Меню Рубрики

Почему нельзя ходить в одну ногу по мосту

Почему по мосту нельзя идти в ногу?

Раньше строители, планируя конструкцию будущего моста, могли полагаться только на собственный опыт и интуицию. Последние лет двести инженеры стараются с помощью все более изощренных методов заранее рассчитать свойства задуманного моста, чтобы сделать его более элегантным, дешевым и надежным. В эти расчеты входит не только определение прочности материалов и тяжести, которую может выдержать этот мост, или так называемой несущей способности, но и силы, с которой воздействуют на мост ураганные ветры или водные потоки.

Большая опасность возникает и в том случае, если мост начинает раскачиваться. Простой пример: если осторожно идти по длинной, закрепленной лишь на концах деревянной доске, она прогибается, но не обязательно ломается. Однако если попасть в ритм, который совпадает с ее собственными колебаниями, то они нарастают очень быстро (эффект резонанса), и доска может переломиться. Бывали случаи, когда мост обрушивался из-за того, что колонна солдат маршировала по нему в ногу. Происходило это потому, что ритм шагов случайно совпадал с собственными колебаниями моста. Поэтому, прежде чем колонна вступала на мост, обычно отдавалась команда: «Сбить ногу!» Опасность подобного разрушительного эффекта есть и на железнодорожных мостах, которые начинают колебаться под воздействием вагонных колес, вращающихся с определенной скоростью. Но сегодня строители уже научились сводить эту опасность к минимуму.

Бунт на мосту Борьба Меншикова и герцога была подспудной, скрытой за взаимными улыбками и любезностями, но в стане победителей было немало и открытых скандалов, приобретавших всеобщую огласку. Таким скандалом стало дело вице-президента Синода архиепископа

В ногу с веком С глубокой древности на реках и морях помощниками человека были вёсла и паруса. Парусные корабли, пересекая океаны, принесли славу открывателям Америки, Австралии, множества земель в бескрайнем водном просторе.Первые морские пароходы для надёжности были

27.9. Ранен в грудь, а хватается за ногу В ходе военных столкновений после падения циньской династии (221–207 до н. э.) в 203 г. до н. э. у Гуанъу ([название горы] на северо-востоке от нынешнего уездного города Инъян в провинции Хэнань) состоялось выяснение отношений между обоими

На мосту в Бресте «01 декабря 1939 г. нас разбудили d в часов утра. (…) Одевшись и побрившись, [мы] должны были оставаться несколько часов в зале ожидания. Один венгерский коммунист, еврей по фамилии Блох, бежал в Германию после краха Коммуны в 1919 г. Там он жил под фальшивым

Тени на мосту Роберт Льюис, второй пилот самолета, носившего имя «Энола Гэй», с которого только что была сброшена атомная бомба, с содроганием отвернулся от того, что предстало его взору. «Боже мой, что мы наделали?!» – с ужасом воскликнул он. Под ним была пылающая Хиросима,

ОПЯТЬ НА МОСТУ Лейтенант НКВД товарищ Кузнецов сидел под мостом вместе со своим красноармейцем Сидоровым. Лейтенант был мокр до нитки, провалился в какую-то яму в реке. Осенний ночной ветер пронизывал насквозь. Наверху всё было тихо. И в голове лейтенанта Кузнецова,

«Я поставил ногу в стремя решимости…» Даже в такой напряженный момент Тигр не забыл о подходящем некрологе для своих побежденных противников. Даулат-хан, записал он, умер по прибытии в Султанпур, город, который он строил в годы своего могущества. Поскольку его сын Гази

Муссолини на босу ногу За «успехами» Гитлера с завистью наблюдал итальянский диктатор. Не близится ли время, размышлял он, вернуть Италии «наследие Древнего Рима»?Появление Муссолини на политической сцене было связано, как известно, с революционным кризисом, возникшим в

