Проект: «История России: нерасторжима связь времен» Тема: «Чтобы создать такую красоту, я в помощь физику возьму: петербургские мосты.» Выполнил: ученик 8 «Б» класса Клочков М.Л. Санкт-Петербург 2013 г. Цели и задачи работы Целью работы является выявить, какие законы физики и инженерного дела были задействованы при строительстве петербургских мостов – уникальных памятников архитектуры, создающих неповторимый облик города. Задачи работы: • рассмотреть историю мостостроения; возникновения мостов и основные принципы • показать типы современных мостов и их устройство на примере мостов СанктПетербурга; • проследить историю строительства петербургских мостов. «В гранит оделася Нева; Мосты повисли над водами; Темно-зелеными садами Ее покрылись острова…» А.С. Пушкин Сколько в Петербурге мостов? Какие из них самые-самые? • • • Санкт-Петербург – один из самых красивых городов мира. Мосты Петербурга являются уникальными инженерными сооружениями и памятниками архитектуры. Всего в Петербурге и его окрестностях более 800 мостов, путепроводов и эстакад. Самый длинный мост – Большой Обуховский (вантовый) мост через Неву, его длина составляет 2824 м. Самый длинный разводной мост – мост Александра Невского через Неву (длина без береговых сооружений 629 м., вместе с пандусами 905,7 м. Самый широкий мост – Синий мост на реке Мойке (длина 97,3 м.) Синий мост, самый широкий в Петербурге Как появились мосты? Примитивные деревянные мосты возникли в глубокой древности. Первые каменные мосты появились в Римской империи. Огромный вклад в развитие инженерной мысли и мостостроения внес великий ученый Леонардо да Винчи (1452-1519 гг..) «Я знаю, как строить очень легкие и крепкие мосты, пригодные к транспортировке при нападении и отступлении, защищенные от огня и снарядов.» - писал Леонардо да Винчи, представляясь, как специалист, искушенный в сфере военной инженерии. В 2001 году в Норвегии над автострадой был построен деревянный 100-метровый пешеходный мост по эскизам Леонардо да Винчи. Арочный мост Арочный мост изготавливался из бревен, связанных вместе канатами. В результате получались две арки. Посередине моста была деревянная мостовая, закрепленная на перекладинах. Такие мосты легко могли быть построены из доступных материалов, могли перевозиться с помощью канатов и были предназначены, в основном, для военных целей. Действительно, этот мост обладает качествами, особенно полезными в военном деле. Леонардо да Винчи изучал сопротивления материалов и использовал полученные сведения в разработке конструкций подобных мостов. Вращающийся мост На эскизе представлены три варианта моста: быстро возводимый и разбираемый, построенный из столбов, вращающийся и плавающий на лодках или бочках. Вращающийся мост был мостом, состоящим из одного пролета, прикрепленным к одному берегу реки при помощи вертикального шарнира, на котором он вращается. Перекидывание моста на другой берег осуществлялось за счет канатов и лебедок, а также колес и металлических валиков, обеспечивающих его скольжение. Кроме того, для него был предусмотрен кессон, являющийся противовесом при балансировке и маневрировании подвешенного в воздухе моста при его опускании на противоположный берег. Какие бывают мосты? Балочные – самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. Основная отличительная особенность балочной системы состоит в том, что с пролётных строений на опоры передаются только вертикальные нагрузки, а горизонтальные отсутствуют. Например, Первый Елагин мост в Центральном парке культуры и отдыха на Крестовском острове. Распорные мосты отличаются от балочных тем, что нагрузки, передаваемые с пролётных строений на опоры, имеют не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую, называемую в строительной механике распором. Выделяют несколько видов распорных мостов. Рамный мост состоит из рам, стойки которых выполняют роль опор, а ригели — роль пролётных строений. По форме рамы могут быть Т-образными, П-образными, а также иметь две наклонные стойки и консольные свесы (специального названия не имеют). Пример рамного моста – мост через реку Карповку. Висячий мост – мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. Красивейшие висячие мосты Петербурга – Львиный и Банковский, через канал Грибоедова. Вантовый мост — разновидность висячих мостов: роль основной несущей конструкции выполняет вантовая ферма, выполненная из прямолинейных стальных канатов. Ванты прикреплены к пилонам — высоким стойкам, монтируемым непосредственно на опорах. Пилоны