Самый главный мост: как строят мост через Керченский пролив. Автодорожные деревянные мосты малых пролетов

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.

Сама география подсказывает, что в этом месте должен быть мост. Желание соединить два берега Керченского пролива транспортным переходом возникало неоднократно. Еще в 30-е годы советские инженеры занимались проектированием железнодорожной линии от Херсона до Поти, которая как раз должна была пройти через Керченский пролив. Но тогда помешала война. В первый раз соединить два берега удалось в 1944 году после освобождения Крыма от немецких войск. Железнодорожный мост построили за 7 месяцев с использованием немецких конструкций, оставшихся после отступления гитлеровцев. Во время войны Гитлер отдал приказ построить через пролив мост, который бы обеспечил автомобильное и железнодорожное движение. Построенная ранее немцами в 1943 году канатная дорога не обладала достаточной грузоподъемностью и не обеспечивала нужды армии. Ни танки, ни другую тяжелую технику по ней переправить было нельзя. Изготовленные в Германии конструкции доставили в Крым и приступили к стройке. Но наступление Красной армии сорвало планы гитлеровцев, и построенный уже на треть мост был ими подорван.

Осенью 1944 года мост был достроен уже советскими строителями. Конструкция железнодорожного моста состояла из 115 пролетов длиной по 27,1 метра каждый. Всего длина моста составляла 4,5 километров. Судоходство в фарватере обеспечивалось за счет поворачивающегося на средней опоре 110-метрового пролетного сооружения. Но простоять ему предстояло только полгода. В феврале 1945 года льдом, пришедшим с Азовского моря, треть опор моста были повреждены. Чтобы оставшиеся конструкции не создавали препятствия судоходству, мост демонтировали. Восстановлен он уже не был. С 1953 года стала действовать Керченская паромная переправа. Вопрос строительства нового моста через пролив неоднократно рассматривался властями России и Украины. Но только с момента вхождения Крыма в состав Российской Федерации необходимость в транспортном переходе через Керченский пролив встала особенно остро. Поэтому, как только это произошло, началось проектирование моста, а вскоре и его строительство.

Технические параметры

Общая протяженность перехода составит 19 километров. По морю от косы до острова Тузлы – 7 километров, еще 6 километров – дорога по самому острову, и далее еще один участок до Керчи длиной 6 километров. Благодаря арочным пролетам длиной 227 метров и высотой 35 метров в фарватере пролива, на участке от острова Тузла до Керчи, мост не станет препятствием для судоходства. Фактически строящийся транспортный переход – это два моста: автодорожный и железнодорожный, которые будут идти параллельно в одном коридоре.

После строительства Керченский мост станет самым протяженным в Европе и отнимет первое место у моста Васко да Гама в Португалии. Шестиполосный автомобильный мост через Тахо – самую крупную реку Пиренейского полуострова – был открыт в марте 1998 года в столице страны Лиссабоне. Его длина – 17,2 километра.

Мост через Керченский пролив обеспечит автомобильное и железнодорожное сообщение между Краснодарским краем и Крымом. Четырехполосная трасса обеспечит проезд до 40 тысяч автомобилей в сутки. Предполагаемая скорость движения машин – до 120 км/ч. Автомобильный мост и подъезды к нему должны стать частью автострады А-290 Керчь – Новороссийск. Двухпутная железная дорога позволит пропускать до 47 пар поездов в сутки, пассажирские поезда со скоростью 120 км/ч, грузовые – 80 км/ч. Также, в отличие от моста через Тахо, проезд по Керченскому мосту будет бесплатным. Желающие въехать в Лиссабон по мосту Васко да Гама должны заплатить 2,70 евро за легковой автомобиль и до 11,70 евро за грузовой. В обратном направлении проезд бесплатный.

К слову, проектированием моста занимался Институт Гипростроймост – Санкт-Петербург, выступивший также генеральным проектировщиком вантового моста через бухту Золотой Рог во Владивостоке и одним из проектировщиков моста на остров Русский через пролив Босфор Восточный. Изначально экспертами рассматривалось более семидесяти вариантов транспортного перехода. Большие шансы были у проекта строительства моста через косу Чушку. К слову, именно здесь был построен первый мост через пролив, не простоявший и полугода.

