Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Fordele og ulemper ved typer Bridges

Mens broer kommer i alle størrelser og former, repræsenterer næsten alle dem en af ​​fem typer eller variationer af de grundlæggende brotyper. Typiske bro design omfatter bjælke, truss, bjælke, suspension, bue, kabel og cantilever. Kræfter, der kommer til spil i brokonstruktion og -teknik, omfatter kompression, spænding eller strækning, dækfleksibilitet, vridning eller vridning og forskydning, den kraft, der spænder bromaterialerne sideværts over brodækket. En af de ældste buebroer, der stadig er i brug i dag, et testamente til dets romersk teknik, omfatter Ponte dei Quattro Capi-broen, der dateres tilbage til 62 f.Kr., og spænder over halvdelen af ​​Tiber-floden i Rom Italien.

Beam , Truss og Girder Bridges

Strålen, truss og girder broer fungerer simpelthen som om at lægge en plank mellem to banker. Piers eller indlæg i begge ender understøtter et fladt brodække, der spænder over afstanden mellem stolpen. Brodækket består af bjælker, som hule boksebjælker, en åben ramme eller truss, der spænder over stolperne eller understøtningerne i begge ender. Brodækket skal modstå kompression over og spændinger nedenunder. De fleste af de overdækkede broer fundet i New England, repræsenterer disse typer broer lavet af træ. Økonomisk på grund af træets overflod er strålebroer ikke så stærke som stål og kræver konstant vedligeholdelse.

The Arch Bridge

Mens broen spiller en rolle i, hvor godt den er konstrueret og står op for at bære, rive og forvitre, materialerne i broen spiller også en rolle i dens levetid. En af de ældste broer, buebroen, understøtter et dæk bygget over to anlæg, der tjener som den buede bue. Fremstillet af murværk og sten forhindrer bueudformningen, at et enkelt område af broen modtager for meget spænding. Med rigelige byggematerialer er buebroer holdbare og stærke, der kræver ringe eller ingen vedligeholdelse. Dens ulempe er, at murværk og sten ikke har stor trækkraft.

Suspensionsbroer

De første hængebroer dateres tilbage til det 15. århundrede og spænder typisk vandveje, fordi brodækket kræver lidt til ingen adgang fra neden for at bygge. Tall piller støtter denne bro, jævnt fordelt på tværs af spændet efter behov, hvorfra massive ledninger på begge sider fejer fra søjle til søjle. Hængslerne hænger lodret fra disse fejede ledninger for at holde brodækket op. Spændingen i kablerne og kompressionen fra søjlerne arbejder sammen for at afbryde tyngdekraften, hvilket gør dem stærke og effektive. Disse broer kan spænde over store afstande, når søjlerne er på plads, men de er dyrere at bygge, kræver omfattende vedligeholdelse, og brodækkene kan bevæge sig og vride, når de udsættes for voldsomme vinde. Brooklyn Bridge i delstaten New York og Golden Gate Bridge i San Francisco begge repræsenterer fjederbroer.

Cantilever Bridges

Cantilever broer giver mulighed for at bygge en kontinuerlig bro på tværs af flere understøtninger til Effektivt fordel belastningen jævnt. En del af broen giver et anker, der understøtter et brodække, der strækker sig til hver side af støtten, som kræver præcis modvægtsteknik. Fordelen ved at bygge brobygget kommer i løbet af byggeplanen. Cantilever design koster mindre at bygge på grund af deres ensartethed, og de kræver ikke midlertidige understøtninger under konstruktionen, hvilket hjælper med at fremskynde processen. Men cantilever bro design kræver præcis konstruktion, fordi modvægtene kan påvirke deres styrke, hvis det er forkert, især hvis entreprenører bygger segmenterne lidt anderledes.