Постройка мостов на Руси началась очень давно. Древнейшие из них благодаря обилию лесов рубились из дерева. Первыми мостами служили просто переброшенные с берега на берег деревья (рис. 209). По мере роста и усиления Киевского государства и роста городов в конце X века совершенствовалось и строительное искусство.

Необычайное мастерство русских плотников обращало на себя внимание иностранных путешественников. Жан Соваж Диепский, побывавший на Руси, отмечает: «Ограда Архангельска составляет замок, сооруженный из бревен заостренных и перекрестных; постройка его из бревен превосходна; нет ни гвоздей, ни крючьев, но все так хорошо отделано, что нечего похулить, хотя у строителей русских все орудия состоят в одних топорах; но ни один архитектор не сделает лучше, как они делали».

В «Русской Правде» (1020 г.) есть особая статья «о мостницех». В войске Яросдава Мудрого (1019-1054 гг.) было особое сословие военных строителей, носивших название «городников» - строителей крепостей, «мостников» - строителей мостов и переправ и «порочных мастеров», устраивавших разного рода машины (пороки) для осады крепостей. Под их началом находились рабочие: «плотники, древодели, наймиты, деловцы». Таким образом, уже в начале XI века Русь имела квалифицированных мастеров - специалистов в различных областях строительства. Наиболее распространенным типом мостов на больших реках были наплавные, так называемые «живые» мосты, состоявшие из ряда плотов, лодок или барок, поддерживавших настил. Подобный наплавной мост через Днепр в Киеве был построен еще при Владимире Мономахе в 1115 году. Для того времени этот мост был замечательным инженерным сооружением.

Своим мастерством «древоделей» издавна славились новгородцы, о художественном вкусе и уменье которых свидетельствуют сохранившиеся на севере образцы замечательного мастерства их преемников. Знаменитый мост через реку Волхов - место решения распрей новгородцев (рис. 210) - имел опоры в виде срубов, городней с верхней сквозной частью. На нее опирался бревенчатый настил (рис. 211) полотна.

Пролет, примыкающий к городской стене, обычно делался подъемным и назывался возводным мостом. Первое летописное указание об устройстве подъемных мостов относится к 1229 году. Подъемный механизм их состоял из коромысла, вращающегося между столбами (жеравцами), и цепей.

Овраги и небольшие реки перекрывались нередко двойным или тройным рядом сквозных бревенчатых стен - заборов, связанных поперечными рядами бревен (рис. 212).

Такая конструкция существовала еще в конце XVIII века на Архангелогородском тракте, которую и отражают приведенные чертежи. На меженнем русле для свободного прохода воды оставались отверстия, часто на полную высоту забора, причем получался мост, устои которого представляли двух- или трехрядную сквозную стенку. Весенние воды проходили в долевые горизонтальные щели между смежными рядами бревен. Следующей ступенью были мосты с ряжевыми опорами из сплошных стенок, которые заполнялись камнем или землей. Один из сохранившихся мостов подобного тина дан на рис. 213, 214 . Он расположен на р. Кене у деревни Овчинконец (Федоровское). Для сокращения пролета из ряжа выпускались коротыши в виде консолей. Сохранился один из мостов с такими выпусками (рис. 215) на Кавказе по Сухумской дороге.

Татарское нашествие задержало развитие русского инженерного искусства и в частности строительства мостов.

Исключением являлись только Новгород и Псков, не затронутые непосредственно нашествием татарских орд. В XV-XVI веках особенно славились на Руси псковские розмыслы , работавшие и в других городах.

В период усиления Московского княжества, во время процесса объединения русского государства возрождается и строительство мостов.

Немалую роль играли мосты при военных операциях. При Дмитрии Донском во время осады Твери был наведен мост через Волгу, а во время войны с татарами - через Дон (1380 г.). Не раз наводились такие мосты и в Новгороде. Во время борьбы о Москвой здесь была построена деревянная плавучая стена на Волхове (1477 г.). Известно, что во время похода Ивана III им также наводился плавучий мост у Новгорода. «Живыми» были и первые деревянные мосты Москвы: Москворецкий, Крымский и другие (рис. 216).

Примечания

1. В Новгородской летописи говорится в одном месте: «Тоя же осени (1335 г.) внесе лед и снег в Волхов и вышебе городень великого мосту».

2. Мост обмерен в 1946 году арх. Ополовниковым н Забелло, которым и принадлежат приведенные чертежи. Построенная в 1528 году Невежей Псковитяниным плотина через Волхов в Новгороде была как раз такого типа с ряжами, забросанными камнем.

3. Строителей в то время называли «розмыслами», «палатными мастерами», «городовыми смышленниками» и т. д.

Краткий исторический очерк развития деревянных мостов

Дерево издавна используют при строительстве мостов. По степени распространения на земле и длительности использования человеком с древесиной конкурирует только камень.

Мосты из дерева строили еще в древнем Риме, Греции и других странах. Одним из древнейших является мост через р. Ефрат в Вавилоне (1200-625г.г. до н.э.). Значительный вклад в развитие деревянного мостостроения внес итальянский строитель Палладио. Им были предложены для мостов шпрегельные и ригельно-подкосные системы, а также решетчатые фермы с параллельными поясами, стойками и раскосами, сохранившиеся до настоящего времени.

В конце XVIII в. и начале XIX в. при строительстве деревянных мостов стали использовать арочную систему. В середине XIX в. американским инженером Тауном были предложены и построены деревянные пролетные строения в виде решетчатых ферм из досок.

