Эстакада из дерева

Деревянная мини эстакада для авто своими руками

Не всегда поблизости может оказаться эстакада или подъемник, чтобы осмотреть в профилактических целях автомобиль снизу или заменить какую-нибудь деталь. Не зависеть от внешних обстоятельств поможет мини-рампа, которую быстро, без особых усилий и затрат можно сделать самостоятельно.

Понадобится

Проще всего это приспособление выполнить из дерева, поэтому нам необходимо заготовить:

обрезные доски нужной длины;
ролики для мебели или тележек – 4 шт.;
шурупы и гвозди.

В работе мы будем пользоваться следующими инструментами и принадлежностями: рулеткой, линейкой и маркером, циркулярной и маятниковой пилой, гвоздезабивным пистолетом, шуруповертом, струбцинами и молотком.

Порядок выполнения операций

Из шести обрезных досок изготавливаем боковой профиль рампы.

Для этого с учетом размера колес и переднего свеса автомобиля размечаем с помощью рулетки и маркера наклонную линию на одной из них.
Распиливаем размеченную доску переносной циркулярной пилой. Используя первую заготовку в качестве шаблона, размечаем оставшиеся пять и также их распиливаем.

Укладываем четыре боковых профиля попарно параллельно на ровную поверхность основанием вверх и на расчетном расстоянии друг от друга.
На каждую пару боковых профилей укладываем по доске заподлицо с их торцами. С помощью гвоздезабивного пистолета скрепляем эти элементы рампы гвоздями, которые окончательно добиваем молотком.

Для контроля линейкой замеряем в нескольких местах расстояние между боковыми профилями. От пятой и шестой заготовок с контурами бокового профиля отрезаем маятниковой пилой две пары прямоугольных брусков с учетом произведенных замеров.

Вставляем их в начале и конце прямолинейных участков боковых профилей, которые будут выполнять функции распорок и одновременно усилителей. Закрепляем их снаружи гвоздями.
Оставшиеся клинообразные элементы укладываем между наклонными участками боковых профилей и, зафиксировав сверху одним гвоздем в подходящем месте, крепление осуществляем снизу через доску-основание.

Накрываем доской, совместив ее торец с торцами боковых профилей, верхнюю горизонтальную площадку и делаем на ней отметку для поперечного разреза.

Прибиваем гвоздями короткую часть доски к горизонтальному участку боковых профилей. Длинную часть пристыковываем к короткой и закрепляем гвоздями к наклонному участку.

Открытые торцы рамп закрываем доской и отрезаем ее несколько выше верха горизонтальной площадки. Этот выступ будет служить ограничителем для колес, не допуская их скатывания с площадки. Также закрепляем их к торцам гвоздями.

К верхней части ограничительного элемента снизу поперечно прикручиваем два ролика, используя шурупы и шуруповерт. Ролики позволят перемещать рампу при необходимости качением, что намного легче, чем переносить ее на весу или волоком.

Проверка рампы в деле

Подкатываем и укладываем рампу перед передними колесами автомобиля.

Осторожно подаем машину вперед, преодолевая наклонный участок рампы, заезжаем передними колесами на горизонтальную площадку. Ставим автомобиль на ручной тормоз. Также не лишним будет подставить упор под заднее колесо.

Убеждаемся, что расстояние от пола до низа машины стало довольно просторным и можно без труда расположиться под ней для профилактического осмотра или ремонта.

Завершив работу, осторожно съезжаем с рампы и убираем ее в укромное место, где она будет находиться до следующего применения.

Смотрите видео

Эстакада своими руками для автомобиля: варианты

Если вы являетесь обладателем своего автомобиля и гаража, при этом предпочитаете хоть иногда самостоятельно заглядывать под свою машину, то нижеизложенное для вас. Обычно малоопытные водители предпочитают проводить осмотры только на СТО и отдавать свои кровные «специалистам», но даже проведение небольших работ по замене масла, расходников, контроль состояния агрегатов и механизмов вашего автомобиля могут сэкономить ваш бюджет. Эстакада, своими руками сделанная в гараже – вот оптимальный выход из такой ситуации.

Посмотрим на статистику опроса на тему, сложно ли сделать эстакаду в гараже своими руками. 66% опрошенных ответили, что это достаточно просто; 14% считают, что просто, но с небольшими проблемами; 16% сказали, что это нелегко, и потребуются навыки в этой области; для 4% это очень сложное задание.

Содержание

1 Некоторые особенности
2 Варианты эстакады для полного заезда автомобиля
3 Смотровая яма
4 Кирпичная эстакада
5 Эстакада из железнодорожных шпал
6 Металлический вариант
7 Как сделать эстакаду: практические рекомендации
8 Несколько вариантов мини-эстакад

Некоторые особенности

В зависимости от размера гаража и модели машины можно подобрать вариант эстакады, который будет отвечать вашим запросам.

Эстакады можно разделить на 2 вида:

для полного заезда автомобиля;
для частичного подъема автомобиля.

Первый вид обеспечит более комфортные условия работы по обслуживанию автомобиля, чем второй.

Варианты эстакады для полного заезда автомобиля

Смотровая яма

Можно считать, что данное сооружение не относится к эстакадам.

Такое утверждение будет правильным с точки зрения значения этого слова. Но функция ямы такая же, как и у эстакады, – обеспечить доступ к днищу автомобиля.

Плюс ямы в том, что она не будет занимать полезное пространство гаража.

Если уровень грунтовых вод в местности, где находится ваш гараж, высок, то рассматривать вопрос о смотровой яме нецелесообразно.

В противном случае вам придется делать дополнительно дренажную систему (что очень хлопотно и накладно), а днище вашего автомобиля будет подвержено постоянной коррозии из-за влаги, которая будет собираться в яме.

В итоге придется ее засыпать и рассматривать другие варианты.

Кирпичная эстакада

Этот вариант подходит для тех, у кого гараж находится в сельской местности или на даче. Выполняется такая конструкция путем обычной кладки кирпичей на цементный раствор – по ширине расстояния между колесами автомобиля в виде трапеции.

Недостатки такого вида эстакады очевидны: необходим участок для ее постройки; кирпич со временем может разрушаться; если надо будет освободить участок, то демонтаж сооружения потребует от вас значительных усилий и времени.

Эстакада из железнодорожных шпал

Собирается такая эстакада из нескольких железнодорожных шпал, как детский конструктор.

Можно выложить 2 основания путем укладывания шпал одну на другую в виде горки. Поперек уложить колеи для заезда.

Чтобы конструкция не разъехалась во время ремонта вашего автомобиля, ее необходимо скрепить скобами. Недостатки данной эстакады очевидны.

Во-первых, не у каждого в запасе есть шпалы. Во-вторых, шпалы очень тяжелы, собрать и разобрать одному такую конструкцию будет не под силу. В-третьих, после выполнения автомобильных ремонтных работ необходимо много места для хранения шпал.

Конечно, если вы сооружаете данную конструкцию на садовом участке, можете оставить их под открытым небом. Шпалы обычно пропитывают креозотом, который предохраняет дерево от гниения.

Металлический вариант

Если предыдущие варианты возможны при наличии земельного участка, то металлическую эстакаду можно рассматривать как универсальную – ее можно использовать и в городских условиях.