Если бы был выбран северный маршрут строительства, то протяженность моста была бы меньше. Вот только при выборе этого маршрута на время строительства пришлось бы закрыть паромную переправу, чего допустить было нельзя.

Этапы строительства

Строительству предшествовали масштабные геодезические исследования и кадастровые работы. Из зоны будущей стройки были отселены редкие животные, на другие участки были пересажены растения, занесенные в Красную книгу. Проводились работы по разминированию и археологические раскопки. Строительные работы начались с возведения технологических мостов, призванных обеспечить доставку работников, техники и строительных материалов к месту работ по всему фронту строительства. Первый из трех рабочих мостов был открыт в октябре 2015 года. Он проложен между Таманским полуостровом и островом Тузла. Следующие два моста – один от острова до судоходного фарватера и другой, навстречу ему, от керченского берега до фарватера, –должны быть готовы к осени 2016 года.

Само строительство пройдет в четыре этапа. На первой стадии предусмотрена установка фундаментов и сооружение опор моста. Автомобильный мост будет иметь 288 опор, для устройства фундаментов которых придется погрузить в грунт более 2500 свай. Железнодорожный – 307 опор и более 3000 свай. Далее, на втором этапе, – сборка и монтаж пролетных конструкций. Длина пролетов (балочных) на разных участках – от 54 до 57 метров. Самые протяженные пролеты (арочные) будут установлены над судоходным фарватером, их длина – 227 метров. Высота арок составит 45 метров. Высота пролетов над уровнем воды – 35 метров. Ширина пространства для прохода судов – 185 метров.

В отличие от Эресуннского моста – самого длинного совмещенного моста в Европе – железнодорожные пути и полосы автомобильного движения Керченского моста расположены параллельно. Мост через пролив Эресунн, соединяющий столицу Дании Копенгаген и шведский город Мальмё, двухъярусный, он имеет два железнодорожных пути в нижнем ярусе и четыре полосы автомобильного движения в верхнем.

На третьем этапе строителям предстоит заняться устройством автодороги и железнодорожных путей. На этом этапе формируется проезжая часть и укладываются рельсы, прокладываются коммуникации, осуществляется установка защитных барьеров и шумозащитных экранов, ведется монтаж опор освещения. Последний этап – завершающий. Предстоит демонтировать временные конструкции, рекультивировать территории, заняться благоустройством и озеленением.

Строить мост начали одновременно в восьми местах, на морских и сухопутных участках. Это позволит завершить строительство за рекордные три года. На декабрь 2018 года намечено открыть движение по мосту в рабочем режиме. А уже летом 2019 года, после окончания всех пуско-наладочных работ и благоустройства прилегающей территории, состоится официальное открытие.

Возведение свайных фундаментов моста началось в марте 2016 года одновременно на нескольких участках. А к 30 мая на сухопутных и морских участках строительства было погружено в грунт уже более 1000 свай различных типов. Первая опора Керченского моста была возведена на острове Тузла уже в апреле. Она должна стать частью автомобильной трассы. Ее высота небольшая: всего три метра, вместе с пролетом она поднимет мост на семь метров. Но дальше, приближаясь к акватории в сторону судоходного канала, высота опор и в целом моста будет расти. Устроена опора на восьми наклонных трубчатых сваях диаметром 1420 мм, погруженных на глубину 76 метров. Но такие сваи применяются не везде. К примеру, на керченском берегу, где грунт является наиболее подходящим для такого строительства, железобетонные призматические сваи погружаются в грунт на глубину до 16 метров. В мае строители приступили к сооружению опор и в акватории. Первые сваи были вбиты у западной оконечности острова Тузла.

Начиная с июня на некоторых участках строители приступили уже ко второму этапу сооружения моста – монтажу пролетов. Сначала на сухопутных участках на берегу таманского полуострова, а вскоре и на острове Тузла. Общий вес пролетной конструкции, состоящей из четырех главных балок, соединенных между собой балками поперечными, – около 160 тонн. На сборку и установку на опоры одного пролета уйдет около месяца. А дальше уже можно приступать к укладке на пролет плиты проезжей части и формированию дорожного полотна.

И наконец, в августе началось строительство судоходной части моста над фарватером Керчь-Еникальского канала. Строители приступили к сооружению самых мощных опор моста, которые будут держать арочный судоходный пролет.

