A мост представляет собой построены так, охватить физическое препятствие, такое как водоем, долина или дорога, не перекрывая путь под ним. Он сконструирован с помощью цели прохода через препятствие. Существует множество различных моделей. Конструкции мостов различаются в зависимости от функций моста, характера местности, на которой построен и установлен материал, используемый для его создания, и средств, для его строительства.
Скорее всего, самыми ранними мостами были упавшие деревья и ступеньки, в то время как неолит люди строили дощатые мосты мосты через болотистую местность. Мост Аркадико, датируемый 13 веком до нашей эры, на Пелопоннесе, на юге Греции, одним из самых старых арочных мостов, которые все еще существуют и используются.
В Оксфордском английском языке происхождение слова «мост» прослеживается от древнеанглийского brycg того же значения. Слово восходит к протоиндоевропейскому * bʰrēw-. Слово для обозначения одноименной карточной игры имеет другое происхождение.
Простейший тип моста - ступеньки, так что, возможно, это был один из самых ранних типов. Неолит люди также построили форму дощатого настила через болота; Примеры таких мостов включают Sweet Track и Post Track в Англии, возраст которых составляет 6000 лет. Несомненно, древние народы также использовали бревенчатые мосты ; это деревянный мост, который падает естественным образом или намеренно срублен или помещен поперек ручьев. Некоторые из первых искусственно созданных мостов со значительным пролетом, вероятно, были намеренно срубленными деревьями.
Среди самых старых деревянных мостов - Holzbrücke Rapperswil-Hurden, переход верхний Цюрихское озеро в Швейцарии; доисторические груды древесины, обнаруженные к западу от Седамма, датируются 1523 годом до нашей эры. Первый деревянный пешеходный мост вел через Цюрихское озеро, за которым последовало несколько реконструкций, по крайней мере, до конца нашей эры, когда Римская империя построила деревянный мост шириной 6 метров (20 футов). Между 1358 и 1360 годами Рудольф IV, герцог Австрийский, построил «новый» деревянный мост через озеро, который использовался до 1878 года, его длина составляет примерно 1450 метров (4760 футов) в длину и 4 метра (13 метров)). футов) шириной. 6 апреля 2001 года был открыт реконструированный деревянный пешеходный мост, самый длинный деревянный мост в Швейцарии.
Мост Аркадико - один из четырех микенских арочных мостов, часть бывшей сети дорог, предназначенных для размещения колесниц, между форт Тиринф и город Эпидавр на Пелопоннесе в южной Греции. Датируемый греческим бронзовым веком (13 век до н.э.), это один из самых старых арочных мостов, которые все еще существуют и используются. Несколько целых арочных каменных мостов эллинистической эпохи можно найти на Пелопоннесе.
Величайшими мостостроителями древности были древние римляне. Римляне построили арочные мосты и акведуки, которые могли выдержать условия, которые могут повредить или разрушить более ранние конструкции. Некоторые стоят сегодня. Примером может служить мост Алькантара, построенный через реку Тежу в Испании. Римляне также использовали цемент, который уменьшил разброс прочности природного камня. Один из видов цемента, называемый пуццолана, состоял из воды, извести, песка и вулканической породы. Мосты из кирпича и раствор были построены после римской эпохи, так как технология производства цемента была утеряна (а открыта заново).
В Индии Арташастра трактат Каутилья упоминает строительство дамб и мостов. Маурьян мост около Гирнара был обследован Джеймсом Принспом. Мост был снесен во время наводнения и позже отремонтирован Пушпагуптой, главный архитектором императора Чандрагупты I. Использование более прочных мостов с использованием плетеных бамбуковых цепей и железных цепей стало заметным в Индии примерно в 4 веке. Администрация Великих Моголов в Индии построила несколько мостов, как в военных, так и в коммерческих целях.
Хотя большие китайские деревянные мосты существовали во время Войны Государства нашей эпохи, самые старые из сохранившихся каменных мостов в Китае - это мост Чжаочжоу, построенный с 595 по 605 год эры во время династии Суй. Этот мост также имеет историческое значение, так как это самый старый в мире открытый каменный сегментарный арочный мост. Европейские сегментные арочные мосты, относящиеся к крайней мере, к мосту Альконетар (примерно 2 век нашей эры), в то время как огромная римская эпоха Мост Траяна (105 год нашей эры) представляла собой сегментные арки с открытыми перемычками из дерева.
