Kaip Veikia Tiltai

{h1}

Tiltai palaiko didžiulį svorį, įveikia didelius atstumus ir visą laiką atlaiko didžiausias gamtos jėgas. Sužinokite apie šiuos inžinerijos bruožus (taip pat ir kai kuriuos trūkumus).

Esame tiltų statytojų rūšis. Nuo seno mintyse žmonės nekonstravo konstrukcijų, kad įveiktų kliūtis, pavyzdžiui, tarkime, Jiaozhou įlanką. Vandens telkinyje dabar yra 26,4 mylių (42,5 km) tiltas, jungiantis judrų Kinijos uostamiestį Quingdao su Kinijos priemiesčiu Huangdou.

Mes sutramdėme plieną, akmenį, medieną ir net gyvą augaliją, stengdamiesi pasiekti norimas vietas, žmones ir daiktus.

Nors pati koncepcija yra tokia pati paprasta kaip medžio iškirtimas per upę, tiltų projektavimas ir statyba reikalauja rimto išradingumo. Menininkai, architektai ir inžinieriai naudoja didelius išteklius tiltų statybai ir, vykdydami savo veiksmus, keičia savo aplinkos, kurioje mes gyvename, formą.

Dėl to mes gyvename tiltų planetoje, kuri yra senovės kaip 3000 metų senumo Graikijos Arkadiko tiltas arba toks pat nepakitęs kaip Indijos 500 metų Meghalaya gyvasis tiltas, kuris yra sugyventinis iš augančių medžių šaknų (plačiau apie tai) vėliau). Nesuskaičiuojama daugybė kitų pateko į upių slėnius ir upę, nes žmonės ir toliau siekia vis ambicingesnių tiltų ir jų statybų.

Šiame straipsnyje mes susipažinsime su tiltais, kuriuos taip dažnai laikome savaime suprantamais dalykais (tiesiogine prasme vaikščiojame ir važinėjame pro juos), taip pat su konstrukcijomis, kurios juos įgalina. Mes apžvelgsime pagrindinius tiltų inžinerijos principus, skirtingus tipus ir tai, kaip bandome sutramdyti fizines jėgas ir gamtos reiškinius, kurie amžinai grasina sunaikinti pasaulio tiltus.

Pirmiausia pereikime prie pagrindų.

BATS: Tiltų projektavimo pagrindai

Manitoba, Kanados pėsčiųjų tiltas Esplanade Riel, varžėsi 2003 m., Driekiasi Raudonoji upė.

Manitoba, Kanados pėsčiųjų tiltas Esplanade Riel, varžėsi 2003 m., Driekiasi Raudonoji upė.

Jei ketinate pastatyti tiltą, jums reikės pagalbos iš BATAI - ne kailiniai, sparnuoti žinduoliai, kurie taip dažnai gyvena po tiltais, bet pagrindiniai tiltų konstrukcijos konstrukciniai komponentai: sijos, arkos, santvaros ir pakabos.

Įvairūs šių keturių technologijų deriniai leidžia sukurti daugybę tiltų, pradedant nuo paprastų sijos tiltai, arkiniai tiltai, santvaros tilteliai ir pakabos tiltai prie sudėtingesnių variantų, tokių kaip pavaizduota paveikslėlyje tiltas, pastatytas iš šono. Dėl savo 21-ojo amžiaus sudėtingumo, šoninio sparno dizainas grindžiamas pakabos principais, kurie pirmą kartą buvo naudojami maždaug dviem šimtmečiais anksčiau.

Svarbiausi šių keturių tiltų tipų skirtumai priklauso nuo ilgio, kurį jie gali kirsti per vieną span, tai yra atstumas tarp dviejų tilto atramos, fiziniai breketai, jungiantys tiltą su žemiau esančiu paviršiumi. Tiltų atramos gali būti kolonų, bokštų ar net kanjono sienų formos.

Pavyzdžiui, šiuolaikiniai tiltų tilteliai gali nuvažiuoti iki 200 pėdų (60 metrų), o šiuolaikiniai arkiniai tiltai gali saugiai kirsti 800–1 000 pėdų (240–300 metrų). Pakabos tiltai gali išsikišti nuo 2 000–7 000 pėdų (610–2 134 metrų).

Nepriklausomai nuo struktūros, kiekvienas tiltas turi stovėti tvirtai, laikydamasis dviejų svarbių jėgų, apie kurias kalbėsime toliau.