Судоходный пролет

После прохождения острова Тузла мост постепенно начинает набирать высоту для того, чтобы достичь максимальной высоты над водой перед судоходным фарватером. Судоходный пролет является самым сложным элементом моста и одновременно самым эффектным. Свод арки пролета имеет высоту 45 метров, а длина пролета, как уже было сказано, – 227 метров. В целом высота этой части моста достигнет 80 метров над уровнем воды.

Судоходство в Керченском проливе осуществляется не по всей его ширине, а в основном только по Керчь-Еникальскому каналу. Судоходный канал был прорыт в проливе еще в 1877 году. В дальнейшем он неоднократно углублялся и расширялся. На сегодняшний день длина канала составляет 24,3 километра, ширина – 120 метров, а глубина достигает отметки 10 метров. Именно этим и обусловлено сооружение судоходной части моста в этой части пролива.

Сборка конструкции будет происходить на керченском берегу. Для этого предусмотрена специальная технологическая площадка. Чтобы собрать судоходные арочные пролеты, потребуется около года. Доставленные морским путем на керченский берег габаритные элементы конструкции соберут вместе на стапелях технологической площадки. Далее уже готовые пролеты погрузят на плавсистему и доставят к фарватеру, где и установят на опоры.

Пока на берегу готовятся собирать судоходные пролеты, в акватории уже возводятся опоры под них. Строительство четырех самых мощных опор моста займет около года. Первоначально формируются свайные фундаменты. Для каждой опоры необходимо 110 стальных трубчатых свай диаметром 1420 мм. Сваи забиваются в грунт как вертикально, так и наклонно. Оголовки свай будут объединены ростверком. На участке со сложной геологией и высокой сейсмикой это позволяет обеспечить необходимую устойчивость опоры.

Задача, с которой нельзя не справиться

Строительство мостового перехода через Керченский пролив – непростая инженерная и строительная задача. Минимальный срок эксплуатации моста – 100 лет. Сложнейшему инженерному сооружению предстоит стоять в сейсмически активном районе. Мост должен выдержать землетрясения до 9 баллов. Зимой он будет испытываться на прочность и чрезвычайными ледовыми нагрузками, и сильными штормами, которые в этих местах не редкость. Осложняли задачу, поставленную перед проектировщиками, и зыбкое илистое дно пролива, и тектонический разлом под ним.

Но значение моста как для России, так и для Крыма и Кубани, которые с июля 2016 года объединены в один федеральный округ, сложно переоценить. И есть все основания считать, что строители с поставленной задачей справятся.

Деревянные мосты возводят на автомобильных дорогах при пересечении небольших рек и оврагов.

Деревянные мосты (рис. 9.10) простейшей балочной малопро­летной конструкции имеют наиболее широкую область примене­ния. На автомобильных дорогах применяют в некоторых случаях мосты более сложной конструкции пролетом до 60 м.

Малопролетные деревянные мосты применяются изредка в железнодорожном строительстве. Они дешевы, возводятся в ко­роткие сроки, и их сооружение, особенно в районах, где древе­сина является местным материалом, вполне оправдано.

Главным недостатком деревянных мостов является опасность.

Рис. 9.10. Деревянные мосты:

а - балочный; б - подносный; в - клеедеревянный балочный; г - клеедеревянный арочный; д - из ферм; е - совмещенный балочно-арочный; ж - совмещенный вантово-балочный; з-настилы; 1 - накат; 2 - доски; 3- деревоплита; 4 - асфальтобетон

Основные части моста - это пролетное строение и опоры. Пролетное строение состоит из проезжей части, основных несу­щих конструкций и связей. Проезжая часть располагается выше основных несущих конструкций в мостах с ездой поверху, ниже их - в мостах с ездой понизу и занимает промежуточное положение в мостах с ездой посередине. Наиболее эффективны деревянные мосты с ездой поверху, поскольку количество основ­ных несущих конструкций и их расстановка принимаются неза­висимо от габаритов проезжей части. Кроме того, проезжая часть здесь служит дополнительно защитным покрытием от ат­мосферного увлажнения древесины.