Для ее изготовления понадобятся следующие инструменты и материалы:

металлопрокат;
сварочный аппарат;
арматура;
болгарка с отрезными кругами;

болты с гайками;
краска по металлу.

Как сделать эстакаду: практические рекомендации

При желании можно сделать эстакаду сборно-разборной. Это позволит экономить место, быстро собрав ее при необходимости.

Конструкция ее довольно проста. Необходимо собрать 4 стойки-основания высотой примерно 50 см. Для обеспечения устойчивости лучше боковые стороны собрать в форме трапеции и соединить их поперечинами одинаковой длины.

Для этого подойдет 63 уголок (толщиной 5 мм). Для изготовления мостиков можно использовать 40 уголок (толщина 4 мм) и арматуру (подойдет 12 мм).

Мостики представляют собой металлическую лесенку. Необходимо будет изготовить 2 мостика для заезда и 2 мостика, на которых будет стоять автомобиль во время ремонта. Минимальную длину последних можете посчитать самостоятельно, измерив расстояние между центрами колес вашего автомобиля и добавив небольшой припуск.

После того как отдельные элементы будут готовы, необходимо их скрепить болтами. Для того чтобы обеспечить дополнительную жесткость всей конструкции, можно объединить стойки между собой. Болтовое соединение позволит в короткие сроки собрать или разобрать всю конструкцию.

Устройство эстакады для гаража

При полном дефиците места выход из ситуации может быть найден в изготовлении мини-эстакад. Они относятся к эстакадам для частичного подъема автомобиля. Конечно, работать в таком случае будет менее комфортно, чем при рассмотренных выше вариантах, но гораздо удобнее, чем под автомобилем, поднятым домкратом.

Несколько вариантов мини-эстакад

Самый элементарный вариант мини-эстакады можно изготовить из дерева.

Для этого понадобятся доска (можно взять толщиной 50 мм), которая шире колес, и деревянная рейка квадратного сечения (например, 100х100 мм). От высоты поперечного сечения будет зависеть то, как высоко сможет приподняться автомобиль. При рекомендованных выше параметрах деревянных изделий высота подъема будет 150 мм.

Собирается конструкция следующим образом.

К задней части доски сверху крепится брусок, который будет выполнять функцию ограничения хода колес. К нижней части крепятся 2 бруска из рейки квадратного сечения: один немного дальше середины, второй – на краю доски. Конструкция готова.
Таких приспособлений нужно как минимум 2 (или 4, если нужно приподнять весь автомобиль над землей). Работает такая мини-эстакада очень просто. Когда вы подставляете конструкцию под колесо вашего автомобиля, то она опирается на землю в 2-х точках: передним краем доски и бруском, который закреплен недалеко от середины.
После того как колеса автомобиля заедут на доску и центр тяжести переместится ближе к заднему краю доски, передний край поднимется, а задний опустится. Так как опоры были выполнены из бруска с одинаковым сечением, доска займет горизонтальное положение.
При этом длина доски должна быть такой, чтобы исключить удар по днищу вашей машины. Осталось зафиксировать колеса, которые остались на земле, упорами-колодками. Как можно убедиться, такая эстакада своими руками изготавливается очень легко. Можно изготовить мини-эстакаду из металла. Конструкция ее будет напоминать металлическую эстакаду, рассмотренную выше, только в уменьшенном варианте. Состоит она тоже из опор, на которые крепятся мостики.
По краям мостиков желательно приварить ограничители. Это обезопасит ваш автомобиль от соскальзывания.
Один мостик располагается под углом от земли для заезда, другой – горизонтально (если смотреть на конструкцию сбоку, контур будет представлять трапецию). Можно ориентироваться на следующие размеры: длина основания – 80 см; длина для заезда – примерно 45 см, ширина мостиков – около 40 см. Всю конструкцию можно собрать из уголка 25 мм (меньше не рекомендуется). Примерный вес конструкции будет 20-30 кг. В задней части необходимо приварить ограничитель хода для колеса.

Более сложный, но эффективный вариант мини-эстакады можно изготовить по принципу качели-качалки. Для ее сборки понадобятся сварочные работы. Необходимо будет изготовить 2 рамы по форме равнобедренного треугольника. Ширина рам подбирается в зависимости от ширины колес вашего автомобиля, а длина мостика – в зависимости от длины автомобиля.

Для обеспечения жесткости конструкции рамы необходимо скрепить между собой. Для устойчивости конструкции необходимо под сторону, которая будет находиться над землей, использовать подставки-распорки. При этом надо учитывать, что для большей устойчивости центр тяжести автомобиля должен находиться ближе к вершине равнобедренного треугольника.

Во время работ на эстакадах всегда нужно помнить о соблюдении мер безопасности. Автомобиль необходимо поставить на ручной тормоз, зафиксировать колеса колодками-упорами.

Подведем итоги. Вы рассмотрели различные варианты и подходы, как можно сделать эстакаду своими руками. В зависимости от имеющегося у вас в распоряжении свободного места, материалов, финансов и желания вы можете подобрать для своего гаража любой вариант.

Это может быть и основательная конструкция, и сборно-разборный вариант металлической эстакады. Возможно, вам будет достаточно изготовить деревянную мини-эстакаду. В любом случае выбор останется только за вами.

Деревянные мосты - Шведская древесина

Деревянные мосты могут быть построены для пешеходного и велосипедного движения, а также для автомобильного транспорта. Достижения в разработке древесных материалов и методов строительства означают, что деревянные мосты теперь могут соответствовать всем необходимым стандартам для современных мостов. Деревянные мосты часто конкурентоспособны из-за средних пролетов, и их можно построить так, чтобы они подходили для большинства условий.

Мостовые конструкции являются наглядным примером технических и экономических возможностей технологии строительства из дерева. Благодаря тому, что эта технология сейчас так хорошо зарекомендовала себя, деревянные мосты являются очень конкурентоспособным вариантом как для пешеходных, так и для автомобильных мостов. Предварительное изготовление на заводе сводит работу на месте к одному установочному подъемнику. Деревянный мост может быть изготовлен заранее, транспортирован и установлен на месте в практически готовых секциях, с добавлением только дорожного покрытия. Помимо снижения зависимости от доступа к рабочей силе на месте, фактическая установка настила выполняется намного быстрее, чем при других вариантах строительства. Конкурентоспособность деревянных мостов повысилась бы еще больше, если бы в проектах полностью учитывались затраты на перебои в движении, возникающие при строительстве автодорожных мостов, таких как виадуки на автомагистралях.

Исторический обзор

В далеком прошлом дерево и камень были единственными материалами, доступными для строительства мостов. В лесных районах древесина была очевидным выбором. Раннее решение заключалось в том, чтобы просто сталкивать деревья, чтобы пересечь реки или овраги. Постепенно стволы стали использоваться более систематически для преодоления препятствий на местности. Со временем методы строительства мостов становились все более изощренными, и характер мостов изменился от чисто функциональных объектов до полностью спроектированных структур, охватывающих аспекты технологий, ремесел и искусства. Древесина приобрела большое значение как универсальный строительный материал, который был доступен почти везде.

Благодаря своим превосходным прочностным характеристикам древесина на протяжении веков была одним из наиболее широко используемых строительных материалов для строительства мостов.

