Oblúkový most: definícia, princíp fungovania a typy

Oblúkový most: definícia, princíp fungovania a typy — zistite, ako oblúky prenášajú zaťaženie, typy oblúkových mostov, viadukty, výhody a moderné použitia.

Oblúkový most je most s oporami na oboch koncoch v tvare zakriveného oblúka. Oblúkové mosty fungujú tak, že hmotnosť mosta a jeho zaťaženie sa čiastočne prenáša do vodorovného ťahu, ktorý držia opory na oboch stranách. Viadukt (dlhý most) môže byť vytvorený zo série oblúkov. Dnes sa však zvyčajne používajú iné, menej nákladné konštrukcie.

Princíp fungovania

Základom funkcie oblúkového mosta je prevod vertikálnych síl (ťažisko vlastnej váhy a zaťaženia) do prevažne stlačenia v telesách oblúka. Oblúk pôsobí tak, že silové účinky sa rozkladajú po krivke do opôr, ktoré musia odolávať nielen smerovému tlaku nadol, ale aj vodorovnému tlaku (obrušovaniu/ťahu). Ak sú opory pevné a dobre založené, tento vodorovný tlak je odvádzaný do zemného podložia. V niektorých konštrukciách (napr. viazaný alebo „tied“ oblúk) je vodorovný ťah zachytený oceľovým alebo betónovým ťahom medzi koncami oblúka, takže opory neprenášajú veľký horizontálny tlak.

Hlavné časti oblúkového mosta

• Krivka oblúka (prierez a tvar: polkruh, elipsa, parabola, segment oblúka),
• Opory (abatmenty) – časti, ktoré prenášajú tlak do základu,
• Klenba alebo klenbové články – pri murovaných mostoch sú to klenbové kamene alebo tehly, v betónových/ocelových mostoch to sú prefabrikované dielce alebo zvarená oceľ,
• Koruna a nástupné časti – plocha, po ktorej sa pohybuje doprava alebo chodci,
• Výplňové alebo nosné prvky medzi oblúkmi (u otvorených oblúkov bývajú stĺpy alebo vzpery).

Typy oblúkových mostov

• Murovaný oblúk – klasické kamenné alebo tehlové klenby, veľmi trvácne (rímske mosty),
• Betónový oblúk – monolitický alebo prefabrikovaný, často vystužený železobetón,
• Oceľový oblúk – vhodný pre väčšie rozpätia, ľahší a rýchlejší na montáž,
• Viazaný (tied) oblúk – horizontálne sily sú prenášané ťahovým členom medzi koncami oblúka (nevyžaduje robustné opory),
• Otvorený vs. zatvorený oblúk – otvorené oblúky majú medzery medzi oblúkom a vozovkou (napr. stĺpy), zatvorené sú plne vyplnené.

Materiály a stavebné postupy

Historicky sa používal kameň a tehla, ktoré dobre prenášajú tlak. Moderné oblúkové mosty sa stavajú z betónu a ocelí, často v kombinácii. Stavebné postupy zahŕňajú:

• dočasné debnenie a lešenie (centering) pri murovaných klenbách,
• montáž prefabrikovaných dielcov alebo oceľových polí pomocou žeriavov,
• postupné vysúvanie alebo konzolové stavanie pri veľkých oblúkoch bez veľkého debnenia.

Výhody a nevýhody

• Výhody: estetika a architektonická hodnota, vysoká trvanlivosť pri správnom založení, dobrá únosnosť pri stlačení.
• Nevýhody: vyššie požiadavky na pevné opory a dobré založenie, väčší objem stavebných prác pri klasických murovaných variantoch, obmedzenia pri veľmi veľkých rozpätiach ak nie sú použité moderné materiály.

Historické a moderné príklady

Oblúkové mosty patria medzi najstaršie typy mostov – rímske akvadukty a mosty sú dobrou ukážkou durability murovaných oblúkov. Moderné príklady zahŕňajú betónové a oceľové oblúky, ktoré dosahujú veľké rozpätia a sú bežné pri diaľničných a železničných mostoch. Ako už bolo spomenuté, viadukt často vzniká spojením viacerých oblúkov do série, čo je efektívne riešenie pri prekonávaní dlhších údolia alebo úsekov so značným spádom.

