XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Мосты в жизни города и человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Клаберданц Д.И. 1

---

1МБОУ "СОШ №2"

Смирнова Е.В. 1

---

1МБОУ "СОШ №2"

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

За свою жизнь человек преодолевает тысячи путей и дорог. Но в мире не существует прямых и гладких дорог. Почти всегда на пути человека встают преграды в виде рек и водоёмов, гор и ущелий, в виде автомобильных и железных дорог. В своей жизни мы не раз преодолеваем эти преграды с помощью мостов. Ведь мосты это символ торжества инженерной мысли человека и олицетворение красоты. Ведь недаром, люди украшают мосты и дают им имена. По своей значимости для развития человечества сооружение первых мостов сравнимо с изобретением колеса.

Что же называют мостом? Для чего они нужны? Какая роль отводилась мостам во все времена их существования? Могут ли люди обойтись без мостов? Как влияют мосты на общественную жизнь? Эти вопросы встали перед нами в процессе изучения различных информационных источников.

Мы живём в городе, который разделён железной дорогой на две части: северную и южную. Быстро попасть из одной части города в другую нам препятствует железная дорога, где тратится много времени простаивая на переезде из – за проходящих поездов. Эта тема актуальна для меня ещё и тем, что я живу в южной части города. Да в районе города есть мост, но он объездной с восточной окраины Исилькуля - это далеко, что не всегда удобно. И этим мостом в основном пользуются только те жители города, у которых есть автомобиль. Есть в городе и пешеходный мост в районе железнодорожного вокзала, но он старый, далеко не безопасный и требует капитального ремонта.

Цель: выяснить, нужен ли мост жителям города Исилькуля в районе железнодорожного переезда.

Задачи:

- изучить литературу по теме: история мостов, технология строительства мостов и их видов;

- провести опрос среди населения, изучить их мнения и пожелания по поводу строительства моста, проанализировать данные опроса;

- предложить опрашиваемым нарисовать будущей мост через железнодорожный переезд;

- создать свой макет моста.

Методы: изучение, анкетирование, опроса, анализ, обобщение, моделирование.

Гипотеза: мост - это не роскошь, а жизненно важный строительный объект, необходимый для комфортной жизни людей.

Проблема: Как далёкое сделать близким?

Актуальность: Город Исилькуль с момента своего основания планировался как железнодорожная станция между двумя областными городами Омском и Петропавловском. Время идёт, станция разрослась став городом, разделенным железной дорогой почти пополам. И перемещение внутри города стало крайне неудобно. Поэтому мост решил бы все эти проблемы и сделал жизнь жителей нашего города наиболее комфортной

Основная часть

1. Теоретическая

«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.»
писатель Иво Андрич

История развития технологий строительства мостов

Мост - одно из самых древнейших изобретений человечества. Первые мосты были построены несколько тысяч лет назад.

На протяжении всего развития человеческого общества людям необходимо было передвигаться с места на место. Зачастую этому препятствовали реки. Для удобного и безопасного перехода через них приходилось искать брод. Человеку, увидевшему поваленные деревья, перекинувшиеся через реку, пришла мысль об искусственном создании таких переходов. Сначала это были поваленные деревья, затем придумали приспособления из веревки. С появлением колеса потребовались более надежные и прочные сооружения. Так родилась мысль о мостах.

Мост - это сооружение предназначено для перевода дороги через любое препятствие над рекой, оврагами, ущельями, озерами, болотами. В то же время мост является военно-стратегическим объектом и одним из важнейших средств коммуникации.

 Многие мосты существуют столетиями, соединяя и объединяя разные эпохи. Поэтому слово «мост» не только самое используемое, но и самое старое. В широком смысле почти все остальные сооружения (эстакады, виадуки и путепроводы) являются мостами.

Мосты не только связывают или разделяют берега, у них есть своя история, на них назначают свидания, ими восхищаются. Они бывают очень длинными и очень короткими. Каждый из них не похож на другой, и каждый из них при строительстве становиться совершеннее прежнего.

Мосты это символы добрососедских отношений. Люди, народы, страны протягивали друг другу руки и строили мосты, а когда ссорились - сжигали и разрушали их.

Первые деревянные мосты стали строить в эпоху рабовладельческого общества. Первоначально из камня делали только опоры моста, потом и вся его конструкция стала каменной. Больших успехов в каменном мостостроении добились древние римляне, применявшие сводчатые конструкции в качестве опор и использовавшие цемент, секрет которого был утрачен в Средние века, но потом открыт заново. Многие древнеримские мосты служат и по сей день. Развитие инженерной мысли позволило строить мосты с более широкими пролётами, пологими сводами и менее широкими опорами. Самые крупные мосты того времени достигают в пролёте более 70 метров.

С конца XVIII века для строительства стал применятся металл. Первый металлический мост был построен в Великобритании в 1779 году. Высота его пролёта составляла около 30 м, перекрытия представляли собой чугунные арки.