Во второй половине XIX в. и в начале XX в. более широко начали использовать металл и затем железобетон.

Интенсивное строительство деревянных мостов в России началось при Петре I в Петербурге. Мосты строились балочной и арочной системы на свайных и каменных опорах, а также наплавные.

В начале XIX в. в России начали использовать фермы системы Гау. Руский инженер Д.И. Журавский разработал метод их расчета.

Во второй половине XIX в. в России началось интенсивное строительство металлических мостов.

Широкое распространение деревянные мосты получили после октябрьской социалистической революции на автомобильных дорогах.

В послевоенный период при строительстве новых мостов большее распространение получил железобетон.

В современный период деревянные мосты на автомобильных дорогах практически на строят. Но они находят применение как временные мосты и могут строиться на местных дорогах в районах, богатых лесом. По данным статистики в Украине эксплуатируется 1% деревянных мостов.

Основные особенности деревянных мостов

Дерево применяют как строительный материал для мостов благодаря его широкому распространению, малому объемному весу и простоте обработки.

Наряду с достоинствами древесина имеет и недостатки – подвержена гниению , в результате чего деревянные мосты быстро выходят из строя. Срок службы деревянного моста 8 – 10 лет, если не принимать специальные мероприятия против загнивания. Части моста, которые расположены в условиях переменной влажности, загнивают через 5 – 7 лет.

Недостатком древесины является зависимость сопротивления дерева усилиям от их направления относительно волокон . Это затрудняет устройство сопряжений элементов и не дает возможность использовать материал по наибольшей прочности.

Характерной особенностью древесины является неоднородность. Прочностные характеристики древесины зависят от того из какой части поперечного сечения и на который высоте ствола был взят образец, влияют пороки дерева : сучковатость, косослойность и т.д.

К недостаткам древесины относят: уменьшение размеров при усушке. Усушка и слабое сопротивление смятию поперек волокон приводят к обмятию врубок и расстройству соединений. Поэтому требуются тщательные наблюдения при эксплуатации и соответствующие расходы на содержание и ремонт.

Деревянные мосты опасны в пожарном отношении .

Гниение древесины является не естественным процессом старения материала, а болезнью, которая вызвана грибками. В условиях, исключающих жизнедеятельность грибков, древесина может сохраняться больше тысячи лет.

Поиск путей увеличения срока службы деревянных мостов ведут с использованием конструктивных и химических средств защиты древесины . Конструктивный путь - это переход к безврубочних конструкциям и механическая защита элементов моста от атмосферных воздействий козырьками, навесами и т.п. Химический способ – антисептирование древесины веществами, убивающими грибки. Антисептирование позволяет увеличить срок службы моста в 2-3 раза (до 30 лет, а при использовании клеенных и клеефанерных конструкций до 40 лет и больше). Но следует отметить, что антисептики дорогие.

Самый длинный деревянный мост России, "Типографский" пешеходный, 555 метров, построен в 2016 году, г. Киржач, Владимирская область.

Древесина - один из первых строительных материалов, широко используемых для создания различных конструкций. Благодаря своим естественным качествам, она долго оставалась основным материалом для сооружения жилищ, ограждений, транспортных средств. Прочность, гибкость, сравнительная простота обработки с помощью несложных технологий - по совокупности этих свойств у древесины не было конкурентов. Но, пожалуй, еще более ценной ее особенностью является возможность заготовки готовых длинномерных деталей (деревянных бревен, а затем и досок), из которых сразу собирались стены и ограды, возводились мосты-переправы для преодоления препятствий. В индустриальное время основными конструкционными материалами стали металл и бетон, а о строительной древесине почти забыли. Однако сейчас с пониманием того, что нужны не только грандиозные проекты и с осознанием важности бережного отношения к окружающей среде, дерево возвращается. Современные материалы из него, вроде клееных массива и бруса (LVL, CLT) или модифицированной древесины (ацетилированная древесина, термодревесина), используются и в многоэтажном деревянном домостроении, и в деревянном мостостроении. О последнем и пойдет речь.

Проект моста через Неву Ивана Петровича Кулибина.

Переправы прошлого, "первые" деревянные мосты, - отдельные стволы деревьев или несколько стволов, перевязанных веревкой, гибкими ветвями, переброшенные через расщелины и небольшие реки. Если нужно было наладить сообщение между двумя берегами широкой реки, мост-плот или подвесной мост строили из тех же деревянных бревен и "веревок". "Простых" мостов было достаточно, пока их малая ширина и грузоподъемность не стали существенно ограничивать массовые перемещений людей и грузов, обусловленные ростом поселений и развитием торговли. Новая реальность городов и рынков потребовала и совершенно другой транспортной сети, рассчитанной на мощные потоки людей и товаров. Задача преодоления преград на пути этой сети решалась комплексно. С одной стороны, выбирались более легко проходимые маршруты, с другой, развивалось мостостроение. До сих пор сохранились каменные мосты через реки и расщелины скал, овраги (виадуки), построенные на путях Римской империи (и даже на тысячелетие более древних, как мост Arkadiko, Микенская культура). Стоят и некоторые металлические мосты начала индустриальной эры.

Белорецкий деревянный пешеходный мост, река Белая, длина моста 550 метров, построен в 30-х годах прошлого века.

