Мост Золотые Ворота соединяет залив Сан-Франциско с Морским округом и считается символом могущества и прогресса Соединенных Штатов Америки. Это тип подвесного моста с башней на каждом конце и настилом, поддерживаемым тросами, прикрепленными к башням.
Толстое покрывало тумана вокруг моста Золотые Ворота
Летом вокруг моста собирается густой туман, скрывающий весь пролет, и только две оранжевые башни заметно возвышаются над туманом, создавая впечатление двух золотых лестниц, поднимающихся к небу. Кажется, что это золотые ворота в небеса.
Мост был открыт для посетителей 27 мая 1937 года и отмечался как День пешехода, когда по нему прошли более 200 000 человек. Аналогичное событие, собравшее около 300 000 человек, было отмечено в День пешехода. в честь 50-летия моста, что, к сожалению, привело к прогибу средней части на 7 футов, тем самым сплющив культовую арку моста.
Люди празднуют 50-летие моста “Золотые ворота
- 2.1 Мертвая нагрузка
- 2.2 Живая нагрузка
- 2.3 Ветровая нагрузка
- 3.1 Строительство якорного блока
- 3.2 Строительство северного пирса
- 3.3 Строительство южного пирса
- 3.4 Строительство башни
- 3.5 Строительство кабелей
- 3.6 Строительство палубы
1. Структурная система моста Золотые Ворота
Подвесной мост состоит из двух башен, настила, тросов, анкерных креплений и пирсов. Анкеры крепят тросы, которые несут нагрузку, действующую на настил. Каждая башня натягивает тросы для поддержания настила в подвешенном состоянии. Натяжение создает на башнях силу, направленную вниз, которая воспринимается опорами.
Конструктивные элементы моста Золотые Ворота
1.1 Опоры и башни
Две башни моста были построены на каждом конце залива Сан-Франциско. Башни держат тросы моста, которые поддерживают настил и передают вес моста на башни.
Сила сжатия, создаваемая тросами, противодействует башням через опоры, которые изготовлены из железобетона и опираются на донные породы под заливом Сан-Франциско. Эти опоры передают сжимающую силу на камни.
1.2 Тросы
Два основных троса моста подвешены между башнями. Тросы образуют U-образный изгиб и состоят из 27 572 отдельных кусков стальной проволоки. Далее к основным тросам подвешены стальные канаты, которые соединяются с настилом. Гравитация тянет палубу, создавая силу натяжения в главном тросе, чтобы противостоять этой нагрузке.
1.3 Блок анкерного крепления
Сила натяжения, возникающая из-за мертвой нагрузки на настил, должна быть компенсирована, чтобы предотвратить обрушение моста. Чтобы компенсировать эту силу, с каждой стороны залива Сан-Франциско было предусмотрено по одному якорному блоку. Это анкерное крепление обеспечивает плотный захват основных тросов. Концы тросов поддерживаются анкерными креплениями с обеих сторон моста.
Далее анкерные крепления соединяются с коренной породой с помощью стержней, стальных пластин и проушин. Каждое анкерное крепление состоит из 60 проушин (металлических стержней с отверстиями на концах). Провода основных тросов крепятся к отверстиям в проушинах. Эта система предотвращает провисание тросов под весом мостового полотна.
2. Нагрузки, учитываемые при проектировании моста Золотые Ворота
Мост был спроектирован с учетом мертвой нагрузки, живой нагрузки и ветровой нагрузки. Эти нагрузки рассматриваются ниже:
2.1 Мертвая нагрузка
Мертвая нагрузка любой конструкции обусловлена весом этой конструкции. Как правило, в подвесных мостах используются металлические балки. Однако, чтобы уменьшить мертвую нагрузку моста “Золотые ворота”, проектировщики использовали металлические тросы, так как они легче металлических балок.
2.2 Живая нагрузка
Основная живая нагрузка на мост “Золотые ворота” включает в себя легковые и грузовые автомобили, а также людей, пересекающих мост. Увеличение интенсивности движения может привести к прогибу настила моста, поскольку увеличивающийся вес может создать большее напряжение в тросах, поэтому положение настила может измениться. Инженеры спроектировали мост с максимальным прогибом в 3,3 м при самом неблагоприятном сценарии.
2.3 Ветровая нагрузка
Мост был рассчитан на два типа ветровой нагрузки. Первый – это статическая ветровая нагрузка, которая действует на мост, когда ветер дует поперек моста из стороны в сторону. Для предотвращения воздействия на мост статической ветровой нагрузки инженеры продумали гибкие тросы, которые позволяют мосту раскачиваться в ветреную погоду. Это позволяет мосту перемещаться на 8,4 м из стороны в сторону и оставаться устойчивым.