Веревочные мосты, простой тип подвесного моста, использовались цивилизацией инков в Андах горах Южной Америки, незадолго до европейской колонизации в 16 веке.
В течение 18 века было много новшеств в конструкции деревянных мостов, осуществленных Гансом Ульрихом Грубенманном, Иоганнесом Грубенманном и другими. Первая книга по мостостроению была написана Юбертом Готье в 1716 году.
Главный прорыв в мостостроении произошел с возведением Железного моста в Шропшире, Англия. в 1779 г. Здесь впервые использован чугун в качестве арок для переправы через реку Северн. С промышленной революцией в 19 веке, системы ферм из кованого железа были разработаны для больших мостов, но железо не имеет прочность на разрыв для поддержки больших нагрузок. Гюстава Эйфеля.
Крытый мост в Вест-Монтроуз, Онтарио, КанадаВ, были созданы мосты гораздо большего размера. Канаде и американские деревянные многочисленные мосты крытые мосты были построены в конце 1700-х - конце 1800-х годов, что напоминает более ранние конструкции в Германии и Швейцарии. Некоторые крытые мосты построены и в Азии. Некоторые из них частично сделаны из камня или металла, как правило, по-прежнему были деревянными; В этих Штатах было три стиля ферм: Queen Post, Burr Arch и Town Lattice. Сотни таких построек до сих пор стоят в Северной Америке. Они привлекли внимание широкой публики в 1990-х благодаря роману, фильму и пьесе Мосты округа Мэдисон.
В 1927 году сварщик пионер Стефан Брыла спроектировал первый в мире автомобильный мост, мост Мауржице, который позже был построен через реку Слудвию в Мавжице около Ловича, Польша в 1929 году. В 1995 году Американское общество сварки вручило награду за исторические сварные конструкции за мост в Польшу.
Мосты можно разделить на несколько категорий. различные пути. Общие категории включают используемые тип структурных элементов, то, что они несут, являются ли они неподвижными или подвижными, а также используемые материалы.
Мосты можно классифицировать по действию растяжения, сжатия, изгиба, кручение и сдвиг распределяются по их структуре. Большинство мостов в той или иной степени используют все это, но лишь некоторые из них будут преобладать. Разделение сил и моментов может быть довольно четким. В подвесном или вантовом мосту растягиваемые элементы различаются по форме и расположению. В других случаях силы могут распределяться между большим количеством элементов, как в ферме.
Балочный мост | Балочные перемычки - это горизонтальные балки, поддерживаемые на каждом конце элементы подконструкции, и могут просто поддерживаться, когда балки соединяются только через один пролет, или непрерывными, когда балки соединяются через два или более пролетов. При наличии нескольких пролетов промежуточные опоры называются опорами. Самые простые балочные мосты были простыми бревнами, которые пересекали ручьи и простые конструкции. В наше время балочные мосты могут отличаться от небольших деревянных балок до больших стальных коробов. Вертикальная сила на мосту становится сдвигающей и изгибающей нагрузкой на балку, которая передается по всей длине на опорные конструкции сторон. Обычно они сделаны из стали, бетона или дерева. Балочные мосты и балочные мосты, обычно изготавливаемые из стали, к типу балочных мостов. Мосты с коробчатыми балками, изготовленные из стали, бетона или другого, также являются балочными мостами. Пролет балки моста меньше 250 футов (76 м) в длину, поскольку изгибные напряжения увеличиваются пропорционально квадрату длины (а прогиб увеличивает размер 4-й длины длины). Однако главный пролет моста Рио-Нитерой, мост с коробчатыми балками, составляет 300 метров (980 футов). Самый длинный мост с балками в мире - Lake Pontchartrain Causeway в южной Луизиана в окрестностях Штатах, на высоте 23,83 мили (38,35 км), с отдельными пролетами 56 футов (17 м). Балочные мосты - это самый простой и самый старый тип мостов, используемых сегодня, и они очень популярны. |
