Бейли: Конструкция и применение разборного моста

Введение

Тип переносного моста с ферменной конструкцией

Мост Бейли — это тип переносного, предварительно изготовленного моста с ферменной конструкцией. Он был разработан в 1940–1941 годах британцами для военного использования во время Второй мировой войны и широко использовался британскими, канадскими и американскими военными инженерными подразделениями. Мост Бейли имеет преимущество в том, что для его сборки не требуются специальные инструменты или тяжелое оборудование. Деревянные и стальные элементы моста были достаточно малы и легки, чтобы их можно было перевозить на грузовиках и поднимать на место вручную, без использования крана. Мосты были достаточно прочными, чтобы выдерживать танки. Мосты Бейли продолжают широко использоваться в проектах гражданского строительства и для обеспечения временных переходов для пешеходов и транспортных средств.

Дизайн

Успех моста Бэйли был обусловлен простотой изготовления и сборки его модульных компонентов в сочетании с возможностью возведения и развертывания секций с минимальным использованием тяжелой техники. Многие предыдущие проекты военных мостов требовали использования кранов для подъема и установки предварительно собранного моста. Детали моста Бэйли изготавливались из стандартных стальных сплавов и были достаточно просты, чтобы детали, изготовленные на разных заводах, были взаимозаменяемыми. Каждую отдельную деталь могли переносить несколько человек, что позволяло военным инженерам легче и быстрее продвигаться, готовя путь для войск и техники, следовавших за ними. Модульная конструкция позволяла инженерам строить каждый мост нужной длины и прочности, удваивая или утраивая количество поддерживающих боковых панелей или секций дорожного полотна. Основной мост состоит из трех основных частей. Прочность моста обеспечивается боковыми панелями. Панели представляют собой крестообразные прямоугольники размером 3 м x 2 м, каждый весит около 10 фунтов (4,5 кг) и может быть поднят четырьмя людьми. Панели изготавливались из сварной стали. Верхний и нижний пояса каждой панели имели соответствующие выступы и углубления, в которые инженеры могли вставлять соединительные штифты. Пол моста состоит из ряда 6-метровых балок, проходящих поперек моста, между которыми расположены 3-метровые продольные балки, проходящие над балками, образуя квадрат. Балки опираются на нижний пояс панелей, а хомуты удерживают их вместе. На завершенную несущую конструкцию укладываются продольные балки, а поверх них – деревянные настилы (настилы), образующие дорожное полотно. Ленты прикрепляют настилы к продольным балкам. Позднее в ходе войны деревянные настилы покрывали стальными листами, более устойчивыми к повреждениям от гусениц танков. Каждый блок, собранный таким образом, образует одну 3-метровую секцию моста с 4-метровым дорожным полотном. После завершения одной секции ее обычно толкают вперед по роликам на мостовом опирании, а за ней строится другая секция. Затем обе секции соединяются штифтами, вбитыми в отверстия в углах панелей. Для повышения прочности с обеих сторон моста можно прикрепить до трех панелей (и балок). Другое решение – укладывать панели вертикально. Имея три панели в поперечном направлении и две в высоту, мост Бэйли может выдерживать танки на расстоянии более 61 метра. Тротуары можно устанавливать снаружи боковых панелей. Боковые панели образуют эффективный барьер между пешеходным и транспортным движением, позволяя пешеходам безопасно пользоваться мостом. Он предложил ранний прототип моста Бэйли еще до войны в 1936 году, но эта идея не была реализована. Бейли нарисовал первоначальный проект моста на обратной стороне конверта в 1940 году. Первый прототип был испытан в 1941 году. Для первых испытаний мост был проложен через поле на высоте около 1 метра над землей, и несколько танков Mark V были заполнены чугуном и установлены друг на друга. Этот прототип был использован для перекрытия канала Матери Силлер, проходящего через близлежащие болота Станпит, заболоченную местность в месте слияния рек Эйвон и Стоур. Он до сих пор там функционирует как мост. Серийное производство началось в июле 1941 года. Тысячи рабочих и более 650 фирм, включая Littlewoods, были задействованы в изготовлении моста, в конечном итоге производство достигло 25 000 мостовых панелей в месяц. Первые мосты Бэйли поступили на военную службу в декабре 1941 года. Мосты других конструкций были временно построены для переправы через Эйвон и Стоур на близлежащих лугах. После успешной разработки и испытаний мост был принят на вооружение Королевским инженерным корпусом и впервые использован в Северной Африке в 1942 году. Оригинальная конструкция нарушала патент на мост Каллендера Гамильтона. Разработчик этого моста, А. М. Гамильтон, успешно обратился в Королевскую комиссию по награждению изобретателей. Мост Бэйли было легче построить, но он был менее транспортабельным, чем мост Гамильтона. Гамильтон получил 4000 фунтов стерлингов в 1936 году от военного ведомства за использование его ранних мостов, а Королевская комиссия по награждению изобретателей присудила ему 10 000 фунтов стерлингов в 1954 году за использование, в основном в Азии, его более поздних мостов. Генерал-лейтенант сэр Гиффард Ле Кесн Мартель получил 500 фунтов стерлингов за нарушение конструкции его коробчатой балки, моста Мартель. Позднее Бейли был посвящен в рыцари за свое изобретение и получил 12 000 фунтов стерлингов.