Древесина естественно разлагается под воздействием разрушающих факторов внешней среды и микроорганизмов, включенных в природный цикл органики-неорганики. Существенная часть деревянных строений была разрушена огнем. Наконец, деревянные конструкции сравнительно легко демонтировать и заменить на более совершенные и из более современных материалов. Не удивительно, что деревянные мосты даже недалекого прошлого сохранились лишь в картинах, эскизах и чертежах, исторических текстах, да остатках окаменевшей мореной древесины. Тем не менее по историческим документам и материальным остаткам можно достаточно точно восстановить, как их строили, и как добивались увеличения срока службы.

Конструкции древних деревянных мостов сравнительно просты. И по сути являются развитием подмеченных в окружающем мире, подходящих для преодоления препятствий, форм. Бревно над ручьем - прообраз моста балочного типа. Плавающее бревно - моста-плота или моста понтонного типа. Лианы и лоза - веревочных, а затем современных подвесных и вантовых мостов. Мосты первого типа, балочные, постепенно вытеснили наплавные и веревочные, которые если и использовались после, то скорее, как временные переправы.

Пешеходный мост "Леонардо", Норвегия, построен в 2001 год по "мотивам" проекта каменного моста через бухту Золотой Рог Леонардо да Винчи, длина 110 метров.

Грузоподъемность и длина пролета балочного моста определяются способностью материала, из которого изготовлена балка, выдерживать нагрузки (критически важные - растягивающие, возникающие при изгибе нагруженной балки). Древесина сравнительно хорошо противостоит таким нагрузкам, и пролет деревянного балочного моста может связать две опоры на расстоянии в десяток метров. В качестве опор могут использоваться подготовленные площадки (устои - береговые опоры) на краях преодолеваемой преграды. Если же преграда широка, то приходится наращивать края берега или ставить промежуточные опоры. До изобретения цемента и разработки технологии возведения бетонных опор, материалом для опор служили камень и дерево. Стенки опор могли сооружаться из древесины как срубы с засыпкой пустот камнями. Такие конструкции противостояли и течению реки, и паводкам, и ледоходам.

Деревянные конструкции опор, пролетов, настилы балочного моста нуждались в ремонте и подновлении. Для увеличения их срока службы подбирались материалы из более стойкой к влаге и морозам древесины. Изобретались способы уменьшения нагрузки на мост в период ледохода или паводка (разборные конструкции, сборка каркаса в "реж" - с проемами для пропуска потока воды, защитные насыпи из камней).

Обрушение деревянного моста над автомагистралью E6, Sjoa Gudbrandsdalen, Норвегия, 2016 год. Для магистрали было построено 6 типовых мостов длиной 45 метров, предназначенных для хозяйственных нужд (не для регулярного движения). Мост обрушился при проезде через него грузового автомобиля.

Простой балочный деревянный мост не может быть просто масштабирован до больших размеров. С одной стороны, в природе просто не найти бревен слишком большой длины и диаметра. С другой, собственный вес конструкции с ростом размера растет быстрее, чем ее несущие возможности. И, в конце концов, она разрушается даже без нагрузки. Чтобы обеспечить требуемые прочностные показатели и избежать разрушения под действием собственного веса, сплошную деревянную конструкцию балки можно заменить коробкой или фермой. Ферменная или коробчатая конструкция позволили бы строить деревянные мосты больших размеров с длинными пролетами. Насколько большим мог бы быть такой мост позволяет судить, к примеру, известный проект моста через Неву, предложенный (в 1772 году) Иваном Петровичем Кулибиным.

К сожалению, реализовать удалось лишь уменьшенную модель этого одноарочного моста, который в натуре должен был иметь длину в 298 метров. Для переправ предпочитали использовать пусть и не такие изящные, но проверенные временем сооружения.

"Перевернутый" деревянный мост ("Мост Моисея") через крепостной ров в Fort De Roovere, Нидерланды, построен в 2011 г; в конструкции применялась ацетилированная древесина.

К тому времени, когда решения в виде эффективных по сопротивлению нагрузкам и легких конструкций (фермы, коробки) было найдено, уже существовали и технологии массового изготовления металлических деталей. Большие мосты оказалось проще и дешевле (с учетом предполагаемого срока службы) реализовать из чугуна (а затем и стали). Первый чугунный мост с пролетами в 30 метров был построен в 1779 году в Великобритании на реке Северн. Стальной прокат, стальные кабели и тросы, бетон и напряженный бетон окончательно закрыли тему древесины, как материала для мостов. Да, изготовить из древесины сборный балочный, арочный мост, мост с вантовой несущей системой или рамный вполне возможно. Но особых причин для использования древесины, если речь идет о типовых современных транспортных сооружениях, нет.

А как с не типовыми? Оказалось, что из современных пиломатериалов (согласно отечественным нормативам деревянные мосты строят из сосны, ели, лиственницы, а наиболее ответственные детали таких мостов изготавливают из твердых лиственных пород - дуба, ясеня и проч.), а еще лучше из клееных и композитных деревоматериалов, мост в некоторых случаях получается и лучше, и даже долговечнее (при заданных расходах на строительство, ремонтные и регламентные работы), чем из обычных для современного мостостроения металла и бетона. Деревянный мост из современных материалов, покрытых защитными составами, с износостойким настилом - уместное решение для обеспечения пешеходного или велосипедного движения, если предполагаемый срок его эксплуатации 50-100 лет. Такой мост хорошо вписывается в городскую среду, особенно если она сохранят традиционные черты "старого" города. Является наилучшим выбором при оформлении функционального ландшафта вокруг исторических объектов: крепостей, замков, каналов, мельниц и проч.