Įtampa ir suspaudimas: dvi jėgos kiekvienas tiltas gerai žino

Kaip veikia tiltai: veikia

Kas leidžia arkiniam tiltui įveikti didesnius atstumus nei sijos tiltui ar pakabinamajam tiltui per septynis kartus daugiau nei arkiniam tiltui? Atsakymas slypi tame, kaip kiekvienas tilto tipas susiduria su svarbiomis suspaudimo ir įtempimo jėgomis.

Įtampa: Kas nutinka virvei per žaidimą vilkimo metu? Teisingai, ji patiria įtampą iš dviejų besitraukiančių priešingų komandų, traukiančių ją. Ši jėga taip pat veikia tiltų konstrukcijas, sukeldama įtempį.

Suspaudimas: Kas nutinka, kai jūs nuspaudžiate spyruoklę ir ją sutraukiate? Teisingai, jūs jį suspaudžiate, o šukuodami sutrumpinate jo ilgį. Taigi kompresinis stresas yra priešingas įtempimui.

Suspaudimas ir įtempimas yra visuose tiltuose ir, kaip parodyta, jie abu gali sugadinti dalį tilto, nes konstrukcijai veikia įvairus apkrovos svoris ir kitos jėgos. Tilto projekto užduotis - valdyti šias jėgas be užpakalio ar snapo.

Užrišimas atsiranda, kai suspaudimas nugali objekto sugebėjimą ištverti tą jėgą. Snapas kas atsitinka, kai įtampa viršija objekto sugebėjimą valdyti prailginimo jėgą.

Geriausias būdas susidoroti su šiomis galingomis jėgomis yra jas išsklaidyti arba perduoti. Išsisklaidžius, konstrukcija leidžia jėgą tolygiai paskirstyti didesniame plote, kad joks taškas nepatektų į koncentruotos jo dalies. Tai yra skirtumas, tarkime, kiekvieną savaitę kiekvieną savaitę valgant po vieną šokoladinį keksiuką ir per vieną popietę valgant septynis keksiukus.

Perkeldamas jėgą, dizainas perkelia stresą iš silpnosios vietos į stiprumo sritį. Kai įsigilinsime į būsimus puslapius, skirtingi tiltai nori, kad šie stresoriai veiktų skirtingai.

Sijos tiltas

Traukinys greitį įveikia per tilto tiltą.

Traukinys greitį įveikia per tilto tiltą.

Tiltų statyba nėra taip paprasta. Norint pastatyti sijos tiltą (dar žinomą kaip sijos tiltas), viskas, ko jums reikia, yra standi horizontali konstrukcija (sija) ir dvi atramos, po vieną kiekviename gale, kad galėtumėte ja remtis. Šie komponentai tiesiogiai palaiko tilto svorį ir jo eismą.

Nepaisant atraminio svorio, karnizo tiltas išgyvena tiek suspaudimo, tiek įtempius. Norėdami suprasti šias jėgas, pasinaudokime paprastu modeliu.

Jei imtumėtės po du keturis ir gulėtumėte per dvi tuščias pieno dėžes, turėtumėte sau neapdoroto sijos tiltą. Dabar, jei viduryje uždėtumėte sunkų svorį, du keturi sulenktųsi. Viršutinė pusė būtų sulenkta veikiant suspaudimo jėgai, o apatinė pusė būtų išlenkta veikiant įtempimo jėgai. Pridėkite pakankamai svorio ir dvi keturios galiausiai sugestų. Viršutinė pusė būtų sagtis, o apatinė - užsikimšusi.

Daugeliui sijų tiltų kroviniui valdyti naudojamos betoninės arba plieninės sijos. Sijos dydis, o ypač jo aukštis, kontroliuoja atstumą, kurį sija gali įveikti. Padidinus pluošto aukštį, sija turi daugiau medžiagų, kad išsklaidytų įtampą. Norėdami sukurti labai aukštas sijas, tiltų dizaineriai prideda palaikymą grotelės, arba a santvaros, prie tilto sijos. Ši atraminė santvara padidina esamos sijos tvirtumą, labai padidindama jos sugebėjimą išsklaidyti suspaudimą ir įtempimą. Kai sija pradeda suspausti, jėga pasklinda per santvarą.