Проезжая часть моста состоит из настила и балок. В качестве настилов применяются в большинстве случаев сплошные ряды бревен (накат) или пластин, покрытые дощатой обивкой. При­меняется также ребристая деревоплита, состоящая из сплошного ряда досок разной ширины на ребро, ребристая поверхность которых покрывается асфальтобетоном. Опорами настила служат продольные прогоны или поперечные балки цельного или состав­ного сечения. По краям проезжей части настил несколько подни­мается, образуя тротуары.

Основные несущие конструкции пролетных строений могут быть цельнобалочными, составными балочными, подкосными, сквозными, арочными и комбинированными.

Цельнобалочные конструкции применяются в мостах проле­том до 6 м. Они состоят из бревенчатых или брусчатых прогонов, уложенных на опоры обычно вразбежку с шагом, равным двой­ной ширине их сечения. Эта конструкция построечного изготовле­ния проста, малотрудоемка и экономична.

Составные балочные конструкции применяются в мостах про­летом до 20 м. Наиболее перспективны клееные балочные конст­рукции заводского изготовления. Они состоят из дощатоклееных балок прямоугольного сечения высотой, равной 1/10...1/15 про­лета, которые ставятся на опоры в количестве 4 или 6 шт. Во временных мостах иногда применяют дощато-гвоздевые балки с перекрестной стенкой, однако необходимо учитывать, что они трудоемки при изготовлении и защите от загнивания.

Подносные конструкции иногда применяют во временных мос­тах пролетом до 12 м. Их изготовляют из бревен или брусьев, и состоят они из ригелей, стоек и подкосов, соединенных лобовыми упорами и врубками. Схемы таких конструкций бывают треугольно-подкосными, трапециевидно-подкосными и ригельно-подкосными. Наличие подкосов в 2...3 раза уменьшает пролет ригеля. Эти конструкции трудоемки и трудно защищаемы от загнивания ввиду большого числа врубок.

Арочные конструкции наиболее часто применяются в мостах пролетом до 30 м. Клееные арки заводского изготовления, как правило, имеют трехшарнирную схему и состоят из двух доща-токлееных полуарок прямоугольного сечения, описанных по дуге окружности.

Сквозные конструкции в виде ферм применяются в мостах пролетом до 60 м. В таких мостах используют фермы Гау-Журавского. Они имеют параллельные пояса, перекрестные рас­косы и стойки. Пояса и раскосы выполняют из брусьев и бревен, а стойки - из арматурной стали. Раскосы соединяют в узлах наклонными лобовыми упорами, и при расчете растянутые раско­сы не учитывают. Стыки поясов делают болтовыми с деревянны­ми или стальными накладками. Применение металлического ниж­него пояса в таких фермах значительно повышает их надежность.

Комбинированные конструкции деревянных мостов могут быть арочными и висячими. Арочные конструкции применяют при про­летах до 60 м. Они состоят из арок, соединенных с балкой или фермой жесткости, и имеют существенные преимущества перед фермами и арками, работающими самостоятельно. Арки этой конструкции не передают распора на опоры, поскольку он вос­принимается балками или фермами жесткости, как затяжками. Это значительно упрощает конструкцию опор. Фермы или балки подвешены в ряде точек к аркам, поэтому усилия в них являются относительно небольшими. В таких конструкциях применяют так­же клееные балки и арки.

Опоры деревянных мостов выполняют тоже деревянными свайной, рамной и ряжевой конструкций или бетонными и камен­ными. Свайные опоры являются наиболее простыми. Они состоят из рядов деревянных свай, забитых в дно реки или оврага. Их широко применяют особенно в малопролетных мостах при грунтах, допускающих забивку свай.

Рамные опоры - это сквозные деревянные рамы из бревен или брусьев, устанавливаемые на бетонные фундаменты. Они более сложны и применяют их в мостах, возводимых на грунтах, не допускающих забивки свай.

Ряжевые опоры - это бревенчатые срубы с днищем и пере­городками, которые заполняют камнем и опускают на дно реки. Их используют в мостах, сооружаемых над глубокими реками с быстрым течением, где применение свайных и рамных опор невозможно.

Бетонные и каменные опоры применяют в мостах большого пролета над широкими реками, оврагами и ущельями.

Деревянные эстакады сооружают, главным образом, с приме­нением составных клееных балок, ферм и параллельными пояса­ми и подкосных конструкций с опиранием их на рамные опоры.