От деревянных свай к каменным опорам
Несколько тысяч лет назад во всем мире строили деревянные мосты, не в последнюю очередь персы, греки, римляне и китайцы. В 55 году нашей эры Юлий Цезарь построил мост через Рейн в Нойвиде всего за 10 дней, чтобы римляне вошли в Германию. Длина моста составляла около 140 м, а ширина настила составляла около 5–6 м, что позволяло проезжать по двум полосам. Он был засыпан землей и щебнем. Все компоненты должны были быть изготовлены заранее, чтобы такой большой мост был построен за такой короткий промежуток времени. Преимущество этого типа моста заключалось в том, что его можно было быстро построить с использованием относительно простых средств. Недостатком было то, что он был низко расположен и поднят на сваях, поэтому талая вода и наводнения, вероятно, регулярно его повреждали, что делало его очень дорогим в обслуживании. Поэтому в более важных местах сваи были заменены каменными опорами, расположенными дальше друг от друга, с установленными между ними стропильными деревянными арками или раскосами. Эта конструкция поместила деревянную конструкцию выше обычной отметки прилива для большей защиты, а также позволила лодкам проходить под мостами.

Технические достижения и новые материалы
Многие деревянные мосты были построены от средневековья до 19 века, и были разработаны различные типы арок и ферм. В 18 веке также появились крытые мосты, то есть мосты с крышами, как в США, так и в Европе. В 19 веке в Северной Америке было построено большое количество автомобильных и железных дорог, обычным явлением стали деревянные мосты с большими ферменными конструкциями. Когда железные дороги были на пике своего развития, было построено несколько сотен километров железнодорожных мостов из дерева. По мере того, как технологии и трафик менялись во второй половине XIX в.10-м и 20-м веках древесина стала менее доминирующей в качестве материала для строительства мостов. Сначала его заменили сталью, а затем бетоном. Однако есть ряд стран, которые продолжают строить мосты из дерева.

Центральная Европа, особенно Швейцария, имеет давнюю традицию строительства деревянных мостов. Есть более 200 крытых мостов, многие из которых средневековые, которые были тщательно сохранены, и именно тот факт, что они крытые, лежит в основе их сохранения. Считается, что старейшим примером является Капельбрюкке в Люцерне, построенный в 1333 году и в средние века входивший в состав городских укреплений. Даже сегодня, почти 700 лет спустя, этот мост по-прежнему используется пешеходами. Части моста пострадали в результате пожара летом 1993, но теперь он полностью восстановлен.

Более длинные пролеты
Развитие клееного бруса в 20 веке означало, что можно было производить большие деревянные балки, что позволяло делать более длинные пролеты балочных мостов. В 1970-х годах в Канаде была разработана новая техника с использованием перемычек из деревянных перекрытий с перекрестными связями. Этот метод позволил построить мосты для интенсивного дорожного движения с таким же асфальтовым покрытием, которое используется на бетонных настилах. Мосты из поперечных плит в настоящее время строятся во многих странах мира.

В странах Северной Европы в 1990-х годах были предприняты согласованные усилия по развитию конструкции деревянных мостов и внедрению плит с поперечными связями. В то время в Норвегии и Швеции в основном были небольшие простые деревянные мосты и ряд исторических примеров. Финляндия продолжала строить деревянные мосты и в современную эпоху, особенно мосты из клееного бруса. Вышедшие из моды на долгое время, деревянные мосты снова стали обычным явлением в Швеции и других странах Северной Европы. 1994 был годом, когда свод законов Шведской дорожной администрации впервые включил технические требования к деревянным мостам. Первоначально это были пешеходные и велосипедные мосты, но теперь разрешены и автомобильные мосты из дерева. Таким образом, официальные технические требования к мостам распространяются на деревянные конструкции наряду с конструкциями из бетона, стали и алюминия.

Висячий мост в Дала-Ярне, построенный в 1924 году. Фото: Пер-Андерс Фьельстрём .

Lejonströmsbron в Скеллефтео, построенный в 1737 году. Фото: Пер-Андерс Фьельстрём.

Конструкции деревянных мостов

Основная задача моста – соединить две точки, разделенные препятствием. Благодаря своим превосходным прочностным характеристикам древесина на протяжении веков была одним из наиболее широко используемых строительных материалов для строительства мостов. Это легкий материал, который, тем не менее, может выдерживать значительные напряжения сжатия и растяжения. В последние годы разрабатываются новые методы строительства деревянных мостов. С ростом осведомленности о свойствах материала древесина используется в сочетании с другими материалами и с более подходящими соединениями.

Мост считается деревянным, если он имеет надстройку из дерева, при этом основную несущую функцию выполняют балки или плиты, изготовленные в основном из дерева. Деревянный мост также будет включать в себя стальные элементы и крепления для соединения деревянных компонентов. Деревянную надстройку также можно комбинировать с конструкционными элементами из других материалов. Это могут быть бетонные фундаменты, дополнительные опоры, такие как стальные опоры или подвесные конструкции с тросами и стальными подвесками. Современные деревянные мосты в настоящее время используются в Швеции как пешеходные и велосипедные мосты, а также как автомобильные мосты.

Деревянные мосты для пешеходного и велосипедного движения
Новые деревянные мосты идеально подходят для пешеходного и велосипедного движения. Деревянные мосты легкие по сравнению с другими мостами. Это означает, что деревянные мосты для небольших транспортных нагрузок могут иметь более тонкую конструкцию, чем аналогичные мосты из бетона, в частности, когда вес материала составляет большую часть нагрузки. Такая тонкая конструкция означает, что к деревянным мостам часто предъявляются требования по ограничению прогиба. Легкие и тонкие конструкции также должны быть спроектированы с учетом динамических нагрузок и интегрального раскачивания. Для длинных пешеходных мостов может быть установлено требование, ограничивающее мешающее раскачивание пешеходов.

Деревянные мосты для дорожного движения
Многие деревянные мосты также строятся для дорожного движения. Автодорожные мосты рассчитаны на значительно большие нагрузки, чем пешеходные и велосипедные мосты. Деревянные автодорожные мосты способны выдерживать полные транспортные нагрузки в соответствии с действующими нормами. Для автодорожных мостов также можно рассчитать деформацию.

Эстетика и дизайн
Внешний вид деревянного моста часто важен, так как мосты могут стать доминирующим элементом ландшафта. Напряжение в мосте часто совершенно очевидно, и хорошо спроектированный мост может привлечь внимание и продемонстрировать дерево как строительный материал. Для оптимального взаимодействия между формой и функцией архитекторы должны понимать статическую систему, а инженеры-строители должны знать об эстетических аспектах. Выбор наиболее подходящей конструкции зависит от конкретных условий площадки, включая свободный пролет, просвет и тип движения. Мост также должен быть адаптирован к местности, соединяющим дороги и окружающие здания и ландшафт. Он должен быть привлекательным как для тех, кто едет по дороге, так и для тех, кто видит ее из окрестностей. Это делает важным учитывать не только общую форму, но и дизайн деталей.

