Дамба моста что такое
Самые длинные мосты в мире: как их строят и почему они известны на весь мир
Возведение мостов через реки, озера и даже заливы требует проведения сложных инженерных работ в воде. В древности эту проблему решали просто: для строительства люди искали в водоемах мелкие места, чтобы возводить насыпи. Но современные технологии позволяют строителям работать прямо на дне моря или реки. «Хайтек» рассказывает, как мосты строят сегодня, какие из них самые известные и почему.
Читайте «Хайтек» в
Любое строительство моста начинается с комплексного геодезического исследования. Инженеры стараются выбирать наиболее узкое место реки или искусственно сокращают расстояние между берегами с помощью насыпи, если это возможно. Чтобы это не мешало естественному протоку воды, рабочие углубляют русло реки с помощью земснарядов. Для возведения опор обычно используют отмели, которые дополнительно посыпают грунтом, таким образом создавая искусственные острова.
Как строят мосты?
Концевые опоры мостов возводят непосредственно с берегов рек, используя для этого часть суши. Проблемы начинаются, когда опоры нужно возвести посреди глубоководной реки, залива, озера или моря. Эти промежуточные опоры, которые сложнее всего строить, называют «быками». Чтобы их установить есть несколько способов.
Можно осушить место возведения опор, изменяя русло реки. Если мост прокладывают через залив или озеро, то строители вбивают сваи для опор с борта специального понтона или судна.
При строительстве фундаментных элементов под водой забивные сваи позволяют бригадам создавать прочные конструкции без необходимости вообще удалять воду. Сваи, которые выглядят как длинные вертикальные колонны, можно забивать в землю с помощью мощного молота, создавая устойчивый фундамент для подводных или надводных конструкций.
В подводном строительстве чаще всего используют сваи из стали, но внутри них есть пустоты. После того, как сваи вобьют, их внутреннюю часть заполняют бетоном, который вытесняет воду из полостей. Этот способ подводного строительства — один из наиболее экономичных.
Интересно, что все эти методы преследуют одну и ту же основную цель: избегать строительства под водой. Вместо этого вода отводится или избегается различными способами во время строительства. Таким образом, строительство под водой больше связано с поиском творческих способов обхода воды и создания конструкций, которые могут противостоять ей после завершения строительства.
И наконец, третий способ – возведение опор с помощью закрытых (подводных) кессонов. Такой способ устройства оснований называют также пневматическим.
Кессоны — это водонепроницаемые конструкции, которые можно опускать в воду, сохраняя при этом сухую среду внутри. Внутри сухого пространства открытого кессона рабочие могут копать землю, чтобы достичь твердой поверхности, на которую будет опираться кессон. В конце концов, кессоны становятся частью фундамента сооружения, часто моста или плотины.
В кессонах имеются специальные шлюзы, через которые извлекается грунт и вводятся материалы для бетонирования опор. Подкапывая дно под краями кессона изнутри, строители постепенно углубляют конструкцию до достижения твердого слоя, который может служить надежной подошвой для будущего сооружения.
Самые длинные мосты в мире
Согласно данным Британской энциклопедии, самый длинный мост в мире — это Большой мост Даньян-Куньшань в Китае, часть высокоскоростной железной дороги Пекин-Шанхай. Его открыли в июне 2011 года, общая протяженность моста составляет 165 км. Для сравнения — длина Керченского моста — 18,1 км.
По данным BBC Science Focus, вторым по длине мостом в мире является виадук Чанхуа–Гаосюн в Тайване. Длина моста составляет 157,3 км. Его построили в 2007 году с учетом сейсмической активности, которые не редкость для региона. Мост спроектировали так, чтобы поезда могли безопасно останавливаться в случае землетрясения. С 2012 года его посетили более 200 млн человек.
Виадук — это особый тип длинного моста, обычно состоящего из серии арок или колонн. Несмотря на латинское происхождение слова, древние римляне не пользовались этим термином, это более позднее слово, возникшее по аналогии с акведуком. Мост является частью Тайваньской высокоскоростной железной дороги и простирается от Цзоин в Гаосюне до Багуашана в уезде Чанхуа.
Третье место в списке самых длинных мостов занимает большой мост Тяньцзинь (виадук Ланфан–Цинсянь). Этот виадук соединяет Ланфанг и Цинсянь и является частью высокоскоростной железной дороги Пекин — Шанхай. Это один из самых длинных мостов в мире, его общая длина составляет около 113,7 км. Строительство началось в 2006 году и завершилось в 2010 году. На момент открытия в 2011 году, он считался вторым по длине мостом в мире (по данным Книги рекордов Гиннесса).