The success of the Bailey bridge was due to the simplicity of the fabrication and assembly of its modular components, combined with the ability to erect and deploy sections with a minimum of assistance from heavy equipment. Many previous designs for military bridges required cranes to lift the pre assembled bridge and lower it into place. The Bailey parts were made of standard steel alloys, and were simple enough that parts made at a number of different factories were interchangeable. Each individual part could be carried by a small number of men, enabling army engineers to move more easily and quickly, in preparing the way for troops and materiel advancing behind them. The modular design allowed engineers to build each bridge to be as long and as strong as needed, doubling or tripling the supportive side panels, or on the roadbed sections. The basic bridge consists of three main parts. The bridge's strength is provided by the panels on the sides. The panels are 10 feet (3 m), 5 feet (2 m), cross braced rectangles that each weigh , and can be lifted by four men. The panel was constructed of welded steel. The top and bottom chord of each panel had interlocking male and female lugs into which engineers could insert panel connecting pins. The floor of the bridge consists of a number of 19 feet (6 m) transoms that run across the bridge, with 10 feet (3 m) stringers running between them, and over the top of the transoms, forming a square. Transoms rest on the lower chord of the panels, and clamps hold them together. Stringers are placed atop the completed structural frame, and wood planking (chesses) are placed atop the stringers to provide a roadbed. Ribands bolt the planking to the stringers. Later in the war, the wooden planking was covered by steel plates, which were more resistant to damage of tank tracks. Each unit constructed in this fashion creates a single 10 feet (3 m) section of bridge, with a 12 feet (4 m) roadbed. After one section is complete it is typically pushed forward over rollers on the bridgehead, and another section built behind it. The two are then connected together with pins pounded into holes in the corners of the panels. For added strength up to three panels (and transoms) can be bolted on either side of the bridge. Another solution is to stack the panels vertically. With three panels across and two high, the Bailey Bridge can support tanks over a 200 feet (61 m). Footways can be installed on the outside of the side panels. The side panels form an effective barrier between foot and vehicle traffic, allowing pedestrians to safely use the bridge. He had proposed an early prototype for a Bailey bridge before the war in 1936, but the idea was not acted upon. Bailey drew an original proposal for the bridge on the back of an envelope in 1940. The first prototype was tested in 1941. For early tests, the bridge was laid across a field, about 2 feet (1 m) above the ground, and several Mark V tanks were filled with pig iron and stacked upon each other. The prototype of this was used to span Mother Siller's Channel, which cuts through the nearby Stanpit Marshes, an area of marshland at the confluence of the River Avon and the River Stour. It remains there as a functioning bridge. Full production began in July 1941. Thousands of workers and over 650 firms, including Littlewoods, were engaged in making the bridge, with production eventually rising to 25,000 bridge panels a month. The first Bailey bridges were in military service by December 1941, Bridges in the other formats were built, temporarily, to cross the Avon and Stour in the meadows nearby. After successful development and testing, the bridge was taken into service by the Corps of Royal Engineers and first used in North Africa in 1942. The original design violated a patent on the Callender Hamilton bridge. The designer of that bridge, A. M. Hamilton, successfully applied to the Royal Commission on Awards to Inventors. The Bailey Bridge was more easily constructed, but less portable than the Hamilton bridge. Hamilton was awarded £4,000 in 1936 by the War Office for the use of his early bridges and the Royal Commission on Awards to Inventors awarded him £10,000 in 1954 for the use, mainly in Asia, of his later bridges. Lieutenant General Sir Giffard Le Quesne Martel was awarded £500 for infringement on the design of his box girder bridge, the Martel bridge. Bailey was later knighted for his invention, and awarded £12,000.