Net ir su santvara sijos tiltas yra geras tik ribotu atstumu. Norėdami pasiekti didesnį ilgį, turite pastatyti didesnę santvarą, kol galiausiai pasiekiate tašką, kuriame santvara negali išlaikyti tilto savo svorio. Pasigailėkite sau rimtos statistikos apie santvarų tiltus kitame puslapyje.

Santvaros tiltai: sijos tiltai su petnešomis

Naktinės lemputės apšviečia santvarą ant Šanchajaus Waibaidu tilto.

Naktinės lemputės apšviečia santvarą ant Šanchajaus Waibaidu tilto.

Keliaukite po pasaulį ir standartiniame sijos tilte susidursite su dešimtimis variantų. Tačiau pagrindinius skirtumus lemia santvaros dizainas, vieta ir sudėtis.

Ankstyvosios pramonės revoliucijos metu JAV sparčiai vystėsi sijų tiltų statyba. Inžinieriai sukūrė daugybę skirtingų santvarų konstrukcijų sūkurio, bandydami jį patobulinti. Jų pastangos buvo veltui. Medinius tiltus netrukus pakeitė geležiniai modeliai arba medžio ir geležies deriniai.

Kaip veikia tiltai: tiltas

Kaip veikia tiltai: tiltai

Visi šie skirtingi santvarų modeliai taip pat atspindėjo tai, kaip buvo statomi sijų tiltai. Kai kurie mano rodomi a per santvaras virš tilto, o kiti gyrėsi a denio santvaros po tiltu.

Vieną bet kurį atstumą apimanti sija yra suspaudžiama ir įtempiama. Labiausiai suspaudžiamas pats sijos viršus, o pati įtampa pati sijos apačioje. Sijos vidurys patiria labai mažą suspaudimą ar įtempimą. Štai kodėl mes turime „I“ sijas, kurios suteikia daugiau medžiagos sijų viršūnėse ir dugnuose, kad būtų geriau valdomos suspaudimo ir tempimo jėgos.

Ir dar viena priežastis, kodėl santvara yra griežtesnė nei viena sija: santvara turi savybę išsklaidyti apkrovą per santvaros darbą. Projektuojant santvarą, kuri paprastai yra trikampio variantas, sukuriama ir labai tvirta struktūra, ir tokia, kuri perduoda apkrovą iš vieno taško į žymiai platesnę sritį.

Nors santvarų tiltai iš esmės yra pramoninės revoliucijos produktas, kitas mūsų pavyzdys, arka, datuojamas dar daug vėliau. Griebk savo kardą ir sandalus, nes mes ruošiamės eiti romėnais.

Arkos tiltas

Pont du Gard akvedukas yra toks pat senas kaip krikščionių religija.

Pont du Gard akvedukas yra toks pat senas kaip krikščionių religija.

Po daugiau nei 2000 metų architektūrinio naudojimo arka ir toliau išlieka matoma tiltų konstrukcijose ir dėl rimtos priežasties: jos pusapvalė struktūra elegantiškai paskirsto suspaudimą per visą jos formą ir nukreipia svorį į du atramos, tilto komponentai, tiesiogiai veikiantys slėgį.

Kita vertus, tempimo jėga arkiniuose tiltuose yra beveik nereikšminga. Natūrali arkos kreivė ir jos gebėjimas išsklaidyti jėgą į išorę labai sumažina įtampos poveikį arkos apatinei pusei.

Bet kaip ir sijos bei santvaros, net galinga arka negali amžinai pralenkti fizikos. Kuo didesnis kreivumo laipsnis (kuo didesnis arkos puslankis), tuo stipresnis įtampos poveikis tilto apatinei daliai. Pastatykite pakankamai didelę arką, ir įtampa ilgainiui aplenks natūralų atraminės konstrukcijos stiprumą.

Arkinio tilto statyboje yra nemaža kosmetikos įvairovė, tačiau pagrindinė struktūra nesikeičia. Pavyzdžiui, yra romėnų, baroko ir renesanso arkos, kurios visos yra architektūriškai skirtingos, bet struktūriškai vienodos.

Būtent pati arka suteikia savo vardo tiltui stiprybės. Iš tikrųjų akmens arkai net nereikia skiedinio. Senovės romėnai statė arkinius tiltus ir akvedukus, kurie iki šiol stovi. Tačiau sudėtinga dalis stato arką, nes abi susiliejančios konstrukcijos dalys neturi struktūrinio vientisumo, kol nesutampa viduryje. Paprastai reikalingos papildomos pastolių arba atraminės sistemos.