Ферменный мост | A Ферменный мост - это мост, несущая надстройка которого состоит из фермы. Эта ферма представляет собой конструкцию из связанных элементов, образующих треугольные блоки. Специальные элементы (обычно прямые) могут подвергаться напряжению от растяжения, сжатия или, иногда, от факторов обоих факторов в ответ на динамические нагрузки. Ферменные мосты - один из старейших видов современных мостов. Основные типы мостов с фермами, показанные в этой статье, имеют простую конструкцию, которая может быть легко проанализирована инженерами девятнадцатого и начала двадцатого веков. Ферменный мост экономичен в строительстве благодаря эффективному использованию материалов. |
Консольные мосты | Консольные мосты строятся с использованием консолей - горизонтальных балок, поддерживаемых только с одного конца. В большинстве консольных мостов используется пара непрерывных пролетов, которые проходят через противоположных сторонних опор и встречаются в центре препятствий, которые пересекает мост. Консольные мосты строятся с использованием тех же материалов и тех же методов, что и балочные мосты. Разница заключается в действии сил через мост. Некоторые консольные мосты имеют меньшую балку, соединяющую две консоли, для прочности. Самый большой консольный мост - 549-метровый (1801 фут) Квебекский мост в Квебеке, Канада. |
Арочный мост | Арочный мост имеет опоры на каждом конце. Вес моста на приходится опоры с обеих сторон. Самые ранние известные арочные мосты были построены греками, в том числе мост Аркадика. Пролетом 220 метров (720 футов) Солканский мост через Соча реку Солкан в Словении является вторым по величине каменным мостом. в мире и длинный самый железнодорожный каменный мост. Он был завершен в 1905 году. Его арка, которая была построена из более чем 5000 тонн (4900 длинных тонн; 5500 коротких тонн) каменных блоков всего за 18 дней, является по величине каменной аркой в мире, уступая только Фриденсбрюке (Сираталвиадукт) в Плауэн, и самая большая железная дорога каменная арка. Арка Фриденсбрюке, построенная в том же году, имеет пролет 90 м (295 футов) и пересекает долину реки Сирабах. Разница между ними в том, что Солканский мост был построен из каменных блоков, а Фриденсбрюкке - из смесей щебня и цементного раствора. Самый большой арочный мост в мире - мост Чаотяньмэнь над рекой Янцзы длиной 1741 м (5712 футов) и пролетом 552 м (1811 футов). Мост был открыт 29 апреля 2009 года в Чунцине, Китай. |
Связанный арочный мост | Связанные арочные мосты имеют надстройку арочной формы, но отличаются от обычных арочных мостов. Вместо того, чтобы переносить вес моста и транспортные нагрузки на осевые силы в опорах, концы арок ограничиваются натяжением в нижнем поясе конструкции. Их еще называют арками тетивы. |
Висячий мост | Висячие мосты подвешиваются на тросах. Самые ранние подвесные мосты были сделаны из веревок или виноградных лоз, покрытых кусочками бамбука. В современных мостах кабели свисают с башен, прикрепленных к кессонам или коффердамам. Кессоны или коффердамы вживляют глубоко в дно озера, реки или моря. Подтипы включают простой висячий мост, напряженный ленточный мост, подвесной мост с недостаточным пролетом, подвесной мост с подвесной платформой, и самозакрепляющийся подвесной мост. Есть также так называемый «полувисячий» мост, из которых Паромный мост в Бертон-апон-Трент - единственный в своем роде мост в Европе. Самый длинный подвесной мост в мир - это 3909 м (12 825 футов) мост Акаси Кайкё в Японии. |
Вантовый мост | Вантовые мосты, как и висячие мосты, удерживаются тросами. Однако для вантового моста требуется меньше кабеля, и опоры, удерживающие кабели, пропорционально выше. Первый известный вантовый мост был спроектирован в 1784 году CT (или CJ) Лёшером. Самый длинный вантовый мост с 2012 года - 1104 м (3622 фута) Русский мост в Владивосток, Россия. |
Некоторые инженеры делят балочные мосты на плитные, балочно -плитные и коробчатые на основе их поперечного сечения. Плита может быть сплошной или недействительной (хотя это больше не рекомендуется из соображений возможностей контроля), в то время как балка и плита состоят из бетонных или стальных балок, соединенных бетонной составной балкой. Поперечное сечение коробчатой балки из одноячеистой или многокамерной коробки. В последние годы стало популярным строительство интегрального моста .