Древесина, несомненно, старейший и наиболее широко применявшийся в прежние века материал для строительства мостов. Тем не менее в XX веке сталь и железобетон ее почти вытеснили из этой сферы. И если в других странах старые мосты благодаря защите конструкций сохранились, то в России они чуть ли не все утрачены.

Сейчас древесина возвращается в мостостроение в виде современных конструкций. Россия в этом процессе пока, к сожалению, почти не участвует, зато у наших специалистов есть возможность изучать чужой опыт и брать из него лучшее.

В предлагаемом обзоре на примере нескольких наиболее примечательных, по мнению автора, объектов в разных странах прослежена история развития деревянного мостостроения от старейшего (из сохранившихся) моста на деревянных фермах до современных автодорожных мостов из клееных деревянных конструкций. В обзоре представлены только существующие или планируемые к строительству мосты.

Мост Капельбрюкке (Kapellbrücke), Швейцария, 1365 год

Этот мост, название которого переводится с немецкого как «Часовенный мост», старейший в Европе, а также старейший в мире среди мостов на деревянных фермах. В 1993 году он пережил пожар. Его общая длина 275 м, максимальная длина пролета - 15 метров.

Переход от балок к деревянным фермам позволил мостостроителям увеличить свободные пролеты мостов - теперь они не были ограничены размерами исходных бревен и брусьев. В Швейцарии в базе данных деревянных мостов действующими числятся 1055, многие из них построены в XV-XIX веках. Проезд автотранспорта по этим мостам, как правило, запрещен, но ими до сих пор пользуются пешеходы и велосипедисты. Такая долговечность старинных швейцарских мостов обусловлена тем, что они были построены крытыми.

В настоящее время для предотвращения гниения деревянных конструкций применяют глубокую пропитку древесины биозащитными составами, защиту конструкций стальными листами (сверху) и обшивочными досками (сбоку), комбинирование деревянных конструкций с бетонной плитой, свесы которой защищают древесные элементы от осадков.

Автомобильная развязка Кистоун-Уай (Keystone Wye), США, 1968 год

Клееную древесину для строительства мостов в Северной Америке начали использовать со второй половины 1940-х годов, когда в промышленных масштабах было налажено производство влагостойких клеев. Однако настоящий прорыв произошел в 1966-1967 годах, когда клееные деревянные конструкции были использованы для строительства трехуровневой развязки федеральных шоссе (хайвеев) 16 и 16А в Южной Дакоте. Объект представляет собой два моста, расположенных один над другим. У верхнего моста, опирающегося на три клееные арки, длина пролета 47 м, даже сегодня эта величина впечатляет, если помнить, что мост автодорожный! Каждая арка изготовлена из двух полуарок, соединенных шарниром в вершине.

Мосты Кистоун-Уай на многие годы стали символом деревянного мостостроения в Соединенных Штатах. С тех пор в США было построено довольно большое число мостов из клееных деревянных конструкций. В 1989 году Сенатом США была одобрена инициатива по развитию деревянного мостостроения Timber Bridge Initiative, согласно которой предписывалось стимулировать использование в лесных регионах древесины как местного строительного материала для объектов транспортной инфраструктуры. Это решение положило начало масштабной национальной программе, в рамках которой финансировались разработки экономичных конструкций и методов строительства мостов из древесины, возведение экспериментальных и демонстрационных мостов.

Так, были разработаны конструктивные решения для мостов на лесных дорогах. Небольшие пролеты, короткий срок эксплуатации, низкая интенсивность движения - все это позволяет упростить конструкцию и сделать ее недорогой. Пролетное строение в этом случае может состоять только из самонесущего полотна, выполненного стягиванием поставленных на кромку досок (stress-laminated deck). Металлические шпильки также выполняют армирующую функцию. Плиту собирают в заводских условиях. Для повышения срока службы строения используют пиломатериалы, пропитанные под давлением. Поскольку эти конструкции хорошо показали себя в эксплуатации, сфера их применения была расширена и мосты с самонесущими полотнами эксплуатируют сегодня и на дорогах общего пользования. Для повышения несущей способности плиты стали изготавливать не из досок, а из клееных балок (stress-laminated glulam deck). Причем, как оказалось, целесообразно стягивать элементы в плиту не массивного сечения, а коробчатого или Т-образного. Плитами последнего из названных видов перекрывают пролеты длиной 25-30 м. В настоящее время это решение широко применяется и в других странах.

Следует заметить, что сейчас в США насчитывается около 48 тысяч деревянных мостов и почти столько же мостов с деревянными плитами, уложенными на стальные балки.

Мост Вихантасалми (Vihantasalmi), Финляндия, 1999 год

К строительству именно деревянного моста через пролив Вихантасалми местные власти подтолкнуло желание подчеркнуть живописность места и тесную связь района с деревообрабатывающей промышленностью. У пролетов моста длина 21 + 42 + 42 + 42 + 21 м. Длина средних пролетов вдвое превысила максимальную длину пролетов всех мостов, возводившихся в Финляндии до этого. Ширина проезжей части - 11 м, ширина тротуара и велосипедной дорожки - 3 м. В результате у этого моста самая большая площадь дорожного полотна среди автодорожных деревянных мостов. Расстояние от водной поверхности до высшей точки моста (вершины деревянной фермы) составляет 31 м - это почти высота 11-этажного дома!

