Zavěšený most -Cable-stayed bridge
Předek | Visutý most |
---|---|
Příbuzný | Extradosed most |
Potomek | Lanový most s bočním nosníkem , Samokotvený visutý most , konzolový nosníkový kabelový most |
Přenáší | Chodci , kola , automobily , nákladní auta , lehká železnice |
Rozsah rozpětí | Střední až dlouhé |
Materiál | Ocelové lano , dodatečně předpínané betonové skříňové nosníky , ocelové nebo betonové pylony |
Pohyblivý | Ne |
Designérské úsilí | střední |
Je vyžadována falešná práce | Normálně žádný |
Lanový most má jednu nebo více věží (nebo stožárů ), ze kterých kabely podpírají mostovku. Charakteristickým rysem jsou lana nebo vzpěry , které vedou přímo z věže na palubu a obvykle tvoří vějířovitý vzor nebo řadu paralelních linií. To je na rozdíl od moderního visutého mostu , kde jsou lana podpírající palubu zavěšena svisle od hlavního lana, ukotveného na obou koncích mostu a vedeného mezi věžemi. Zavěšený most je optimální pro rozpětí delší než konzolové mosty a kratší než visuté mosty. To je rozsah, ve kterém by konzolové mosty rychle rostly těžší a kabeláž visutých mostů by byla nákladnější.
Zavěšené mosty byly navrhovány a stavěny koncem 16. století a jejich forma našla široké uplatnění na konci 19. století. První příklady, včetně Brooklynského mostu , často kombinovaly prvky jak z kabelových, tak zavěšených konstrukcí. Zavěšené designy upadly z laskavosti na počátku 20. století, protože větší mezery byly překlenuty pomocí čistých závěsných konstrukcí a kratších pomocí různých systémů postavených z vyztuženého betonu . To se vrátilo k výtečnosti v pozdnější 20. století, když kombinace nových materiálů, větší stavební stroje, a potřeba nahradit starší mosty všichni snížili poměrnou cenu těchto designů.
Dějiny
Zavěšené mosty pocházejí z roku 1595, kde byly nalezeny návrhy v Machinae Novae , knize chorvatsko - benátského vynálezce Fausta Veranzia . Mnoho časných visutých mostů bylo zavěšených konstrukcí, včetně mostu Dryburgh Abbey Bridge z roku 1817 , patentovaného Victoria Bridge, Bath (1836) Jamese Dredge a pozdějších Albert Bridge (1872) a Brooklyn Bridge (1883). Jejich konstruktéři zjistili, že kombinace technologií vytvořila tužší most. John A. Roebling to využil zejména k omezení deformací způsobených železničním zatížením v visutém mostě Niagara Falls .
Nejstarším známým dochovaným příkladem skutečného lanového mostu ve Spojených státech je převážně neporušený ocelový nebo železný visutý most Bluff Dale společnosti EE Runyon s dřevěnými nosníky a obložením v Bluff Dale v Texasu (1890), nebo o několik týdnů dříve, ale zničený Barton Creek . Most mezi Huckabay, Texas a Gordon, Texas (1889 nebo 1890). Ve dvacátém století mezi první příklady zavěšených mostů patřil neobvyklý most Cassagnes od A. Gisclarda (1899), ve kterém je horizontální část kabelových sil vyrovnávána samostatným horizontálním spojovacím kabelem, který zabraňuje výraznému stlačení v palubě a G Leinekugel le Coqův most v Lézardrieux v Bretani (1924). Eduardo Torroja navrhl lanový akvadukt v Tempulu v roce 1926. Zavěšený most Alberta Caquota z roku 1952 přes kanál Donzère-Mondragon v Pierrelatte je jedním z prvních moderního typu, ale měl malý vliv na pozdější vývoj . Ocelový most Strömsund podle návrhu Franze Dischingera (1955) je proto častěji uváděn jako první moderní lanový most.
Mezi další klíčové průkopníky patřili Fabrizio de Miranda , Riccardo Morandi a Fritz Leonhardt . Rané mosty z tohoto období používaly velmi málo spojovacích kabelů, jako v Mostě Theodora Heusse (1958). To však vyžaduje značné náklady na montáž a modernější konstrukce mají tendenci používat mnohem více kabelů, aby byla zajištěna větší hospodárnost.
