Главни Иновација Како би инжењери данас изградили мост Голден Гате?

Како би инжењери данас изградили мост Голден Гате?

Који Филм Да Видите?
 
Шта може бити боље?Пексела



Откако је мост Голден Гате пуштен у саобраћај 27. маја 1937. године, он је иконски симбол на америчком пејзажу.

До 1870. године људи су схватили неопходност изградње моста преко пролаза Голден Гате да би повезали град Сан Францисцо са округом Марин. Међутим, прошло је још пола века пре него што је инжењер конструкција Џозеф Штраус поднео свој предлог моста. Планови су еволуирали, а коначни пројекат је одобрен као висећи мост који је на крају заузео место преко четири године за изградњу .

Када се мост Голден Гате попео, био је то најдужи распон висећег моста на свету - каблови држе коловоз између две куле, без средњих носача. А поставка је имала низ инхерентних изазова. Коштало је отприлике 37 милиона америчких долара у то време; изградња исте структуре данас коштала би око милијарду долара. Па, како се задржао дизајн током последњих 80 година - и да ли бисмо радили ствари другачије да данас почињемо од нуле?

Шема висећег моста. Црвени носећи каблови преносе силе са црних висећих каблова на плаве куле и сидра.Разговор








Најдужи висећи мост на свету

Мост Голден Гате је висећи мост, што значи да се ослања на каблове и трегере под напоном, заједно са кулама под притиском, да би прешао велику удаљеност без икаквих средњих носача. Палуба коловоза виси са вертикалних трегера који се повезују са два главна кабла која пролазе између кула и сидара на крају. Трегери преносе силе и сопствену тежину возила на носеће каблове који су причвршћени за куле и на чврсто тло. Једноставан ткани висећи мост.Рутахса Адвентурес



Тхе први мостови овог типа вероватно повезао две литице флексибилним конопцима за прелазак долине или реке. Пре стотине година, ови ужад су направљени од биљних влакана; гвоздени ланци су дошли касније. Бруклински мост у Њујорку, отворен 1883. године, први је користио челичне каблове, који су тада постали стандардни.

Куле су вероватно почињале као једноставна стена са сваке стране долине; на крају су инжењери користили масивне камене или челичне стубове. На пример, мост Голден Гате, подржан је једним носачем на сваком крају и двема кулама, постављеним преко темеља уграђених у морско дно.

Два носећа кабла моста Голден Гате представљају једину ствар која није промењена откако је мост пуштен у саобраћај 1937. године. Сваки главни кабл чине 27.572 челичне жице приближне дебљине оловке. Грађевинске екипе су скоро висиле 80.000 миља жичаних каблова с једне стране моста на другу.

Готово је немогуће произвести дугачак, дебео кабл у комаду без недостатака да бисте обавили овај посао. И од пресудне важности, ако би један велики кабл држао мост и нешто му се догодило, дошло би до катастрофалног неуспеха. Ослањање на мање жице значи да би сваки квар био спорији, остављајући времена за скретање катастрофе.

Откако су људи први пут почели да размишљају о мосту у заливу Сан Франциска, постојала је велика забринутост због способности конструкције да издржи снажне ветрове на локацији, узбуркане воде и могуће земљотресне снаге. Сан Францисцо се налази на пресеку два места активне тектонске плоче - очигледно нико није желео да види земљотрес који је срушио мост, који тренутно носи око себе 112.000 возила дневно .

Да би избегли овај проблем, градитељи су на сваком крају моста такође поставили амортизере како би упили енергију која долази од ветра или сеизмичких сила. Ови посебно дизајнирани пригушивачи вибрација су цилиндри пречника метра израђени од оловног језгра покривеног гумом. Смјештени на стратешким локацијама, они апсорбују енергију која би иначе могла проузроковати срушење моста.

Одржавајући га у доброј форми

Уобичајена мудрост сугерише да се инфраструктурни пројекат изводи убрзо након његовог отварања. Али одржавање моста Голден Гате у облику врха захтева непрекидно строго одржавање. Током 80 година, посвећене екипе за одржавање сервисирали мост, префарбавајући и заменивши кородиране или поломљене делове тамо где је то потребно.