Клееные деревянные конструкции объемом 1050 м 3 изготовлены компанией Vierumäen Teollisuus (в настоящее время - Versowood Group).

Этот проект стал настоящим прорывом в деревянном мостостроении, поскольку в ходе его реализации были разработаны и проверены решения, благодаря которым сегодня можно строить автодорожные мосты с большими пролетами. Прежде всего это сочетание в одной конструкции клееной древесины, стали и бетона; подобные технологии сейчас принято называть гибридными. Три средних пролета перекрыты треугольными клееными деревянными фермами, два крайних - клееными деревянными балками. Эти конструкции усилены поперечными металлическими фермами, что придает им дополнительную жесткость. Кроме того, деревянные элементы связаны через вклеенные в них наклонные крючковатые штыри с монолитной железобетонной плитой покрытия. Таким образом, элементы из трех материалов конструкции работают как одно целое. Все деревянные элементы подвергнуты глубокой пропитке антисептиками.

Норвежские мосты из клееной древесины, 2001-2012 годы

Если составить рейтинг деревянных автодорожных мостов по величине пролета и общей длине, то первые три места будут принадлежать мостам из Норвегии. Еще несколько мостов из этой страны войдут в топ-15. В Норвегии считают, что архитектура, во-первых, должна отражать национальную культуру и идентичность, а во-вторых, быть основана на принципе гармонии с природной средой.

В 2001 году над р. Гломмой в г. Тюнсет был построен мост, который побил мировой рекорд по длине пролета автодорожных мостов из древесины. Длина главного пролета, протянувшегося над рекой, составляет 70 м, двух других - по 26,5 м, общая длина - 125 м. У моста две полосы для движения автотранспорта и одна - для пешеходов и велосипедистов. Дорожное полотно представляет собой плиту из досок, стянутых металлическими шпильками, подвешенную на тросах через стальные балки под несущими конструкциями из клееной древесины. В качестве этих несущих конструкций для малых пролетов устроены арки; для основного пролета использованы арочные фермы. Сечение элементов верхнего и нижнего поясов фермы - 700 х 600 и 700 х 560 мм, они получены склеиванием гнутоклееных заготовок, все диагональные элементы состоят из двух балок сечением 240 х 400 мм каждая. Элементы фермы собраны с помощью шлицевых (скрытых) соединений на металлических пластинах. Для жесткости при ветровых нагрузках верхние пояса ферм соединены горизонтальными подкосами. По данным норвежского лесотехнического института NTI, для защиты древесины основных конструкций было применено двойное импрегнирование: сначала пиломатериалы были пропитаны водорастворимыми антисептиками, а затем готовые элементы - креозотом, которым также пропитана древесина плиты. Кроме того, верхние пояса ферм и клееные арки других пролетов обшиты сверху медными листами. Для сооружения моста было использовано около 400 м 3 клееных элементов, 200 м 3 пиломатериалов для плиты дорожного полотна и 95 т стали.

В 2003 году над той же рекой в г. Флиса был открыт другой мост, параметры которого превзошли рекордные моста в г. Тюнсет. Длина максимального пролета этого моста - 70,3 м, а общая длина - 197 м. Мост во Флисе сегодня считается самым большепролетным деревянным автодорожным мостом в мире. Основные конструктивные решения, использованные для сооружения этого моста, аналогичны применявшимся при сооружении Тюнсетского моста: дорожное полотно из стянутых шпильками пиломатериалов (48 х 223 мм) подвешено под клееными фермами, применена глубокая пропитка древесины для клееных элементов водорастворимым антисептиком (хромистым арсенатом меди) и поверхностная пропитка готовых элементов креозотом. Всего для моста понадобилось 900 м 3 клееной древесины и пиломатериалов и 200 т стали.

В 2012 году был открыт автодорожный мост Треттен с максимальным пролетом 70,2 м. Сегодня это второй в мире по длине пролета деревянный автодорожный мост; Тюнсетский мост на третьем месте. Мост Треттен был спроектирован в соответствии с требованиями Еврокода - общеевропейского свода норм и правил.

Но, возможно, в скором времени эти три моста оставит далеко позади по техническим характеристикам другой норвежский мост - через озеро Мьеса. Пока этот проект проходит согласования. Предварительный концепт предполагает, что общая длина моста с четырьмя средними пролетами длиной по 120 м будет 1650 м. Эти четыре пролета будут вантовыми, то есть пролетное строение, которое представляет собой гибридную конструкцию из клееных деревянных ферм и монолитной железобетонной плиты дорожного полотна, соединят тросами с пятью пилонами. Высота ферм будет достигать 6,8 м, а сечение деревянных элементов - 1100 х 1100 мм. Таким образом, в конструкции будут воплощены все передовые технологии деревянного мостостроения: склеивание клееных балок в крупные элементы с последующим соединением в ферму; гибридизация древесины с монолитным железобетоном; вантовые конструкции. Деревянная часть конструкции будет полностью спрятана под бетонной, что, вероятно, позволит обойтись без обработки деревянных конструкций креозотом и ограничиться глубокой пропиткой водорастворимым антисептиком, ведь в Норвегии, как и в других странах, пытаются отказаться от применения креозота для импрегнирования древесины.

