Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Fordele og ulemper ved typer broer

Mens broer findes i alle størrelser og former, repræsenterer næsten alle dem en af fem typer eller variationer af de grundlæggende brotyper. Typiske brokonstruktioner inkluderer bjælke, fagværk, bjælke, ophæng, bue, kabel og udkragning. Krafter, der kommer i spil i brodesign og -teknik inkluderer kompression, spænding eller strækning, dækfleksibilitet, torsion eller vridning og forskydning, den kraft, der spænder bromaterialerne i sideretningen over brodækket. En af de ældste buebroer, der stadig bruges i dag, et vidnesbyrd om dens romerske teknik, inkluderer Ponte dei Quattro Capi-broen, der stammer tilbage til 62 f.Kr. og spænder over halvdelen af Tiber-floden i Rom, Italien.
Beam, Truss and Guldbroer

Bjerge, bjælke og bjælke fungerer simpelthen, ligesom at lægge en planke mellem to bredder. Brygger eller stolper i begge ender understøtter et fladt bridæk, der spænder mellemrummet mellem stolperne. Brodækket består af bjælker, ligesom hule kassebjælker, en åben ramme eller fagværk, der spænder over stolperne eller understøttelserne i begge ender. Brodækket skal modstå komprimering ovenfra og spænding nedenunder. De fleste af de overdækkede broer, der findes i New England, repræsenterer disse typer broer fremstillet af træ. Økonomisk på grund af overflod af træ, er bjælkebroer ikke så stærke som stål og kræver konstant vedligeholdelse.
Arch Bridge

Mens broen spiller en rolle i, hvor godt den er konstrueret og står op til slid, rive og forvitring, materialerne i broen spiller også en rolle i dens levetid. En af de ældste konstruerede broer, buebroen, understøtter et dæk, der er bygget over to anlæg, der tjener som den buede bue. Lavet af murværk og sten forhindrer bueudformningen, at ethvert område af broen får for meget spænding. Med rigelige byggematerialer er buebroer holdbare og stærke, hvilket kræver lidt eller ingen vedligeholdelse. Ulempen er, at murværk og sten ikke har stor trækstyrke.
Hængebroer

De første hængebroer går tilbage til det 15. århundrede og spænder typisk over vandveje, fordi brodækket kræver lidt eller ingen adgang nedenunder for at bygge. Høje søjler understøtter denne bro, jævnt fordelt over spændet efter behov, hvorfra massive ledninger på hver side fejer fra søjle til søjle. Fra disse fejende ledninger hænger bænke lodret 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 dyre at bygge, kræver omfattende vedligeholdelse, og brodækkene kan bevæge sig og vri sig, når de udsættes for hård vind. Brooklyn-broen i delstaten New York og Golden Gate-broen i San Francisco repræsenterer begge hængebroer.
Cantilever-broer