Строительство Тауэрского моста началось в 1886 году и было открыто для посетителей в 1894 году. Мост знаменит своими двумя главными яркими башнями, построенными на причалах водного пути. Еще две скромные башни расположены на береговых опорах, через которые проходят подвесные цепи.
Ключевые особенности:
- Пролет Тауэрского моста, включая длину абатментов, составляет 1050 футов.
- Подъездные пути с северной и южной стороны составляют 1260 футов и 780 футов соответственно.
- Ширина Тауэрского моста между парапетными стенками составляет 65 футов.
- Уклоны на Тауэрском мосту составляют 1,67% и 2% с северной и южной стороны соответственно.
Знаменитый Тауэрский мост в Лондоне
Пролет между двумя основными башнями (также называемый открывающимся пролетом) состоит из двух створок. Эти створки закреплены на опорах таким образом, что они могут вращаться в вертикальной плоскости, обеспечивая движение судов.
1. Основные башни моста
Четыре башни моста построены с использованием стальных колонн, внешняя облицовка покрыта портландским камнем и гранитной скалой, а внутренняя облицовка выполнена из кирпича. Форма башен со стальными колоннами, расположенными на каждом из четырех углов, представляет собой восьмиугольник. Длина стальных колонн составляет 120 футов, они расположены на расстоянии 60 футов друг от друга в поперечном направлении и 33 футов в продольном направлении по линии моста. Стальные колонны поддерживаются тремя наборами скоб, которые обеспечивают опору для внешних стен.
Диагональные ветровые опоры были встроены между посадочной частью балок, чтобы противостоять ветровой нагрузке в 56 фунтов, действующей на открытые поверхности конструкции. Для создания внешней и внутренней стороны колонны по углам восьмиугольной колонны были использованы угловые стержни. Кроме того, в центре каждой боковой плиты были предусмотрены Т-образные ребра жесткости.
Три боковые пластины были предусмотрены между основными посадками, двойные между первой и второй посадками, и одинарные для последних двух посадок. Горизонтальная диафрагма с шагом 3 фута была предусмотрена внутри колонны для увеличения общей жесткости. Эти диафрагмы имеют круглое отверстие, доступ к которому возможен сверху вниз. База колонны шириной 14 футов была соединена с ластовицей, чтобы распределить вес колонны на гранитное основание площадью 16 футов2.
Северная и южная башни Тауэрского моста
Гранитное основание состоит из четырех камней, площадь каждого камня составляет 8 футов2. Далее, основание опирается на стаффордширскую синюю кирпичную кладку. Между основанием колонны и гранитным основанием были проложены слои красного свинца и холста для получения равномерной опоры по всей поверхности основания.
Весь вес башен поддерживается колоннами. Кроме того, колонны выдерживают вес пешеходных дорожек высокого уровня, построенных на верхнем уровне башни, и некоторый вес подвесных цепей. Если весь вес будет действовать вместе с насыщающей способностью движения, то в общей сложности 16 тонн на квадратный фут будет передаваться на гранитное основание и примерно 10 тонн на квадратный фут будет действовать на стаффордширскую синюю кирпичную кладку.
Чтобы учесть сужение и расширение швов, колонны были обернуты промасленным холстом. Это также помогло уменьшить сцепление между бетоном и стальными конструкциями.
2. Опорные башни моста
Башни абатментов были построены аналогично главной башне, однако в меньшем масштабе. Длина и ширина колонн опорных башен составляют 43 фута и 5 футов, они также имеют восьмиугольную форму. Между колоннами в направлении подвесных цепей были установлены угловые опоры для придания жесткости арочным ребрам над проезжей частью.
Вокруг стальных конструкций были предусмотрены кирпичная и каменная кладка, а стены из кирпичной кладки были проведены над стальными колоннами для строительства жилых комнат для руководства Тауэрского моста. В случае главных башен подвесные цепи крепились к стяжкам, в то время как в случае опорных башен подвесные цепи крепились к анкерным стержням с помощью горизонтальных связей из уголков, штырей и коромысел на каждом конце.
Общая схема Тауэрского моста
3. Подвесные цепи и стержни
Подвесные цепи были построены со стороны берегового пролета после возведения ферменной балки, чтобы придать достаточную жесткость береговому пролету и выдержать неравномерную нагрузку из-за интенсивного движения по Тауэрскому мосту.