Новый мост Шамплейн через реку Святого Лаврентия, Монреаль, Квебек, Канада. Вмещает автомобили, велосипеды и легкий пассажирский поезд. Введен в эксплуатацию в июне 2019 года. Старый мост будет демонтированБольшинство мостов - это фиксированные мосты, то есть у них нет движущихся частей, и они остаются на одном месте до тех пор, пока не разрушатся или не будут снесены. Временные мосты, такие как мосты Бейли, предназначены для сборки, разборки, транспортировки на другое место и повторного использования. Они важны в военной инженерии, а также используются для перевозки транспортных средств во время восстановления старого моста. Подвижные мосты предназначены для перемещения судов или других транспортных средств, которые могут быть слишком высокими для их размещения. Обычно они имеют электрическое питание.
Двухэтажные (или двухэтажные) мосты имеют два уровня, например Джорджский мост, соединяющий Нью-Йорк с округом Берген, Нью-Джерси, США, самый загруженный мост в мире, по которому проходит 102 миллиона автомобилей; ферма работа между уровнями проезжей части обеспечивает жесткость проезжей части и уменьшила верхний уровень, когда нижний уровень установлен через три десятилетия после верхнего. Мост Цин Ма и Мост Кап Шуй Мун в Гонконге имеют шесть полос на своих верхних палубах, а на нижних палубах есть две полосы и пара путей для поездов метрополитена МТР. Некоторые двухэтажные мосты используют только один уровень для уличного движения; Мост Вашингтон-авеню в Миннеаполисе резервирует нижний уровень для движения автомобилей и легкорельсового транспорта, а верхний уровень - для пешеходов и велосипедистов (преимущественно студенты Университета Миннесоты ). Аналогично, в Торонто, Виадук принца Эдуарда имеет пять полос движения автотранспорта, велосипедные дорожки и тротуары на верхней палубе; и пара путей для Блор – Данфорт линия метро на его нижней палубе. Западный пролет моста Сан-Франциско – Окленд через залив также имеет два уровня.
Мост высокого уровня Роберта Стивенсона через реку Тайн в Ньюкасл-апон-Тайн, построенный в 1849 году, является ранним примером двухэтажный мост. На верхнем уровне проходит железная дорога, а на нижнем - автомобильное движение. Другие примеры включают мост Британия через пролив Менай и мост Крейгавон в Дерри, Северная Ирландия. Эресуннский мост между Копенгагеном и Мальмё состоит из четырехполосного шоссе на верхнем уровне и пары железнодорожных путей на нижнем уровне. Тауэрский мост в Лондоне - другой пример двухэтажного моста, центральная часть которого состоит из нижнего пролетного строения и верхнего пешеходного моста.
Виадук состоит из нескольких мостов, соединенных в одну более длинную конструкцию. Самые длинные и одни из самых высоких мостов - это виадуки, такие как Lake Pontchartrain Causeway и Виадук Мийо.
Многоходовой мост имеет три или более отдельных пролета, которые пересекаются около центра моста. Многонаправленные мосты только с тремя пролетами отображаются как «T» или «Y», если смотреть сверху. Разводные мосты встречаются крайне редко. Tridge, Margaret Bridge и Zanesville Y-Bridge являются примерами.
Мосты можно разделить на категории по тому, для чего он предназначен, например, поезда, пешеходы или дорожное движение (автомобильный мост ), трубопровод или водный путь для водный транспорт или движение барж. Акведук - это мост, несущий воду, напоминающий виадук, который представляет собой мост, соединяющий точки одинаковойвысота. Автомобильно-железнодорожный мост обеспечивает как автомобильное, так и железнодорожное движение. Путь - это термин для моста, который разделяет несовместимое пересекающееся движение, особенно автомобильное и железнодорожное. Мост может нести воздушные линии электропередач, как и мост Сторстрём.