Муссолини на босу ногу За «успехами» Гитлера с завистью наблюдал итальянский диктатор. Не близится ли время, размышлял он, вернуть Италии «наследие Древнего Рима»?Появление Муссолини на политической сцене было связано, как известно, с революционным кризисом, возникшим в

Готовился ли Сталин к войне с Германией, или почему нельзя согласиться ни с Хрущевым, ни с Суворовым? Давно пытаются доказать, что Сталин не верил в то, что Гитлер нарушит двусторонние договоренности и нападет на Советский Союз, и поэтому должным образом не готовил Красную

Капитализм опирается на «левую ногу» Там, где война не привела к социальной революции, она вынудила правящий класс пойти на социальные реформы. Кейнсианская модель, стала теперь функционировать с опорой не только на военно-промышленный комплекс (хотя эта

На широкую ногу В последующие десять лет мало кто видел барона за пределами его владений. Но в своей вотчине он вел жизнь поистине королевскую. Его охрана насчитывала две сотни рыцарей; его всегда сопровождала свита — пажи, музыканты, прелаты, слуги — еще полсотни

источник

Резонансные явления могут вызвать необратимые разрушения в различных механических системах, например, в неправильно спроектированных мостах.

Египетский мост прослужил петербуржцам до начала 20 века 9до 1905 г) , а потом неожиданно обрушился, причем произошло это в тот момент, когда по нему через Фонтанку переезжал эскадрон конногвардейского полка. Истинная причина этой аварии так и осталась невыясненной. Выдвигалось предположение, что мост рухнул из-за того, что полк шел по нему слишком ритмично и колебания, создаваемые шагами военных, вызвали в конструкции моста резонанс. Эта версия даже попала в школьные учебники по физике, и привела к возникновению новой военной команды «Идти не в ногу! «, которая отдается группе солдат, собирающейся идти через мост. Впрочем никакими физическими расчетами эта гипотеза подтверждена не была. К тому же некоторые очевидцы утверждали, что солдаты этого полка не стали спускаться перед мостом с лошадей и поехали по нему верхом, а значит, никакого резонанса в этом месте возникнуть не могло — лошадей, даже самых выдрессированных, при всем желании невозможно заставить идти «в ногу». Не исключено, что мост обрушился из-за допущенных при проектировании ошибок, не выдержав большого количества переходящих через него людей и коней.

В середине XIX века близ города Анжур во Франции по мосту длиной 102 метра проходил отряд солдат. Внезапно мост стал раскачиваться и рухнул. Погибли 226 человек. Трагедия произошла в результате резонанса, совпадения частоты солдатского шага с собственной частотой колебаний моста: мост срезонировал на частоту солдатского шага. С тех пор солдатам запрещено ходить по мостам в ногу.

Многие знают что даже военные не ходят «в ногу» по мостам.
Дело в том что были печальные прецеденты как у нас, так и в остальном мире.

Самым знаменитым примером разрушения от резонанса является разрушение моста Тэкома-Нерровз.

Тэкомский мост, или мост Тэкома-Нэрроуз — подвесной мост в США, в штате Вашингтон общей длиной 1600 м и длиной центрального пролёта 850 м (третий по величине мост в мире в момент открытия 1 июля 1940 года) .
Первый вариант моста, спроектрованный Кларком Элдриджем и Леоном Моиссеиффым, разрушился 7 ноября того же года из-за недоучета ветровой нагрузки и явления механического резонанса. Это событие было заснято на киноплёнку и легло в основу документального фильма «The Tacoma Narrows Bridge Collapse» (1940).

Резонансные явления могут вызвать необратимые разрушения в различных механических системах, например, в неправильно спроектированных мостах.

