Top 10 strukturelt fantastiske broer

Broer har eksisteret lige siden mennesker begyndte at flytte sig selv - og deres varer - fra et sted til et andet. Tidlige broingeniører måtte gøre lidt mere end at fælde et træ over en kløft eller å, men de opdagede hurtigt, at de kunne spænde større afstande og trække tungere belastninger ved at lægge mere tid og energi i deres strukturer.

Romerske ingeniører perfektionerede stenbuen og brugte den til at bygge akvædukter - broer, der transporterede ferskvand store afstande- og lignende strukturer til at føre trafik over vandløb og floder. Men den industrielle revolution tog brobygningen til nye højder og endnu større længder.

I slutningen af ​​1800 -tallet, rekordstore broer syntes at komme hurtigt og rasende. Brooklyn Bridge, færdiggjort i 1883, var den længste bro i verden - indtil skotske ingeniører færdiggjorde Firth of Forth Bridge kun syv år senere.

Et nyt århundrede bragte længere, flere fantastiske broer. I 1937, Golden Gate Bridge strakte sine 8, 981 fod (2, 737 meter) tilbage over det forræderiske vand i San Francisco-bugten.

I dag, ingeniører fortsætter med at teste grænserne for videnskab og fantasi. De eksperimenterer med innovative materialer, konstruktioner og konstruktionsmetoder. Deres færdige produkter flytter biler og tog. De bevæger også folks sjæle. Det følgende er en oversigt over nogle af de mest betagende broer i den moderne æra. Vi har begrænset os til kun 10 broer, men ikke til nogen bestemt region i verden.

Vores første stop er Hangzhou Bay Bridge i Kina.

1. Hangzhou Bay Bridge
2. Bosporusbroen
3. Gateshead Millennium Bridge
4. Millau Viadukt
5. Octavio Frias de Oliveira -broen
6. St. Anthony Falls Bridge
7. DeNeveu Creek Bridge
8. Øresundsbroen
9. Akashi Kaikyo -broen
10. Chesapeake Bay Bridge-Tunnel

10. Hangzhou Bay Bridge

Kineserne er ikke nye inden for brobygning. Anlan -broen, en hængebro først bygget i år 300 e.Kr. ved hjælp af bambus kabler, bærer stadig fodgængere hen over 1, 305 meter (000 fod) Min-flod [kilde:NOVA]. Mere end 1, 700 år senere, i Jiangsu -provinsen, Kinesiske ingeniører gennemførte et projekt, der omfatter en 4, 888 fod (1, 490 meter) hængebro og en 2, 575 fod (758 meter) kabelbro. Kendt som Runyang -broen, det var landets længste bro - i et stykke tid.

I dag, Hangzhou -broen, som åbnede i maj 2008 efter ni års planlægning og konstruktion, har æren som Kinas længste bro. Det strækker sig en forbløffende 36 kilometer på tværs af Qiantang-floden ved Yangtze-floddeltaet ved det østkinesiske hav. Det er næsten 25 gange længere end Runyang -broen og ni gange længere end Japans stolthed og glæde, Akashi Kaikyo -broen! Kabelbroen slanger hen over det åbne hav, med seks vejbaner i begge retninger. Pendlere skal betale 80 yuan, eller næsten $ 12, at krydse den, men gebyret er ingenting i forhold til broens prisskilt på 11,8 milliarder yuan (1,72 milliarder dollar). Hvis det varer så længe som forventet - 100 år - burde det have lang tid at betale for sig selv.

Næste, vi er på vej vestover i Asien til den helt østlige kant af Europa. Der finder vi Bosporusstrædet og den næste fantastiske bro på vores liste.

Moderne broer, såsom Hangzhou Bay Bridge, skylder strukturer, der gik forud for dem, meget. Brobygningen tog et stort spring frem i det 19. århundrede, da ingeniører i Europa og USA anvendte fysikkens principper for at opføre nogle af de mest kendte broer, verden nogensinde har set. Brooklyn Bridge har været et vartegn for New York City siden den åbnede i 1883. Ligeledes har Tower Bridge, som begyndte at føre trafik over Themsen i 1894, er praktisk talt synonym med London. Interessant nok, nogle mennesker var ligeglade med Tower Bridge's visuelle æstetik, kalder det "uhyrligt" og "absurd" [kilde:PBS].