Srovnání s visutým mostem
Zavěšené mosty se mohou zdát podobné visutým mostům , ale jsou zcela odlišné v principu a ve své konstrukci. V visutých mostech visí velká hlavní lana (obvykle dva) mezi věžemi a jsou na každém konci ukotvena k zemi. To může být obtížné zavést, když jsou podmínky na zemi špatné. Hlavní lana, která se volně pohybují na ložiskách ve věžích, nesou zatížení mostovky. Před instalací paluby jsou kabely napnuty vlastní hmotností. Podél hlavních kabelů se na mostovku, která je po úsecích zvedána, napojují menší kabely nebo tyče. Jak se to dělá, napětí v kabelech se zvyšuje, stejně jako při živém zatížení dopravy přes most. Napětí na hlavních lanech se přenáší na zem v ukotvení a tlakem dolů na věže.
U lanových mostů jsou věže primárními nosnými konstrukcemi, které přenášejí zatížení mostu do země. Konzolový přístup se často používá k podpoře mostovky v blízkosti věží, ale délky dále od nich jsou podporovány kabely vedoucími přímo k věžím. To má na rozdíl od visutého mostu tu nevýhodu, že se kabely táhnou do stran, nikoli přímo nahoru, což vyžaduje, aby mostovka byla pevnější, aby odolala výsledným horizontálním tlakovým zatížením, ale má to výhodu, že nevyžaduje pevné ukotvení. aby odolal horizontálnímu tahu hlavních lan visutého mostu. Konstrukčně jsou všechny statické horizontální síly lanového mostu vyváženy tak, aby nosné věže neměly tendenci se naklánět nebo klouzat, a tak musí odolávat pouze vodorovným silám od živého zatížení.
Klíčové výhody zavěšené formy jsou následující:
- mnohem větší tuhost než visutý most, takže se sníží deformace mostovky pod živým zatížením
- lze postavit vykonzolováním z věže – kabely fungují jako dočasné i trvalé podpěry mostovky
- u symetrického mostu (ve kterém jsou rozpětí na obou stranách věže stejná) není zapotřebí vyvážení horizontálních sil a velké zemní kotvení
Designy
Existují čtyři hlavní třídy lanoví na lanových mostech: mono , harfa , ventilátor a hvězda .
- Mono provedení využívá jeden kabel ze svých věží a je jedním z méně používaných příkladů této třídy .
- V harfovém nebo paralelním provedení jsou kabely téměř rovnoběžné, takže výška jejich připevnění k věži je úměrná vzdálenosti od věže k jejich upevnění na palubě.
- V designu ventilátoru jsou všechny kabely připojeny k horní části věží nebo přes ně procházejí. Konstrukce ventilátoru je konstrukčně lepší s minimálním momentem aplikovaným na věže, ale z praktických důvodů je preferován upravený ventilátor (také nazývaný poloventilátor), zejména tam, kde je zapotřebí mnoho kabelů. V modifikovaném uspořádání ventilátoru jsou kabely ukončeny v blízkosti horní části věže, ale jsou od sebe dostatečně vzdáleny, aby umožnily lepší zakončení, zlepšenou ochranu životního prostředí a dobrý přístup k jednotlivým kabelům pro údržbu.
- V hvězdicovém designu, dalším poměrně vzácném provedení, jsou lana na věži rozmístěna, jako u designu harfy, ale připojují se k jednomu bodu nebo k několika těsně rozmístěným bodům na palubě.
Existuje také sedm hlavních uspořádání nosných sloupů: jednoduché , dvojité , portálové , ve tvaru A , ve tvaru H , ve tvaru obráceného Y a ve tvaru M. Poslední tři jsou hybridní uspořádání, která kombinují dvě uspořádání do jednoho.
- Jediné uspořádání používá jeden sloup pro kabelovou podporu, normálně vyčnívající přes střed paluby, ale v některých případech umístěný na jedné nebo druhé straně. Příklady: Millau viadukt ve Francii a Sunshine Skyway Bridge na Floridě .
- Dvojité uspořádání umisťuje páry sloupů na obě strany paluby. Příklady: Most Øresund mezi Dánskem a Švédskem a most Zolotoy v Rusku .