Šiuolaikinės medžiagos, tokios kaip plienas ir įtemptasis betonas, leidžia mums pastatyti kur kas didesnes arkas, nei tai darė senovės romėnai. Šiuolaikinės arkos paprastai siekia 200–800 pėdų (61–244 metrų), tačiau Vakarų Virdžinijos Naujojo upės tarpeklio tiltas matuoja įspūdingą 1700 pėdų (518 metrų) ilgį [šaltinis: NOVA].

Pakabinamas tiltas

San Francisko „Auksinių vartų“ tiltas yra klasikinis kabamojo tilto pavyzdys.

San Francisko „Auksinių vartų“ tiltas yra klasikinis kabamojo tilto pavyzdys.

Kaip matyti iš pavadinimo, pakabos tiltai, kaip Auksinių Vartų tiltas ar Bruklino tiltas, kabinami važiuojamąja dalimi kabeliais, virvėmis ar grandinėmis iš dviejų aukštų bokštų. Šie bokštai palaiko didžiąją dalį svorio, nes suspaudimas stumiasi žemyn ant pakabos tilto denio ir tada eina aukščiau kabelių, lynų ar grandinių, kad suspaudimas būtų perkeltas į bokštus. Tada bokštai suspaudimą išsklaido tiesiai į žemę.

atraminiai laidai, kita vertus, priima tilto įtempimo jėgas. Šie laidai eina horizontaliai tarp dviejų tolimųjų tvirtinimai. Tilto tvirtinimai iš esmės yra tvirtos uolienos arba masyvūs betoniniai blokai, kuriais tiltas yra įžemintas. Įtempimo jėga patenka į tvirtinimus ir į žemę.

Kaip veikia tiltai: gali

Be kabelių, beveik visuose pakabos tiltuose po tilto deniu yra atraminė santvaros sistema, vadinama a denio santvaros. Tai padeda sutvirtinti denį ir sumažinti važiuojamosios kelio dalies polinkį į pasvirimą ir plyšimą.

Pakabos tiltai gali lengvai peržengti atstumus tarp 2 000–7 000 pėdų (610 ir 2 134 metrų), leisdami jiems įveikti atstumus, viršijančius kitų tiltų konstrukcijų aprėptį. Tačiau atsižvelgiant į jų konstrukcijos sudėtingumą ir medžiagas, reikalingas jiems pastatyti, jie taip pat dažnai yra brangiausias tilto pasirinkimas.

Tačiau ne kiekvienas kabamasis tiltas yra šiuolaikinio plieno inžinerinis stebuklas. Tiesą sakant, ankstyviausios buvo pagamintos iš susuktos žolės. Kai 1532 m. Ispanų konkistadoriai leidosi į Peru, jie atrado Inkų imperiją, sujungtą šimtais pakabinamų tiltų, siekdami daugiau nei 150 pėdų (46 metrų) tarpus per gilius kalnų tarpekus. Kita vertus, Europa nematytų savo pirmojo kabamojo tilto tik po beveik 300 metų [šaltinis: Foer].

Žinoma, iš susuktos žolės pagaminti pakabos tiltai netrunka taip ilgai, kad būtų užtikrintas saugus važiavimas per tarpą. Šiandien Anduose yra tik vienas toks tiltas, kurio aukštis yra 27 pėdos.

Kas toliau? Užuomina: norėdami sužinoti, turėsite apsistoti (tai yra užuomina!).

Tiltas su kabeliu

Olandijos „Erasmus“ tiltas savo armonuotu kabeliu primena arfą.

Olandijos „Erasmus“ tiltas savo armonuotu kabeliu primena arfą.

Iš pirmo žvilgsnio tiltas su trosu gali atrodyti tik kaip kabamasis tiltas, tačiau neleiskite, kad jų panašūs bokštai ir pakabinami keliai jus apgautų. Kabelio tilteliai nuo jų pirmtakų pakabos skiriasi tuo, kad jiems nereikia tvirtinimo įtaisų ir nereikia dviejų bokštų. Vietoje to, kabeliai eina nuo važiuojamosios kelio dalies iki vieno bokšto, kuris vienas pats turi svorį.