Египетский мост прослужил петербуржцам до начала 20 века 9до 1905 г) , а потом неожиданно обрушился, причем произошло это в тот момент, когда по нему через Фонтанку переезжал эскадрон конногвардейского полка. Истинная причина этой аварии так и осталась невыясненной. Выдвигалось предположение, что мост рухнул из-за того, что полк шел по нему слишком ритмично и колебания, создаваемые шагами военных, вызвали в конструкции моста резонанс. Эта версия даже попала в школьные учебники по физике, и привела к возникновению новой военной команды «Идти не в ногу! «, которая отдается группе солдат, собирающейся идти через мост. Впрочем никакими физическими расчетами эта гипотеза подтверждена не была. К тому же некоторые очевидцы утверждали, что солдаты этого полка не стали спускаться перед мостом с лошадей и поехали по нему верхом, а значит, никакого резонанса в этом месте возникнуть не могло — лошадей, даже самых выдрессированных, при всем желании невозможно заставить идти «в ногу». Не исключено, что мост обрушился из-за допущенных при проектировании ошибок, не выдержав большого количества переходящих через него людей и коней.

Читайте также:  У гриба синеет ножка на срезе что за гриб

В середине XIX века близ города Анжур во Франции по мосту длиной 102 метра проходил отряд солдат. Внезапно мост стал раскачиваться и рухнул. Погибли 226 человек. Трагедия произошла в результате резонанса, совпадения частоты солдатского шага с собственной частотой колебаний моста: мост срезонировал на частоту солдатского шага. С тех пор солдатам запрещено ходить по мостам в ногу.

Многие знают что даже военные не ходят «в ногу» по мостам.
Дело в том что были печальные прецеденты как у нас, так и в остальном мире.

Самым знаменитым примером разрушения от резонанса является разрушение моста Тэкома-Нерровз.

Тэкомский мост, или мост Тэкома-Нэрроуз — подвесной мост в США, в штате Вашингтон общей длиной 1600 м и длиной центрального пролёта 850 м (третий по величине мост в мире в момент открытия 1 июля 1940 года) .
Первый вариант моста, спроектрованный Кларком Элдриджем и Леоном Моиссеиффым, разрушился 7 ноября того же года из-за недоучета ветровой нагрузки и явления механического резонанса. Это событие было заснято на киноплёнку и легло в основу документального фильма «The Tacoma Narrows Bridge Collapse» (1940).

источник

«Идти не в ногу» – одна из самых любопытных команд, прописанных в общевоинском уставе вооружённых сил. Суровый армейский язык лаконично уточняет, что подаётся команда «при необходимости идти не в ногу». Кроме того, устав запрещает ходить строем в ногу в казарме.

Военные говорят, что причина появления команды – резонанс, который возникает, когда солдаты идут нога в ногу. Он разрушил несколько мостов и унёс жизни десятков, если не сотен солдат и гражданских.

«Известны случаи, когда резонанс разрушал висячие мосты. Мост в Анже (Франция) разрушил отряд солдат, чётко отбивающих шаг, ударяющих то правой, то левой ногой по настилу. Египетский мост через реку Фонтанку в Санкт-Петербурге развалился при прохождении по нему кавалерийской части, лошади которой были обучены ритмическому шагу и одновременно ударяли копытами. И в том, и в другом случае оборвались цепи, поддерживающие мост. Хотя цепи были рассчитаны на то, чтобы удержать больший груз, чем вес переходивших по мосту людей и лошадей», – объясняет учитель физики и математики белгородского лицея № 10 Наталья Винакова.

Пожалуй, кроме армии, только в школе так ценится маршировка. Строем на утренниках идут детсадовцы, выпускники на турслёты, патриотические праздники. А школьники-кадеты, от казаков до госавтоинспекторов, чеканят шаг по любому значимому поводу. И ни одна школа от этого не пострадала.

«Мы отдали сына специально в кадетский класс, чтобы, кроме основного образования, получал и военную подготовку. Их учат правильно ходить строем, маршировать, петь строевые песни. Сыну нравится, гордится собой. Весной и осенью занимаются на стадионе у школы, зимой – в спортзале на первом этаже», – говорит белгородец Сергей.