Деревянные мосты легко адаптируются к конкретным условиям, применимым в каждом конкретном случае. Линии, поверхности, формы и цвета можно использовать по-разному для создания привлекательного деревянного моста. Пропорции и ритм также могут придать мосту свой характер. Древесина может быть легко спроектирована для удовлетворения различных функций и требований. Открытый мост из дерева может быть спроектирован так, чтобы его несущие компоненты были четко видны, будь то арки, раскосы или фермы. Пилоны для вантовых мостов и подвесных мостов также можно обыграть с точки зрения формы, пропорций и поперечного сечения. Например, если высота пилонов превышает конструктивно необходимую, это может придать мосту большую элегантность.

Защита от ветра и непогоды
Деревянные конструкции, которые содержатся в сухом состоянии, имеют долгий срок службы, и самый простой способ добиться этого с помощью деревянных мостов — это придать им крышу, защищающую несущую конструкцию от дождя. . Многие старые деревянные мосты, сохранившиеся в Швейцарии, крытые. Однако во многих случаях крыша на мосту невозможна, например, из-за отсутствия зазора или неуместна, возможно, из-за окружающей среды или пожеланий клиента. Мосты с крышей имеют очень специфический вид, что, безусловно, необычно для шведского контекста. Вместо этого большинство современных деревянных мостов открытые, без крыши. В настоящее время их можно эффективно защитить от непогоды и ветра с помощью других методов. Для обеспечения длительного срока службы может потребоваться защита несущих элементов облицовкой, которая скрывает часть конструкции и придает мосту другой вид. Поэтому облицовка должна быть включена в дизайн и должна быть эстетически привлекательной.

Поверхность большинства деревянных мостов обрабатывается для придания деревянному материалу некоторой защиты от ветра и непогоды, а также для придания деревянной поверхности определенного цвета. Однако цвета должны соответствовать окружающей среде и дизайну моста. Цвета могут дополнительно использоваться для подчеркивания или сокрытия структурных элементов моста, поэтому их следует рассматривать как в малом, так и в крупном масштабе. Освещение также можно использовать для подсветки различных частей моста в темноте.

Детали моста
Работа над деталями особенно важна для пешеходных и велосипедных мостов, пользователи которых передвигаются медленно и встают близко к мосту. Таким образом, балюстрада является важной частью конструкции моста, поэтому к балюстрадам и поручням предъявляются функциональные, статические и эстетические требования. Эти части также сильно подвержены воздействию ветра и непогоды, и это следует учитывать при планировании.

Деревянный мост Вирсерумсбро Чалмерс.

Деревянный мост Скутгранд .

Деревянный мост в Вирсеруме .

Деревянные мосты в Соединенных Штатах

Введение

Деревянные мосты составляют примерно 7 процентов от 576 874 мостов, перечисленных в Национальном реестре мостов (NBI). Кроме того, еще 7,3 процента мостов в NBI представляют собой деревянные настилы, поддерживаемые стальными стрингерами, и поэтому классифицируются как стальные мосты. Исторически древесина была основным материалом для мостов, но в конце XIX века ее постепенно заменили железом, сталью и бетоном.го и начала 20 века. Однако даже с развитием стальных и бетонных мостов деревянные мосты продолжали строиться на второстепенных дорогах и дорогах с низкой интенсивностью движения, потому что большая часть Соединенных Штатов была покрыта густыми лесами, а древесины было много. ⁽¹⁾

Тысячи деревянных мостов все еще существуют сегодня, и государственные и местные власти продолжают строить мосты из дерева, поскольку дерево может быть привлекательным материалом для короткопролетных конструкций. Одним из направлений современных деревянных мостов является использование ранее редко использовавшихся пород, которые произрастают в определенном регионе Соединенных Штатов и обычно дают меньшие размеры и более низкие сорта пиломатериалов. Во многих университетах проводятся обширные исследования в рамках программ, спонсируемых Федеральным управлением автомобильных дорог (FHWA) и Министерством сельского хозяйства США (USDA)-Лесной службой, чтобы определить расчетные значения для малоиспользуемых пород древесины и разработать более эффективные конструкции, улучшенные консерванты. , а также новые типы случайных конструкций, таких как перила моста и звуковые стены.

Древесина является предпочтительным материалом для строительства мостов по нескольким причинам. Это возобновляемый ресурс, устойчивый к воздействию противогололедных реагентов и способный выдерживать значительно более высокие нагрузки в течение короткого периода времени. Он легкий и простой в изготовлении и сборке, и его можно строить в любую погоду, не затрагивая материал. ⁽²⁾

Древесина ортотропна, что означает, что свойства ее материала изменяются в разных направлениях. Прочность наибольшая в направлении, параллельном зерну, и наименьшая в направлении, перпендикулярном зерну. Материальные свойства древесины также различаются между различными породами древесины. Расчетные положения и табличные расчетные значения для различных пород и сортов пиломатериалов приведены в 9 Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта.0035 Стандартные технические условия AASHTO для автомобильных мостов и Национальные технические условия на проектирование деревянных конструкций и их дополнения. ^(3-4)

В этой статье представлена историческая перспектива использования деревянных мостов, кратко описаны различные типы деревянных мостов, а также обобщены национальные демонстрационные и исследовательские программы деревянных мостов.

Деревянные мосты в 19 веке

Деревянные мосты всегда были частью американского ландшафта, поскольку первые американские поселенцы использовали деревянные мосты для пересечения множества ручьев и рек в стране. Многие из этих сооружений в то время считались выдающимися строительными подвигами, и многие строители мостов получили патенты на свои конструкции. Примеры, приведенные в этом разделе, взяты из статьи Роберта Флетчера и Дж. П. Сноу «История развития деревянных мостов», опубликованной в Proceedings of the American Society of Civil Engineers в 1934 году. ⁽¹⁾

Большой мост, построенный в 1660 году через реку Чарльз, имел длину 82 метра (м) и опирался на 13 опор. Другой мост через реку Чарльз, построенный в 1685 году, имел длину 458 м на 75 опорах. Первым мостом через реку Коннектикут был деревянный мост Еноха Хейла, который представлял собой двухпролетную конструкцию длиной 111 м и опирался в центре на естественный каменный пирс. Льюис Вернваг построил Колосс в 1812 году над рекой Шуйлкилл в Филадельфии, штат Пенсильвания. Этот мост имел прямой пролет 104 м с поперечным сечением, состоящим из пяти параллельных арочных ферм, высота каждой из которых составляла 6 м.

В середине 19 века стали популярными фермы Burr. Уотерфордский мост Бёрра через реку Гудзон состоял из четырех пролетов с чистыми пролетами от 47 до 55 м. Он просуществовал 105 лет без материального укрепления, пока не был уничтожен пожаром в 1909 году. Сотни шоссейных мостов, построенных более или менее по принципу Берра, были также построены в восточных, средних и новых штатах Англии. Износ обычно не был проблемой, если мосты были должным образом защищены крышей и боковыми покрытиями.

Также в середине 1800-х были популярны решетчатые фермы Town. Мосты с решетчатыми фермами города Итиэль были построены для обеспечения железнодорожного движения в районах страны, где было много древесины. Они также широко использовались для строительства автомагистралей в долинах рек Коннектикут и Мерримак в Нью-Гэмпшире и Вермонте. В 1900 году в системе железных дорог Бостона и Мэна было не менее 100 мостов этого типа.