- Portál je podobný dvojitému uspořádání, ale má třetí člen spojující vrcholy dvou sloupů, aby vytvořily tvar dveří nebo portál . To nabízí dodatečnou pevnost, zejména proti příčnému zatížení. Příklady: Hale Boggs Bridge v Louisianě a Kirumi Bridge v Tanzanii .
- Design ve tvaru A je podobný konceptu portálu, ale dosahuje stejného cíle nakloněním dvou sloupů k sobě, aby se setkaly v horní části, což eliminuje potřebu třetího prvku. Příklady: Arthur Ravenel Jr. Bridge v Jižní Karolíně a Helgeland Bridge v Norsku .
- Design ve tvaru H kombinuje portál na spodní straně s dvojitým nahoře. Příklady: Grenland Bridge v Norsku a Vasco da Gama Bridge v Portugalsku .
- Design obráceného písmene Y kombinuje tvar písmene A na spodní straně se singlem nahoře. Příklady: Pont de Normandie ve Francii a Incheon Bridge v Jižní Koreji .
- Konstrukce ve tvaru M kombinuje dvě věže ve tvaru A , každá věž na straně druhé, aby vytvořila M. Tento typ uspořádání je vzácný a většinou se používá u širokých mostů, kde by osamělé uspořádání ve tvaru A bylo příliš slabé . . Příklady: Fred Hartman Bridge v Texasu a jeho plánovaný sesterský most Ship Channel Bridge , také v Texasu.
V závislosti na konstrukci mohou být sloupy svislé nebo šikmé nebo zakřivené vzhledem k mostovce.
Variace
Zavěšený most s bočním nosníkem
Lanový most s bočním nosníkem využívá centrální věž podepřenou pouze na jedné straně. Tato konstrukce umožňuje konstrukci zakřiveného mostu.
Konzolový nosný kabelový most
Daleko radikálnější ve své struktuře, Puente del Alamillo (1992) používá jeden konzolový nosník na jedné straně rozpětí, s kabely na jedné straně pouze pro podporu mostovky. Na rozdíl od jiných typů zavěšených na lanech, tento most vyvíjí značnou převracející sílu na svůj základ a nosník musí odolávat ohybu způsobenému kabely, protože síly kabelu nejsou vyváženy protilehlými kabely. Nosník tohoto konkrétního mostu tvoří gnómon velkých zahradních slunečních hodin . Související mosty od architekta Santiaga Calatravy zahrnují Puente de la Mujer (2001), Sundial Bridge (2004), Chords Bridge (2008) a Assut de l'Or Bridge (2008).
Zavěšený most o více polích
Zavěšené mosty s více než třemi poli zahrnují výrazně náročnější návrhy než konstrukce se 2 nebo 3 poli.
U kabelového mostu o 2 nebo 3 polích jsou zatížení z hlavních polí normálně ukotvena zpět v blízkosti koncových opěr vzpěrami v koncových polích. Pro větší rozpětí tomu tak není a konstrukce mostu je celkově méně tuhá. To může způsobit potíže jak při návrhu paluby, tak pylonů. Příklady struktur s více rozpětím, ve kterých je tomu tak, zahrnují most Ting Kau , kde se ke stabilizaci pylonů používají další „příčné ztužení“; Millau viadukt a most Mezcala , kde se používají dvounohé věže; a General Rafael Urdaneta Bridge , kde byly přijaty velmi tuhé vícenohé rámové věže. Podobná situace s visutým mostem je jak u mostu Great Seto, tak u mostu San Francisco–Oakland Bay Bridge , kde jsou po každé sadě tří visutých rozpětí vyžadována další kotvící pilíře – toto řešení lze přizpůsobit i pro zavěšené mosty.
Extradosed most
Extradosed most je zavěšený most s podstatnější mostovkou, která, protože je tužší a pevnější, umožňuje vynechat kabely blízko věže a věže být nižší v poměru k rozpětí. První extradosed mosty byly Ganter Bridge a Sunniberg Bridge ve Švýcarsku. První extradosed most ve Spojených státech, Pearl Harbor Memorial Bridge byl postaven k přepravě I-95 přes řeku Quinnipiac v New Haven, Connecticut, otevření v červnu 2012.