Мост состоит из коробчатых балок длиной 32 м и весом 860 тонн каждая. Их создавали на двух рабочих местах вдоль моста, а к месту установки доставляли на уже смонтированном участке моста.
Другие известные мосты
Самый длинный автомобильный мост в мире — это скоростная автомагистраль Банг-На протяженностью 55 км в Таиланде. Его построили в 2000 году. Он представляет собой шестиполосное шоссе и пересекает лишь небольшой участок воды — реку Банг Паконг.
Самый длинный непрерывный мост через воду в мире — это дамба на озере Пончартрейн в южной части штата Луизиана, США. На самом деле, этот мост — два параллельных сооружения, причем длина самого длинного моста из двух составляет около 39 км. Он поддерживается 9 500 бетонными сваями.
Мост будущего
Сегодня мосты-гиганты в Китае, США, Европе и России выдерживают землетрясения магнитудой 8 баллов, ветер 250 м/с и столкновения с судами. Большая часть мостов-рекордсменов построена в Азии и соревнование за звание самого уникального из них продолжается. Так, в регионе Большого залива возводится новый мост. Эта восьмиполосная автомобильная магистраль соединит мегаполисы, расположенные на берегах Жемчужной реки и станет частью мостового перехода между городами-миллионниками Шэньчжэнь и Чжуншань. Проект подразумевает строительство моста протяженностью 17 км, двух искусственных островов и почти 7-километрового тоннеля шириной 46 м. По последнему показателю объект станет №1 в мире среди аналогичных инженерных сооружений.
Шпунт Ларсена — металлический профиль, представляющий собой жёлоб c закруглёнными краями боковых стенок (пазами) или замками.
Самый длинный мост в мире над водой
Человечество создало немало интересных и живописных сооружений. Одним из них являются самый длинный мост в мире над водой, который восхищает своей загадочностью миллионы людей. Можно представить даже на минуту эту красоту, вспомнив, как в фильмах все именитые длинные мосты теряются в глубине тумана, растворяются в закате или водной пучине.
Циндаоский мост
На настоящий момент Циндаоский мост, находящийся в Китае, является самым длинным автомобильным переездом через водный залив. Его длина составляет около 43 км. Этот мост соединяет два города, находящиеся в соседних провинциях. Данный мост связывает близлежащие города с национальным аэропортом Китая. Но в Китае есть еще более длинный мост, на котором располагается железная дорога. Им является Танян – Куньшаньский, длина которого составляет 165 км.
Циндаоский мост строился в течение 4-х лет. Около 10 000 человек трудилось над ним, воздвигая конструкцию с обоих концов берега. Затраты на этот мост были колоссальными, но конструкция, по мнению инженеров, оправдывает их. По меньшим меркам, Циндаоский мост может выдержать как природные катаклизмы (цунами, 8-ми балльное землетрясение, которые так часто бывают в Китае), так и физическое, внешнее воздействие, например, столкновение с большегрузным кораблем.
Строительство Циндаоского моста
Стоимость данного сооружения составила около 11 миллиардов долларов. Такая растрата Китая была очень критично оценена другими государствами. Обосновывалась критика тем, что растраты на мост нерациональны. Эксперты оценили расстояние по суше между провинциями в 80 км, а по средствам передвижения по новому мосту – 50 км. Разница в 30 км по их мнению являлась незначительной, даже мизерной. Основным аргументом далее стала связь с аэропортом Китая, который тоже был недостаточно убедительным. Но отменять постройку Циндаоского моста никто не стал, и на сегодняшний день ежедневно по нему проезжает более 30 000 автомобилистов.
Мост-дамба в США
Мост, построенный через озеро Пончартрейн, является удивительным сооружением, совмещающим в себе и мост, и дамбу. Его длина составляет 39 км. Мост-дамба связывает два города, до которых добраться по суше достаточно сложно. Мост представляет собой две автомобильные трассы, по которым машины передвигаются в обе стороны. Этот мост-дамба отличается своей особой надежностью из-за большого количества бетонных свай.