Дерево применяют как строительный материал для мостов благодаря его широкому распространению, малому объемному весу и простоте обработки. Из лесных пород чаще всего используют сосну, отличающуюся прямыми и ровными стволами, небольшой сучковатостью, смолистой и упругой древесиной. Реже находят применение ель, лиственница, кедр, пихта, а для отдельных элементов дуб.

Наряду с достоинствами древесина имеет и существенный недостаток - подверженность гниению, в результате чего деревянные мосты быстро выходят из строя. Срок службы деревянного моста из обычного леса с соединениями на врубках определяется в 8-10 лет, если не принимают специальных мер против загнивания. Части моста, расположенные в условиях переменной влажности, подгнивают через 5-7 лет.

Недостатком древесины как строительного материала является также зависимость сопротивления дерева усилиям от их направления относительно волокон. Это затрудняет устройство сопряжений элементов и часто лишает конструктора возможности использовать материал по наибольшей прочности. Так, по прочности на сжатие сечение стойки или подкоса может быть принято сравнительно небольшим, однако при опирании на лежень или подушку, которые сжимаются поперек волокон, рабочее сечение этих элементов приходится увеличивать.

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

К недостаткам древесины относится сокращение размеров при усушке, которое достигает 5% по направлению поперек волокон. Усушка и слабое сопротивление дерева смятию поперек волокон приводят к обмятию врубок и расстройству соединений. Несовершенство соединений в мостах на врубках требуют тщательного наблюдения при эксплуатации и соответствующих расходов на содержание и ремонт. Деревянные мосты опасны в пожарном отношении.

Гниение древесины является не естественным процессом старения материала, а болезнью, вызываемой дереворазрушающими грибками. В условиях, исключающих жизнедеятельность грибков, древесина может сохраняться более тысячи лет. Дерево, находящееся в воде без доступа воздуха, сохраняет все свои качества длительное время. Известны примеры успешной эксплуатации деревянных мостов в течение нескольких десятилетий и в то же время имеются случаи выхода сооружений из строя через 2-3 года после постройки.

Жизнедеятельность грибков и интенсивность гниения древесины связаны с условиями влажности и температуры. Грибки развиваются только при влажности древесины от 25 до 60%, а при влажности ниже 20% (воздушно-сухая древесина) и более 60% гниение не происходит. Древесина гниет лишь при температуре от +3° до +44° С, причем наиболее интенсивно от +18° до +30° С. При длительном воздействии температуры выше 53° грибки погибают. На морозе жизнедеятельность их затихает и возобновляется с наступлением теплого времени.

Гниению больше всего подвержены сооружения, возводимые из сырого леса. При высыхании в нем образуются трещины, в которые проникает вода, увлажняющая внутренние слои древесины. Гниение развивается в плохо проветриваемых щелях, неплотных сопряжениях и других местах, в которые попадает влага.

Поиски путей увеличения срока службы деревянных мостов ведут с использованием конструктивных мер и химических средств защиты древесины. Конструктивный путь - переход к безврубочным конструкциям и механическая защита ответственных элементов моста от атмосферных воздействий навесами, козырьками, щитками и т. п. Химический способ заключается в антисептировании древесины веществами, убивающими грибки.

Антисептирование позволяет увеличить срок службы деревянных мостов в 2-3 раза, однако применение его встречает известные трудности. Наиболее устойчивы маслянистые антисептики, но они дороги и плохо проникают в древесину. Глубокая пропитка древесины в автоклавах под давлением, применяемая на заводах, неудобна для длинных элементов мостов.

При строительстве мостов лучше использовать способ пропитки в горячих и холодных ваннах. Деревянные элементы погружают на 3-5 ч. в ванну с горячим антисептиком (80-95°С), затем на 1-2 ч. в ванну с холодным антисептиком (40-50° С). В горячей ванне из древесины удаляется воздух, а в холодной - поры ее заполняет антисептик. Для облегчения пропитки полезно предварительное накалывание элементов. Пропитывать следует готовые элементы, так как при последующей обработке их (подтеске, устройстве отверстий и т. п.) может быть снят антисептированный слой, имеющий обычно толщину 2-3 см.