Говоря о норвежских деревянных мостах, нельзя не упомянуть знаменитый Мост Леонардо да Винчи, построенный в 2001 году через шоссе в норвежской губернии Аскерхус, в 20 км от Осло. Этот пешеходный мост отличает невероятная пластичность форм. Художник Вебьорн Санд вдохновился эскизом моста, созданным Леонардо да Винчи в 1502 году. Современный вариант моста выполнен из клееных деревянных конструкций, а не из камня, его длина 109 м, а не 240 м, как в проекте знаменитого флорентийца. Основная конструкция моста состоит из трех арок с пролетами длиной от 45 до 55 м, причем крайние пролеты установлены с наклоном. Сечение арок не прямоугольное. Для достижения нужного эстетического эффекта элементы увеличенного сечения, полученные склеиванием гнутоклееных заготовок, обработаны на фрезерном станке с ЧПУ. Арки получены путем стыкования этих элементов на стройплощадке. Плита дорожного полотна изготовлена из гнутоклееных балок, стянутых стальными стержнями. Деревянные конструкции защищены от внешних воздействий покраской, а также облицовкой горизонтальных поверхностей металлическими листами.

Все деревянные элементы были изготовлены на предприятии норвежского деревообрабатывающего концерна Moelven. Общая стоимость проекта составила 12 млн норвежских крон (около $1,33 млн по курсу на момент строительства).

Любопытно, что по общему числу деревянных мостов - около 200 -Норвегия заметно уступает соседям - Финляндии и Швеции, в составе дорожной инфраструктуры которых более 800 деревянных мостов.

Мосты в г. Ломар, ФРГ, 2013-2014 годы

Построенный в 2014 году автодорожный мост через р. Аггер в земле Северный Рейн-Вестфалия может быть визитной карточкой инженерного бюро Miebach и завода деревянных конструкций Schaffitzel Holzindustrie. В мостах, спроектированных и построенных этим тандемом компаний, почти всегда применяются элементы увеличенного сечения, полученные путем склеивания обычных клееных элементов, так называемая блочноклееная древесина (blocklaminated wood). Производство и обработка подобных элементов - крайне трудоемкий процесс, предъявляющий к тому же особые требования к оборудованию, клеевым материалам и квалификации персонала. В индустрии ДКК в этом направлении работают лишь несколько предприятий в Германии и Норвегии. Однако для строительства деревянных мостов такие элементы наиболее перспективны.

При строительстве автодорожных мостов Miebach и Schaffitzel применяют гибридизацию деревянных элементов с дорожным полотном из монолитного железобетона, что также является общемировым трендом в деревянном мостостроении.

Общая длина моста в г. Ломар - 40 м, ширина - 4,75 м (включая автомобильную полосу 3 м). Длина главного пролета - 28 м. Пролетное строение представляет собой гибридную конструкцию из двух симметричных блочноклееных балок переменного непрямоугольного сечения и монолитной плиты из белого железобетона. Между балками предусмотрено свободное пространство для коммуникаций. Ограждения изготовлены из нержавеющей стали, поручни - из ацетилированной древесины, так называемой аккойя.

Расход основных материалов на сооружение моста составил: клееной еловой древесины класса GL32c - 112 м 3 , древесины аккойя - 1,8 м 3 , бетона - 66 м 3 .

В Ломаре же в 2013 году компании Miebach и Schaffitzel построили живописнейший вантовый пешеходный мост с S-образным в плане дорожным полотном. Общая протяженность моста - 62 м, ширина - 2 м. Конструкция моста представляет собой блочно-гнутоклееный элемент, подвешенный вантами на двух пилонах. Для его изготовления гнутоклееные балки склеили в крупные элементы, смонтировали на них ограждения, кронштейны для вантов и защитную обшивку из лиственницы. На площадке готовые секции соединили в S-образную конструкцию.
В качестве настила использовали плиты из белого гранита. Перила изготовлены из аккойя.

Мост в г. Анаклия, Грузия, 2012 год

Это самый длинный в Европе деревянный мост, его общая длина 540 м, длина максимального пролета - 84 м. Пролетное строение представляет собой пространственную ферму из клееных деревянных элементов, подвешенную в двух пролетах вантами на треугольной раме. Расход клееной древесины составил 650 м 3 . Изготовитель - германская компания Hess Timber. Ввиду транспортировки на большое расстояние элементы изготавливались длиной не более 13,5 м. На площадке их соединяли с применением патентованного метода компании Hess Timber: склеивания на зубчатые шипы с добавлением потайной накладки из бездефектной древесины на месте стыка.

Мост в г. Райнфельден, Германия/Швейцария, 2018 год

Каким вообще может быть свободный пролет пешеходного деревянного моста? В настоящий момент в Европе и Северной Америке длина пролетов не превышает 85 м, мировым же рекордсменом с результатом 141 м является подвесной велосипедный мост Мараматаха в Новой Зеландии (впрочем, сравнивать этот легкий узкий мостик с городскими пешеходными мостами некорректно). Но уже в следующем году рекордом станет 180 м - именно такой пролёт будет иметь подвесной пешеходный мост через р. Рейн, который возводится по проекту германского инженерного бюро Miebach.. Этот мост должен соединить два города с одинаковым названием Райнфельден - один в Германии, в земле Баден-Вюртемберг, другой в Швейцарии, в кантоне Аргау. Финансирование проекта осуществляется из бюджетов обоих регионов. Общая длина моста 213,5 м, ширина 4,5 м. Пролетное строение представляет собой пару соединенных блочноклееных балок, подвешенных на тросах между изогнутыми стальными «рогатками» 30-метровой высоты. Деревянная конструкция будет защищена обшивкой. Поручни изготовят из аккойи. Мощение предполагается плитами из белого гранита. Согласно расчетам, в деревянной конструкции моста будет законсервировано около 550 т CO 2 .