. Некоторые мосты предназначены для других целей, например, башня Нового Моста мост в Братиславе, который имеет ресторан, или мост-ресторан, представляет собой мост, построенный в как ресторана. На других опорах подвесного моста установлены передающие антенны.
Защитники используют переходы для диких животных, чтобы уменьшить фрагментацию среды среды обитания и столкновения животных с транспортными средствами. Первые мосты для животных возникли во Франции в 1950-х годах, и теперь эти мосты используются во всем мире для защиты как крупных, так и мелких животных.
Мосты также Программу незапланированно. Области под некоторыми мостами превратились в временные убежища и дома для нижних мостов по всему миру - это места распространенных граффити. Некоторые мосты привлекают людей, пытающихся покончить жизнь самоубийством, и стали известны как мосты самоубийц.
Материалы, использованные для строительства используется также для категоризации мостов. До конца 18 века мосты строили из дерева, камня и камня. Современные мосты в настоящее время строятся из бетона, стали, армированных волокном полимеров (FRP), нержавеющей стали или комбинации этих материалов. Живые мосты были построены из живых растений, таких как Ficus elastica корни деревьев в Индии и глицинии виноградные лозы в Японии.
Тип моста | Используемые материалы |
---|---|
Кантилевер | Для небольших пешеходных мостов консоль может быть простой балкой; однако в больших консольных мостах, предназначенных для обслуживания автомобильного или железнодорожного транспорта, используются стали фермы, изготовленные из конструкционной, или коробчатые балки, построенные из предварительно напряженного бетона. |
Подвес | Кабели обычно изготавливаются из стальных тросов, оцинкованных цинком, вместе с большей частью моста, но некоторые мосты все еще сделаны из железобетона. |
Арка | Камень, кирпич и другие материалы, которые обладают прочностью на сжатие и отчасти на сдвиг. |
Балка | Балочные мосты могут использовать используемый напряженный бетон, недорогой строительный материал, который заделывается арматурой. Полученный мост может противостоять силам сжатия и растяжения. |
Ферма | Треугольные части ферменных мостов изготавливаются из прямых и стальных стержней в соответствии с конструкцией ферменного моста. |
Танковый мостовой транспортер (TBT) имеет такие же проходимые характеристики, как и танк, даже при полной загрузке. Он может развертывать, сбрасывать и загружать мосты независимо, но не может их восстанавливать.
В отличие от проектируемых зданий, проектирование которых ведется архитекторами, мосты обычно проектируют инженеры. Это следует из важности инженерных требований; преодоление препятствий и долговечность, позволяющая выжить при минимальном обслуживании в агрессивной внешней среде. Сначала анализируются мосты; изгибающий момент и распределение поперечной силы рассчитываются из-за приложенных нагрузок. Для этого наиболее популярным является метод конечных элементов . Анализ может быть одно-, двух- или трехмерным. Для большинства мостов достаточно двухмерной модели пластин (часто с балками жесткости) или вертикальной модели из конечных элементов. По завершении анализа мост спроектирован таким образом, чтобы выдерживать приложенные изгибающие моменты и силы сдвига, размеры сечения выбираются с достаточной способностью выдерживать нагрузки. Многие мосты изготовлены из установленных напряженного бетона, обладающих хорошими характеристиками долговечности, либо предварительного натяжения балок перед установкой, либо после натяжения на месте.
В большинстве стран мосты, как и другие конструкции, проектируются в соответствии с принципами Расчет факторов нагрузки и сопротивления (LRFD). Проще говоря, это означает, что нагрузка увеличивается с коэффициентом больше единицы. Влияние факторизованной нагрузки (напряжения, изгибающего момента) должно быть меньше, чем факторизованное сопротивление этому воздействию. Оба эти допускают неопределенность и тем больше, чем больше неопределенность.
Большинство мостов имеют утилитарный вид, но в некоторых случаях внешний вид моста может иметь большое значение. Часто это происходит с большим мостом, который служит входом в город или пересекает главный вход в гавань. Иногда их называют мостами подписи. Дизайнеры мостов в парках и вдоль бульваров также часто придают большее значение эстетике. Примеры включают каменные мосты вдоль Taconic State Parkway в Нью-Йорке.