в основном располагаются вертикально, но не исключено и наклонное их расположение. К вантам крепится балка жёсткости, на которой располагается мостовое полотно. Ванты располагаются под углом наклона к горизонтали не менее 30 градусов, так как в противных случаях в них возникают большие усилия, и жёсткость сильно уменьшается. Вантовый мост – Большой Обуховский мост, самый длинный мост в Петербурге. У арочного моста основными несущими конструкциями являются арки или своды. Арка - это криволинейный брус, у которого поперечный размер меньше высоты. Свод — криволинейный брус, у которого ширина сечения значительно больше высоты. Опоры арочных мостов всегда массивные, поскольку должны быть рассчитаны и на восприятие распора. Литейный мост через Неву – арочный. Как строились мосты Петербурга? На примере Северной столицы можно изучать историю мостостроения трех последних столетий. Его мосты вобрали в себя достижения не только отечественной, но и всей мировой техники. В создании многих из них, наравне с выдающимися инженерами: А.А. Бетанкуром, В.К. Треттером, В.И. Крыжановским, Г.Г. Кривошеиным, Б.П. Апышковым, А.П. Пшеницким, С.В. Кербедзом, принимали участие замечательные архитекторы: А.С. Никольский, К.М. Дмитриев, Л.А. Носков, Н.Г. Тихомиров, Ю.И. Синица, П.А. Арешев, В.С. Васильковский. Они привнесли в их оформление лучшие черты самых разных художественных стилей и направлений. Первый мост через Неву – Благовещенский (ныне мост Лейтенанта Шмидта), был построен в 1850 г. Автор проекта – инженер С.В. Кербедза, в декоративном оформлении моста принимал участие архитектор А.П. Брюллов. Мост был чугунно-арочным, разводным. Следующие мосты – Дворцовый (1856 г.), Петербургский (ныне Троицкий, 1803 г.) поначалу были плашкоутными (т.е. плавучими, опирающимися на плоскодонные суда). Большеохтинский мост (мост Петра Великого, 1911 г.) – клепаный металлический разводной, мост Александра Невского (1965 г.) – разводной железобетонный. Самый «молодой» через Неву – Большой Обуховский, вантовый, был построен в 2004 году. Почему обрушился Египетский мост? Что такое резонанс? Египетский мост через Фонтанку связывает части Лермонтовского проспекта. Сегодня это пешеходный, автомобильный однопролетный металлический мост, а в 1826-1905 годах он был висячим цепным. В 1905 году по мосту проходил эскадрон гвардейской кавалерии, и в этот момент мост обрушился. Конструкция моста не выдержала слишком ритмичных колебаний от слаженного шага военных: в ней возник резонанс. Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Так появилась новая военная команда «идти не в ногу», которая дается строевой колонне перед выходом на любой мост. «Простор Невы, белеющие ночи, Чугун решеток, шпили и мосты…» Всеволод Рождественский Результаты работы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. В результате проделанной работы были получены следующие выводы. Всего в Петербурге и его окрестностях более 800 мостов, путепроводов и эстакад. Примитивные деревянные мосты возникли в глубокой древности. Первые каменные мосты появились в Римской империи. Огромный вклад в развитие инженерной мысли и мостостроения внес великий ученый Леонардо да Винчи. Балочные – самый простой вид мостов. Предназначены для перекрытия небольших пролётов. Пролётные строения — балки, перекрывающие расстояние между опорами. Рамный мост состоит из рам, стойки которых выполняют роль опор, а ригели — роль пролётных строений. Висячий мост – мост, в котором основная несущая конструкция выполнена из гибких элементов (канатов, цепей и др.), работающих на растяжение, а проезжая часть подвешена. У арочного моста основными несущими конструкциями являются арки или своды. Конструкция моста может не выдержать слишком ритмичных колебаний от слаженного шага: происходит резонанс, и возможно обрушение моста. Не зная законов физики, нельзя построить даже самый простой мост. Мосты Петербурга, на примере которых можно изучать историю мостостроения трех последних столетий, вобрали в себя достижения не только отечественной, но и всей мировой науки и техники. Список используемой литературы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Антонов Б.И. Мосты Санкт-Петербурга. – СПб.: П-2, 2007 Захаров О.Н. Архитектурные панорамы невских берегов. – Л.: Стройиздат, 1984 Пунин А.Л. Мосты повисли над водами. – СПб.: Аврора, 2005 Пунин А.Л. Повесть о ленинградских мостах. – Л.: Лениздат, 1971 class-fizika.narod.ru/leo4.htm images.yandex.ru most-spb.ru opeterburge.ru ru.wikipedia.org