Итак, деревянное мостостроение за рубежом активно развивается. Причем, как правило, деревянные конструкции оказываются дороже, чем стальные и железобетонные, для мостов с одинаковой длиной пролетов. Основным мотивом выбора древесины для местных властей и сообществ является желание создать эстетически привлекательную среду. Из этих же соображений в ландшафт стремятся добавить обзорные башни, фонари и даже опоры ЛЭП из клееной древесины. Но в то же время современные деревянные конструкции рассматриваются в мостостроении как... долговечная альтернатива стали и бетону. Так, обследования автодорожных мостов со стальными и бетонными конструкциями в Норвегии во многих случаях выявили их преждевременный износ, что заставило пересмотреть представления о наиболее долговечном материале для строительства мостов. Сталь ржавеет, железобетон крошится в растянутой зоне из-за ударных нагрузок. Строящиеся автодорожные мосты рассчитаны на 80, а то и 100 лет службы, и способность традиционных конструкций выдержать этот срок при возросших нагрузках все чаще ставится под сомнение. Древесина же при обеспечении биостойкости отлично справляется с ударными нагрузками. Большие возможности открываются при комбинировании материалов. Так, в деревянно-бетонных конструкциях бетонная плита работает в сжатой зоне, что положительно сказывается на ее долговечности. Стальные элементы в рассмотренных выше мостах имеют второстепенное значение и могут быть заменены в случае износа. А основная конструкция из клееной древесины защищена и работает в оптимальных условиях. Так что у деревянных конструкций в строительстве мостов большое будущее.

Артем ЛУКИЧЕВ

Еще с древности человек для перехода через ручьи, речки, овраги пользовался мостами примитивных типов. Ствол дерева, перекинутый с берега на берег, являлся простейшим видом балочного моста. Сплетенный из ветвей деревьев висячий переход через более широкое препятствие – это примитивный тип висячего моста.

С развитием цивилизации конструкции мостов становились все более совершенными, все более различаясь по своему функциональному назначению. Однако древесина, как и прежде, остается самым распространенным материалом для изготовления мостов несложной конструкции. Для самостоятельного же изготовления небольших мостиков древесина тем более незаменимый материал, т. к. она довольно легко поддается ручной и механической обработке, и соединение между собой частей деревянных конструкций не представляет особого труда.

Материал для строительства моста

При строительстве деревянных мостов преимущественное применение находит древесина хвойных пород, в первую очередь сосна, т. к. она обладает наиболее прямым и ровным по толщине стволом, менее сучковата, обладает хорошими физико-механическими свойствами и высокой устойчивостью к загниванию.

Для строительства деревянных мостов требуется как круглый, так и пиленый лес различных сечений. Применяемый для этого сортамент древесины имеет следующие названия:

• Бревно – круглый лес, очищенный от сучьев и коры, имеющий естественную толщину ствола дерева в тонкой части не менее 12 см, длиной от 4,0 до 9,0 м;
• Подтоварник – круглый лес диаметром от 8,0 до 12,0 см в верхнем конце;
• Жерди – толщина от 4,0 до 7,0 см;
• Пластины (распил) – это бревна, распиленные по оси на две половины;
• Четвертины – бревно, распиленное двумя продольными пропилами на 4 части;
• Лежень – бревно, отесанное на два канта;
• Брус – бревно, отесанное на 4 канта;
• Доски – пиломатериал, ширина которого превышает толщину более чем в 2 раза;
• Брусок – пиломатериал, ширина которого не более двойной его толщины;
• Горбыль (обапол) – неполная пластина, получаемая как отход при распиловке бревна на доски и брусья.

Балочный мост

Простейшим типом деревянных мостов являются балочные мосты . Они устраиваются для перекрытия незначительных пролетов, не превышающих 8–10 метров. Основными элементами балочного моста являются опоры и пролетные строения в виде балок (прогонов), перекрывающие расстояние между опорами. Поверх прогонов укладывают проезжую часть моста, которая служит для принятия подвижной нагрузки.

Таким образом, главным несущим элементом таких мостов являются прогоны, поддерживающие проезжую часть моста и работающие под действием постоянной или временной нагрузки на изгиб, как балки. Поэтому такие мосты и называются «балочными». Конструкция балочных мостов может быть различной и зависит от размера перекрываемых пролетов, нагрузки, интенсивности движения по мосту.

Рассмотрим устройство простейших балочных мостов. Мосты, изображенные на рисунках 1, 2, предназначены для пешеходного движения и проезда легкового транспорта через небольшие препятствия.

Строительство мостика через овраг шириной 5 м, показанного на рис. 1, начинается с разбивки и определения продольной оси моста и расположения лежней (см. рис. 5). Разбивка производится примитивным способом с помощью специального шаблона. Шаблон делается из остроганных и связанных в виде прямоугольного треугольника досок и необходим для разбивки прямых углов. Размер треугольника 1,5х2,0х2,5 м.

Намечается продольная ось моста путем вешения (установка вешек) и забивки колышков. Отмечается ширина моста, равная 3,0 метрам (по 1,5 м от продольной оси). По этим линиям будут проложены прогоны моста. Лежни располагаются на расстоянии 2,7 м от поперечной оси моста.