«Моя старшая дочь учится в восьмом классе обычной школы. Маршем ходить их не учат, только перед линейкой на 1 сентября могут сказать идти классом в ногу, чтобы смотрелось красиво. А вот ритмика у детей была – занятия шли в актовом зале на втором этаже школы. Никогда не слышала, чтобы из‑за этого под залом пошли трещины или штукатурка осыпалась», – делится родительница Кристина.

На самом деле всё просто. Понятие резонанса проходят ещё в школе на уроках физики, в том числе на примерах с мостами.

«Резонанс возникает, когда частота собственных колебаний системы совпадает с частотой вынуждающей силы. Пример – качели: чтобы сильно раскачать даже тяжёлые качели, нужно толкать их в такт их же колебаний. Если солдаты шагают в такт раскачивающегося моста, то мост начинает сильно раскачиваться, и цепи разрываются. При строительстве зданий и мостов резонанс, безусловно, учитывается», – продолжает учитель.

Строительные нормы и правила, на которые опираются проектировщики при строительстве школ, очень серьёзные. Поэтому фактически невозможно, чтобы полшколы резонировало во время маршировки. Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях также строги. Они рекомендуют размещать спортзалы на первых этажах школ или в пристройках. При размещении спортивного зала на втором этаже и выше должны использоваться звуко- и виброизолирующие материалы.

Наталья Винакова уверяет: если гипотетически предположить, что при маршировке детей в школе частота собственных колебаний пола и детских шагов будут близки друг к другу, то разрушений всё равно не произойдёт. На это есть ряд причин.

Во‑первых, вынуждающая сила толчков детских ног невелика. Во‑вторых, перекрытия школы поддерживаются не цепями, а стенами и фундаментом здания. В‑третьих, дети могут маршировать по периметру помещения, и при повороте на 90 градусов ритм толчков детских ног сбивается. И последнее: в каждом классе найдутся несколько ребят, которые не попадают в такт отряду. Они будут уменьшать общую силу толчка, а значит, мешать раскачиванию.

Подвесной мост Бас-Шен через реку Мен в Анже (Франция) рухнул в 1850 году, когда по нему маршировал батальон солдат. Бушевала гроза, дул сильный ветер, что усилило резонанс. Солдаты ускорили шаг, и тросы, на которых держался мост, не выдержали. Погибли 220 военных и трое гражданских. Длина моста составляла 102 м, его поддерживали два железных троса. Специалисты сходятся в том, что если бы они не были так окислены, то мост бы выдержал.

Похожая трагедия произошла 20 годами ранее в Англии, недалеко от Манчестера. Небольшой мост рухнул, когда по нему шёл отряд из 60 артиллеристов. Тогда никто не погиб.

Арочный мост Медовый через реку Ниагара в Канаде построен в 1897 году. Сомнения в его надёжности появились в 1925 году: он начал резонировать во время парада. Вскоре на его месте построили новый мост и назвали Радужным. Он служит и сегодня.

источник

Наверняка вы могли слышать такое утверждение, что строй солдат, шагающих в ногу по какому либо мосту, может вовсе и не дойти до другого берега, так как мост начнет колебаться с частотой шага и вскоре разрушится.

Возникает ряд вопросов: Может ли такое случиться на самом деле? Были ли случаи разрушения мостов вследствие одновременного шага? Может ли от этого разрушиться современный мост?

Вообще такой пример часто приводят учителя, когда детям необходимо объяснить физическое явление, под названием резонанс . Сложных определений давать не вижу смысла. Не удивляйтесь, что мы отводим большую роль пониманию сути резонанса, т.к. это ключ к пониманию вопроса.

Если мы подойдем к качелям и приложим к ним некоторую силу, они начнут, что неудивительно, качаться туда-сюда. Причем больше мы их не касаемся — они совершают колебательные движения вперед-назад сами по себе. Такие колебания называются свободными — они возникают при единовременном выведении тела из состояния равновесия.

Существуют также вынужденные колебания , когда тело колеблется вследствие постоянного воздействия на него какой то силы.