Наиболее простым и удобным является антисептирование готового сооружения с применением диффузионного способа - нанесение обмазки, содержащей сильный водорастворимый антисептик. При увлажнении антисептик, находящийся на поверхности элементов, растворяется и постепенно проникает в древесину путем диффузии. Серьезные трудности связаны с сохранением обмазок на поверхности элементов и защитой их от атмосферных воздействий. Диффузионный способ несколько увеличивает срок службы деревянных мостов, однако по показателям стойкости уступает пропитке маслянистыми антисептиками.

Применением антисептированного леса и безврубочных конструкций можно увеличить срок службы деревянных мостов до 15-20 лет и более. Еще долговечнее сооружения из так называемой облагороженной древесины в виде специальной высокопрочной фанеры - деревопластиков.

Деревопластики выпускают листами шириной до 150 см. и длиной до 560 см. при толщине 2-60 мм. Листы изготовляют из березового шпона-стружки толщиной 0,5 мм, получаемой из бревен на станках. Шпон пропитывают синтетической фенолформальдегидной смолой различных марок и прессуют под давлением 150-500 кгс/см 2 при температуре 150° С.

Деревопластики обладают высокой прочностью и биостойкостью, но очень дороги. Одной из разновидностей их является бакелизированная фанера, которая наиболее проста в изготовлении и значительно дешевле. Такую фанеру изготовляют из березового шпона без пропитки с поверхностным смазыванием и склеиванием под давлением 40 кгс/см 2 .

Объемный вес бакелизированной фанеры 1000 кгс/м 3 , предел прочности на растяжение и изгиб 900-1500 кгс/см 2 , на сжатие 700-1000 кгс/см 2 , на скалывание по клеевому шву до 130 кгс/см 2 .

Из бакелизированной фанеры можно изготовлять клееные балки двутаврового или коробчатого сечения. Подобные конструкции очень легки, допускают перевозку крупными блоками и отличаются простотой монтажа.

В современной отечественной практике деревянные мосты строят сравнительно редко. Их применяют как временные сооружения, срок службы которых не превосходит срока службы обычной древесины на автомобильных дорогах низких категорий, где использование дерева значительно упрощает строительство и снижает стоимость, и в незначительном количестве на железных дорогах местного назначения в лесных районах.

Основной причиной ограниченного строительства деревянных мостов является малая долговечность и необходимость частого ремонта. Однако срок службы деревянного моста с антисептированными безврубочными конструкциями заводского изготовления может быть доведен до 30 лет, а при применении клееных и клеефанерных конструкций до 40 лет и более.

Для изготовления таких конструкций необходимы специальные заводы, что связано с определенными затратами и увеличивает стоимость деревянных мостов. Однако строительство деревянных мостов из долговечных индустриальных конструкций, особенно на автомобильных дорогах при небольших пролетах мостов является целесообразным, так как позволяет сэкономить значительное количество металла и цемента и сократить сроки строительства.

РЯЖЕВЫЕ МОСТЫ –
ИСТОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, РАСПОЛОЖЕНИЕ

Интересный раздел деревянной архитектуры - мосты. Летописи сохранили известия о мостах в Киевской Руси и Великом Новгороде.

"Деревянный мост , мост с деревянными пролётными строениями и деревянными опорами. Д. м. могут иметь и массивные (бетонные) опоры. Искусство строительства Д. м. было высоко развито в Древнем Риме. В летописях 11-12 вв. часто упоминаются мосты через большие реки, построенные на Руси. В СССР существуют Д. м. различных систем, устройство их целесообразно в районах, богатых лесом. При пролётах 6-8 м применяют Д. м. простейших балочных систем, а при пролётах 10-18 м - с составными или клеёными прогонами либо подкосной системы. Пролёты от 16 до 50 м перекрывают пролётными строениями с фермами . Д. м., как правило, делают из древесины хвойных пород (сосна, ель, лиственница), ответственные детали - из дуба. Для предохранения от загнивания элементы Д. м. обрабатывают антисептиками."