Мост, построенный через озеро Пончартрейн
Мост-дамба был открыт в середине 90 – х годов с бюджетом на строительство в 55 млн. долларов. Необходимость этого моста была осознана еще в конце 19 – ого века. Проект моста разрабатывался на протяжении долгих лет жителем и основателем города Мандевиль. Он предложил в озере осушить некоторые участки, создав искусственные острова, тем самым соединив их мостом. Но строительство по его проекту началось лишь через 50 лет.
Строительство моста открыло новые возможности для жителей США. Теперь с появлением нового способа передвижения, долгие теплоходные переезды были исключены. Но важно отметить, что проезд по мосту является платным для каждого. Деньги, вырученные за оплату проезда, регулярно распределяются на реконструкцию или поддержание текущего состояния моста-дамбы.
Местные жители считают этот мост особенным, так как он находится в климатически нестабильном районе США и стихийные бедствия не причиняют ему значимого ущерба.
Кто же длиннее?
Мост в Китае превосходит мост-дамбу в США всего лишь на 3 км. Разница незначительная, но именно по этой причине Циндаоский мост является лидером. Но эксперты из США заявили, что длина моста была достигнута за счет множества искривлений, а в США мост является абсолютно прямым. Соответственно, по их оценкам, реальное расстояние, которое пересекается за счет построенного моста – 25 км.
Циндаоский мост через залив. Снимок со спутника.
Весь спор возник из-за записи в Книгу рекордов Гиннеса, где Китайский мост мирно вытеснил на второе место мост-дамбу из США. Во избежание конфликта на этой почве, редакция Книги приняла решение открыть новые критерии. Итак, в итоге Циндаоский мост занял первое место по продолжительности, а мост – дамба из США стала самым длинным непрерывным мостом.
Но прогресс не стоит на месте и в планах именитых архитекторов стоит создание еще более продвинутых и длинных мостов по всему миру. Есть примерные планы на 2017 год – постройка мостов на территории Китая, Европейских стран и США. Длина самого длинного моста, ориентируясь по проектам, составляет 50 км. Но нужно помнить, что нет предела совершенству. Книга рекордов Гиннеса регулярно пополняется, ежегодно рекордсмены меняются, как и меняются те произведения архитекторов, которые занимали абсолютно лидирующие позиции в мировых списках.
10 лет без наводнений: как работает петербургская дамба?
С самого основания Санкт-Петербурга город преследовали наводнения. Миллионы тонн воды разрушали дома, дороги, уничтожали памятники, оставляя за собой сотни погибших и десятки тысяч пострадавших. Сенатскую площадь, Летний сад, Стрелку Васильевского острова… за считанные часы штурмом брала Нева. С 1703 по 2011-ый их было 308. Примерно по одному в год. Но уже почти 10 лет наводнения Санкт-Петербургу не угрожают. Их останавливает Комплекс защитных сооружений (КЗС), или просто дамба. И вот 10 фактов о ней.
Причина наводнений в Петербурге долгое время была неизвестна
Изначально многие ученые считали, что город топит вода с Ладожского озера. Осенью, в сезон дождей, Нева, которая как раз течет из Ладоги в Финский залив, просто не справляется с потоками воды и выходит из берегов.
Уже в ХХ веке ученые выяснили – виной всему балтийская нагонная волна. Она формируется за счет активности циклонов и области низкого давления в Атлантическом океане, и если ветер дует с запада на восток, быстро перемещается в Балтику. В устье Невы, где Петр построил северную столицу, воде некуда деться, она встречается с рекой и город оказывается между двух потоков.
Дамба могла появиться еще в XIX веке
Идею строительства защитного заграждения предложил еще в середине XIX века французский инженер Пьер Базен, служивший в России. Его проект предполагал строительство нескольких заграждений вдоль Невской губы. Но проект отвергли. Причин было сразу несколько – боялись, что не хватит денег, технологий, да и Невская губа может превратиться в болото.
Дамбу построили за 32 года
Строительство Комплекса защитных сооружений началось в 1979 году. Реализовать проект смогли лишь в 2011-ом. Длина комплекса 22 километра 400 метров, он состоит из двух судопропускных каналов, шести проемов для воды, одиннадцати каменно-земляных дамб, семи мостов и одного тоннеля.
Комплекс построен с запасом
Самые крупные в истории Петербурга наводнения произошли в 1777 году – вода поднялась на 3 метра 21 сантиметр, в 1924-ом до отметки 3 метра 80 сантиметров, а в 1824-ом были зафиксированы рекордные 4 метра 21 сантиметр. КЗС готов отразить волну высотой в 5 метров 45 сантиметров.