Lanový most s kolébkovým systémem
Kolébkový systém nese lana ve vzpěrách z mostovky na mostovku jako souvislý prvek, který eliminuje ukotvení v pylonech. Každý ocelový pramen s epoxidovým povlakem je nesen uvnitř kolébky v jednopalcové (2,54 cm) ocelové trubce. Každý pramen působí nezávisle a umožňuje odstranění, kontrolu a výměnu jednotlivých pramenů. První dva takové mosty jsou Penobscot Narrows Bridge , dokončený v roce 2006, a Veterans' Glass City Skyway , dokončený v roce 2007.
Související typy mostů
Samokotvený visutý most
Samokotvený visutý most má v principu určitou podobnost s lanovým typem v tom, že tahové síly, které zabraňují pádu paluby, se převádějí na kompresní síly vertikálně ve věži a horizontálně podél konstrukce paluby. S visutým mostem souvisí také tím, že má obloukovité hlavní kabely s podvazkovými kabely, i když samokotvený typ postrádá těžké ukotvení kabelů běžného zavěšeného mostu. Na rozdíl od visutého nebo visutého mostu musí být samokotvený visutý most během stavby podepřen falešným bedněním, a proto je jeho stavba nákladnější.
Pozoruhodné lanové mosty
- Most novináře Phelippe Daoua překračuje Rio Negro ve státě Amazonas . Byl otevřen 24. října 2011 a je v současné době čtvrtým nejdelším mostem v Brazílii , 3 595 metrů (11 795 stop) s rozpětím 400 metrů (1 312 stop).
- Arthur Ravenel Jr. Bridge , překračuje řeku Cooper v Charlestonu v Jižní Karolíně . Byl otevřen v roce 2005, aby nahradil most John P. Grace Memorial Bridge a Most Silase N. Pearmana , které se chýlily ke konci své životnosti. V době svého otevření to byl nejdelší lanový most na západní polokouli.
- Brooklyn Bridge , známý jako visutý most, má také lanovky.
- Centennial Bridge , šestiproudý most pro vozidla, který překračuje Panamský průplav o celkové délce 1,05 km (3400 stop).
- Erasmův most překračuje Nieuwe Maas v Rotterdamu v Nizozemsku . Jižní rozpětí mostu má 89 metrů (292 stop) zvedací most pro lodě, které nemohou proplout pod mostem. Zvedací most je největší a nejtěžší v západní Evropě a má největší panel svého druhu na světě.
- Golden Horn Metro Bridge spojuje starý poloostrov Istanbul se čtvrtí Galata a je prvním lanovým mostem v Turecku .
- Mezinárodní most Gordieho Howea ve výstavbě, spojující Detroit v Michiganu s Windsorem v Ontariu, bude mít na březích řeky Detroit dvě věže ve tvaru „A“, šestiproudé pro automobilovou dopravu a stezku pro cyklisty a pěší. Bude to 2,5 km (1,6 mil) dlouhé. Po dokončení v roce 2024 bude mít nejdelší hlavní rozpětí ze všech lanových mostů v Severní Americe s 853 metry (2 799 ft).
- Mořský most Jiaxing-Shaoxing , provincie Zhejiang , Čína. Most je osmiproudová stavba, která se klene v délce 10 100 metrů (6,3 mil) přes záliv Hangzhou a spojuje Jiaxing a Shaoxing , dvě města provincie Zhejiang. Otevřen byl 23. července 2013 a v současnosti je nejdelším lanovým mostem na světě.
- Most Johna Jamese Audubona (řeka Mississippi) : Nejdelší lanový most na západní polokouli, který překračuje řeku Mississippi mezi New Roads v Louisianě a St. Francisville v Louisianě .
- Most Kap Shui Mun : Zavěšený most silniční železnice s nejdelším rozpětím při otevření
- Kosciuszko Bridge : Spojuje čtvrti Brooklyn a Queens v New Yorku a nahrazuje stejnojmenný příhradový most. První lanové pole (dočasně nesoucí tři jízdní pruhy v každém směru) bylo zprovozněno v dubnu 2017. Druhý, téměř identický úsek byl otevřen 29. srpna 2019.