Другая нагрузка – динамическая ветровая нагрузка, которая действует на мост, когда ветер дует над ним вверх и вниз. Такая ветровая нагрузка может вызвать прогиб и скручивание настила. Чтобы предотвратить воздействие на мост динамической ветровой нагрузки, инженеры предусмотрели фермы в нижней части настила, чтобы сделать его более жестким. Таким образом, движение жесткого настила в динамических условиях значительно меньше, чем обычного настила.
3. Строительство моста Золотые Ворота
Строительство моста включает в себя возведение различных структурных элементов, о которых пойдет речь ниже:
3.1 Строительство анкерного блока
В заливе Сан-Франциско проходит линия крупного разлома, из-за чего в этом районе часто происходят землетрясения. Якорные блоки были спроектированы таким образом, чтобы они не соскальзывали во время землетрясения. Для этого были построены три взаимосвязанных бетонных блока.
Якорный блок был построен над бетонным блоком. Сначала над бетонным блоком были сооружены стальные балки для укрепления анкерных блоков, затем внутри формы анкерного блока были закреплены проушины, после чего была произведена заливка бетона. После строительства анкерного блока над блоком были видны только проушины.
Строительство блока анкерного крепления
3.2 Строительство северного пирса
3.3 Строительство южного пирса
Строительство южного пирса было сложным, так как основание подстилающей породы находилось на 34 м ниже поверхности морской воды. Это была первая попытка построить опору моста в глубокой открытой воде.
Строительство крыла
3.4 Строительство башни
После строительства пирсов над ними была возведена стальная башня высотой 227 метров. Чтобы построить такую высокую башню, инженеры соорудили вокруг нее строительные леса. Стальные детали были склепаны на месте, а раскосы и поперечины использовались для соединения двух опор башни, которые находились на расстоянии 27 м друг от друга.
Архитектор башни решил создать рифленый узор, который проходил вверх и вниз по бокам башни с помощью клепки. В результате такой рисунок создавал ощущение движения башни, когда солнечные лучи отражались от них.
3.5 Строительство кабелей
После возведения башни вместе с ней были построены два основных троса большой длины. Для этого стальной трос был прикреплен к проушине на якоре, пропущен через обе башни с помощью вращающегося колеса и соединен с проушиной на противоположной стороне залива.
Это был медленный процесс, и чтобы ускорить его, инженеры использовали одновременно шесть прялок с проволокой, окрашенной в разные цвета. Строительство кабелей было завершено в течение шести месяцев.
По всей длине основных кабелей были предусмотрены желобчатые металлические полосы. Эти желобки служили для поддержки 500 подвесных канатов. Кроме того, эти подвесные канаты соединяли настил моста с двумя основными тросами. Подвесные канаты были расположены на расстоянии 15 м друг от друга.
Строительство тросов с использованием прядильного колеса
3.6 Конструкция настила
Палуба моста Золотые Ворота состоит из стальных балок, поддерживаемых фермами и подвешенных через подвесные канаты. Для этого была создана люлька путем скрепления болтами двух кусков подвесных канатов. Палуба была подвешена через люльку.
Установка настила производилась с обоих концов башни по направлению к центру. Это было сделано для того, чтобы равномерно распределить нагрузку на башню. Всего было установлено 747 секций. После того как настил был построен, инженеры уложили над ним дорожное полотно.
Строительство настила моста Золотые ворота
Вопросы и ответы
Почему был построен мост Золотые Ворота?
Он был построен для того, чтобы соединить залив Сан-Франциско с округом Марин, иначе поездка на пароме из залива Сан-Франциско занимала 27 минут.
Почему мост называется “Золотые ворота”?
Летом вокруг моста скапливается густой туман, скрывающий весь пролет, и только две оранжевые башни заметно возвышаются над туманом, создавая впечатление двух золотых лестниц, поднимающихся к небу. Кажется, что это золотые ворота в небеса.
Кто был инженером-конструктором и архитектором моста Золотые Ворота?
Инженерами-проектировщиками моста были Джозеф Штраус и Чарльз Эллис. Архитектором был Ирвинг Морроу.
Какова длина моста “Золотые ворота”?
После завершения строительства мост “Золотые ворота” стал самым длинным подвесным мостом в мире. Он оставался самым длинным подвесным мостом в мире в течение почти 30 лет. Пролет моста “Золотые ворота” составляет 1 280 м.
Структурные детали Бурдж Халифа – бетонный уровень и фундамент
Концептуальная сейсмическая конструкция моста с вантовыми опорами и его компоненты
Читайте далее:- Катастрофа моста Пойнт Плезант: Обрушение подвесного моста с цепью для глаз.
- Пизанская башня: Архитектурное чудо или инженерная неудача?.
- Мост Королевского ущелья: Конструктивные элементы самого высокого моста в США.
- Мост Бандра-Ворли: Самый длинный в Индии вантовый мост в открытом море.
- Эйфелева башня: Особенности конструкции железного гиганта.
- Мост Хаурах: Строительство самого длинного консольного моста в Индии.
- Часовая башня Биг-Бен: тиканье с наклоном.