Kabelio tilto bokštas yra atsakingas už gniuždomųjų jėgų sugertį ir su jomis susijusius veiksmus. Kabeliai įvairiais būdais pritvirtinami prie kelio. Pavyzdžiui, radialiniu būdu kabeliai tęsiasi nuo kelių kelio taškų iki vieno taško prie bokšto, kaip ir daugybė žvejybos linijų, pritvirtintų prie vieno stulpo. Lygiagrečia schema kabeliai pritvirtinami prie kelio ir bokšto keliuose atskiruose taškuose.

Kaip veikia tiltai: veikia

Po Antrojo pasaulinio karo inžinieriai pastatė pirmuosius tiltus su kabeliais Europoje, tačiau pagrindinis jų dizainas kilo XVI amžiuje ir kroatų išradėjo Fausto Vrancico. Šiuolaikinis astronomų Tycho Brache'o ir Johaneso Keplerio filmas „Vrancic“ savo knygoje „Machinae Novae“ sukūrė pirmąjį žinomą troso tilto eskizą.

Šiandien tiltai su trosu yra populiarus pasirinkimas, nes jie siūlo visus pakabos tilto pranašumus, tačiau mažesnėmis sąnaudomis yra nuo 500 iki 2800 pėdų (152–853 metrų). Jiems reikia mažiau plieninių kabelių, jie greičiau statomi ir įdedami daugiau betoninių profilių.

Vis dėlto ne visiems tiltams reikia didelių plieno ir betono gabalų. Kartais medžio šaknis ar dvi padarys apgaulę.

Gyvieji tiltai

Gyvas šaknies tiltas kerta upelį Meghalaya mieste, Indijoje.

Gyvas šaknies tiltas kerta upelį Meghalaya mieste, Indijoje.

Pirmaisiais tiltais greičiausiai netrūko rąstų, apvirstų upeliais, tačiau didžioji žmonijos dalis tiltų tiesimo istorijoje yra dirbtinių konstrukcijų, pagamintų iš elementų, istorija. Tačiau šiaurės Indijos Meghalaya regione galime rasti vieną ryškiausių šios taisyklės išimčių.

Musonų sezono metu čia vietiniai gyventojai ištveria pačias drėgniausias žemės sąlygas, o kylantys potvynių vandenys supjaustė žemę į pavienius fragmentus. Pastatykite tiltą iš vynuogynų ar pjaustytų lentų, o lietaus miškų drėgmė neišvengiamai pavers jį kompostu. Kaip matote iš nuotraukos, vietiniai žmonės sukūrė gana elegantišką problemos sprendimą: Jie augina savo tiltus iš natūralios augmenijos. Tai darydami, didelę dalį tilto priežiūros pareigų jie perkelia pačiam tiltui.

Žinoma, pastatyti gyvą tiltą reikia kantrybės. Vietiniai kaimiečiai savo konstrukcijas suplanuoja prieš dešimtmetį ar daugiau. Pavyzdžiui, karo fazių žmonės sukuria šaknis nukreipiančias sistemas iš senų betelio riešutų medžio kamienų tuščiavidurių pusių, kad nukreiptų smauglių figų šaknis norima linkme. Jie tiesiog nukreipia šaknis virš upės ar upės, apimdami ją, ir tik leidžia šaknims pasinerti į žemę priešingame krante. Didesni gyvi tiltai gali pasigirti iki 30 pėdų ilgio iki 100 pėdų, gali nešti 50 žmonių ir gali tęstis 500 metų [šaltinis: prekybininkas].

Tačiau automobilių ar pėsčiųjų eismas yra toli gražu ne vienintelė jėga, veikianti tiltą. Kitame puslapyje mes susipažinsime su dar dviem iš jų.

Papildomos tilto jėgos: sukimasis ir šlyties

Iki šiol mes palietėme dvi svarbiausias tilto projektavimo jėgas: suspaudimą ir įtempimą. Dešimtys papildomų pajėgų taip pat turi įtakos tiltų veikimui. Šios jėgos paprastai būdingos tam tikrai vietai ar dizainui.

