Конструктивное и архитектурное проектирование мостов

Можно утверждать, что в ряде случаев мосты проектируются только в соответствии с дерзостью и фантазией архитекторов без учета особенностей действия нагрузок и эффективности конструкции в целом. Легко обнаружить нелогичность этих вызывающих проектов и подтвердить положение, что высокая стоимость конструктивного абсурда неприемлема для общества, имеющего множество социальных проблем.

Мостовое проектирование является квинтэссенцией инженерной науки, концентрированным выражением того, что Давид Биллингтон называет «строительным искусством». При этом элегантность и красота моста проистекают из его конструктивной эффективности, выраженной в формах, которые в каждом отдельном случае находятся в соответствии с окружающей средой и категорически не должны быть игрой только одного воображения.

Впрочем, инженеры в значительной степени сами ответственны за настоящее положение вещей. В течение слишком долгого времени над ними довлела экономическая сторона проектирования, приведшая к строительству повторяющихся, скучных и даже уродливых сооружений. В результате они оказались не в состоянии вовремя уловить проявившийся в последнее время сдвиг общественных приоритетов от абсолютной функциональности к высокому эстетическому уровню сооружений. Более того, создается впечатление, что они не способны до конца осознать важность позитивного воздействия, которое их творения могут оказать на окружающую среду. Очевидно, что инженеры должны изменить свою позицию и с большим пониманием относиться к запросам общества. Искусство и архитектура должны стать неотъемлемой частью профессиональной культуры инженера, которому необходимо преодолеть свою увлеченность только расчетом раскрытия трещин и составлением технических условий. Проектирование не заключается лишь в расчете; проектирование — это выбор соответствующих внешних форм для действующих нагрузок с учетом требований красоты и элегантности.

Данная статья не претендует на то, чтобы указать единственный способ создания высококачественного проекта, так как существует много путей, ведущих к достижению этой цели. Мы хотим продемонстрировать несколько примеров малых и больших мостов, признанных удачными с эстетической точки зрения. При создании этих мостов инженеры работали в тесном контакте с архитекторами, чей вклад в эстетическое качество окончательных проектов зачастую был весьма значительным.

Приведем сначала пример рядового однопролетного пешеходного моста, пересекающего автомагистраль А4 в Champs-sur-Marne. Проект моста был выполнен с применением пролетного строения в виде предварительно напряженной железобетонной плиты, усиленной центральным ребром переменной высоты (рис. 1).

Половинные секции пролетного строения сооружались на обочинах автомагистрали, что позволило не ограничивать движение транспортных средств, и затем были повернуты на опорах в проектное положение. Для того, чтобы придать пролетному строению приятную форму, соответствующую конфигурации опор, были предусмотрены фаски, срезающие нижние углы центрального ребра по мере изменения его высоты.

Такой прием использовался и ранее, например при проектировании моста через р. Лот в La Mothe на автомагистрали А75, где непрерывный фасадный контур пролетного строения имеет как бы «усеченный» объем снизу с постепенно исчезающей фаской (рис. 2).

Однако в процессе производства работ оказалось невозможным качественно забетонировать участки с исчезающей фаской. Поэтому при проектировании пешеходного моста в Champs-sur-Marne фаска была сохранена на всей длине пролета.

В итоге был получен вполне удовлетворительный результат, явившийся следствием — и это важно — предшествующего негативного опыта. Проектировщики должны учиться не только на реализации собственных успешных идей, но и на недостатках ранее выполненных проектов. Критический подход играет решающую роль в процессе творческого роста проектировщика.

При проектировании пешеходного моста в Champs-sur-Marne для создания впечатления облегченности конструкции рассматривалась идея, навеянная старинными французскими каменными мостами, такими, например, как в Тулузе, а именно, выполнение круглых отверстий в центральном ребре пролетного строения над опорами. Однако заказчик отказался от реализации этой идеи, так как это привело бы к увеличению общей стоимости моста приблизительно на 10 000 долл. США. В окончательном проекте в этих местах были предусмотрены лишь декоративные круглые элементы, имитирующие отверстия. Вывод: не всегда легко убедить заказчика платить за архитектурное качество проекта!

Другим примером достойной роли эстетики в процессе проектирования даже рядового объекта, может служить рамный виадук Бурран (Bouran) в Родезе. В этом случае выполнение опор в виде двух параллельных гибких стоек (рис. 3) явилось оптимальным решением, так как позволило исключить возникновение значительных горизонтальных усилий в опорах от усадки и ползучести бетона и температурных колебаний.

Подобные стойки могут быть также выполнены в виде толстых прямоугольных стен с коробчатым или двутавровым поперечным сечением (рис. 4 а, б).