- Margaret Hunt Hill Bridge v Dallasu , Texas , USA, který byl otevřen v roce 2012 a klene se přes řeku Trinity River . V roce 2012 získal most ocenění za vynikající stavební úspěch od texaské sekce Americké společnosti stavebních inženýrů . Most také získal v roce 2012 cenu European Convention for Constructional Steelwork Award for Steel Bridges.
- Millau Viaduct , most s nejvyššími moly na světě: 341 metrů (1,119 ft) vysoký a vozovka vysoká 266 metrů (873 ft) přes řeku Tarn ve Francii. S celkovou délkou 2 460 metrů (8 070 stop) a sedmi věžemi má také nejdelší zavěšenou lanovou palubu na světě.
- Most SNP (Nový most), nejdelší lanový most světa v kategorii s jedním pylonem a jednou lanovou rovinou, přes Dunaj v Bratislavě na Slovensku . Hlavní rozpětí je 303 metrů (994 stop), celková délka 430,8 metrů (1 413 stop). Jediný člen World Federation of Great Towers , který se primárně používá jako most. Nachází se v něm restaurace s létajícím talířem na vrcholu pylonu vysokého 85 metrů (279 stop).
- Most Octavio Frias de Oliveira překračuje řeku Pinheiros v São Paulu , 2008. Má 138 metrů (453 stop) vysoký pylon, pod kterým se křižují dvě zdržené silnice, které se otáčí o 90° na protější břeh řeky.
- Oresund Bridge , kombinovaný dvoukolejný železniční a čtyřproudový silniční most s hlavním rozpětím 490 metrů (1 610 stop) a celkovou délkou 7,85 kilometrů (4,88 mil), překračující Öresund mezi Malmö , Švédskem a hlavním městem Dánska Region .
- Pelješac Bridge , Dubrovnik-Neretva County , Chorvatsko. Jedná se o 2 404 metrů (7 887 stop) dlouhý a 98 metrů (322 stop) vysoký silniční most, který spojuje jihovýchodní poloexklávu se zbytkem země a klene se nad mořským kanálem mezi Komarnou a Pelješacem .
- Penobscot Narrows Bridge and Observatory , silniční most s observatoří na vrcholu jedné z věží a rozpětím 2 120 stop (646 m).
- Ponte Morandi , jehož část se zřítila během bouřky dne 14. srpna 2018
- Pont de Normandie , překračuje Seinu v Normandii , Francie (1988 - 1995) – krátce nejdelší lanový most na světě.
- Queensferry Crossing (dříve Forth Replacement Crossing) je silniční most ve Skotsku. Je postaven vedle stávajícího visutého silničního mostu Forth Road Bridge přes Firth of Forth a po dokončení v roce 2017 se stal s 2700 m nejdelším trojvěžovým lanovým mostem na světě.
- Pont de Brotonne , první moderní lanový most tohoto typu, byl zprovozněn v roce 1977.
- Rande Bridge ve Španělsku poblíž Viga je dálniční lanový most s nejdelším a nejštíhlejším rozpětím na světě v době výstavby (1973–1977). Tři dlouhá rozpětí 148 metrů (486 stop) + 400 metrů (1 300 stop) + 148 metrů (486 stop). Pylony z betonu, nosník z oceli.
- Most Rio-Antirio překračuje Korintský záliv poblíž Patrasu , Řecko. S celkovou délkou 2 880 metrů (9 450 ft) a čtyřmi věžemi má druhou nejdelší zavěšenou lanovou palubu (délka 2 258 metrů (7 408 ft)) na světě, přičemž pouze paluba viaduktu Millau v jižní Francii je delší na 2 460 metrů (8 070 stop). Protože je však tato konstrukce kromě lanových vzpěr podporována také ložisky na pylonech, lze mostovku Rio–Antirrio považovat za nejdelší plně zavěšenou lanovou palubu na světě.
- Russky Bridge , lanový most s nejdelším rozpětím na světě, 1104 metrů (3622 stop) metrů. Vladivostok , Rusko .
- Druhý Severn Crossing mezi Anglií a Walesem je 3,186 mil (5,127 km) dlouhý, sestává z jediného centrálního navigačního rozpětí přes kanál „Shoots“ a přístupových viaduktů na obou stranách.