Sukimas, pavyzdžiui, kelia ypatingą susirūpinimą inžinieriams, projektuojantiems pakabos tiltus. Jis atsiranda, kai didelis vėjas sukelia pakabinamo kelio sukimąsi ir posūkį kaip riedėjimo banga. Kaip mes apžiūrėsime kitame puslapyje, Vašingtono „Tacoma Narrows“ tiltas patyrė sukimo žalą, kurią, savo ruožtu, sukėlė kita galinga fizinė jėga

Natūrali arkininių tiltų forma ir santvaros struktūra ant sijos tiltų apsaugo juos nuo šios jėgos. Pakabos tiltų inžinieriai, atvirkščiai, kreipėsi į denyje tvirtinamas santvaras, kurios, kaip ir sijos tiltų atveju, efektyviai pašalina sukimo padarinius.

Nepaprastai ilgio pakabos tiltuose vien denio santvarų nepakanka. Inžinieriai atlieka modelių vėjo tunelio bandymus, kad nustatytų tilto atsparumą sukimo judesiams. Apsiginklavę šiais duomenimis, jie naudoja aerodinamines santvaros konstrukcijas ir įstrižinius pakabos kabelius, kad sušvelnintų sukimo padarinius.

Šlyties: Šlyties įtempis atsiranda, kai dvi pritvirtintos konstrukcijos (arba dvi vienos konstrukcijos dalys) yra verčiamos priešingomis kryptimis. Jei šlifavimo jėga nepaliekama, ji tiesiogine prasme gali perpjauti tilto medžiagas per pusę. Paprastas šlyties jėgos pavyzdys būtų perkelti ilgą strypą pusiau į žemę ir tada pritaikyti šoninę jėgą prieš viršutinę smogtuvo dalį. Esant pakankamam spaudimui, jūs galėtumėte perversti statymą per pusę. Tai veikianti šlyties jėga.

Kitame puslapyje apžvelgsime tikrai griaunančią jėgą: rezonansą.

Daugiau tilto jėgų: rezonansas

Rezonansas nušviečia Vašingtono „Tacoma Narrows“ kabamąjį tiltą per Puget Sound 1940 m. Lapkričio 7 d.

Rezonansas nušviečia Vašingtono „Tacoma Narrows“ kabamąjį tiltą per Puget Sound 1940 m. Lapkričio 7 d.

Galite galvoti rezonansas kaip vibracinis ekvivalentas sniego gniūžtės, nusileidžiančios nuo kalvos ir tapusios lavina. Jis prasideda kaip santykinai mažas, periodiškas mechaninės sistemos stimuliavimas, pavyzdžiui, vėjo valymas tiltu. Tačiau šie virpesiai daugiau ar mažiau atitinka natūralius tilto virpesius. Jei jis nebus pažymėtas, vibracija gali drastiškai padidėti, todėl per tiltą sukimosi bangų pavidalu gali atsirasti destruktyvios, rezonansinės vibracijos.

Pabrėžtiausias rezonanso pavyzdys buvo 1940 m., Kai rezonansinės vibracijos sunaikino Tacoma Narrows tiltą Vašingtone.Incidentas tuo metu buvo ypač šokiruojantis, nes konstrukcija buvo sukurta atlaikyti iki 120 mylių (193 kilometrų) per valandą vėją ir žlugo vos 40 mylių (64 kilometrų) vėjyje.

Atidžiai ištyrus situaciją, paaiškėjo, kad tilto denio standumo santvara nebuvo pakankama perdangai, tačiau vien tai negalėjo sumažinti tokios struktūros. Kaip paaiškėjo, vėjas tą dieną buvo tinkamu greičiu ir smogė tiltui tinkamu kampu, kad užmuštų mirtiną vibraciją. Besitęsiantis vėjas padidino virpesius, kol bangos išaugo tokios didelės ir žiaurios, kad nutraukė tiltą. Poveikis panašus į dainininkės, jos balsu daužant taurę.

Tačiau vėjas nėra vienintelė potenciali grėsmė. Kai armija žygiuoja per tiltą, kareiviai dažnai „laužosi žingsnį“, kad ritmingas jų žygiavimas nepradėtų rezonuoti visame tilte. Pakankamai didelė armija, žygiuojanti tik tinkamu ritmu, galėtų pajudinti mirtiną vibraciją.

Norėdami visiškai sušvelninti tilto rezonansinį efektą, inžinieriai į tilto konstrukciją įtraukia slopintuvus, kad nutrauktų rezonansines bangas ir neleistų joms augti.