В 1840 году Уильям Хоу получил патент на мост с фермами Хоу, который на протяжении многих лет пользовался большой популярностью. Этот мост был построен в основном из дерева, но в качестве элементов натяжения полотна использовались железные стержни. В 1844 году Томас В. Пратт получил патент на ферму Пратта, в которой использовались диагонали из железных стержней и деревянные вертикали. Развитие и использование железа в этих мостах вскоре привело к использованию железных нижних поясов и других компонентов, за которыми последовали комбинированные мосты, состоящие из железных диагоналей и нижних поясов с деревянными элементами, используемыми в качестве сжимающих элементов. В 1859 г., Говард Кэрролл построил первый мост из кованого железа для использования железной дорогой, положив начало постепенному сокращению использования деревянных мостов.

Деревянные автомобильные мосты начала 20-го века

С появлением автомобиля и развитием технологий сталь и бетон стали предпочтительными материалами для строительства автомобильных мостов. Однако деревянные мосты продолжали строиться на второстепенных дорогах и дорогах с малой интенсивностью движения, потому что большая часть Соединенных Штатов все еще была покрыта густыми лесами, а древесины было много. До 1930 года в Соединенных Штатах использовалось от 450 до 500 крытых деревянных мостов, а в 1932 году штат Огайо счел целесообразным построить 93 деревянных автомобильных моста. С развитием более совершенных средств защиты древесины от разрушающих элементов крытые деревянные мосты постепенно заменялись деревянными мостами других типов.

В дополнение к крытым мостам и фермам несколько других типов деревянных мостов были разработаны для удовлетворения требований к второстепенным дорогам. Одним из самых распространенных был стрингерный мост из пиломатериалов. Эти мосты построены из близко расположенных деревянных балок, которые обычно имеют ширину от 102 до 203 миллиметров (мм) и глубину от 305 до 457 мм. ⁽⁵⁾ (Дюйм — чуть больше 25 мм. Фут — почти 305 мм. ) Боковая поддержка и выравнивание балок обеспечиваются блокировкой из цельного дерева или поперечными связями между балками. Пролет этих мостов ограничен размером и породой доступных деревянных балок. Максимальные пролеты в свету составляли в среднем 6 м, хотя пролеты до 14 м были построены в районах, где были доступны большие стрингеры из пиломатериалов.

Один из самых популярных видов деревянного настила с 1920-х до середины 19-го века.50-е годы были ламинированными гвоздями настилом из пиломатериалов. Настил этого типа изготавливался из пиломатериалов толщиной 50 мм и глубиной от 102 до 305 мм. Широкий размер был вертикальным и скреплен гвоздями или шипами, образуя непрерывную поверхность. Эти настилы обычно использовались в поперечной ориентации (с досками, перпендикулярными потоку движения) на пиломатериалах или стальных стрингерах, расположенных на расстоянии от 0,6 до 1,8 м друг от друга. ⁽⁵⁾ Они также использовались в продольной ориентации (с досками, параллельными потоку движения) по поперечным балкам перекрытий или в продольной ориентации в качестве конструкции палубного типа, рассчитанной на сопротивление всем приложенным нагрузкам и прогибам без дополнительных опорные балки. Настилные мосты из клееного бруса по-прежнему используются на грунтовых дорогах с малой интенсивностью движения, потому что они недороги и обеспечивают адекватное обслуживание для этих типов дорог. Как правило, они не используются на дорогах с твердым покрытием, потому что после многих лет эксплуатации гвозди имеют тенденцию ослабевать, что приводит к ухудшению поверхности износа асфальта.

Деревянные настилы, склеенные гвоздями, также использовались в сочетании с бетоном для изготовления настилов из композитных плит. Эти мосты построены из монолитного бетона на продольно ориентированных пиломатериалах, склеенных гвоздями. Пиломатериалы укладывают на ребро, параллельно движению, с чередующимися планками, приподнятыми на 35-50 мм, чтобы образовались пазы в основании. Композитное действие между деревом и бетоном — дерево и бетон, действующие как единое целое, несущее нагрузку — чаще всего достигается за счет использования треугольных стальных «проявителей сдвига», вбитых в канавки. Настилы из композитных плит впервые были построены в 1932 и использовались в основном в 1930-х и 1940-х годах. Сегодня они широко не используются.

Современные деревянные автомобильные мосты

Хотя использование дерева в качестве материала для мостов в начале 20-го века сократилось, интерес к деревянным мостам привел к многочисленным технологическим достижениям, которые продолжают развиваться. Наиболее заметными были разработка и совершенствование консервантов для древесины и использование конструкционной клееной древесины (клееный брус), ламинированной под напряжением и конструкционной композитной древесины.

Консерванты

Поскольку древесина является биологическим материалом, она уязвима для повреждения грибками и насекомыми. Однако для начала биологического разрушения должны присутствовать четыре элемента — пища (древесина), кислород, влага и благоприятная температура. Значительная часть потенциальной биологической порчи может быть предотвращена надлежащей обработкой консервантами. Консервант отравляет древесину и устраняет источник пищи.

Существует две широкие классификации консервантов для древесины: масляные и на водной основе. Консерванты масляного типа, к которым относятся креозот, пентахлорфенол и нафтенат меди, обычно оставляют на древесине маслоподобную поверхность, которую невозможно покрасить. Водорастворимые консерванты, такие как хромированный арсенат меди (CCA), аммиачный арсенат меди-цинка (ACZA) и аммиачный арсенат меди (ACA), применяются в водных растворах, которые оставляют окрашиваемую поверхность. Большинство деревянных мостов исторически обрабатывались консервантами масляного типа, потому что они создают влагостойкий слой на поверхности дерева. Водорастворимые консерванты чаще всего используются для компонентов пешеходных мостов, которые контактируют с людьми или животными, но они становятся все более популярными для применения пиломатериалов в новых типах деревянных мостов.

При правильном применении все современные средства защиты древесины защищают древесину от порчи на долгие годы. Эффективность лечения зависит от адекватного проникновения и удерживания химического консерванта. Спецификации для химических консервантов, процедур проникновения, удерживания и обработки приведены в Своде стандартов Американской ассоциации консерваторов древесины (AWPA) . ⁽⁶⁾ Для достижения наилучших результатов важно, чтобы все работы, включая сверление и резку, выполнялись до обработки давлением, чтобы защитить все открытые поверхности древесины. Преждевременный износ деревянных мостов часто можно объяснить неправильной практикой строительства, когда обработанная древесина вырезается и не обрабатывается должным образом консервантами в полевых условиях.

Креозот, пентахлорфенол и неорганические соединения мышьяка классифицируются Агентством по охране окружающей среды как пестициды ограниченного использования. Эта классификация означает, что консерванты должны наноситься лицензированным специалистом, который хорошо разбирается в правильном применении, а также в процедурах охраны окружающей среды и безопасности. Однако сама обработанная древесина не ограничена. Это распространенное заблуждение, что обработанная древесина запрещена или ограничена. Конкретные меры предосторожности при использовании и обращении описаны в Информационном листке для потребителей, который можно получить в Американском институте защиты древесины.