Мост в аэропорту Гатвик, под которым могут пройти самолеты, чтобы создать красивый образ, некоторые мосты построены намного выше, чем необходимо. Этот тип, часто встречающийся в саду в восточно-азиатском стиле, называется Лунным мостом. Другие садовые мосты могут пересекать только сухой слой вымытой ручьем гальки, предназначенный только для того, чтобы создать впечатление ручья. Часто во дворцах мост строят через искусственный водный путь как символ перехода к важному месту или состоянию души. Пять мостов пересекают извилистый водный путь в важном внутреннем дворе Запретного города в Пекине, Китай. Центральный мост был зарезервирован исключительно для использования Императором и Императрицей с их сопровождающими.
Техническое обслуживание моста, состоящее из комбинации мониторинга и тестирования состояния конструкции. Это регулируется национальными инженерными стандартами и включает постоянный мониторинг каждые три-шесть месяцев, простой тест или осмотр каждые два-три года и основную проверку каждые шесть-десять лет. В Европе стоимость обслуживания значительна и в некоторых странах выше, чем затраты на новые мосты. Срок службы сварных стальных мостов может быть значительно продлен за счет дополнительной обработки сварных переходов. Это дает потенциальную выгоду при использовании намного дольше запланированного срока службы.
Хотя реакция моста на приложенную нагрузку хорошо известна, сама прикладная нагрузка трафика все еще является предметом исследования. Это статистическая проблема, особенно для автомобильных мостов. Воздействие нагрузок в мостах (напряжения, изгибающие моменты) рассчитано с учетом принципов Расчет факторов нагрузки и сопротивления. Перед факторингом для учета неопределенности влияния нагрузки обычно считается максимальная величина в заданном периоде повторяемости. Примечательно, что в Европе это максимальное значение, ожидаемое через 1000 лет.
Стандарты мостов обычно включают модель нагрузки, которая, как считается, представляет характерную максимальную нагрузку, ожидаемую в период повторяемости. В прошлом модели нагрузки согласовывались стандартные редакционные комитетами экспертов. Теперь можно измерять составляющие нагрузки на мосты, взвешивать грузовики, используя технологии взвешивание в движении (WIM). Используя обширные базы данных WIM, можно рассчитать максимальный эффект нагрузки в виде периодической повторяемости. Это активная область исследований, направленных на решение проблем полос движения в противоположных направлениях, полос движения с параллельными полосами движения (в одном направлении), скорости роста, разрешенных / запрещенных транспортных средств и длиннопролетных мостов (см. Ниже). Вместо того, чтобы повторять этот сложный процесс каждый раз при проектировании моста, используются стандартные методы определения упрощенных моделей условной нагрузки, особенно HL-93, предназначенные для использования тех эффектов нагрузки, что и характерные максимальные значения. Еврокод примером стандарта для нагрузки мостового трафика, который был разработан таким образом.
Большинство стандартов мостов применимы только для коротких и средних пролетов - например, Еврокод применимы только для грузовых участков. до 200 м. Более длинные пролеты решаются в индивидуальном порядке. Принято считать, что увеличенная нагрузка увеличивается, увеличивая давление, увеличивающееся, увеличивающееся количество грузовиков. Обычно короткие пролеты регулируются небольшими короткими грузовиков, движущихся с высокой скоростью, с учетом. С другой стороны, более длинные пролеты регулируются перегруженным трафиком, и никакой поправки на динамику не требуется. Расчет нагрузки из-за перегруженного движения в сложных условиях, существует нехватка данных о промежутках между транспортными средствами, как в пределах полосы, так и между полосами движения, в загруженности. Системы взвешивания в движении (WIM) предоставляют данные о промежутках между автомобилем, но хорошо работают только в условиях свободного движения. Некоторые авторы используют для измерения зазоров и длины транспортных средств в условиях застревания и используя вес на основе длин, данные WIM. Другие использовали микросимуляцию для создания типов скоплений транспортных средств на мосту.