9. Bosporusbroen

Bosporus -strædet, også kendt som Istanbulsund, forbinder Sortehavet med Marmarahavet. Det adskiller også Asien fra Europa. Som sådan, den har stor strategisk værdi i tider med krig og fred. Selvom forsøg på at bygge bro over det smalle vand går tilbage til det persiske imperium, den mest imponerende struktur åbnede ikke for erhvervslivet før i 1973. Det var da ingeniører gennemførte Bosporusbroen, en 4, 951 fod (1,51 kilometer) lang hængebro, der forblev den eneste bro i verden, der forbinder to kontinenter, indtil Fatih Sultan Mehmed-broen suspenderede sin kørebane over sundet næsten 15 år senere.

Selv med en ledsagerbro, der stjal noget af sin herlighed, Bosporusbroen forbliver et storslået syn, især om natten. Takket være et LED -belysningssystem, broens tårne ​​og sikksakkede kabler lyser strålende i forskellige farver.

Dag eller nat, Bosporusbroen kører trafik mellem kontinenter på et otte-felts dæk. Hver retning har tre baner til køretøjer, plus en nødbane og et fortov. Fodgængere fik adgang til broen indtil 1977, da myndighederne stoppede praksis af sikkerhedsmæssige årsager. De suspenderede midlertidigt reglen i maj 2005, da Venus Williams og Ïpek Senoglu spillede en tenniskamp på broen for at fremme den indledende Istanbul Cup i Tyrkiet. Fans samlet sig på to af broens baner for at se spillerne handle volleys fra Asien til Europa og tilbage igen.

Den næste bro på vores liste har aldrig været vært for en tenniskamp, men det er blevet en af ​​nglands hotteste turistattraktioner.

8. Gateshead Millennium Bridge

I en bascule bro , et eller to stykker af brodækket, kendt som blade, svinge op for at give fri adgang til bådtrafik, der passerer nedenunder. De åbner hurtigt og effektivt, men er ikke de mest elegante arkitekturer. Dette var den udfordring, ingeniører stod overfor, da embedsmænd i Gateshead, England, annoncerede en konkurrence i 1996 om at designe en innovativ cykel- og gangbro, der spænder over Tyne -floden. Den nye struktur måtte tillade skibe at passere nedenunder uden at blokere udsigten til andre broer i nærheden eller forstyrre kulturelle aktiviteter, der finder sted på begge bredder.

Det vindende design løste problemet, ikke med et bascule-system, men med en aldrig set før vippemekanisme. Sådan fungerer det. Broen består af et par stålbuer. I sin "ned" position, den ene bue danner gang- og cykelstien. Den anden bue sidder i en 90 graders vinkel til den første, med kabler spændt mellem de to for at understøtte dækket. Når broen skal flytte til sin "op" position, otte elmotorer vipper begge buer som en enkelt, stiv struktur. Når en bue sænkes, den anden stiger for at fungere som en modvægt.

Da den 413 fod (126 meter) lange bro åbnede i 2000, 36, 000 mennesker stod langs flodens bredder for at se broens indledende hældning [kilde:Gateshead Millennium -webstedet]. Og i 2007, dens lighed dukkede op på en ny pundmønt fra Royal Mint.

Vores næste indgang - den højeste køretøjsbro i verden - imponerede også mennesker, da den åbnede i 2004.

7. Millau Viaduct

Eiffeltårnet, der truer over Paris skyline, foranstaltninger 1, 063 fod (324 meter) høj fra sin firfodede base til spidsen af ​​dens flagstang. Forestil dig nu at rive tårnet af dets fortøjninger og bære det sydøstover, gennem Massif Central -regionen i Frankrig til Cévennes -bjergene. Forestil dig nu at sætte tårnet ned i Tarn -dalen, en dyb kløft omgivet af høj, bølgende bakker nær byen Millau, Frankrig. Nu, endelig, billede, der stiller op til seks lignende tårne ​​og snor en vejbane over dalen. Et voila - Millau-viadukten, en massiv bro, der åbnede i 2004 for at føre motorvej A75 sydpå til Beziers.

I virkeligheden, det højeste punkt på denne bro med kabelstang er 19 meter højere end Eiffeltårnet og kun en lille smule kortere end Empire State Building (1, 250 fod eller 381 meter høj, hvis du undrer dig). En bil, der kører over spændet, er faktisk hængende 271 meter over dalen. Chauffører, der overvinder deres højdeskræk, kan barbere 100 kilometer og fire timer fra den lange tur fra Clermont-Ferrand til populære destinationer langs Middelhavet. Broen reducerer også forureningen ved at lindre overbelastning, der plejede at forekomme, da biler stod i kø for at krydse en meget ældre og mindre bro i Millau.

En anden fantastisk bro med kabelstang er Octavio Frias de Oliveira-broen i Brasilien. Det er det næste stop på vores tur.