Использование во Второй мировой войне

Первый действующий мост Бейли во время Второй мировой войны был построен 237-й полевой ротой Р.Э. над рекой Меджерда вблизи Меджез-эль-Баб в Тунисе в ночь на 26 ноября 1942 года. Первый мост Бейли, построенный под огнем, был возведен в Леонфорте членами 3-й полевой роты Королевских канадских инженеров. Американцы вскоре переняли технологию моста Бейли, назвав его портативным панельным мостом. В начале 1942 года Инженерный корпус армии США первоначально заключил контракты с компаниями Detroit Steel Products Company, American Elevator Company и Commercial Shearing and Stamping Company, а позднее – с рядом других. Мост Бейли решил проблему разрушения мостов отступавшими немецкими и итальянскими армиями. К концу войны 5-я армия США и 8-я армия Великобритании построили более 3000 мостов Бейли только на Сицилии и в Италии, общей протяженностью свыше 89 км, при средней длине 30 м. Один из них, построенный взамен моста через реку Сангро в Италии, имел пролет 343 метра. Другой, возведенный на реке Чиндуин в Бирме, – 352 метра. Такие длинные мосты требовали поддержки в виде опор или понтонов. К 1944 году, к операции «День Д», когда производство было ускорено, в наличии было несколько мостов. США также лицензировали проект и начали быстрое строительство для собственных нужд. Мост Бейли, построенный над рекой Рейн в Рейсе (Германия) в 1945 году Королевскими канадскими инженерами, получил название «Мост Блэкфрайарс» и, включая подъездные рампы с обеих сторон, имел длину 558 м (1814 футов) и являлся на тот момент самым длинным мостом Бейли, когда-либо построенным. Всего в изготовлении более 200 миль мостов, состоящих из 500 000 тонн, или 700 000 панелей, участвовало более 600 предприятий в годы войны. По меньшей мере 2500 мостов Бейли были построены в Италии, и еще 2000 – в других местах. Фельдмаршал Бернард Монтгомери писал в 1947 году: «Мосты Бейли внесли огромный вклад в завершение Второй мировой войны. Что касается моих собственных операций с 8-й армией в Италии и 21-й группой армий в Северо-Западной Европе, я никогда не смог бы поддерживать скорость и темп наступления без значительных запасов мостов Бейли».

The first operational Bailey bridge during the Second World War was built by 237 Field Company R. E. over Medjerda River near Medjez el Bab in Tunisia on the night of 26 November 1942. The first Bailey bridge built under fire was constructed at Leonforte by members of the 3rd Field Company, Royal Canadian Engineers. Unreliable source: date=November 2018 The Americans soon adopted the Bailey bridge technique, calling it the Portable Panel Bridge. In early 1942, the United States Army Corps of Engineers initially awarded contracts to the Detroit Steel Products Company, the American Elevator Company and the Commercial Shearing and Stamping Company, and later several others. The Bailey provided a solution to the problem of German and Italian armies destroying bridges as they retreated. By the end of the war, the US Fifth Army and British 8th Army had built over 3,000 Bailey bridges in Sicily and Italy alone, totaling over 55 mile (89 km) of bridge, at an average length of 100 feet (30 m). One Bailey, built to replace the Sangro River bridge in Italy, spanned 1126 feet (343 m). Another on the Chindwin River in Burma, spanned 1154 feet (352 m). Such long bridges required support from either piers or pontoons. A number of bridges were available by 1944 for D Day, when production was accelerated. The US also licensed the design and started rapid construction for their own use. A Bailey Bridge constructed over the River Rhine at Rees, Germany, in 1945 by the Royal Canadian Engineers was named "Blackfriars Bridge", and, at 558 m (1814 ft) including the ramps at each end, was then the longest Bailey bridge ever constructed. In all, over 600 firms were involved in the making of over 200 miles of bridges composing of 500,000 tons, or 700,000 panels of bridging during the war. At least 2,500 Bailey bridges were built in Italy, and another 2,000 elsewhere. Field Marshal Bernard Montgomery wrote in 1947:Bailey Bridging made an immense contribution towards ending World War II. As far as my own operations were concerned, with the eighth Army in Italy and with the 21 Army Group in North West Europe, I could never have maintained the speed and tempo of forward movement without large supplies of Bailey Bridging.