Каждая подвесная цепь состоит из двух секций неравной длины. Цепь большей длины была прикреплена к верхнему концу опорной башни с помощью стяжек, в то время как цепь меньшей длины была прикреплена к горизонтальным звеньям на нижнем конце опорной башни.
Большая длина цепи составляет около 250 футов между штырями на каждом конце, а меньшая длина цепи составляет около 120 футов. Более длинная секция имеет длину 160 футов, а короткая секция имеет глубину 15 футов через стрелы в центре. Вертикальные стержни были установлены с интервалом 18 футов между стрелами для поддержания глубины подвесной цепи.
В общей сложности девять и пять вертикальных стержней были закреплены на более длинной и короткой секциях, соответственно. Затем между вертикальными стержнями были вставлены диагональные скобы для сопротивления сжатию или растяжению.
Подвесные цепи и стержни Тауэрского моста
Диагональные скобы крепились к стрелам с каждой стороны с помощью промежуточных пластин. Далее, пластины приклепывались к полотнам, пропуская их через паз, образованный на фланцевых пластинах. Кроме того, пластины соединялись с реберными пластинами угловыми стержнями. Пластины, соединяющие кронштейны, обеспечивали крепление верхних концов штанг с нижней стрелой через нижние фланцевые пластины.
Кроме того, пластины защищали стыки штанг в полотне. Угольники и фланцевые пластины изгибались для придания необходимой кривизны штангам в тех случаях, когда штанги были прямыми.
4. Береговые пролеты
Каждый из береговых пролетов был построен между смежными парами с использованием 15 основных поперечных балок и девяти продольных балок. Расстояние между каждым береговым пролетом составляет 20 футов. Однако расстояние между торцами опор и концевыми балками было ограничено 9 футами. Береговые пролеты имеют длину 64 фута и глубину 4,5 фута по центру полотнищ. Кроме того, береговые пролеты были выгнуты на 10 дюймов выше в местах расположения полотнищ, чтобы соответствовать кривизне дорожного полотна.
Пластины были добавлены по центру балки для увеличения толщины нижнего фланца. Однако, как правило, пластины добавляются с нижней стороны балок. Толщина поперечного полотна балки была увеличена так же, как и толщина подвесных стержней, с которыми балка была соединена пластинами-связками.
Поперечное сечение раскрывающегося пролета и берегового пролета Surrey
Продольные балки использовались для придания жесткости фланцам и были установлены с шагом 8 футов. Кроме того, между продольными балками были установлены промежуточные ребра жесткости на всех гранях, ожидаемых на внешних гранях моста, так как внешние грани уже были усилены угловыми балками снизу и фланцевыми пластинами сверху.
5. Разводной пролет
Разводной пролет состоит из четырех главных балок. Каждая балка выступает на 100 футов за пределы пирса и отходит назад примерно на 60 футов в сторону проезжей части. Расстояние между каждой балкой составляет 15 футов.
Между главными балками были установлены поперечные балки, а для их соединения использовались скобы с шагом 12 футов. В целом, пролетное строение выглядело как открытая решетка.
Поперечные балки были установлены между продольными балками, а небольшие промежуточные поперечные балки – между продольными. Таким образом, пол моста был разделен на пространства площадью примерно 4 фута на 3 фута, которые были покрыты смятой плитой перекрытия толщиной 6 дюймов.
По внешнему краю продольных балок были построены парапеты. Ширина 49 футов между парапетами поддерживалась за счет кронштейнов из внешних основных опор. Парапеты состоят из коротких колонн, расположенных на расстоянии 6 футов, с легкими чугунными панелями между ними.
Поперечное сечение открывающегося пролета и берегового пролета Мидлсекс
6. Анкерные связи и балки
Анкерные связи были соединены на верхнем конце подвесных цепей для сопротивления напряжениям, создаваемым цепями. Соединение анкерных связей с подвесными цепями обеспечивалось путем соединения их верхнего конца со связями через примыкания и путем соединения их нижнего конца с бетонными блоками фундаментов подходных виадуков. Анкерные связи были построены между опорами и уровнем дороги в виде коробчатых балок, чтобы придать им достаточную жесткость для самоподдержки на протяжении 80 футов между этими точками.