В XIX веке появление железных дорог потребовало создания мостов, способных выдерживать значительные нагрузки и постепенно в качестве основных материалов в мостостроении утверждаются сталь и железо.

В XX веке мосты стали строить также из железобетона. Этот материал выгодно отличается от стали тем, что не требует регулярной покраски.

1.2 Виды и классификация мостов.

Исследуя то, какими бывают мосты, воздвигаемые для быстрого и удобного пересечения водных и прочих препятствий, мы определили, что классификаций очень много, поэтому решили остановиться на видах, которые помогают ответить на следующие вопросы: «Какие препятствия помогают преодолевать мосты?», «С какой целью и как они строятся?», «Какой материал используется для их создания?».

- По виду преодолеваемого препятствия мосты бывают: через реки, ручьи, и подобные водотоки; через разные виды дорог, так называемые путепроводы; через овраги, ущелья - называемые виадуки и эстакады; комбинированные, например, по ним могут проходить как автомобили, так и железнодорожные составы.

- По назначению: железнодорожные, автодорожные, пешеходные, метромосты, судоходные, акведуки.

- По материалу: деревянные, каменные мосты, железобетонные, металлические.

Из литературных источников и собственных наблюдений мы пришли к выводу, что по классификации типов мостов и по технологии строения их не меньше, чем по классификация видов мостовых сооружений.

- По основным критериям, которые вызывают больший интерес:

1. Балочный тип. По такой схеме строятся небольшие сооружения. Они достаточно просты в конструкции: в качестве пролетных строений выступают балки, ими же перекрывают расстояния между опорами.

Балочные мосты также подразделяются на подтипы:

Разрезной – каждый пролет перекрыт одной балкой.

Неразрезной – одна балка перекрывает сразу все или несколько пролетов.

Консольный. В его составе используется два вида балок: с консольным свесом и двумя опорами и подвесные, которые опираются на другие балки.

Наплавной и понтонный мосты. Собраны на плавучих опорах – понтонах, не имеют жёсткой связи с берегом являются временными.

Висячий или подвесной. Является широко распространенным типом моста. Несущая конструкция выполняется из гибких элементов, таких как канаты, тросы и цепи.

Они вертикально крепятся к пилонам, установленным на противоположных сторонах берега.

Вантовый. Считается устойчивее подвесного типа. По своей конструкции он схож с висячим мостом, однако, роль несущей конструкции выполняет вантовая ферма из стальных канатов.

2. Арочный тип.   Несущая конструкция напоминает арку или свод. Ведь именно арки или своды переносят основную часть нагрузки. Конструкция позволяет преобразовывать горизонтальные нагрузки в вертикальные. Сам мост работает преимущественно на сжатие. Такую схему используют в горной местности, над широкими реками или в городах над железнодорожными путями для эстетического улучшения местности привлекательной конструкцией.

3. Распорный тип. В отличие от балочной схемы, на опоры действуют и вертикальная, и горизонтальная составляющие нагрузки — распор.

Схема распорных вантовых мостов разделяют на 5 категорий:«пучок», «арфа» «веер», «звезда», смешанная «арфа – пучок - веер».

2. Практическая часть

2.1.Социалогический опрос.

 Следующим этапом работы стало проведение социологического опроса среди разновозрастных категорий населения города на тему: «Нужен ли мост через переезд». И им было предложено нарисовать рисунок на тему: «Каким должен быть будущий мост?»¹.

Анкета

В опросе участвовало 15 человек разного возраста.

Изучив данные опроса:

- 9 человек имеют автомобиль;

- 15 человек согласны с тем, что работа переезда, зависит от графика движения поездов;

- 15 человек хотят, чтобы мост в районе переезда был построен.

Все участники социального опроса считают, что мост через переезд нужен!

Изучив пожелания респондентов, а так же другие источники в интернете, был создан свой макет будущего моста.

Для макета будущего моста выбрали арочный тип моста, технологические особенности которого можно использовать на территории города. Данный мост мы возьмём как основу для моделирования, опираясь на современные технологии строительства, в которых учитываются особенности местности и назначение сооружения, а так же в любое время под мостом может, проходит железнодорожный транспорт.

Арочный мост - древний тип моста, в котором основными несущими конструкциями являются арки или своды. Свод представляет собой криволинейную плиту, ширина которой значительно больше её толщины. Арка - это кривой брус, поперечный размер которой обычно меньше его высоты. Так как арки (своды) в основном работают на сжатие, в них наиболее эффективно может быть использован бетон высоких марок, но лучше использовать сталь.

В эпоху промышленной революции, с началом строительства мостов из металла, пришли иные стальные, имеющие более экономичные и надёжные конструкции, обеспечивающие ощутимую экономию на материалах - до 25% и легче чем балочные.

Стольные арки -  стали более популярными в последние десятилетия, поскольку они привлекательны в архитектуре. Использование стали на арках мостов более интересны и дают дизайнерам возможность, расширить своё творческое мышление, создавая уникальный и необычный дизайн.