Послевоенные приложения

Стартовая башня Skylark в Вумере была построена из компонентов моста Бейли. В годы, последовавшие за Второй мировой войной, Комиссия по гидроэлектроэнергетике Онтарио приобрела огромное количество излишков военных мостов Бейли у Канадской корпорации военных активов. Комиссия использовала мостовые конструкции в офисном здании. В рамках гидроэлектростанции было использовано более 200 000 тонн мостовых конструкций. Правительство Онтарио было, спустя несколько лет после Второй мировой войны, крупнейшим владельцем компонентов мостов Бейли. После урагана "Хейзел" в 1954 году часть мостовых конструкций была использована для строительства заменных мостов в районе Торонто. Мост Бейли на Олд-Финч-авеню, построенный 2-м полевым инженерным полком, является последним действующим мостом. Самый длинный мост Бейли был введен в эксплуатацию в октябре 1975 года. Этот двухполосный мост пересекал реку Дервент в Гобарте, Австралия. Мост Бейли использовался до завершения реконструкции моста Тасман 8 октября 1977 года. Мосты Бейли регулярно используются по всему миру, особенно для переброски через препятствия в отдаленных районах. В 2018 году индийская армия возвела три новых пешеходных моста на Эльфинстон-роуд, железнодорожной станции в Мумбаи, а также на Курри-роуд и Амбивли. Они были построены быстро, в ответ на давку, произошедшую несколько месяцев назад, в результате которой погибли 23 человека. Инженерный корпус армии США использует мосты Бейли в строительных проектах, включая аварийный заменный мост на шоссе Хана на Гавайях. Два временных моста Бейли используются на северном пролете мостов на улице Дафферин в Торонто с 2014 года. В 2017 году ирландская армия построила мост Бейли, чтобы заменить дорожный мост через реку Кэбри в графстве Донегал, после того как оригинальный мост был разрушен в результате наводнения. В 2021 году был построен мост Бейли через реку Дийле в Риджменаме (Бельгия) для транспортировки выкопанной земли с одной стороны реки на другую. Мост позволил грузовикам пересекать реку, минуя центр города. В марте 2021 года Департамент транспорта штата Мичиган построил мост Бейли на шоссе M-30 для временного восстановления сообщения после того, как старое сооружение было разрушено в результате наводнения в мае 2020 года и последующего прорыва плотины Эденвилл. В ближайшие годы департамент заменит временный мост на постоянную конструкцию. После наводнений в Окленде в 2023 году и циклона Габриэль на Северном острове Новой Зеландии были установлены мосты Бейли для восстановления связи между населенными пунктами. После наводнения 2023 года в Мадриде, Испания, испанская армия планирует построить мост Бейли в деревне Алдеа-дель-Фресно.

The Skylark launch tower at Woomera was built up of Bailey bridge components. In the years immediately following World War II, the Ontario Hydro Electric Power Commission purchased huge amounts of war surplus Bailey bridging from the Canadian War Assets Corporation. The commission used bridging in an office building. Over 200,000 tons of bridging were used in a hydroelectric project. The Ontario government was, several years after World War II, the largest holder of Bailey Bridging components. After Hurricane Hazel in 1954, some of the bridging was used to construct replacement bridges in the Toronto area. The Old Finch Avenue Bailey Bridge, built by the 2nd Field Engineer Regiment, is the last still in use. The longest Bailey bridge was put into service in October 1975. This , two lane bridge crossed the Derwent River at Hobart, Australia. The Bailey bridge was in use until the reconstruction of the Tasman Bridge was completed on 8 October 1977. Bailey bridges are in regular use throughout the world, particularly as a means of bridging in remote regions. In 2018, the Indian Army erected three new footbridges at Elphinstone Road, a commuter railway station in Mumbai, and at Currey Road and Ambivli. These were erected quickly, in response to a stampede some months earlier, where 23 people died. The United States Army Corps of Engineers uses Bailey Bridges in construction projects, including an emergency replacement bridge on the Hana Highway in Hawaii. Two temporary Bailey bridges have been used on the northern span of the Dufferin Street bridges in Toronto since 2014. In 2017 the Irish Army built a Bailey bridge to replace a road bridge across the Cabry River, in County Donegal, after the original bridge was destroyed in floods. In 2021 a Bailey bridge was built across the river Dijle in Rijmenam (Belgium) for the transportation of excavated soil from one side to the other of the river. The bridge allowed the trucks to cross the river without having to pass the city center. In March 2021, the Michigan Department of Transportation constructed a Bailey bridge on M 30 to temporarily reconnect the highway after the old structure was destroyed in the May 2020 flooding and subsequent failure of the Edenville Dam. The department will replace the temporary bridge with a permanent structure in the coming years. Following the 2023 Auckland Anniversary Weekend floods and Cyclone Gabrielle in the North Island of New Zealand, Bailey bridges were installed to reconnect communities. Following the 2023 floods in Madrid, Spain, the Spanish Army is set to build a Bailey bridge in the village of Aldea del Fresno.