Údržba a konštrukčné požiadavky

Správne založenie a odvodnenie sú kľúčové pre dlhú životnosť oblúkového mosta. V oblastiach so seizmikou alebo mäkkým podložím sa navrhujú špeciálne opatrenia na obmedzenie vplyvu horizontálnych síl. Pravidelná kontrola prasklín, odlúpenia omietky či korózie oceľových prvkov patrí medzi bežné údržbárske práce.

Oblúkové mosty tak predstavujú kombináciu tradičnej konštrukčnej mysle a moderných technológií, pričom ich vhodnosť závisí od miesta, materiálov, požadovaného rozpätia a ekonomických podmienok projektu.

Jednoduché tlakové oblúkové mosty

Výhody jednoduchých materiálov

Kameň, tehly a iné podobné materiály sú pevné v tlaku. V šmyku sú pomerne pevné. Nemôžu však odolať veľkej sile v ťahu. V dôsledku toho sú murované oblúkové mosty navrhnuté tak, aby boli neustále v tlaku. Každý oblúk je postavený na dočasnom podkladovom ráme, známom ako centrovanie. Pri prvých tlakových oblúkových mostoch niesol ťažisko zvyšku mosta základný kameň v strede mosta. Čím väčšia bola hmotnosť mosta, tým pevnejšia bola jeho konštrukcia. Pri murovaných oblúkových mostoch sa nad oblúkom používa výplňový materiál (zvyčajne zhutnená suť), aby sa táto vlastná hmotnosť mosta zvýšila. Tým sa tiež zabraňuje vzniku napätia v oblúkovom prstenci pri pohybe bremien po moste. Používal sa aj nevystužený betón. Pri použití muriva (brúsený kameň) sa uhly líc zrezali, aby sa minimalizovali šmykové sily. V prípade použitia náhodného muriva (nebrúsené a neupravené kamene) sa tieto kamene spájajú maltou. Pred odstránením podkladovej konštrukcie sa malta nechá stuhnúť.

Postupnosť výstavby

• Ak sú oblúky umiestnené v koryte vodného toku (na pilieroch alebo brehoch), voda sa odvádza. Je to preto, aby sa štrk mohol najprv vykopať a nahradiť dobrým základom (z pevného materiálu). Z nich sa postavia alebo zvýšia základové piliere do výšky plánovanej základne oblúkov. Tento bod sa nazýva pruženie.
• Falsework centering (v britskej angličtine: arch frame) sa stavia zvyčajne z reziva. Každý oblúk mosta s viacerými oblúkmi vytvára tlak na oblúky vedľa neho. Z tohto dôvodu je potrebné, aby sa buď všetky oblúky mosta zdvihli súčasne, alebo aby sa použili veľmi široké piliere. Ťah z koncových oblúkov sa odvádza do zeme pomocou výrazných (zvislých) pätiek na stenách kaňonu.
• Viacero oblúkov je (alebo jeden oblúk) postavených nad centráciou. Po skonštruovaní každého základného oblúka hlavne. Oblúky sú (alebo oblúk je) stabilizované výplňovým murivom. Tie môžu byť kladené vo vodorovných priebežných väzbách (vrstvách). Môžu tvoriť dve vonkajšie steny, známe ako spandrely, ktoré sa potom vyplnia vhodným sypkým materiálom a sutinou.
• Cesta je vydláždená a parapetné múry usmerňujú dopravu na most.

Postup prác na rímskom moste v Limyre: falošná konštrukcia bola presunutá do iného otvoru hneď po dokončení spodného oblúkového rebra

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to oblúkový most?

Otázka: Ako fungujú oblúkové mosty?

Otázka: Môžu byť viadukty vyrobené z oblúkov?

Otázka: Používajú sa dnes na viadukty zvyčajne aj iné konštrukcie?

Hľadajte podľa písmena