В результате вертикального давления в каждой из арок возникает распорность, благодаря которой значительно разгружается вся конструкция.

Арочные железобетонные мосты отличаются большим разнообразием схем и конструктивных форм.

По статической схеме они могут быть: бесшарнирными, двухшарнирными, трехшарнирными.

В основном возводятся  трехшарнирные, так как они долговечнее и прочнее двухшарнирных, но в железнодорожном строительстве они не используются. Для железнодорожных путепроводов используют комбинированные. В комбинированных арочных мостах, к которым относятся арки с за­тяжкой, балки, усиленные гибкой аркой, конструкции с жесткими арками и балками жесткости и др., уменьшение размеров конструкций, экономия достигается за счет включения арок и проезжей части в совместную работу.

Пролетные строения арочных мостов всегда легче и экономичнее балочных. Однако передача распора опорам требует значительного увеличения их размеров, в особенности крайних опор (устоев). Арочные мосты обычно целесообразны при хороших грунтах и сравнительно небольшой высоте опор.

Так как почва в районе железнодорожного переезда – переувлажнение солончаки и солонцы, поэтому предлагаем укрепление края насыпи  железнодорожного переезда заливкой бетона в местах установки опор.

Ещё немаловажными причинами в пользу строительства арочного моста на территории города Исилькуля, являются его лёгкость, экономичность, простота и эстетическая привлекательность конструкции.

3. Заключение.

Выводы.

Мостов очень много, и они входят в удивительные объекты технических сооружений, созданных человеком. Назначение мостов: облегчать людям жизнь, ускорять их передвижение, с целью ознакомления с другими странами, их культурой, природой. Важно показывать учащимся на уроках в школе значение знаний законов физики в строительстве мостов.

На купюрах европейской валюты евро изображены мосты. Дизайнер Центрального банка Австрии Роберт Калина, предложивший образ мостов, объяснил свою идею так: «Это простой символ, он понятен всем. Мосты соединяют людей».

И нам необходимо, чтобы северная и южная части города были соединены более удобным способом передвижения - мостом, чем железнодорожным переездом, затрудняющим движение.

В ходе исследования мы убедились в том, что сооружение моста крайне ответственное и недешевое дело. Умение сооружать мосты, со времён древних римлян, считалось вершиной инженерного искусства.

Современные технологии строительства очень разнообразны. Они учитывают географические особенности территории, нужды человека, а также себестоимость строительства.

В ходе исследования была изучена литература о видах и типах мостов, конструктивных и технологических особенностях разного типа и подобран оптимальный вариант моста в районе железнодорожного переезда. Это мост с арочными перекрытиями, так как они очень прочны, и их можно создавать гораздо длиннее, чем балочные.

В результате составлен чертёж моста и изготовлен макет, который на наш взгляд можно использовать на территории города.

Выполнив эту работу, мы убедились, насколько большое значение имеет строительство моста для жителей города. Это не только экономия финансовых и временных ресурсов, но и возможность активно участвовать в жизни школы и поселения. Обучающиеся смогли бы активней посещать кружки и секции, школы дополнительного образования, а взрослые жители – больницу, магазины, концерты и различные мероприятия, проводимые в центральной части города.

По данным социологического опроса было выявлено, что большинство участников анкетирования хотели бы иметь мост, а не переезд. Теперь, на вопрос «Нужен ли мост?», могу с уверенностью ответить: «Конечно, нужен!». Выдвинутая гипотеза подтвердилась, мост - это не роскошь, а жизненно важный строительный объект, необходимый для комфортной жизни людей.

Всё - таки мы очень надеемся, что привлечение внимания общественности сдвинет эту проблему с места и мы, увидим, как вместо железнодорожного переезда будет построен путепровод, по которому едут машины и идут пешеходы и выдвинутая проблема: «Как далёкое сделать близким?» будет решена.

Литература:

1. Ефимов П.П. Архитектура мостов [Текст] / П.П. Ефимов. — Москва: ФГУП «Информавтодор», 2003.

2. Надёжин Б.М. Мосты и путепроводы в городах [Текст] / Б.М. Надёжин. — Москва: Академия, 1964.

3. 100 великих чудес инженерной мысли/ А.Ю. Низовский.- М.: Вече, 2014. – 432 с. (100 великих)

4. Смирнов В.А. Висячие мосты больших пролетов. – М.: Высшая школа,1970. – 408 с.

5.Интернет источник: 

1. shki.net/2261073-mosty-puteprovhttps://fiody-jestakady-viaduki-v-chem-raznica.html

2. Fb.ru Конструкции и виды мостов;

3. Stroyrubrika.ru.content/tehnologii...mostov/

4. Studfiles.net 2 Основные требования, предъявляемые к мостам;

5. https://stroyone.com/stroitelstvo-mostov/arochnye-mosty.html

6. http://www.mostow.ru/klassifikaciya-oblast.php

7. http://hotcooltop.com/article117.html

8. http://ru.wikipedia.org/wiki/Мост

Приложение 1