Из книги Б.М.Надежина "Архитектура мостов ":

"....В Древней Руси квалифицированные плотники знали различные способы постройки мостов из дерева: с опорами в виде сруба, городней и бревенчатым настилом полотна. Эти конструкции обрабатывались топором, так как пила вошла в употребление только в XVIII в., даже при изготовлении досок пользовались топором (тесали), раскалывая прямой, без косослоя, древесный ствол вдоль клиньями на несколько частей. Отсюда ведет начало современное слово "тес", применяемое к пиломатериалу.
Через овраги и небольшие речки нередко перекидывали мосты из двух или трех рядов сквозных бревенчатых заборов, связанных поперечными, такими же сквозными бревенчатыми стенками. Вместо конструкции обычной избы, рубленной в "чашку", применяли рубку в "режь" с неплотным прилеганием бревен: между ними оставлялись горизонтальные продольные зазоры, которые пропускали весеннюю воду. Для оврага этого было достаточно. Над рекой в стенках для прохода меженного русла было необходимо отверстие, которое иногда доводили до полной высоты забора. Тогда щелевые стенки сохранялись лишь в устоях. Однако подобная конструкция была подвержена разрушению льдом во время половодья.
Мосты с ряжевыми опорами из бревенчатых сплошных срубов, заполненных камнем, были более прогрессивны... ."

Для начала нам хочется показать мост на реке Сия Емецкого района Архангельской области (фото слева). Судя по обмерному рисунку (Ю.С.Ушаков) ширина моста метра четыре, и поверху положены валуны, играющие роль пригруза.
Подобный же мост существует (или существовал недавно) в селе Пурнема на берегу Онежской губы Белого моря (правый снимок). Вот, что писал о нем М.И.Мильчик : " Возвращаясь в село, мы проходим старинный мост через глубокий овраг. Его настил, не огражденный перилами, лежит на сплошном ряжевом срубе, заполняющем ров до самого дна. Такой способ рубки, оставляя открытыми промежутки между бревнами, предохраняет их от загнивания и придает при этом всему сооружению большую устойчивость против ветра, что немаловажно, если вспомнить, что мы находимся на берегу моря. Мост осел от времени и все же продолжает верно служить людям".

Вот еще одно свидетельство долгой истории ряжевых мостов:

Они "рубились древними нижегородцами через глубокие овраги и речки на режах-клетках. Режи (или ряжи-М.З.) ставились под берегами и в зависимости от длины моста под полотном настила. Их "шаг" определялся длиной бревен (5 - 6 саженей). Для устойчивости режи набивались камнем, береговые устои получали консольные напуски. Крайние бревна настила проезда для прочности и безопасности получали перевязку и перила. Подобные мосты были не только конструктивно надежными инженерными сооруженими (постоянно находящиеся в воде устои рубились из долго не гнивших дуба, вяза и ольхи, бревна дополнительно просмаливались и с концов оковывались железными обручами), но и художественно выразительными.
Такими был срублен в 1618 г. в Н.Новгороде воеводой Б.М.Лыковым мост через 80-метровой глубины Почаинский овраг, по дну которого текла одноименная речка. Мост простоял до начала 19 в. и только в 1839 г. был заменен земляной дамбой с сохранением наименования "Лыковой".(извините, автор строк нами утерян).

А.В.Ополовников:

Долго оставалось неизменным в северных деревнях устройство мостов. Деревянные бревенчатые мосты возводили плотники- мостовики еще во времена Киевской Руси.

До недавнего времени их можно было увидеть на многих северных реках. Размеры их самые различные: от маленького мосточка, перекинутого через ручей-речушку, до огромного моста длиной свыше ста метров, опирающегося на могучие бревенчатые ряжи. Отсюда и название таких мостов - ряжевые. Это исключительно интересные и своеобразные сооружения.
Их конструктивную основу составляют рубленые ряжи - городни с системой внутренних «карманов» для валунов и галечника, размещенных на разных уровнях. Для рек с твердым, каменистым дном, затрудняющим устройство обычных, то есть свайных, оснований, бревенчатый ряж является не только самой рациональной опорой деревянного моста, но и единственно возможной. А поскольку большинство северных рек, порожистых и бурных, имеет твердое, каменистое дно, постольку и ряжевая конструкция моста получила тут самое широкое распространение.

Ряжевые мосты устойчиво противостоят и могучим потокам весенних вод. Можно только восторженно удивляться тончайшей строительно-расчетной интуиции плотников-мостовиков. Мудрость жизни - источник их мастерства.

В деревне Овчинконец, она же Федоровская, Архангельской области рубленый мост на пяти ряжах-городнях был перекинут через реку Кену. Когда он был построен, трудно сказать. По нашим сведениям, в 1930-х годах, заменив собой обветшавший точно такой же мост.