6. Octavio Frias de Oliveira -broen

Sao Paulo, Brasilien, lige ned langs kysten fra Rio de Janeiro, er kendt for sin ekstravagance. Det er en kosmopolitisk by, med et blomstrende natteliv og en livlig kunstscene. Det er også Brasiliens finansielle centrum - hjemsted for nogle af de rigeste mennesker i landet. På grund af disse kvaliteter, det er ikke overraskende, at paulistanos (São Paulo -indbyggere) designede og byggede en af ​​de mest unikke broer i verden.

Opkaldt efter den brasilianske mediemogul Octavio Frias de Oliveira, broen med kabelbånd spænder over Pinheiros-floden, som skærer den vestlige side af byen. Broen er kun 2, 900 meter lang og ikke særlig høj ved 138 meter, men designet har to buede dæk, der krydser hinanden gennem et X-formet støttetårn. De to vejbaner, ophængt fra tårnet med 144 kabler, forbinder São Paulo -distrikterne Brooklin og Real Parque.

Bilister, der krydser broen om natten, nyder et spektakulært show med LED -lys. Belysningssystemet gør det muligt for bromyndighederne at belyse det X-formede tårn med forskellige farver til minde-datoer eller til særlige begivenheder. Men det handler ikke kun om specialeffekter. En række 140 watt pærer skinner på vejene for at sikre chaufførernes sikkerhed.

Innovative sikkerhedsfunktioner definerer også den næste bro, vi skal dække. For at komme til det, vi er nødt til at rejse ud af Sydamerika, gennem Mellemamerika og ind i USA.

Fodgængerbroer må ikke være lige så lange som køretøjs- eller togbroer, men de kan stadig være imponerende. Campo Volantin gangbro i Bilbao, Spanien, bruger en yndefuld bue til at hænge et glasdæk op over Bilbao -floden. I Malaysia, Langkawi Sky-broen, mindre end 1,8 meter bred giver besøgende mulighed for at nyde en 360-graders udsigt fra toppen af ​​Mount Mat Cincang. Og i Vancouver, Britisk Columbia, Du kan gå gennem trætoppene i en frodig regnskov, når du krydser den 450 fod lange (147 meter) lange Capilano-hængebro.

5. St. Anthony Falls Bridge

Den 1. august, 2007, en bro med ståldæk, der transporterede bilister ind og ud af Minneapolis, kollapsede i Mississippi -floden i løbet af aftenens myldretid. En undersøgelse viste, at 16 kegleplader , som forbandt stålbjælker i midterspændet med de bærende søjler, var for tynde til at fungere korrekt. Som resultat, de brækkede og fik broen til at kollapse. Inden for timer, embedsmænd lovede at genopbygge broen og genoprette offentlighedens tillid ved at inkorporere en række avancerede sikkerhedsfunktioner. Resultatet var St. Anthony Falls Bridge, som åbnede i september 2008.

Denne kassebjælkebro er virkelig et vidunder af moderne teknik. Den er lavet med højtydende beton, som giver stor styrke og hæmmer korrosion. Mere end 15 millioner pund (6,8 millioner kilo) armeringsjern - alt det belagt med epoxy for at forhindre stålet i at blive svagt og sprødt - forstærker betonen [kilde:McCarthy]. På samme tid, 323 sensorer indlejret i brosubstratet overvåger konstant strukturens integritet, indsamling af data, der kan analyseres for at bestemme usædvanlige stresspunkter eller andre problemer. Selvom det danner et solidt fundament, betonen renser også luften. Det er fordi det er lavet med cement indeholdende TX Active, en agent, der i nærvær af lys, nedbryder luftforurenende stoffer, herunder kulilte, nitrogenoxid og benzen.

Højteknologiske materialer som TX Active bliver almindelige i moderne broer. En sådan bro er placeret øst for Minneapolis, i Fond du Lac, Wis.

Bridge kollapser som den i Minnesota i 2007 er sjældne, men de sker. Den 24. maj, 1847, en post-and-beam jernbanebro over floden Dee i Wales kollapsede, dræbe fem mennesker. Halvfjerds mennesker blev dræbt, da Tay -broen, der strakte sig over Tay -floden i Skotland, kom ned i kulingvind den 28. december, 1879. Og Tacoma Narrows Bridge kollapsede kun fire måneder efter, at den åbnede den 1. juli, 1940, fra kraftig vind. Heldigvis sammenbruddet dræbte ingen.

