Прокладка тоннелей. Плотины и дамбы. Устройство дорог

Технологический прогресс и новые материалы позволяют осуществлять все более амбициозные проекты, например, самый длинный в мире подвесной мост в Лкаси-Кайкё (Япония) в 2 км и тоннель под проливом Ла-Манш, воплотивший вековую мечту - соединение Великобритании с материковой Европой. Это две вехи на дороге прогресса, которая берет начало в Древнем Египте, где 5000 лет назад люди впервые перекрыли плотиной Нил.

Прокладка тоннелей. Огонь, разведенный перед будущим входом в тоннель, может расколоть камни, но это обеспечивает продвижение лишь на короткое расстояние. Позднее стали сверлить шурфы и закладывать туда взрывчатку, чтобы разрушить горную породу. Решающий прогресс в пробивке тоннелей через мягкие и скальные породы был достигнут в 1825 с изобретением тоннельного щита. Его основной элемент - подвижная цилиндрическая структура, продвигаемая вперед домкратами.

Так прокладывали тоннель под Ла-Маншем, но для выемки грунта применяли бурильную установку, которая выглядит как гигантская дрель с вращающейся режущей головкой и зубьями из карбида вольфрама. Другие автоматические машины удаляли породу и устанавливали сегменты облицовки.

Стройматериалы. Бетон и сталь - основные материалы, которые сделали возможным современное крупномасштабное гражданское строительство. Бетон хорошо сопротивляется сжатию, а сталь - растяжению. Совмещение их в железобетоне соединяет преимущества обоих. В предварительно напряженном бетоне натянутые стальные тросы заделывают во влажный бетон и снимают напряжение после застывания. Для придания прочности используют стеклянные волокна, а также пластмассовую арматуру вместо стальной.

Плотины и дамбы. Как правило, большие плотины имеют ядро из камней и земли, обычно облицованное бетоном; они стабилизируются собственным огромным весом. Иногда с нижней стороны плотины сооружают контрфорсы.

Небольшие плотины можно сооружать из цельного бетона с усилением стальной арматурой или тросами. В узких каньонах плотины имеют арочный профиль с выпуклой частью, обращенной к потоку воды. Большая часть горизонтального давления воды передается аркой на прочные берега каньона.

Еще один вариант - временные плотины или барьеры, подобные плотине на Темзе (Лондон), имеющей длину 520 м (самая длинная подвижная приливно-отливная плотина в мире). Подводные заслонки можно поднимать при внезапном накате воды со стороны моря и затем вновь опускать, чтобы пропустить суда.

Устройство дорог. Римские дороги были прежде всего военными магистралями и обычно состояли из слоя уплотненной земли и гравия; сверху укладывали слой плоского булыжника, чтобы создать прочную опору.

Спустя 1500 лет француз Пьер Тресаге и шотландцы Джон Макадам и Томас Телфорд использовали слои плотно уложенных булыжников с выпуклой поверхностью для облегчения дренирования воды. Телфорд предпочитал делать верхний слой из плоских камней, но плотно уложенные измельченные камни Макадама оказались лучше.

Аэропорт на воде. Место для взлетно-посадочной полосы особенно дорого в такой плотно населенной гористой стране, как Япония. Одно из решений - строительство аэропорта на воде

Конструкция мостов. Арочный. В этой конструкции настил моста, сделанный на жесткой балке, опирается на арочный свод.

Балочный. Это самая простая конструкция моста, в которой настил опирается на опоры по краям. В наши дни балку делают из железобетона или стали. Арочная ферма с затяжкой Арки из стальных ферм возвышаются над настилом, частично или полностью подвешенным к аркам.

Подвесной. Эти мосты могут перекрывать самые большие расстояния по сравнению с другими типами - до 2000 м. Быки имеют пилоны-башни. Тяжелые многожильные подвесные канаты прочно закрепляются на берегах и, проходя через вершины башен, держат настил на подвесках.

Канатный висячий. Мосты этого типа подобны подвесным, но с той разницей, что отдельные стальные канаты с равными интервалами идут непосредственно от башен к настилу.

Мост с арочной фермой. В этой конструкции балка настила моста поддерживается фермой из стальных элементов, собранных для жесткости в крестообразные структуры.

Консольный. Это более сложная модификация моста с фермами. Обычно устанавливают две ромбовидные жесткие фермы, каждая из которых опирается в центре на опору и закрепляется с одного конца на берегу. В середине они соединяются короткой балкой.