Примером может служить случай, когда мы берем качели рукой и просто водим их вперед-назад. Это вынужденные колебания качелей под действием, собственно, силы нашей руки.

Теперь вернемся к резонансу. Представим себе ситуацию, когда качели совершают свободные колебания и при этом мы прикладываем к ним силу в те моменты, когда качели движутся вперед. В такой ситуации мы можем наблюдать увеличение амплитуды колебаний качелей.

Это и есть резонанс — увеличение амплитуды колебаний механической системы (то есть качелей) под действием внешней силы, причем главным условием существования резонанса является совпадение частоты вынужденных и свободных колебаний системы.

Читайте также:  Дарят во сне щенка к чему

Вернемся к солдатам на мосту в теоретическом представлении. Одновременный их шаг порождает общую силу, которая неминуемо заставляет мост колебаться с какой то частотой. Теперь мост имеет свободные колебания. Однако если частота шага солдат, а точнее частота воздействия на мост их результирующей силы, будет совпадать с частотой свободных колебаний моста — произойдет резонанс, вследствие чего колебания моста могут привести к его разрушению!

Мы ответили на первый вопрос — да, такое теоретически возможно! Но совпадает ли теория с практикой?

Перед вами изображение подвесного моста в городе Анже, что во Франции. В середине 19 века он был полностью разрушен, когда большой отряд солдат вздумал перейти его строевым шагом. Погибло по некоторым данным около 200 солдат!

Проще говоря, солдаты раскачали мост своим одновременным шагом, отчего амплитуда его колебаний резко возросла и он разрушился.

Также к числу разрушений от резонанса относят Египетский мост в Санкт-Петербурге, который обрушился в тот момент, когда по нему шагала кавалерия (1905 год).

Мы ответили на второй вопрос — да, такое в истории уже было! Не из пустого места же история о солдатах на мосту зародилась.

Теоретически — да! Однако часто ли вы видите сейчас солдат, марширующих по мостам? Я думаю — нет. Да и мосты сейчас отличаются своей прочностью! Мне кажется, современные мосты с достоинством выдержали бы натиск резонанса.

Хотя, не стоит забывать о «танцующем мосте» в городе Волгоград, который из-за воздействия ветра начал колебаться с немалой силой!

источник

Сербский писатель Иво Андрич сказал некогда о мостах: «Они важнее, чем дома, они более святы, чем церкви, потому что сильнее объединяют. Они принадлежат всем и всем в равной мере приносят пользу; они возводятся именно в тех местах, где сходится множество человеческих потребностей; они долговечнее других строений и никогда не служат какой-то скрытой или злой цели». Многие тысячелетия назад люди заметили, что проще перейти ручей по стволу упавшего дерева, соединившего случайно противоположные берега. Позже стали уже специально срубать деревья для укладки примитивных мостов. Их делали из распиленных бревен или из больших плоских камней, брошенных в воду. Это были предшественники современных мостов из железобетона, которые то перекидывают скоростные автодороги через глубокие долины, то элегантно парят над реками и проливами в виде висячих мостов с большими пролетами.

Мост через реку сближает противоположные берега и живущих на них людей. Этот символ единения глубоко укоренился в нашем сознании и в языке. Мы говорим «наводить мосты», имея в виду, наладить отношения, подружиться; или, наоборот, — «сжечь за собой мосты», то есть исключить любую возможность отступить, изменить свое решение. По-немецки «мост» — Brucke («брюкке»). Считается, что это слово близко по своему происхождению к немецкому слову «Prugel» («прюгель»), что значит «дубина», «деревянная палка». Связь этих слов напоминает нам о тех далеких временах, когда древние германцы строили из бревен и сучьев специальные настилы, или мостки, чтобы по ним перемещаться по топким местам и болотам. Мосты же из дерева и камня начали сооружать в Центральной Европе римляне. Они называли свои сооружения латинским словом «pons», а от него произошли французское «pont» и итальянское «ponte».