Kitas būdas sustabdyti rezonansą yra suteikti jam mažiau vietos paleisti laukinius gyvūnus. Jei tiltas gali pasigirti tvirta kelio danga, tada rezonansinė banga gali lengvai nuvažiuoti tilto ilgį ir sugadinti. Bet jei tilto važiuojamąją dalį sudaro skirtingos atkarpos su persidengiančiomis plokštėmis, vienos sekcijos judėjimas per plokštes paprasčiausiai pereina į kitą, sukurdamas trintį. Triukas yra sukurti pakankamai trinties, kad būtų pakeistas rezonansinės bangos dažnis. Pakeitus dažnį, neleidžiama bangai kurti.

Deja, reikia dar vienos didelės jėgos, galinčios sunaikinti tiltus. Ar spėliojama, kas tai yra?

Orai, tiltų naikintojas

Du tiltai gulėjo griuvėsiuose netoli Biloxi ir Ocean Springs, Misis valstijoje, po 2005 m. Niokojančio uragano „Katrina“.

Du tiltai gulėjo griuvėsiuose netoli Biloxi ir Ocean Springs, Misis valstijoje, po 2005 m. Niokojančio uragano „Katrina“.

Nors vėjas neabejotinai gali sukelti destruktyvias rezonansines bangas, oras, kaip visuma, atveria daugybę griaunamų puolimų ant mūsų statomų tiltų. Tiesą sakant, negailestingas lietaus, ledo, vėjo ir druskos darbas neišvengiamai nuvers bet kokį tiltą, kurį žmonės gali pastatyti.

Tiltų dizaineriai išmoko savo amato tyrinėdami praeities nesėkmes. Geležis pakeitė medieną, o plienas pakeitė geležį. Įtemptas betonas dabar vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį statant greitkelių tiltus. Kiekviena nauja medžiaga ar dizaino technika remiasi praeities pamokomis. Sukimasis, rezonansas ir prastos aerodinaminės konstrukcijos lėmė tilto gedimus, tačiau inžinieriai nuolat atsilieka nuo naujovių projektavimo problemoms spręsti.

Tačiau orai yra kantrūs ir nenuspėjami. Tiltų gedimų, susijusių su oru, atvejai paprastai yra didesni nei su projektavimu susijusių gedimų atvejai. Ši tendencija gali reikšti tik tai, kad dar turime surasti veiksmingą sprendimą. Šiai dienai jokia konkreti statybinė medžiaga ar tilto konstrukcija negali pašalinti ar net sušvelninti šių jėgų. Galų gale, mes kalbame apie tas pačias jėgas, kurios ardo ištisas kalnų grandines ir sukuria gilias žemės skiltis. Palyginimui, žmogaus sukurtas tiltas yra niekas.

Kaip ir senovės inkų pakabos tilteliai, vienintelė atgrasanti priemonė yra nuolatinė prevencinė priežiūra.

Norėdami sužinoti dar daugiau apie tiltus, padidinkite tarpą tarp šio puslapio ir kito.


Vaizdo Papildas: Įdomioji inžinerija: kaip veikia asfalto klojimo mašina „Remix Plus“?.




Tyrimas


Kosminiai Robotai Gelbėjimui! Kaip Nasa Aptarnaus Senėjimo Palydovus
Kosminiai Robotai Gelbėjimui! Kaip Nasa Aptarnaus Senėjimo Palydovus

Hawkeris Hartas
Hawkeris Hartas

Mokslas Naujienos


Senovės Vandenyno „Negyvoji Zona“ Uždelsė Gyvenimą Po Masinio Išnykimo
Senovės Vandenyno „Negyvoji Zona“ Uždelsė Gyvenimą Po Masinio Išnykimo

10 Šaunių Išradimų Nuo Devintojo Dešimtmečio
10 Šaunių Išradimų Nuo Devintojo Dešimtmečio

Nuotraukose: Apsinuodijimo Galia Per Laiką
Nuotraukose: Apsinuodijimo Galia Per Laiką

Kodėl Moterys Ir Banginiai Gyvena Turtingą Gyvenimą Po Veisimo
Kodėl Moterys Ir Banginiai Gyvena Turtingą Gyvenimą Po Veisimo

Nemalonūs Vabzdžiai Įkvepia Protingai Skraidantį Robotą
Nemalonūs Vabzdžiai Įkvepia Protingai Skraidantį Robotą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com