Старики говорят, что через каждые полвека, а то и три десятка лет строили новый мост взамен старому. Неравнодушно относился народ к тому, в каком окружении пребывает на земле, с уважением к себе и к своей жизни относился, считая неподневольный труд, даже и нелегкий, радостью, ублажающей и просветляющей душу.

Любопытно, что конструктивное устройство нынешних ряжевых мостов схоже с устройством их древних прообразов. Так, мост в деревне Федоровской почти такой же, как "Великий мост" через Волхов в Новгороде, известный по описаниям XII столетия. Начиная с 1133 г. летописи постоянно свидетельствовали о различных повреждениях Великого моста наводнениями, бурями, буйными ледоходами. Ну а мост продолжал стоять - значит, его постоянно ремонтировали, за ним следили.

Ю.С .Ушаков:

..."Великий мост" через Волхов, соединявший Софийскую и Торговую стороны Новгорода, имел 29 ряжей - "городен"....

А.В.Ополовников:

Мосты на ряжах - это не только особый тип гидротехнических сооружений, выполняющих свои прямые функции. Многие из них, в частности мосты на реке Кене (их несколько - не только в деревне Федоровской), представляют собой крупные выразительные сооружения, входящие неотъемлемой частью в ансамбли северных деревень. Вместе с жилыми и хозяйственными постройками, часовней или церковью, вместе с рекой, ее порогами и каменистыми берегами, вместе со всем окружающим пейзажем они активно участвуют в формировании архитектурно-пространственной среды поселения... .

Ю.С.Ушаков:

На нешироких реках для перекрытия пролета использовались выносные консоли береговых устоев. На более широких реках на дно устанавливались промежуточные рубленые устои – ряжи (мостовые «городни»). В ряжах устраивались ледорезы, а для предотвращения всплытия моста в половодье ряжи пригружались к дну валунами... .

Так устроены два сохранившихся моста через Кену (Плесецкий район Архангельской обл.) длиной 92 и 126 м у деревень Лешево и Федоровской (мост у Лешево срублен в конце 18 в., мост у дер. Федоровская повторен после сноса его половодьем в 1954 г.).
Оба моста имеют по два береговых устоя и три промежуточных при максимальном пролете между ряжами 17 м. В верхних частях устоев-ряжей сделаны консольные уширения, воспринимающие нагрузку от пролетного строения. Такая же конструкция характерна и для древних деревянных мостов... .

Г.П.Гунн:

В деревне Кенорецкой (Измайловской) - мост 18 века. Быки моста, называемые городнями, напоминают в плане очертания лодки. Они срублены из бревен и внутри заполнены диким камнем. Городни поддерживают накат из бревен, составляющих проезжую часть моста. Подобная конструкция восходит к глубокой древности. На Кене они сохранились до наших дней. Плотники Севера выступают здесь как выдающиеся инженеры - строители мостов с большими пролетами. Длина моста в Кенорецкой - 126 м, другой мост на Кене в деревне Овчин Конец (Овчинконец, Федоровская) длиной 92 м... .

Г.В.Алферова:

Не менее интересны мосты, сохранившиеся от прошлого или вновь построенные по старым образцам. Все они неизменно соблюдают древние конструктивные приемы и хранят сложившиеся в веках архитектурные образы. Такие мосты хорошей сохранности, работающие с полной нагрузкой, имеются в самых различных местах бывшей территории древнего Каргополья.

Наиболее древний мост находится в селе Шильда, на границе современного Каргопольского района и Вологодской области (см. ниже левый снимок - из книги И.В.Маковецкого -М.З.)

Есть еще один вид мостов - не менее привлекательный. Это мосты, перекинутые через небольшие реки или протоки. Нам известны уже четыре таких моста или мостика. Один на Малом Порженском озере, второй в южной части Парка, третий ведет на остров. где находилась НаглимозерскаЯ пустынь, четвертый - между д.Кожевниково и д.Минино в Шуй-лахте Свинового озера
Порженский мост представлен на фотографии из книги Гунна, второй мост «подарила» нам Анна Разумовская из Питера, работавшая в Парке.

Г.П.Гунн о первом мосте:

«…По-видимому, он прошлого (19) века, но сохраняет все конструктивные особенности древнерусской строительной техники.

Вот, что сообщает о втором мостике А.Козыкин, зам директора Кенозерского Парка: