Строительство железнодорожных мостов

Строительство железнодорожных мостов и развитие мостостроения связаны с прокладкой ж. д. и расширением ж.-д. сети во всех странах. Видная роль в практике и разработке теории ж.-д. мостов принадлежит русским мостостроителям. Первые мосты для Царскосельской железной дороги спроектированы Д. И. Журавским, создавшим впоследствии ряд проектов крупных мостов, в том числе на Петербург-Московской железной дороге. В мостах через р. Мета и Веребьинский овраг были впервые в мировой практике использованы неразрезные девятипролетные фермы с деревянными поясами и раскосами и с металлическими тяжами системы американского инж. У. Гау. Журавским был сделан точный расчет этих ферм, элементы которых ранее назначались эмпирическим путем (фермы получили название ферм Гау — Журавского). Веребьинский мост имел длину пролетов по 49,7 м и комбинированные опоры (каменный низ и решетчатый деревянный верх) с рекордной для того времени высотой 50 м. Совершенствование конструкций ж.-д. мостов связано с применением металлических конструкций. Примером может служить мост на Петербург-Варшавской железной дороге через р. Луга, для которого двухпролетные неразрезные фермы длиной 55,3 м впервые в России были изготовлены из железа отечественного производства. Автор проекта моста С. В. Кербедз предложил фермы решетчатой конструкции, отличавшиеся совершенством, точностью расчета и правильным распределением усилий в элементах (параллельных поясах и часто расположенных перекрестных раскосах).
В то же время в гористой местности строились ж.-д. мосты с применением каменных материалов. В кон. 19 в. в конструкции ж.-д. мостов по предложению Н. А. Белелюбского и СВ. Кербедза стали использовать литое железо (например, фермы мостов Великой Сибирской магистрали). Ценным вкладом в мостостроение явилось предложение использовать в мостовых конструкциях типовые унифицированные элементы. Первые проекты с типовыми пролетами от 25 до 50 саженей (1 сажень = 2,13 м) с шагом для ферм 5 саженей были разработаны Н. А. Белелюбским. В самом длинном для того времени в России и одном из самых протяженных в мире металлическом ж.-д. мосте через р. Амударья (общая длина примерно 1,6 км) были использованы пролеты по 30 саженей. В кон. 19 в. ряд мостов был построен из типовых пролетных строений с двухраскосной решеткой и параллельными поясами (длиной от 55,87 до 87,78 м) и с параболическими поясами (длиной от 87,49 до 109,25 м). Созданные конструкции оказались настолько перспективными, что продолжают использоваться при разработке типовых элементов в современном мостостроении.
Принципиально новая система ферм консольного типа для больших пролетов ж.-д. мостов была предложена немецким инж. Г. Гербером; подробный расчет системы выполнил русский инж. Г. С. Семиколенов. Первый в России ж.-д. мост с консольно-балоч-ными фермами с главным пролетом длиной 67 м построен в 1887 г. через р. Сула (проект Л. Д. Проскурякова). Совмещенный двухъярусный мост такой системы с пролетом 190 м сооружен в 1907 г. через Днепр у ст. Кичкас. Такой тип ферм получил широкое распространение в мировом ж.-д. мостостроении. В кон. 19 — нач. 20 вв. построены крупные ж.-д. мосты с консольными фермами и пролетами большой длины: Фортской мост в Великобритании (главный пролет 521,2 м), через р. Святого Лаврентия в Квебеке (главный пролет 549,84 м) и др. Для ж.-д. мостов с большими пролетами стали применяться предложенные Л. Д. Проскуряковым полигональные фермы с треугольной и шпренгельной решетками. На Всемирной выставке в Париже в 1900 г. золотой медали удостоена модель Енисейского моста у Красноярска. Мост был крупнейшим в мире, с однопролетной балочной фермой длиной 144 м, рекордной для России. Полигональные фермы были использованы при строительстве в 1915 г. моста через Волгу у Симбирска (проект Н. А. Белелюбского). Общая длина моста составила 2,8 км; пролет имел максимальную для того времени длину — 158,4 м. Это был второй по величине мост в России, занявший пятое место в мире по протяженности мостового перехода. В нач. 20 в. получают распространение арочные системы. Примерами таких мостов могут служить мосты Московской окружной железной дороги с пролетом 135 м, в которых применена двухшарнирная схема; металлический мост с пролетом 165 м через долину Гараби во Франции. В арочных, а позднее и в балочных ж.-д. мостах используется железобетон, идея внедрения которого принадлежит Н. А. Белелюбскому и российскому инж. А. Ф. Лолейту. Ценный вклад в этом направлении сделал инж. Н. О. Диаман-диди, который предложил изготовлять типовые железобетонные пролетные строения мостов на специальных заводах. Однако эта идея была претворена в жизнь только в 1950-х гг. В 1913 г. инж. Н. Б. Каменский разработал серию типовых сборных железобетонных пролетных строений для ж.-д. моста. Новый подход к применению железобетона был высказан французским инж. Э. Фрейсине, предложившим принцип предварительного напряжения арматуры.
Развитие ж.-д. строительства в 1950-е гг. поставило перед мостостроением новые задачи: прокладка протяженных магистралей в различных климатических поясах, по сильнопересеченной местности потребовала проектирования большого числа малых и крупных мостов, строительства их индустриальными методами, создания и применения высокопрочных сталей, новых технологий (в том числе сварки), использования унифицированных элементов из сборного и предварительно напряженного железобетона. Примерами такого строительства являются Байкало-Амурская магистраль (построено более 4200 мостов и водопропускных труб), ж.-д. линия Белград — Бар в Югославии протяженностью 476 км (построено 206 железобетонных и 28 стальных ж.-д. мостов). Крупные мосты на таких магистралях строятся обычно совмещенными — под ж.-д. и автомобильное движения. К таким сооружениям можно отнести двухъярусный металлический мост в Португалии через р. Тежу у Лиссабона с пролетом 1013 м (1966 г.); вантовый мост с металлической балкой жесткости и железобетонными пилонами в Аргентине через р. Парана с пролетом 330 м (1977 г.); мост типа «бегущая лань» в Армении через ущелье Раздан в Ереване с пролетом 190 м (1988 г.). Крупнейшим в мире является мостовой переход длиной ок. 10 км между пятью островами в Японии, построенный в 1988 г. В состав перехода входят висячие мосты с максимальным пролетом 1100 м, вантовые — с пролетом 420 м и несколько эстакад. Все сооружения имеют два яруса: верхний — под четыре полосы автотранспорта, нижний — под два ж.-д. пути.