Мосты из клееного бруса (Glulam)

Клееный брус — это специально спроектированный, рассчитанный на нагрузку продукт. Он состоит из отобранных и подготовленных слоев пиломатериалов, склеенных по широкой стороне водостойким конструкционным клеем. Клееный брус используется в Соединенных Штатах для внутренних работ с 1935 года. Разработка клеев для влажного использования в середине 1940-х годов позволила использовать его на открытом воздухе. ⁽⁷⁾ Хотя клееный брус можно изготовить практически из любых пород древесины хвойных или твердых пород, большинство клееных балок, которые использовались в течение последних 60 лет, были изготовлены из хвойных пород. В Университете штата Пенсильвания, Университете Западной Вирджинии и в Лаборатории лесных товаров (FPL) Лесной службы ведутся исследования по разработке клееных балок с использованием лиственных пород и других малоиспользуемых пород. Было разработано несколько вариантов клееного бруса из твердой древесины. 19 июля95, первый автодорожный мост из клееного бруса из красного клена был построен в городке Ист-Пеннсборо, штат Пенсильвания,

. Преимущество клееного бруса для гибки элементов состоит в том, что пластины можно размещать выборочно. Это означает, что в горизонтально-слоистой балке материал более высокого качества может быть размещен в верхней и нижней части элемента, где напряжение является наибольшим. Процесс ламинирования также распределяет характеристики снижения прочности, такие как сучки, по всему элементу. Это приводит к уменьшению изменчивости внутри элемента и повышению прочностных характеристик. Для клееного бруса можно получить лучшую стабильность размеров, чем для пиломатериалов, потому что клееный брус изготавливается из сухих пиломатериалов. Кроме того, размер клееного бруса не ограничивается размером или формой доступного пиломатериала и, как правило, ограничивается только транспортировкой и/или ограничениями, налагаемыми оборудованием для обработки давлением.

Наиболее распространенными клееными мостами, используемыми сегодня, являются балочные мосты и мосты с продольным настилом (или плитой). Арочные мосты также можно эффективно строить из клееного бруса. Самый заметный из них — мост Кистоун-Уай, построенный в 1968 году в Южной Дакоте. Это трехшарнирная арка пролетом 49 м и общей длиной 88 м, включая подходные пролеты. ⁽⁸⁾

Балочные мосты

Клееные балочные мосты состоят из ряда поперечных клееных панелей, опирающихся на прямые или слегка изогнутые клееные балки. Клееные балки изготавливаются из клееного бруса толщиной 35 или 38 мм и доступны со стандартной шириной от 76 до 362 мм. Из-за большого размера клееных балок мосты из клееных балок требуют меньшего количества балок и могут иметь гораздо более длинные чистые пролеты, чем обычные стрингеры из пиломатериалов. Чаще всего они используются для пролетов от 6 до 24 м, но могут использоваться и для пролетов более 42 м.

Панели настила из клееного бруса обычно располагаются поперечно по всей ширине моста. Палубные панели состоят из вертикально склеенных пиломатериалов, обычно толщиной 125 или 170 мм и шириной 1,22 м. Панели укладываются бок о бок, а стыки герметизируются битумным герметиком для обеспечения водонепроницаемости поверхности настила. Панели настила из клееного бруса этого типа также широко используются на стальных стрингерах и становятся все более популярными для замены настила мостов со стальными фермами. Панели крепятся к балкам с помощью механических креплений.

Продольные настилы из клееного бруса

Продольные мосты из клееного бруса изготавливаются из ряда панелей из клееного бруса, расположенных бок о бок, чтобы сформировать ширину настила, которая охватывает всю длину моста. Палуба спроектирована так, чтобы выдерживать все приложенные нагрузки и прогибы без дополнительных поддерживающих элементов или балок; однако поперечные распределительные балки крепятся с помощью механических креплений к нижней стороне настила, чтобы способствовать распределению нагрузки между панелями. Панели для продольных мостов из клееного бруса обычно имеют глубину от 222 до 362 мм и ширину от 112 до 168 мм. Этот тип моста экономичен и практичен для максимальных пролетов в чистоте примерно до 11 м. Более длинные переходы достигаются за счет непрерывных нескольких пролетов. Низкий профиль этих мостов также делает их желательными, когда вертикальный зазор под мостом ограничен.

Мосты из клееного бруса

Мосты из клееного бруса изготавливаются путем сжатия деревянных компонентов вместе с высокопрочными стальными стержнями. Сжатие вызывает трение и распределение нагрузки между компонентами, так что они действуют вместе как большая ортотропная пластина. Концепция стресс-ламинирования была впервые разработана в Канаде в середине 1970-х годов и была представлена в Соединенных Штатах в середине 1980-х годов. Мосты из стресс-ламината привлекательны по нескольким причинам. Как правило, они могут быть спроектированы с использованием пиломатериалов меньшего размера и более низкого качества. Как и в случае с клееным брусом, ламинирование под напряжением распределяет естественные характеристики снижения прочности в пиломатериалах, так что изменчивость уменьшается и становятся возможными более высокие расчетные значения. В настоящее время в стране насчитывается более 300 металлопластиковых мостов. Мосты были популярны для дорог с небольшой интенсивностью движения, потому что они могут быть построены из местных пород дерева и рабочей силы.

Поскольку мостовидные протезы из металлопластика появились относительно недавно, FPL осуществляет мониторинг многих из этих конструкций с 1988 г. В 1992 г. программа мониторинга была расширена и теперь включает совместные программы с FHWA. Ссылка 9 обобщает производительность нескольких из этих мостов и сообщает о производительности отдельных мостов. В общем, программа мониторинга включает в себя запись данных о конструкции моста, содержании влаги, силе натяжения стержней, вертикальной ползучести, поведении при испытании под нагрузкой и оценке общего состояния.

Настилы из клееного бруса

Настилы из клееного бруса изготавливаются путем укладки слоев пиломатериалов на ребра и их натяжения с помощью высокопрочных стальных стержней. Для новой конструкции стержни обычно помещаются в отверстия, предварительно просверленные в центре ламината. Для восстановления моста стержни также могут быть размещены сверху и снизу пластин. Чтобы создать необходимое сжатие и трение между пластинами, стержни натягиваются до 134–356 килоньютонов (сила от 30 000 до 80 000 фунтов), в зависимости от размера стержня и расстояния между ними. Предполагается, что примерно 60 процентов этой силы будет потеряно из-за ползучести древесины. Положения по проектированию настилов из клееного бруса под напряжением были опубликованы в 1991 as Стандартные спецификации AASHTO для проектирования настилов из ламинированной под напряжением древесины . ⁽¹⁰⁾

В зависимости от размера и класса имеющихся слоёв пиломатериалов настилы из клееного бруса обычно используются для пролетов в свету до 11 м. Все пластины не обязательно должны быть непрерывными по длине пролета, а стыковые соединения допускаются с определенными ограничениями. ⁽¹⁰⁾ Многопролетные переходы могут комплектоваться сплошным пролетом или серией простых пролетов.

Т-образные и коробчатые мосты из прессованного ламината

Ламинирование под напряжением также было распространено на мосты таврового и коробчатого сечения, состоящие из клееных стержней и фланцев из пиломатериалов. Несмотря на то, что было построено множество Т-образных и коробчатых мостов из слоистого проката, они по-прежнему считаются экспериментальными, и остаются без ответа вопросы о характеристиках распределения нагрузки и экономических показателях. Таким образом, технические характеристики этих мостов еще не включены в спецификации AASHTO. Потенциальным преимуществом Т-образных и коробчатых мостов из армированного ламината является их повышенная жесткость, что позволяет использовать более длинные пролеты. Исследования и полевые оценки продолжаются.