Под каждой связью на уровне проезжей части была установлена качающаяся опора, под которой уже были предусмотрены различные опоры. Стяжки под уровнем проезжей части состоят из плоских пластин, соединенных болтами и заключенных в толщу боковых стен подъезда.
Ниже уровня земли, на котором были построены подходы, с каждой стороны от основных связей разветвляются связи, с целью получения трех точек соединения с анкерными балками для каждой связи. Эти нижние части связей состоят из двойного набора пластин, скрепленных между собой и приклепанных к двойным полотнам анкерных балок.
Анкерные связи, поддерживающие башни абатмента
Стяжки со стороны Суррея подвергаются большему напряжению, чем со стороны Мидлсекса, из-за действия балок жесткости. Расчетное максимальное напряжение на каждую из первых составило 1 900 тонн, а на каждую из вторых – 1 200 тонн. Анкерные балки Суррея имеют длину 50 футов, глубину 4 фута и ширину 5 футов по верхним фланцам. Размеры балок Мидлсекса составляют 38 футов на 3 фута на 5 футов.
Верхние фланцы анкерных балок передают напряжение от связей на бетон, в который они были вмонтированы. За исключением несущих поверхностей верхних фланцев, все части балок были доступны для осмотра и покраски, окружая их чугунными подводами, прикрепленными болтами к верхним фланцам.
Чугунные сегменты были предусмотрены вокруг связей, и доступ к ним обеспечивался либо с их верхних концов, либо из балки-подземки через люки, вырезанные в верхних фланцевых пластинах анкерных балок. Подземные переходы служат где-то входом, а где-то выходом, чтобы обеспечить правильную циркуляцию воздуха и хорошую вентиляцию.
7. Детали фундамента
Башенный мост состоит из трех пролетов. Длина среднего пролета составляет 200 футов, а длина двух других пролетов, по обе стороны от среднего пролета, составляет 270 футов. Для строительства среднего пролета была использована система бастионного моста с двумя подвижными платформами, чтобы суда могли легко проходить по мосту. Обе подвижные платформы выступают на 100 футов от края пирса.
Общий вес главной башни, проезжей части и подвижных платформ с выступами был очень большим для короткопролетного моста. Пропорция веса на каждый фундамент опор главной башни составляла 4 тонны на фут. Такая нагрузка привела к тому, что ширина изолированного основания составила 100 футов.
Кессонный фундамент, использованный при строительстве Тауэрского моста
Чтобы выдержать такой огромный вес, для опор главной башни был принят кессонный фундамент. Кессонный фундамент должен был проходить через лондонскую глину, которая обладает хорошей прочностью на сжатие. Таким образом, надежная природа лондонской глины ограничивала ширину кессонного фундамента, обеспечивая достаточную прочность опоры. Диаметр и длина кессонного фундамента составили 90 футов и 2000 футов, соответственно.
Геотехнические проектировщики построили четыре ряда небольших кессонов вместо того, чтобы погрузить один большой кессон, простирающийся прямо через пирс. Малые кессоны были выполнены в форме квадрата размером 28 футов. Кроме того, в конце четырех рядов с каждой стороны был сооружен кессон треугольной формы. Каждый кессон был построен с расстоянием 3 фута до ближайшего кессона. Это было минимальное расстояние для того, чтобы рабочие могли эффективно работать между кессонами.
Часто задаваемые вопросы
Какой тип фундамента использовался при строительстве Тауэрского моста?
Для опор Тауэрского моста был использован кессонный фундамент.
Когда началось строительство Тауэрского моста?
Строительство Тауэрского моста началось 10 июня 1986 года.
Кто был инженером-проектировщиком Тауэрского моста?
Гораций Джонс был инженером-конструктором Тауэрского моста.
Какова была стоимость строительства Тауэрского моста?
Строительство Тауэрского моста обошлось в £1 184 000 (что эквивалентно £137 млн в 2020 году).
Читайте далее:- Стальные гофрированные полотна в мостовых балках.
- Башни подвесных и вантовых мостов – функции и концептуальный дизайн.
- Мост Саншайн Скайвей: Уникальный вантовый мост во Флориде.
- Эйфелева башня: Особенности конструкции железного гиганта.
- Пизанская башня: Архитектурное чудо или инженерная неудача?.
- Кессонный (пирсовый) фундамент – типы, конструкция и преимущества.
- Мост Хаурах: Строительство самого длинного консольного моста в Индии.