Тысячелетия тому назад такие неустойчивые висячие мосты из канатов перекидывались через бурные реки и глубокие ущелья в Андах и Гималаях

О происхождении слова «мост» в славянских языках ученые лингвисты до сих пор не пришли к согласию. Однако оно живет во всех современных славянских языках, имея множество производных. В русском языке это мостовая, помост, мостить, примоститься… Многие города и поселки называются Мостами и Замостьями. Это слово проникло даже в язык автомобилестроения (задний и передний мост у автомобиля) или, скажем, в язык зубных врачей (здесь мостом называется зубной протез). В исламе и многих религиях Востока важную роль играет мост в загробный мир, по форме напоминающий Млечный Путь или дугу, которую описывают Солнце и звезды, двигаясь по небосводу от точки восхода до точки заката. Умерший, чтобы попасть в загробное царство, должен пройти по такому узкому длинному мосту, но удается это только добрым людям, злые же падают в бездну.

В христианстве есть представление о радуге как о мосте между небом и людьми, на вершине которого как высший судия восседает Иисус Христос

Древние германцы считали, что радуга — дорога на небо, предназначенная для избранных людей и богов. И в христианстве есть представление о радуге как о мосте между Богом и человеком; в средневековых изображениях Христос предстает как верховный судия, восседающий на радуге. Глава католической церкви папа Римский носит еще и титул «понтифик максимус», что значит «великий строитель мостов» и указывает на его роль посредника между Небом и Землей, а время его правления называется «понтификат». Этот титул появился еще в Древнем Риме, когда верховный жрец одновременно служил в храме и надзирал за мостами. То есть уже в древности на мосты смотрели и как на священный символ.

На протяжении столетий люди верили, что реки и озера, темные леса и глубокие ущелья заселены добрыми или злыми духами — демонами, которые стремились причинить человеку вред и от которых приходилось защищаться заклинаниями, особыми ритуалами. А позднее, уже в христианские времена, приходилось просить заступничества у Бога или святых. Древние греки, например, думали, что в родниках и ручьях обитают добрые нимфы, хранительницы жизни, а в таинственных и подчас бурных реках — могучие, впадающие в гнев, речные боги, время от времени требующие человеческих жертв. Перейти реку часто было довольно опасно, и люди объясняли это тем, что мосты или настилы, переброшенные через поток, вызывают особый гнев речных богов. Чтобы умилостивить их, даже приносили жертвы. Поэтому нередко при строительстве мостов в них замуровывали животных и даже людей или подмешивали в строительный раствор кровь. По распространенному суеверию, мать, которая впервые переходила через мост с новорожденным, должна была дать за дитя выкуп, бросить в воду монету. А похоронные процессии зачастую переходили реку вброд, вместо того чтобы воспользоваться мостом. Люди опасались, что в противном случае покойник может возвратиться, обернувшись привидением. По старым народным поверьям, на мостах или подле них любит водиться всякая нечисть — черти, ведьмы или духи в образе зверей. Во многих странах есть так называемые «чертовы мосты». Их название восходит к распространенному сказочному сюжету: мастер, строящий мост, впав в отчаяние от сложности такой работы, зовет на помощь черта. Нечистый является и строит мост за одну ночь, но с условием, что ему достанется первое живое существо, которое по нему пройдет. Однако черта надувают: первыми по мосту проходят петух или собака.

Мост как точка притяжения сверхъестественных сил: папа Римский и дьявол протягивают над ним друг другу руки