«Максимальное наводнение, которое было отражено в тот же год [2011-ый год], когда был введен Комплекс защитных сооружений, в декабре месяце. Тогда отметка у города могла составить практически 3 метра, 2 метра 94 сантиметра. Это было бы третье или четвертое наводнение по историческому ряду, то есть ущерб был бы колоссальный», – рассказывает заместитель генерального директора по эксплуатации Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений Игорь Полищук.
Дамбу можно перекрыть меньше, чем за час
О том, что на Петербург надвигается нагонная волна, здесь узнают за 68 часов до подхода воды к городу. После обработки данных системой предупреждения наводнений формируется план действий. Каждые 6 часов его корректируют. За 12 часов поступает подробный прогноз Гидрометцентра.
«За 6 часов мы оповещаем в письменном виде все заинтересованные организации. За 4 часа до назначенного времени мы оповещаем, что мы действительно закрываемся. За 2 часа до закрытия мы должны получить от Большого порта и от военных уведомление, что движение судов по судовому каналу прекращено», – говорит главный диспетчер диспетчерской службы Комплекса защитных сооружений Владимир Опрышко.
Максимально комплекс можно держать закрытым 48 часов, больше – опасно. Ведь Нева сама несет в Балтику воду. Если реку «запереть» надолго – она выйдет из берегов и затопит набережные. Но иногда и 40 часов – критично долго. Тут на первый план выходит профессионализм специалистов комплекса.
Морские ворота Петербурга
Судопропускное сооружение «С-1» – морские ворота Санкт-Петербурга. Именно через них в город попадает большинство судов – и грузовых, и пассажирских. Глубина канала – 16 метров, ширина – 200. Пропускная способность свыше 100 тысяч тонн.
С-1 состоит из двух «ботапортов», по-французски «судно-дверь». По сути это створки дверей, которые можно закрыть в любой момент. В спокойное время они находятся в доках, на глубине около двадцати метров. Но как только поступает сигнал о закрытии, доки затапливают и эти гиганты длиной 120 и высотой 22 метра всплывают. Затем при помощи тягачей перекрывают проход.
«Заполняются баластные цистерны, которые находятся на третьем ярусе в ботапорте, заливается баласт при помощи насосов, ботапорты начинают подтапливаться и садятся на свои опоры на дне судоходного канала», – говорит директор по эксплуатации Комплекса защитных сооружений Александр Злобин.
При закрытии между ботапортами остается небольшое расстояние – около полутора метров. Это нужно для того, чтобы створки не соприкасались друг с другом и не повреждались.
Запасные ворота Петербурга
Кроме основного, в Комплексе защитных сооружений есть и дополнительный судопропускной канал – «С-2». Он небольшой – глубина 7, ширина 110 метров. Предназначен для судов с водоизмещением до 4 тысяч тонн.
Здесь уже никаких батопортов нет. Вместо них всего один затвор, и тот постоянно находится под водой на глубине 17 метров.
«За 40 минут при помощи гидропривода, четырех гидроцилиндров затвор поднимается из-под воды на 4 метра 50 сантиметров», – говорит начальник директор по эксплуатации Комплекса защитных сооружений Александр Злобин.
Под дамбой есть тоннель
Комплекс защитных сооружений Петербурга от наводнений выполняет еще и дорожную функцию. По гребню дамбы проходит многополосная автомагистраль – часть Кольцевой автомобильной дороги вокруг города. И чтобы не прерывать движения по нему, на месте судопропускного канала С-1 сделали тоннель. Когда автомобиль приближается к каналу, дорога спускается вниз, и по сути машина проезжает под судами.
Тоннель расположен на глубине 26 метров. Его протяженность 1961 метр. И за каждым из них ведется наблюдение из диспетчерского центра. На случай ДТП отработан алгоритм действий: перекрывают вход, звонят в ГИБДД, «скорую помощь» и отправляют на место дежурный эвакуатор.
На дамбе есть разводной мост
А вот второй судопропускной канал автомобили переезжают не под, а над фарватером – по мосту. По петербургской традиции его сделали разводным.
«Пролет 16 метров, для того, чтобы прошли суда, мост поднимается еще на 9 метров вверх. То есть, вот у него 2 опоры – 18-ая и 19-ая, там находится механический привод, при помощи лебедки поднимается на 9 метров, причем поднимается где-то в зависимости от скорости, 3 минуты», – рассказывает Александр Злобин.