Настилы из клееного бруса

Настилы из клееного бруса аналогичны мостам из клееного бруса, но слои из пиломатериалов заменены клееными балками. Поскольку клееный брус обеспечивает более высокие расчетные характеристики и может изготавливаться больших размеров, возможны более длинные пролеты. Продольные клееные балки, обычно номинальной шириной от 100 до 250 мм, располагаются бок о бок и напрягаются вместе в поперечном направлении. Первое приложение, использующее эту технологию, было в 1989 над рекой Тил в Висконсине. Этот мост имеет длину 9,9 м и ширину 7,2 м и имеет две полосы движения. ⁽¹¹⁾ Поскольку эти мосты не имеют стыковых соединений, они обеспечивают улучшенные характеристики распределения нагрузки по сравнению с мостами из нагруженных пиломатериалов с стыковыми соединениями. Сохранение усилия в предварительно напряженных стержнях также было лучше для мостов из клееного бруса, потому что при установке клееный брус остается сухим. С 1989 года было построено 15 настилов из клееного бруса под напряжением с использованием различных пород дерева для пролетов примерно до 18 м. Удержание усилия на штанге и общая производительность этих мостов на сегодняшний день были превосходными.

Мосты из конструкционных композитных пиломатериалов

Конструкционные композитные пиломатериалы (SCL) включают пиломатериалы из клееного шпона и пиломатериалы из параллельных прядей. SCL — относительно новый материал для строительства мостов. Клееный брус состоит из тонких листов шпона, склеенных между собой с ориентацией волокон преимущественно по длине элемента. Пиломатериалы из параллельных прядей состоят из небольших деревянных элементов из шпона или прядей, склеенных параллельно волокнам. Оба типа SCL представляют собой высокотехнологичные продукты, обеспечивающие расчетные характеристики несколько выше, чем типичные для клееного бруса. Из-за токарной обработки, присущей отдельным шпонам, SCL очень хорошо переносит обработку консервантами для древесины, и эта характеристика еще больше повышает его полезность в качестве материала для строительства мостов. Хотя он используется в строительстве зданий уже более 20 лет, SCL использовался для строительства мостов в основном в течение последних шести лет. Проектные положения для SCL были включены в 1995 промежуточных спецификаций в Стандартных спецификациях AASHTO для автомобильных мостов.

Отдельные элементы SCL в продольной системе настила плитного типа подвергаются совместному напряжению с использованием метода ламинирования напряжения, описанного ранее для мостов из пиломатериалов. Более распространенной системой было использование Т-образных секций, построенных из SCL. Используя эту конструкцию, сплошные Т-образные профили изготавливаются из SCL и изгибаются в соответствии с конкретными условиями на месте. Затем Т-образные секции размещаются бок о бок и ламинируются под напряжением через верхний фланец. Для стабильности размеров коробчатые секции SCL обычно размещаются вдоль краев моста. На сегодняшний день построено более 30 таких мостов, которые обеспечивают отличные эксплуатационные характеристики. Как и в случае с клееным брусом, SCL допускает более длинные пролеты благодаря более высоким прочностным характеристикам продукта, а также наличию широкого диапазона размеров.

Национальные программы по созданию деревянных мостов (переименованные в «Древесина в транспорте»)

Для поощрения использования древесины в транспортных конструкциях Конгресс США принял две национальные программы. Инициатива «Деревянный мост» (TBI), принятая Конгрессом в 1989 году, учредила программу «Деревянный мост», находящуюся в ведении Лесной службы Министерства сельского хозяйства США. В соответствии с Законом об эффективности интермодальных наземных перевозок 1991 года (ISTEA) аналогичная программа была учреждена FHWA. Ключевыми компонентами этих программ были демонстрационные мосты, исследования и передача информации.

Демонстрационные мосты

Лесная служба

Программа демонстрационных деревянных мостов Лесной службы осуществляется с 1989 года. которые демонстрируют современные технологии. Основные цели заключались в том, чтобы улучшить сельскую транспортную инфраструктуру и обеспечить экономический стимул за счет использования местных пород древесины для строительства мостов. Для достижения этих целей демонстрационные мосты отбираются на конкурсной основе с учетом таких факторов, как структурная целостность, использование местной рабочей силы и местных пород древесины, инновационный дизайн и соответствие стандартам AASHTO. Мосты оцениваются национальной экспертной комиссией, члены которой хорошо разбираются в лесоматериалах и смежных дисциплинах.

С 1989 года было профинансировано 316 автомобильных мостов в 48 штатах и округе Колумбия. По состоянию на январь 1996 г. построено и находится в эксплуатации около 203 мостов. С 1992 по 1996 год в рамках программы также было профинансировано строительство 43 пешеходных деревянных мостов. К январю 1996 года федеральное правительство выделило 10 998 758 долларов на демонстрационную программу, а соответствующие средства получателей составили 21 206 000 долларов. Отдельные средства Лесной службы были использованы для строительства примерно 323 деревянных мостов на землях Национальной лесной системы в рамках ежегодной программы строительства / замены мостов.

Федеральное управление автомобильных дорог

Раздел 1039 АСТЭ учредил программу грантов на строительство деревянных мостов. Законопроект об ассигнованиях 1993 г. изменил АЭСТ, чтобы разрешить субсидии на строительство деревянных мостов на любой дороге общего пользования, подходящей для программы строительства мостов. Государственные дорожные агентства выбирают кандидатов для участия в программе и представляют свои предложения в FHWA для принятия окончательного решения. Эти мосты должны соответствовать критериям приемлемости Программы замены и восстановления автомобильных мостов (23 Кодекса США 144). Деревянные мосты, построенные в рамках Национальной системы автомобильных дорог (NHS), должны соответствовать стандартам AASHTO для автомобильных мостов, но мосты, не входящие в систему NHS, могут быть спроектированы в соответствии со стандартами соответствующего штата.

Проекты, номинированные государством, оцениваются по нескольким факторам, включая структурную целостность, использование местных пород древесины, инновационные конструкции и факторы окружающей среды. Средства выделяются из Дискреционной программы FHWA Bridge, и государство-получатель должно выделить не менее 20 процентов гранта. На 1992 финансовый год было утверждено в общей сложности 7 млн. долл. США. На период с 1993 по 1997 финансовый год утвержденная сумма составляла 7,5 млн. долл. США в год. На начало 1992, 1993, 19 финансовых годов94, 1995 и 1996 гг. гранты были предоставлены 34, 45, 27, 36 и 37 проектам соответственно. Федеральное финансирование на эти 5 лет составило 36 991 842 доллара, и это не включает 20 процентов, выделенных получающими агентствами.

Исследования и передача технологий

Несмотря на то, что древесина используется уже несколько лет, существуют проблемы, которые необходимо решить с помощью исследований. Средства на исследования предоставляются Лесной службе в рамках Инициативы Timber Bridge и FHWA в соответствии с разделом 1039. АЭСТ. Чтобы обеспечить согласованную исследовательскую программу, FPL и FHWA внедрили совместную национальную исследовательскую программу. Исследовательская деятельность разделена на шесть областей исследований, определенных в АЭСТ:

Область I: Разработка и проектирование систем.
Область II: Свойства дизайна пиломатериалов.
Область III: Консерванты.
Зона IV: Деревянные конструкции альтернативной транспортной системы.
Зона V: Инспекция/реабилитация.
Область VI: передача технологий и информации.