В Европе есть множество географических названии, которые включают в себя слово «мост» на разных языках. Например, с немецким «брюкке» — Оснабрюк, Саарбрюккен, Цвайбрюккен, или Брюгге в Бельгии, Инсбрук в Австрии. В англоязычных странах названия многих населенных пунктов оканчиваются на английское «бридж», а во Франции, наоборот, начинаются с французского «пон». Города, реки и мосты тесно связаны между собой: поселения возникали обычно там, где торговый путь приводил к реке, где было или мелкое место — брод (по-немецки — «фурт», отсюда названия городов Франкфурт, Эрфурт, Оксенфурт), или сохранившийся еще с римских времен мост. В средние века, когда возникало большинство городов, мосты часто бывали разрушены из-за войн или стихийных бедствий. Тогда путникам приходилось переправляться через реку в лодках. В этом им помогали местные жители, которые не только перевозили чужаков на другой берег, но и предлагали им ночлег, еду и другие услуги, конечно, за деньги. Благодаря такому источнику доходов поселения постепенно разрастались в города. Горожане использовали реку и для водоснабжения, и для отвода сточных вод, и для защиты от врагов, и для работы мельниц, и как средство сообщения. Между тем строительство каменного моста могли себе позволить только богатые города. Иногда проходили десятилетия, прежде чем при тогдашних технических средствах удавалось завершить строительство, и нередко еще не достроенное сооружение разрушали наводнение или ледоход.

Читайте также:  Вино из антоновки в домашних условиях простой рецепт

Сама природа создала три основные формы мостов, и первые мостостроители, возможно, лишь следовали ее подсказке. Самый простой мост — балочный. В примитивной форме это просто переброшенное через ручей бревно. Правда, составленная из брусьев балка или длинная каменная плита не позволяла сделать пролет — так называется расстояние между двумя опорами, или точками, на которые опирается балка, — большим, так как чем балка длиннее, тем скорее под тяжестью груза или собственного веса она могла прогнуться, а затем и рухнуть. Конечно, балки можно было подпереть несколькими сваями, стоящими одна подле другой, но это было бы слишком трудоемким и дорогим решением.

Балочные мосты стало выгодно строить лишь несколько десятилетий назад, благодаря использованию новых, очень прочных материалов — стали и железобетона. А на протяжении столетий люди пользовались двумя другими типами мостов. Пешеходная и проезжая часть либо опиралась на своды каменной кладки — такие мосты назывались арочными, либо подвешивалась на канатах или тросах — тогда получался висячий мост.

Азы мостостроения. Вверху показаны основные формы мостов, стрелками помечено распределение усилий. Внизу приведены важнейшие специальные понятия мостостроения

Висячие мосты стали строить позже, чем арочные. В тропических странах есть растения с длинными и прочными волокнами, например лианы. Иногда такие растения свисают прямо над потоком, как бы образуя естественные мосты. Вот почему люди, жившие в тех краях, научились перебираться на другой берег реки или ущелья с помощью канатов, скрученных из растительных волокон или сыромятной кожи, то есть делать висячие мосты. Самые простые из них были устроены так: два параллельно натянутых толстых каната, по которым передвигались путники, и два более тонких, натянутых повыше и служивших своего рода перилами. Такие мосты перебрасывали, к примеру, через глубокие пропасти в отдельных высокогорных районах Гималаев и в стране инков в Перу. Даже вьючные животные с тяжелой поклажей балансировали над бездной на таких качающихся мостах, длина которых порой достигала 60 м. В Гималаях можно встретить более совершенную форму висячего моста, у которого настил из дощечек или стволов бамбука положен на два параллельных каната. Но такой настил все равно провисает. А вот у современных висячих мостов этот настил расположен горизонтально, и по нему можно даже проехать. Он подвешен на прочнейших стальных канатах к толстому стальному тросу, который подпирают высокие столбы — пилоны.

Естественный арочный мост высотой 34 м через р. Ардеш на юге Франции. Вероятно, некогда это был вход в обрушившуюся пещеру

Образец более прочного, арочного моста тоже существует в самой природе — это проемы в скалах. Они образуются в местах, где река прокладывает себе дорогу под слоем особо прочной породы. Прилегающие части скалы постепенно разрушаются под воздействием воды. Такой естественный арочный мост возвышается на юге Франции над рекой Ардеш, в 60 км от города Ним. Ширина этой скальной арки составляет 59 м, а высота — 34 м, что равно высоте 10-этажного дома. Еще шумеры и египтяне около 5000 лет тому назад возводили арочные своды из кирпича. Арка долгое время была единственной возможностью создать из камня мост со сравнительно длинным пролетом. Объясняется это тем, что камни выдерживают большие силы давления, или сжимающие усилия, а сравнительно небольшие растягивающие усилия для камня разрушительны.

