Четырьмя основными материалами, используемыми для строительства мостов, были дерево, камень, железо и бетон. Из них железо оказало наибольшее влияние на современные мосты. Из железа делают сталь, а из стали делают армированный и предварительно напряженный бетон. Современные мосты строятся почти исключительно из стали, железобетона и предварительно напряженного бетона.
Дерево и камень
Древесина относительно слаба как в сжатии, так и в растяжении, но она почти всегда была широко доступной и недорогой. Древесина была эффективно использована для небольших мостов, которые несут легкие грузы, такие как пешеходные мосты . Инженеры теперь включают ламинированные деревянные балки и арки в некоторые современные мосты.
Камень силен в сжатии, но слаб в растяжении. Его основное применение было в арках, опорах и устоях.
Железо и сталь
Первым железом, использовавшимся во время промышленной революции, был чугун, сильный в сжатии, но слабый в растяжении. Кованое железо, с другой стороны, так же сильно в сжатии, как и чугун, но оно также имеет гораздо большую прочность на растяжение. Сталь- это еще более утонченное железо, еще более прочное, превосходящее любое железо как в растяжении, так и в сжатии. Сталь может быть изготовлена с различной прочностью, некоторые сплавы в пять раз прочнее других. Инженер называет их высокопрочными сталями.
Бетон
Бетон- это искусственный камень, изготовленный из смеси воды, песка, гравия и связующего вещества, такого как цемент. Подобно камню, он силен в сжатии и слаб в напряжении. Бетон со встроенными в него стальными прутьями называется железобетонным. Армирование позволяет использовать меньше бетона, потому что сталь несет все напряжение; кроме того, бетон защищает сталь от коррозии и огня.
Предварительно напряженный бетон является важной разновидностью железобетона. Типичный процесс, называемый постнапряженным предварительным напряжением, включает в себя литье бетонных балок с продольными отверстиями для стальных жил-тросов или стержней, подобных железобетону, но отверстия для сухожилий изогнуты вверх от конца к концу, и сухожилия, будучи помещены внутрь, растягиваются и затем закрепляются на концах. Сухожилия, теперь под высоким напряжением, тянут два закрепленных конца вместе, помещая луч в сжатие. Кроме того, изогнутые сухожилия оказывают восходящую силу,и проектировщик может заставить эту восходящую силу противодействовать большей части нисходящей нагрузки, ожидаемой от балки. Предварительно напряженный бетон уменьшает количество стали и бетона, необходимых в конструкции, что приводит к более легким конструкциям, которые часто дешевле, чем конструкции из железобетона.