Научные исследования — это совместные исследования с университетами, местными органами власти и промышленностью. В дополнение к финансированию, предусмотренному программой, исследовательские организации, участвующие в соглашениях о сотрудничестве, должны обеспечить соответствие не менее 20 процентов. Конкретные исследовательские проекты выбраны из обширного обзора потребностей в исследованиях, проведенного Университетом штата Айова, и обобщены в документе «Разработка шестилетней оценки потребностей в исследованиях для конструкций для перевозки древесины» (номер отчета FPL-GTR-74) . Каждый год на основе этого отчета выявляются новые исследования, которые запрашиваются через конкурсное объявление. Ниже приводится краткое изложение нескольких проводимых исследований.

Эксплуатация деревянных мостов в полевых условиях включает мониторинг каждого моста, как правило, в течение двух-трех лет. Полученная информация будет использована для разработки усовершенствований в проектировании, изготовлении и процедурах строительства.
Прочность на сдвиг пиломатериалов предназначен для определения прочности на сдвиг непроверенных и проверенных массивных пиломатериалов для разработки критериев расчета на сдвиг AASHTO для балок, подвергаемых изгибу по кромке.
Ускоренные лабораторные испытания новых консервантов для древесины тестирует различные консерванты для древесины, которые в настоящее время используются или кажутся перспективными для применения в мостах. Ускоренные испытания с использованием небольших деревянных балок проводятся в лабораторных и полевых условиях для определения эффективности защиты различных пород древесины хвойных и лиственных пород, потенциально пригодных для использования в деревянных мостах.
Руководство по использованию консервантов для деревянных транспортных конструкций содержит практические сведения о процессах разрушения древесины, консервантах для древесины и экологических проблемах, а также рекомендации по определению и использованию обработанной древесины. Будет включена информация для специалистов по обработке древесины, включая рекомендации по процессам и процедурам обработки древесины для транспортных конструкций.
Деревянные мостовые рельсы разрабатываются и проходят краш-тесты на соответствие критериям AASHTO и Национальной программы совместных исследований автомобильных дорог (NCHRP). После завершения несколько систем мостовых рельсов будут доступны для использования на мостах с продольным и поперечным деревянным настилом.
Стандартные планы и спецификации разрабатываются для нескольких типов деревянных мостов, в том числе:

Клееные балки с поперечным клееным настилом.
Настил из клееного бруса продольный.
Продольная ламинированная палуба.
Продольная ламинированная палуба.
Палуба с продольным ламинированием гвоздями.
Палуба с поперечным ламинированием гвоздями.
Деревянные настилы на стальных балках.

Подробное резюме всех текущих исследовательских проектов, включая резюме итоговых публикаций, готовится ежегодно и доступно в FHWA или FPL. ⁽¹³⁾

Сводка

Первые американские поселенцы использовали дерево в качестве основного строительного материала для своих мостов. Хотя дерево постепенно заменяли железом, сталью и бетоном в качестве строительных материалов в конце 19 века и большую часть 20 века, деревянные мосты продолжали строиться. Однако только с началом Инициативы по деревянным мостам в 1989 году возобновился интерес к дереву как к альтернативному материалу для мостов. Целью программ TBI и ISTEA является изучение инновационных методов использования древесины для транспортных конструкций. Первые американские мосты были крытыми; однако с разработкой улучшенных средств защиты древесины необходимость в покрытии мостов отпала. В настоящее время существуют эффективные консерванты, одобренные Агентством по охране окружающей среды, и благодаря исследованиям методы обработки расширяются для использования на типах древесины, которые ранее редко использовались для строительства мостов. Поскольку древесина является биологическим материалом, она имеет множество вариаций материала и прочности как среди видов, так и между ними. Благодаря инженерным изделиям из древесины, таким как клееный брус и конструкционные композитные пиломатериалы, многие из этих переменных параметров существенно снижаются. Древесина устойчива к антигололедным реагентам и циклам замораживания/оттаивания. При правильном проектировании и строительстве деревянные мосты могут выдерживать те же нагрузки, что и мосты, построенные из любого другого материала, и прослужат много лет. В настоящее время деревянные мосты подходят для конструкций с короткими и средними пролетами, и проводятся исследования по разработке деревянных систем для конструкций с более длинными пролетами.

Ссылки

1. Роберт Флетчер и Дж. П. Сноу. «История развития деревянных мостов», документ № 186, Труды Американского общества инженеров-строителей , Vol. 60, № 8, часть 2, октябрь 1934 г.

2. Фонг Л. Оу и Клайд Веллер. «Обзор деревянных мостов», документ для презентации на 65-м ежегодном собрании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1986 г.

3. Стандартные спецификации для автомобильных мостов, Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO), Вашингтон, округ Колумбия .

4. Национальные технические условия на проектирование деревянных конструкций , Национальная ассоциация лесных товаров, Вашингтон, округ Колумбия (см. текущее издание).

5. Майкл А. Риттер. Деревянные мосты: проектирование, строительство, проверка и техническое обслуживание , EM 7700-8, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1990.

6. Свод стандартов , Американская ассоциация специалистов по хранению древесины (AWPA). Вудсток, Мэриленд, 1994.

7. Майкл А. Риттер и Т.Г. Уильямсон. «Современный отчет: проектирование мостов из клееного бруса в США», документ, представленный Международному совету по исследованиям и документации в области строительства, Рабочая комиссия W18-Timber Structures, Сидней, Австралия, июль 1994 г.

8. Т.Г. Уильямсон. «Клееный брус для строительства мостов», Wood Design Focus , Vol. 1, № 3, осень 1990 г.

9. Майкл А. Риттер, Дж. П. Вакер и Шейла Р. Дувади. «Эксплуатация мостов из многослойной древесины на дорогах с малой интенсивностью движения», представленная на Шестой международной конференции по дорогам с низкой интенсивностью движения, Совет по исследованиям в области транспорта, Миннеаполис, Миннесота, 19 июня.95.

10. Стандартные технические условия для проектирования настилов из ламинированной под напряжением древесины , AASHTO, Вашингтон, округ Колумбия, 1991.

11. Дж. П. Вакер и Майкл А. Риттер. Эксплуатация деревянных мостов в полевых условиях, 1. Мост настила из ламината Teal River , номер публикации FPL-RP-515, Министерство сельского хозяйства и лесной службы США, Вашингтон, округ Колумбия, 1992.

12. Национальная инициатива по созданию деревянных мостов , 1996 финансовый год, отчет о состоянии , Министерство сельского хозяйства США-Лесная служба. Вашингтон, округ Колумбия

13. Шейла Р. Дувади и Майкл А. Риттер. Статус исследования деревянных мостов и смежных тем , Федеральное управление автомобильных дорог, Вашингтон, округ Колумбия, 1995 г.

Шейла Римал Дувади — инженер-исследователь в Управлении инженерных исследований и разработок FHWA в Центре исследований автомобильных дорог Тернер-Фэрбэнк. в Маклине, штат Вирджиния. Она лицензированный профессиональный инженер в Вирджинии.

Майкл А. Риттер — инженер-исследователь в Лаборатории лесных товаров Министерства сельского хозяйства США.