Правда, за 10 лет эксплуатации его разводили лишь один раз, и то, чтобы убедиться, что все в исправности.
Комплекс экологически безопасен
По всей длине комплекса расположены шесть водопропускных сооружений общей протяженность 1846 метров. Их единственная задача – экологическая, то есть, чтобы вода из Невы не застаивалась в Невской губе, а шла в море. Также этими проходами пользуются рыбы и нерпы, они не видят на своем пути никаких препятствий.
Но после ввода сооружения в эксплуатацию выяснилось, что дамба помогает не только морским животным, но и птицам.
«Финская сторона нашего комплекса стала инкубатором для почти 100 видов различных птиц, которые откладывают яйца, вьют свои гнезда, выводят птенцов. И к 1 августа вся площадь с финской стороны усеяна скорлупой от самых различных форм и размеров птичьих яиц», – рассказывает начальник отдела экологического мониторинга управления экологии и системы предупреждения наводнений Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга Леонид Куратов.
Но и на этом экологическая миссия не заканчивается. Из-за огромного количества машин на трассе появляется грязь, а когда дорогу обрабатывают, то еще и реагенты.
Чтобы все это не попадало в воду, в теле дамбы построили очистные сооружения. Все, что дождями и техникой смывается с дороги, фильтруют, очищают коагулянтами и щелочами, насыщают кислородом. В итоге в Финский залив попадает абсолютно чистая вода.
Как устроен самый длинный мост в мире
Если посмотреть на список самых длинных мостов в мире, то азиатские страны занимают лидирующие позиции, особенно Китай, что свидетельствует о быстром экономическом развитии страны. К тому же Китай производит и потребляет около 60% мирового цемента — в период между 2011 и 2013 годами Китай использовал столько цемента, сколько Соединенные Штаты использовали за весь XX век.
За последние годы Китай сумел поднять планку в строительстве мостов до небывалых высот, построив мосты, которые бьют все мировые рекорды. Из десяти самых длинных лишь два моста построены не в Азии, а в США — стране, известной своими инженерными и техническими чудесами. Один из этих мостов соединяет берега озера Пончартрейн в штате Луизиана.
Мост-дамба через озеро Пончартрейн состоит из двух мостов, каждый длиной 38 километров. Один был построен в 1956 году, другой, чуть длиннее своего предшественника, был завершен в 1969 году. И с тех пор мост-дамба держал титул самого длинного моста через водные пространства в мире. Построенный в 2011 году Циндаоский мост через залив в Китае стал угрозой для американского брата, но представители Книги рекордов Гиннесса быстро придумали новую категорию, чтобы спасти США от международного конфуза.
Мост-дамба через озеро Пончартрейн являлся монументальным достижением для инженеров-строителей не только из-за своей безграничной длины, но и благодаря усовершенствованным технологическим приемам.
Стандартная практика при строительстве мостов заключалась в использовании цельных квадратных или цилиндрических железобетонных свай диаметром 24 дюйма. Именно при строительстве моста через озеро Пончартрейн были впервые использованы 54-дюймовые в диаметре полые цилиндрические сваи из преднапряженного бетона, которые были больше и крепче, чем обычные. Да и требовалось таких свай значительно меньше, что сокращало стоимость постройки.
Циндаоский мост через залив, строительство которого стоило 2,3 миллиарда долларов, имеет длину 41,5 километра, то есть он более чем на три километра превосходит американский мост. Но представители моста-дамбы через Пончартрейн утверждают, что такая длина достигнута за счет кривой моста. На самом деле фактическое расстояние, пересекаемое мостом, около 25 километров.
Представители Книги рекордов Гиннесса уже успели разжаловать американский мост до 2-го места и решили, что лучшим выходом из ситуации станет создание новой категории. И мост-дамба через озеро Пончартрейн стал самым длинным мостом через водное пространство (непрерывно по всей длине), а китайский — самым длинным по суммарной продолжительности. И все остались довольны.
Правда, скоро и китайскому рекордсмену придется потесниться — в 2017 году должны построить мост Макао-Чжухай-Гонконг, длина которого будет достигать 50 километров, и он будет соединять Гонконг, Макао и Чжухай.
Фотография озера Пончартрейн со спутника. Мост практически делит пополам водное пространство.
Мост-дамба через озеро Пончартрейн.
Сравнение двух мостов — американского и китайского.
Циндаоский мост через залив. Снимок со спутника.