Перед укладкой лежней по обеим сторонам перекрываемого пролета выбирается грунт, который укрепляется утрамбованным щебнем. Затем для предохранения от проседания и загнивания лежня производится подсыпка щебнем или гравием толщиной 40–50 см. Поверхность грунта срезается с уклоном не менее 1:20 для стока просачивающейся сквозь щебень воды (см. рис. 6).

На подсыпку укладываются лежни, выполненные из бревен диаметром 30–32 мм, отесанных на два канта, длиной 4 м. Для предотвращения сдвига лежень укрепляют кольями, которые забивают по обе его стороны.

Прогоны моста из отесанных на два канта бревен диаметром 30 см, длиной 6 м укладываются на лежни по ранее размеченным линиям. Концы прогонов защищаются от загнивания просмоленной доской. Поверх прогонов укладывается сплошной настил из пластин, изготовленных из бревен диаметром 28–30 см. Пластины неподвижно укрепляются на прогонах прижимными бревнами диаметром 24 см, пришитыми заершенными гвоздями. Прижимные бревна служат для предохранения от падения с моста автомобилей и называются колесоотбойными брусьями.

Мост на опорах из свай

В случае необходимости пропуска по мосту более тяжелых грузов или проезда через небольшую реку или ручей приходится выполнять мосты на опорах из свай.

Строительство моста шириной 5,5 м с расчетным пролетом 4,25 м, показанного на рис. 3 и 4, также начинается с разбивки (см. рис. 5). При помощи шаблона намечается продольная ось моста, на ней отмечают середину и размечают колышками положение опор, состоящих из свай, соединенных насадкой.

Первым этапом постройки моста является возведение свайных опор . Забивка свай для простейшего типа мостика, каким является сооружаемый нами мост, может выполняться ручной бабой с простых подмостей на козлах, бочках, ящиках, если свая забивается на сухом месте. Если же сваи нужно забить в воду, работа производится с лодок или плотов.

Сваи выполняются из бревен диаметром 30–32 см. Центральные забиваются по намеченной продольной оси моста (пролетное расстояние 4,25 м). По обе стороны от них забивается еще по свае на расстоянии 1,8 м. Глубина забивки сваи в грунт не должна быть меньше 3–3,5 м. Нижнюю часть свай следует обработать любым антисептическим составом для предохранения от загнивания. По окончании забивки свай производится обрезка и обделка их концов.

Концы свай должны быть обрезаны на одном уровне с запасом на осадку в 2–3 см. Сверху свай необходимо вырубить шипы, которые потом войдут в гнезда, выбранные в насадке, соединяющей сваи. Размеры сторон шипа равняются 1/3 диаметра свай, высота шипа равна его стороне, заплечики свай скашиваются, для того чтобы в них не застаивалась вода. Насадка выполняется из бревен диаметром 30–32 см, длиной 5,5 м. В насадках вырубаются гнезда, глубина которых должна быть на 0,5–1 см больше высоты шипов свай, чтобы давление от насадки передавалось не через шип, а через всю площадь соприкосновения насадки со сваей (подробнее см. ).

Гнезда в насадках должны быть пригнаны к шипам соответствующих свай. Для этого разметку каждой насадки следует делать отдельно, применительно к шипам того ряда свай, на которые насадка будет надета. Иногда насадку скрепляют со сваями еще и хомутами из полосового железа. Хомуты обхватывают насадку и крепятся к свае болтами.

На насадки накладываются прогоны диаметром 30 см, длиной 5,5 м, расположенные над осями свай. Прогоны выполняются диаметром 26 см. В местах опирания в насадках и прогонах делаются вырубки. Вырубки в прогонах следует выполнить еще на берегу, стараясь произвести их разметку максимально точно.

Насыпь, примыкающая к мосту, поддерживается заборными стенками из наката диаметром 24 см, который пришивается к предварительно забитым коротким сваям (глубина забивки 1,5 м). Поверх прогонов укладывается настил из пластин размером 26 см. При желании можно поверх пластин, в пределах ширины проезда, пришить гвоздями верхний настил из досок любого размера, расположенных вдоль моста. Это делается для того, чтобы доски распределяли давление от перемещающейся по мосту нагрузки на несколько пластин.

По краям проезжей части на расстоянии 3,5 м укладываются отбойные брусья из пластин, обращенных плоской стороной к проезжей части, которые пришиваются заершенными гвоздями.

Данная конструкция моста предусматривает создание пешеходной зоны (тротуаров), огражденной по краю моста перилами. Тротуаром в данном случае будет являться расстояние между обращенной к проезжей части стороной отбойного бруса и перилами. Его размеры не должны быть меньше 0,5 м. Перила моста, высотой 1 м, состоят из поручня, укрепленного на перильных стойках с помощью шипов. Размеры шипов и пазов равны 5х5 см, глубиной также 5 см.

Стойки и перила выполняются из бруска размером 14х14 см. Нижними концами они опираются на выпущенные концы поперечин с помощью врубки в полдерева (подробнее см. ) и фиксируются болтами. Расстояние между перильными стойками 2–2,5 м. К перильным стойкам (по высоте) заподлицо пришивается одна или две рейки (размером 5х8 см), образующие перильное заполнение, необходимое для безопасности пешеходов. На концах моста перила примыкают к наклонно вкопанным в землю столбам-надолбам диаметром 26 см, служащим для предохранения перил от ударов въезжающих на мост автомобилей.