем заполнения траншеи бетоном после соединения всех проводов.
Оригинальные и замененные анкеры
2.5 Подвесы
Первоначально подвески состояли из стальных стержней, изготовленных методом закалки и ковки. Между стальными стержнями и настилом моста было предусмотрено штыревое соединение. После модернизации подвески состояли из тросовых подвесок, которые были штыревым соединением с основными кабельными лентами и палубой с помощью запорной арматуры. Стержень изготовлен из стали, его диаметр составляет 40 мм.
Межосевое расстояние между подвесками составляет 3 м, они соединяются с каждой главной балкой. Подвески были установлены под небольшим углом, чтобы достать до палубы, так как основные тросы находятся дальше, чем палуба у причалов. Однако этот угол менее заметен по направлению к центральной точке моста, так как главный трос втянут незначительно.
Подвесное соединение с основным кабелем
2.6 Палуба
Настил моста Royal Gorge Bridge состоит из древесины и поддерживается стальными балками, которые идут параллельно длине моста. Далее, в перпендикулярном направлении балки поддерживаются балками двутаврового сечения, которые удерживаются штыревым соединением на подвеске. Кроме того, с обеих сторон палубы была установлена одна стальная балка для уменьшения продольного прогиба из-за консольного действия на краю палубы.
По всей длине настила имеется 1300 деревянных досок; из них около 250 требуют замены каждый год. Хотя для замены этих деревянных досок мост необходимо временно закрыть, болтовое соединение деревянных досок с настилом позволяет быстрее заменить только те деревянные доски, которые не подходят.
2.7 Ветровые тросы
После открытия моста к нему была подведена система ветровых тросов. Уже было запланировано установить систему ветровых тросов, соединенных с палубой, для повышения устойчивости; в противном случае палуба была бы очень неустойчивой. Ветровые тросы крепятся к стенам каньона с одной или другой стороны моста и изгибаются к настилу в фокусной точке моста.
Ветровые тросы состоят из оцинкованной стальной проволоки диаметром 38 мм. Эти ветровые тросы в основном использовались для соединения первичных балок с палубой вдоль длинного пролета. Ветровые тросы также были предварительно напряжены, чтобы гарантировать, что и палуба, и основной трос не будут провисать.
Часто задаваемые вопросы
Где находится мост Royal Gorge Bridge?
Мост Royal Gorge Bridge расположен в Скалистых горах недалеко от города Кэнон-Сити в штате Колорадо, США.
Какой самый высокий мост в США?
Мост через Королевское ущелье является самым высоким мостом в США из-за огромной глубины ущелья. Общая высота моста от настила до поверхности реки составляет 321 м.
Когда было начато строительство моста через Королевское ущелье?
Строительство моста через Королевское ущелье началось в 1929 году и было завершено в течение шести месяцев.
Какова длина и ширина моста через Королевское ущелье?
Длина моста составляет 366 м, центральный и боковые пролеты – 268 м и 40 м соответственно. Ширина настила составляет 5,5 м.
Какова высота башен моста Королевского ущелья?
Высота южной и северной башен составляет 46 м и 34 м соответственно.
Почему для моста через Королевское ущелье не был выбран вантовый тип моста?
Для строительства моста через долину не был выбран вантовый мост, поскольку для обеспечения достаточной прочности фундамента потребовались бы очень высокие башни.
Какая порода доступна для фундамента моста через Королевское ущелье?
Для фундамента моста через Королевское ущелье используется гранитная порода. Прочность гранитной породы на сжатие составляет около 250 МПа.
Тоннель под Ла-Маншем: Строительство самого длинного в мире подводного тоннеля
Виадук Мийо: Особенности строительства самого высокого моста в мире
Мост “Золотые ворота”: Строительство одного из самых длинных подвесных мостов в мире
Читайте далее:- Башни подвесных и вантовых мостов – функции и концептуальный дизайн.
- Мост Бандра-Ворли: Самый длинный в Индии вантовый мост в открытом море.
- Концептуальный сейсмический проект моста с вантовой опорой и его компоненты.
- Характеристики мостов на вантовых опорах во время землетрясений.
- Мост Саншайн Скайвей: Уникальный вантовый мост во Флориде.
- Эйфелева башня: Особенности конструкции железного гиганта.
- Фирменный мост: Важные аспекты его проектирования и строительства.