Консольная арка устойчива в каждой фазе строительства, традиционная арка — только после установления замкового, или ключевого, камня

Как распределяются эти силы в балке, хорошо видно на модели, сделанной из толстого бруска пенопласта. На его продольной боковой стороне нужно провести фломастером на одинаковом расстоянии друг от друга несколько вертикальных линий. Этот брусок кладут поверх двух книжных стопок наподобие моста. Сверху на середину этого миниатюрного моста надо положить еще одну книгу, имитирующую груз. Теперь, наблюдая за линиями, можно определить действие сил в бруске пенопласта. На верхней стороне бруска расстояния между линиями сократились — верхние слои сжались, это действие сжимающего усилия. Зато нижние, напротив, раздвинулись — тут действуют силы, растягивающие пенопласт, это растягивающее усилие. Растягивающие усилия, действующие в нижней плоскости нагруженной каменной балки, приводят к образованию на ней трещин, а потом к их расширению, в результате мост может рухнуть. Однако если сложить обтесанные камни слоями и таким образом, чтобы они образовали арку, то тогда они будут опираться друг на друга, подвергаясь при этом только сжимающим, но не растягивающим усилиям.

Предполагают, что первые каменные арки применялись при строительстве крыш и проемов ворот. Обтесанные камни укладывали с двух сторон по направлению друг к другу так, чтобы верхний камень несколько нависал над нижним, но при этом не падал. Все сооружение сохраняет устойчивость благодаря тому, что нижние камни подвергаются в ходе укладки все большему давлению верхних. Под конец эти выступающие камни сходятся, образуя арку. От таких консольных конструкций, сложенных из горизонтальных слоев, традиционная арка отличается тем, что стыки или швы ее клинообразно обтесанных камней сориентированы на общий центр. При строительстве такой арки нужно всегда пользоваться кружалами — опорной дугой, сделанной обычно из досок, реже из металла, по которой выкладывается свод. Во время строительства она принимает на себя тяжесть камней и может быть убрана только после установки ключевого камня в самой верхней точке свода арки. Только тогда строение приобретает устойчивость. При этом два нижних камня, или так называемые пяты, и опоры арки несут на себе общий вес всего сооружения. При такой конструкции каждый камень зажат между двумя соседними и не может, разболтавшись, просто вывалиться из арки.

Раньше строители, планируя конструкцию будущего моста, могли полагаться только на собственный опыт и интуицию. Последние лет двести инженеры стараются с помощью все более изощренных методов заранее рассчитать свойства задуманного моста, чтобы сделать его более элегантным, дешевым и надежным. В эти расчеты входит не только определение прочности материалов и тяжести, которую может выдержать этот мост, или так называемой несущей способности, но и силы, с которой воздействуют на мост ураганные ветры или водные потоки.

Большая опасность возникает и в том случае, если мост начинает раскачиваться. Простой пример: если осторожно идти по длинной, закрепленной лишь на концах деревянной доске, она прогибается, но не обязательно ломается. Однако если попасть в ритм, который совпадает с ее собственными колебаниями, то они нарастают очень быстро (эффект резонанса), и доска может переломиться. Бывали случаи, когда мост обрушивался из-за того, что колонна солдат маршировала по нему в ногу. Происходило это потому, что ритм шагов случайно совпадал с собственными колебаниями моста. Поэтому, прежде чем колонна вступала на мост, обычно отдавалась команда: «Сбить ногу!» Опасность подобного разрушительного эффекта есть и на железнодорожных мостах, которые начинают колебаться под воздействием вагонных колес, вращающихся с определенной скоростью. Но сегодня строители уже научились сводить эту опасность к минимуму.

источник