- Sunshine Skyway Bridge v americkém státě Florida poblíž Tampy byl otevřen v roce 1989. Most nahradil původní konzolové mosty , které byly místem námořního incidentu.
- Surgut Bridge , nejdelší jednopylonový lanový most na světě, přes řeku Ob na Sibiři v Rusku .
- Most přes řeku Sutong Yangtze ve východní Číně má druhý nejdelší lanový most s rozpětím 1 088 metrů (3 570 stop). Most Sutong, dokončený v roce 2008, je jedním z více než 40 lanových mostů postavených přes Yangtze od roku 1995.
- The Governor Mario M. Cuomo Bridge , náhrada za Tappan Zee Bridge , je dvoupatrový lanový most otevřený v letech 2017 a 2018 a je jak nejjižnějším mostem přes řeku Hudson zcela ve státě New York, tak i prvním lanový most v Severní Americe, který odpovídá bostonskému mostu Zakim Bridge (viz níže) o celkové šířce 183 stop (56 metrů), pokrývající osm jízdních pruhů.
- Tilikum Crossing v Portlandu v Oregonu je prvním velkým mostem v USA, který byl navržen tak, aby umožňoval přístup vozidlům veřejné dopravy, cyklistům a chodcům, ale ne automobilům. Most byl dokončen v roce 2015 a měří 520 m a klene se přes řeku Willamette a spojuje čtvrti South Waterfront a Central Eastside .
- Most Ting Kau , první velký čtyřrozpěrný (tři věže) lanový most na světě, tvořící součást silniční sítě spojující hongkongské mezinárodní letiště s ostatními částmi Hongkongu .
- Varina-Enon Bridge , nese I-295 přes řeku James mezi Henrico a Chesterfield County ve Virginii. Most Varina-Enon představuje jako první na světě použití prefabrikovaných betonových delta rámů pro stavbu hlavního rozpětí 630 stop (190 m) zavěšeného na kabelu. Jedná se o pomocnou součást programu Sokola stěhovavého, na který dohlíží ministerstvo dopravy Virginie .
- Most Vasco da Gama v Lisabonu , Portugalsko je nejdelším mostem v Evropě, s celkovou délkou 17,2 km (10,7 mil), včetně 0,829 km (0,515 mil) pro hlavní most, 11,5 km (7,1 mil) ve viaduktech a 4,8 km (3,0 mil) v prodloužených silnicích.
- Pamětní most Leonarda P. Zakima Bunker Hill Memorial Bridge v centru Bostonu ve státě Massachusetts přes řeku Charles je zavěšený most s nejširším silničním spodkem na světě pro takový most, s délkou asi 183 stop (56 m), který zahrnuje deset jízdních pruhů. Je to také první lanový most s asymetrickým designem mostovky, se dvěma z 10 jízdních pruhů vykonzolovaných z jižní strany hlavní mostovky.
- Most Kazungula je silniční a železniční most přes řeku Zambezi mezi zeměmi Zambie a Botswana (3 028 stop).
- Mosty Zárate–Brazo Largo přes řeky Paraná Guazú a Paraná de las Palmas v Argentině (1972–1976) jsou prvními dvěma silničními a železničními kabelovými ocelovými mosty s dlouhým rozpětím na světě. Rozpětí: 110 metrů (360 stop) + 330 metrů (1 080 stop) + 110 metrů (360 stop).
Reference
Další čtení
- De Miranda F., et al., (1979), "Základní problémy v mostech s dlouhým rozpětím kabelů", Rep. 25, Dipartimento di Strutture – Università di Calabria – Arcavacata (CS) Itálie, (242 pagg.) září 1979.
- Gregory, Frank Hutson; Freeman, Ralph Anthony (1987). Bangkok Cable Stayed Bridge . 3 F Engineering Consultants, Bangkok. ISBN 974-410-097-4.
- Podolný, Walter; Scalzi, John B. (1986). Konstrukce a projektování lanových mostů (2. vydání). New York: Wiley. ISBN 0471826553.*
- Walther, René; a kol. (1999). Kabelové mosty (2. vydání). Thomas Telford. ISBN 0-7277-2773-7.