Мосты вибрируют под нагрузкой, и это в большей или меньшей степени стрессы. Вибрация и динамика обычно более значительны для тонких конструкций, таких как пешеходные мосты, автомобильные или железнодорожные мосты с большими пролетами. Один из самых известных примеров - Tacoma Narrows Bridge, который обрушился вскоре после постройки из-за чрезмерной вибрации. Совсем недавно мост Millennium Bridge в Лондоне чрезмерно вибрировал от пешеходной нагрузки, и был закрыт и дооснащен системой демпферов. Для мостов меньшего размера динамика не является катастрофической, но может быть возбуждающему усилению напряжений из-за статических эффектов. Например, Еврокод для нагрузки моста определяет усиление от 10% до 70%, в зависимости от пролета, количества полос движения и типа напряжения (изгибающий момент или поперечная сила).
Было проведено множество исследований динамического взаимодействия между транспортными средствами и мостами во время транспортных происшествий. Фрайба выполнил новаторскую работу по взаимодействию движущейся нагрузки и балки Эйлера-Бернулли. С увеличением вычислительной мощности модели взаимодействия транспортного средства с мостом (VBI) стали еще более сложными. Проблема заключается в том, что одна из многих собственных частот, связанных с автомобилем, будет резонировать с первой собственной частотой моста. Частоты, связанные с транспортным средством, включают колебания кузова и скачки оси, но есть также псевдочастоты, связанные со скоростью движения транспортного средства, и есть много частот, связанных с профилем поверхности. Учитывая большое разнообразие тяжелых транспортных средств на автодорожных мостах, был предложен статистический подход с проведением анализа VBI для многих статических экстремальных нагрузок.
Разрушение мостов является наиболее вероятным. Особое внимание инженеров-строителей пытается извлечь уроки, жизненно важные для проектирования, строительства и обслуживания мостов. Разрушение мостов впервые вызвало национальный интерес в викторианскую эпоху, когда строилось много новых конструкций, часто с использованием новых материалов.
В Соединенных Штатах Национальная инвентаризация мостов отслеживает структурные оценки всех мостов, включая такие обозначения, как «структурно несовершенные» и «функционально устаревшие».
Есть несколько методов, используемых для мониторинга состояния больших конструкций, таких как мосты. Многие протяженные мосты теперь регулярно контролируются с помощью ряда датчиков. Используются многие типы датчиков, включая датчики деформации, акселерометры, наклономеры и GPS. Преимущество акселерометров в том, что они инерционные, то есть им не требуется контрольная точка для измерения. Это часто является проблемой при измерении расстояния или прогиба, особенно если мост находится над водой.
Опцией контроля структурной целостности является «бесконтактный контроль», который использует эффект Доплера (доплеровский сдвиг). Луч лазера от лазерного доплеровского виброметра направляется в интересующую точку, а амплитуда и частота колебаний извлекаются из доплеровского сдвига частоты лазерного луча из-за движения поверхность. Преимущество этого метода заключается в том, что время настройки оборудования сокращается и, в отличие от акселерометра, это позволяет производить измерения на нескольких конструкциях в кратчайшие сроки. Кроме того, этот метод может измерять точки на мосту, к которому может быть трудно получить доступ. Однако виброметры относительно дороги и тот недостаток, что для измерения требуется контрольная точка.
Моментальные снимки внешнего состояния моста могут быть записаны с помощью Lidar для облегчения проверки моста. Это может обеспечить измерение геометрии моста (для облегчения построения компьютерной модели), точность но обычно недостаточна для измерения прогиба моста под нагрузкой.
В то время как большие современные мосты обычно контролируются электроникой, меньшие мосты обычно проверяются визуально обученными инспекторами. Существует значительный исследовательский интерес к проблеме небольших мостов, поскольку они часто находятся на удалении и не имеют электричества на месте. Возможные решения - это установка датчиков на специальном инспекционном автомобиле и использование его измерений при проезде по мосту для получения информации о состоянии моста. Эти транспортные средства могут быть установлены акселерометрами, гирометрами, лазерными доплеровскими виброметрами, некоторые даже имеют возможность прикладывать резонансную силу к поверхности дороги, чтобы динамически возбуждать мост на его резонансной частоте.