4. DeNeveu Creek Bridge

Beton, en hård og porøs komposit af cement, sand, aggregat og grus, danner grundlaget for de fleste broer. Det holder godt til trykkræfter (dem, der skubber ned i rette vinkler), men ikke så godt for trækstyrker (dem, der virker langs materialets længde for at trække det fra hinanden). Ingeniører bruger stålstænger, også kendt som armeringsjern, at forstærke betonens trækstyrke.

Desværre, stål armeringsjern kan korrodere, når det udsættes for ferskvand eller saltvand, som kan forårsage nød i betonen. En metode til at forhindre denne slitage indebærer belægning af armeringsjernet med epoxy for at beskytte stålet mod ætsende kemikalier. Men forskere ved University of Wisconsin-Madison har udviklet en anden løsning-en forstærkende matrix fremstillet af en ny fiberforstærket polymer. Fordi det er ikke -metallisk, polymermaterialet vil ikke korrodere, hvilket betyder, at betonen forbliver stærkere længere.

Den første virkelige test af denne nye og forbedrede beton er DeNeveu Creek Bridge, et spænd på 40 meter (131 fod) langs motorvej 151 i Fond du Lac, Wis. Kører over broen, du ville aldrig vide, at der er noget særligt gemt inde i den ubeskrivelige kassebjælkebro. Men den virkelige gevinst kommer langt ind i fremtiden. Brodækket er holdbart nok til at holde mindst 75 år, der henviser til, at de fleste traditionelle brodæk holder mellem 30 og 40 år, før de skal udskiftes. Det betyder DeNeveu Creek Bridge, afsluttet i 2005, muligvis ikke brug for nogen væsentlig vedligeholdelse før 2080!

Næste, vi skal tilbage til Europa og en grænseovergangsbro, der forbinder Danmark og Sverige.

3. Øresundsbroen

At bygge en bro til en enkelt formål er en kompleks teknisk bedrift. Tilføj nu andre komplicerende faktorer, som en bro til at transportere både tog og biler. Og slut dig problemfrit til den bro med en nedsænket tunnel. Det var de designkrav, ingeniører stillede, da de begyndte at planlægge, hvordan man forbinder Danmark og Sverige over Øresundstrædet. Deres løsning var et af de største infrastrukturprojekter i europæisk historie:Oresund Fixed Link på 3 milliarder dollars [kilde:Lundhus].

Det faste link består faktisk af tre hoveddele. Hvis du rejser fra København til Malmø, Sverige, det første du støder på er en nedsænket tunnel 4 kilometer lang. Tilbage på havets overflade, du kommer ud af tunnelen til Peberholm, en dansk kunstig ø bygget af materiale opgravet under byggeriet. Efter Peberholm, du får adgang til det sidste ben i det faste link, en bro med kabelstang, der strækker sig 8 kilometer og slutter på svensk jord.

I fællesskab, Oresund Fixed Link er et mirakel af moderne teknik. Det er verdens længste skråstagsbro til både vej og jernbane [kilde:Øresundsbroens websted]. Dens tårne ​​er 204 meter høje og giver en sejlads på 57 meter under hovedspændet. Broen har to niveauer, med jernbanen kørende langs det nederste dæk og kørebanen på den øverste.

Heldigvis Byggerier i Øresundsbro behøvede ikke at håndtere jordskælv og anden seismisk aktivitet under byggeriet. Ingeniørerne med ansvar for den næste bro på vores liste var ikke så heldige.

2. Akashi Kaikyo -broen

Japan er både en brobygningsdrøm og et mareridt. Japan består af fire hovedøer og 4, 000 mindre øer - en sand modermasse af muligheder og muligheder for broovergange. Desværre, Japan er også placeret i Ring of Fire, et område, hvor der forekommer et stort antal jordskælv og vulkanudbrud. Det gør at bygge store strukturer til en højeste teknisk udfordring. Med Akashi Kaikyo -broen, Japanske ingeniører var klar til udfordringen.

Akashi Kaikyo -broen åbnede i 1998 og bedøvede verden med sin episke størrelse. Det strækker sig over 3,9 kilometer på tværs af Akashi -strædet, med en central sektion, der strækker sig næsten halvdelen af ​​denne længde. Dens tårne ​​svæver 283 meter over vandet, og dets kabler bærer trækstyrker på 132, 000 tons (120, 000 tons). Det er ikke kun kronprinsen i Japans udførlige brosystem; det er den længste spændende hængebro, med de højeste tårne, i verden. Det, der gør Akashi Kaikyo-broen endnu mere fantastisk, er det faktum, at den forvitrede et jordskælv på 7,2 under konstruktionen. Tembloren ramte den 17. januar, 1995, skabe en ny fejl nær broen. Dette ændrede broens fundamenter og udvidede broens centrale spændvidde med 2,6 fod (80 centimeter) og det ene sidespænd med næsten en fod (30 centimeter). Heldigvis jordskælvet beskadigede ikke tårnene. Ingeniører øgede kablernes længde, redesignede bjælkerne for at imødekomme broens øgede længde og fortsatte uden yderligere uheld.