Овај посао се мора обавити према строгим стандардима. На пример, када било којој од хиљада вијака који повезују све различите делове моста треба заменити, истовремено се ваде највише два, да би се мост заштитио од јаких ветрова или земљотреса.

Постоје и питања структурног одржавања. Због протока времена и сталне температурне променљивости, каблови и трегери се издужују или скупљају и потребна им је периодична провера и поновно натезање. Ова врста прилагођавања назива се штимовањем и слична је начину на који музичар одржава жичани инструмент како звучи најбоље.

Шта би се променило када бисмо га данас изградили?

Због огромних трошкови одржавања , неки људи су предложили реконструкцију моста Голден Гате на начин који би ограничио текуће рачуне за одржавање и рад. Ако одвојимо политичку изводљивост, како би инжењери дизајнирали мост ако би га данас требали градити од нуле?

Временом су истраживачи развили лакше материјале. Коришћење полимера ојачаних влакнима (ФРП) уместо челика или бетона је начин да се смањи тежина конструкције ове величине. Ова сопствена тежина је обично одговорна за коришћење од 70 до 80 процената свог отпора - то је максимално оптерећење које може поднети пре него што откаже. Смањивањем, структури моста била би потребна мања чврстоћа, што би омогућило јефтиније и лакше опције.

На пример, дизајнери су почели да користе влакнасто ојачане композитне материјале (ФРП) у мостовима као што је Маркет Стреет Бридге у ​​Западној Вирџинији. ФРП користи пластичну смолу за везивање стаклених или угљеничних влакана која дају чврстоћу материјалу. Будући да су четири пута лакши од бетона, ФРП су пет до шест пута јачи.

Састав каблова вероватно би била прва мета дизајнера за промену на заменском мосту Голден Гате. Челик који се тренутно користи је корозиван, тежи је за четири пута од новијих материјала и може отказати у оштрој влаги и температури - баш као и они које има на овом месту. Карбонски каблови су инертнији и већ се користе широм света.

У кабловском мосту каблови се директно повезују са палубе на куле.Разговор

Ови материјали лакши од челика могли би се користити и у другим елементима моста, попут саобраћајнице. Коришћење пластичних композитних подова могло би да смањи тежину палубе моста Голден Гате за фактор пет. То би инжењерима омогућило да пројектују и изграде носач каблова, а не висећи мост. Предност би била могућност уклањања трегера; у кабловском мосту силе се кабловима преносе директно са палубе на куле. Први кабловски мост на аутопуту са ЦФРП кабловима је швајцарски мост Сторк, отворен 1996.

Ношени мост може имати дужи распон од висећег моста, тако да његова структура између носача и обале може бити једноставнија. Такође изградња кула ближе обали, где је водено корито плитко, помогло би у ублажавању једног од главних проблема када је мост Голден Гате први пут изграђен: врло је тешко и скупо радити на темељима торња у дубокој води са јаким струјама.

Систем пригушивања такође би могао да се реши новим дизајном. Пригушивачи засновани на оловном језгру који су коришћени у изградњи Златних врата могли би бити замењени новијим технологијама које су боље у стању да се одупру ветру, саобраћају и сеизмичким силама. Ово побољшање би осигурало да се спречи квар попут оног на мосту Тацома Нарровс - када је ветар дувао мост бочно, он се уврнуо и срушио - да се спречи.

Уз све речено, мост Голден Гате и даље добро послује. Чак и са другим изводљивим и јефтинијим опцијама, нико реално не ради на замени иконе Арт Децо и њеног светски познатог међународног посла наранџасте боје. Мост Голден Гате се пажљиво надгледа како би се осигурало да не прелази своје границе стреса због саобраћаја, ветра и сеизмичких оптерећења. Можемо да се радујемо још најмање 80 година овог инжењерског ремек-дела.

Хота ГангаРао је професор грађевинарства и инжењерства заштите животне средине на Универзитет Западна Вирџинија и Мариа Мартинез де Лахидалга де Лорензо је дипломирани научни сарадник на Универзитет Западна Вирџинија . Овај чланак је првобитно објављен дана Разговор . Прочитајте оригинални чланак .

Чланци Које Вам Се Могу Свидети :