На построенном до этого мосту через р. Сен-Дени в Reunion при сооружении опор была осуществлена идея использования парных дугообразных тонкостенных железобетонных стоек (рис. 4 г, б), что позволило обеспечить необходимую жесткость и предотвратить возможность продольного изгиба с заданным коэффициентом запаса. Переменная толщина стенок обеспечивает положение центра тяжести между двумя стойками. Аналогичная концепция была реализована для виадука Bouran, где опоры образованы из парных стоек (рис. 5).

Несмотря на кажущуюся простоту, мост имеет приятный внешний вид и даже элегантность.

Для мостового перехода в живописной местности Antrenas (Франция), где пересекаются автомагистрали, архитектор предложил арочную конструкцию. Первоначальным инженерным решением, соответствующим этой архитектурной концепции, была сталежелезобетонная конструкция, состоящая из предварительно напряженной железобетонной плиты проезжей части, стальной трубчатой арки кругового очертания и объединяющей их надарочной конструкции в виде треугольной решетку, выполненной из стальных труб.

В конечном итоге была применена полигональная арочная конструкция эстетически гораздо более эффективная, чем круговая арка (рис. 6).

Проект арочного моста в La Roche Bernard (рис. 7) в очередной раз подтверждает важность наличия таких факторов, как личный опыт и профессиональная культура инженера.

По существу проект является повторным использованием концепции, предложенной архитекторами для двухполосного железобетонного арочного моста Шатобриан (Chateaubriand) пролетом 260 м через р. Ране (рис. 8) с облегченной сталежелезобетонной затяжкой — проезжей частью.

Мост в La Roche Bernard имеет пролет на 60 м короче, но при этом он шире, так как предназначен под две полосы движения в каждом направлении. Благодаря большей ширине удалось спроектировать сооружение гораздо более эффектное с эстетической точки зрения.

Опыт, приобретенный при сооружении мостов Трелен и Шатобриан, оказался весьма ценным. Мост Трелен (Trellins) был запроектирован без участия архитекторов, в результате чего узлы сопряжения арки с фундаментными блоками были визуально несовершенными: верхняя поверхность арки резко сходится с прямоугольными фундаментными блоками, что нарушает плавность контура (рис. 9).

Наоборот мост Шатобриан (см. рис. 8) проектировался в сотрудничестве с архитекторами, что позволило устранить указанный недостаток. К сожалению, средний уровень воды оказался выше, чем ожидалось, поэтому арка фактически как бы выступает из воды, и данное проектное усовершенствование оказалось невидимым в течение наибольшей части года.

Мы рассмотрели относительно небольшие мосты. На противоположном конце шкалы масштабов сооружений находятся длиннопролетные мосты. Уже только размеры этих мостов придают им неотъемлемое величие. Возможно это и удивительно, но длиннопролетные мосты гораздо легче под-даются успешному эстетическому проектированию. Конечно, при увеличении длины пролетов параметры сооружения в основном определяются эффективностью конструкции. В этом случае фантазии становятся невозможными (или по меньшей мере очень дорого-стоящими). При этом реализация замысла требует особого внимания, так как любая ошибка может привести к конструктивным проблемам, способным повлиять на формы и общую элегантность конструкции.

Мост Нормандия (Normandie) был запроектирован под очень большие ветровые нагрузки и целиком уравновешенные постоянные нагрузки. При этом изначально во главу угла ставилась задача достижения архитектурной элегантности сооружения. Как свидетельствуют многие наблюдатели, эта цель была достигнута благодаря двум определяющим проектным концепциям: сохранения единой от устоя до устоя обтекаемой формы поперечного сечения балки жесткости и придания совершенного динамического контура пилонам (рис. 10).

Создается впечатление, что все элементы моста Нормандия как бы слиты в единое неразрывное целое, при этом его формы просты и абсолютно соответствуют общей концепции сооружения. Привлечение архитектора к детальной проработке форм опор и стоек пилона оказалось очень важным для достижения конечного эффекта. В данном случае архитектурное проектирование и инженерная наука достигли редкого единства, вылившегося в формы, приблизившиеся к идеальным.

В заключение этого короткого обсуждения роли эстетики в процессе конструктивного проектирования следует вспомнить рекомендацию Йорга Шлайха: «Инженеры должны избегать повторяющихся конструкций, которые при многократном воспроизведении становятся скучными, даже если они обладают правильными пропорциями и выполнены с высоким качеством». Но при этом следует избегать нелогичных форм. Конструктивная эффективность, даже выраженная в классических конструкциях, предполагает большое разнообразие решений. Очень важно достичь эстетической выразительности, элегантности и соответствия местным условиям, избегая оригинальности, как самоцели. Подобная оригинальность должна являться — и иначе быть не может — исключением.






Дата добавления: 2020-02-11; просмотров: 14;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - Знаток.Орг - 2017-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.008 сек.