Tilbage i Nordamerika, en anden lang bro testede ingeniørers dygtighed og opfindsomhed.

1. Chesapeake Bay Bridge-Tunnel

To broer spænder over Chesapeake -bugten, en lang flodmunding klemt mellem Virginia og Maryland. Den første er Chesapeake Bay Bridge, et dobbeltspænd, 4,32 kilometer- (6,95 kilometer) lang bro, der forbinder den østlige og vestlige kyster af Maryland. Selvom denne bro tilbyder en interessant samling designs i en enkelt struktur - cantilever, bue og ophængning - den blegner lidt, når den sammenlignes med sin fætter, der ligger et par kilometer mod syd. Det officielle navn på denne anden bro er Lucius J. Kellam, Jr. Bridge-Tunnel, mere almindeligt kendt som Chesapeake Bay Bridge-Tunnel.

Som navnet antyder, forbindelsen består af en række broer og tunneler, der spænder over de 27 miles (27,4 kilometer) brakvand, der adskiller Cape Charles og Virginia Beach, Virginia. Størstedelen af ​​brotunnelkomplekset er over vandet, understøttet af mere end 5, 000 moler. De fleste af disse moler er relativt korte, så broen ser ud til at skumme lige over vandoverfladen. For at lade skibe passere, to 1-mile- (1,6 kilometer-) lange tunneler fører trafik under bugten's primære navigationskanaler. Menneskeskabte øer, hver ca. 2 hektar stor er placeret i hver ende af de to tunneler og fungerer som overgangspunkter mellem tunneler og broer.

Da det oprindelige brotunnelkompleks (hvad der nu er den nordgående side) åbnede i 1965, den vandt prisen American Society of Civil Engineers for "Outstanding Engineering Achievement." Det blev også betegnet "Et af syv tekniske vidundere i den moderne verden" i 1965. Tredive år senere, ingeniører begyndte at bygge på et andet led (den sydgående side), som åbnede for trafik i 1999.

Stadig sulten efter mere information om broer og hvordan de fungerer? Se linkene på den næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• Top 10 byggeprojekter, der brød banken
• De fem tungeste bygninger, der nogensinde er flyttet
• Bridge Quiz
• Nysgerrighedsprojekt:10 bæredygtige bygninger

Kilder

• Bain, Jenn. "Fantastiske broer i verden." Rejse + fritid. August 2008. (1. april, 2009) http://www.travelandleisure.com/articles/amazing-bridges-of-the-world
• Gateshead Millennium -websted. Http://www.gateshead.gov.uk/Leisure%20and%20Culture/attractions/bridge/Facts.aspx
• Hoffman, Carl. "Det 20.-årlige bedste af det nye:Strædet ved Messina Bridge." Populær videnskab. 7. november kl. 2007. (1. april, 2009) http://www.popsci.com/scitech/article/2004-04/strait-messina-bridge
• Kashima, Satoshi og Makoto Kitagawa. "Den længste hængebro." Videnskabelig amerikansk. December 1997.
• Kleefeld, Eric. "UW-Madison ingeniører anvender prisvindende teknologi til vejbygning." Wisconsin Technology Network News. 9. november kl. 2005. (1. april, 2009) http://wistechnology.com/articles/2465/
• Lundhus, Peter. "Brobygger i Skandinavien." Scientific American Presents:The Tall, dybet, den lange. 1999.
• Macaulay, David. "Bygger stort." Walter Lorraine bøger. 2000.
• McCarthy, Erin. "Nye Minn. Broplaner opstår, da dårlige plader fingres i sammenbrud."
• NOVA. "China Bridge" Companion -websted, "Bridge the Gap" -ressource. (1. april kl. 2009) http://www.pbs.org/wgbh/nova/lostempires/china/meetsusp.html
• Øresundsbroens websted. (1. april kl. 2009) http://www.oresundsbron.com/documents/document.php?obj=994
• PBS Building Big Web Site:Alt om broer. (1. april kl. 2009) http://www.pbs.org/wgbh/buildingbig/bridge/index.html
• Populær mekanik. 26. januar, 2008. (1. april, 2009) http://www.popularmechanics.com/technology/transportation/4245065.html