Glavni Inovacija Kako bi inženjeri danas izgradili most Golden Gate?

Kako bi inženjeri danas izgradili most Golden Gate?

Koji Film Vidjeti?
 
Što može biti bolje?Pekseli



Otkako je most Golden Gate pušten u promet 27. svibnja 1937. godine, simbol je američkog krajolika.

Do 1870. godine ljudi su shvatili potrebu izgradnje mosta preko tjesnaca Golden Gate kako bi povezao grad San Francisco s okrugom Marin. Međutim, prošlo je još pola stoljeća prije nego što je inženjer konstrukcija Joseph Strauss podnio svoj prijedlog mosta. Planovi su evoluirali, a konačni projekt odobren je kao viseći most koji je na kraju preuzeo preko četiri godine za izgradnju .

Kada se most Golden Gate popeo, bio je to najduži raspon visećeg mosta na svijetu - kablovi drže kolnik između dviju kula, bez međusrednih nosača. A postavka je imala niz inherentnih izazova. Koštala je otprilike 37 milijuna američkih dolara u to vrijeme; izgradnja iste strukture danas koštala bi oko milijardu dolara. Pa, kako se zadržao dizajn tijekom posljednjih 80 godina - i bismo li učinili stvari drugačije da danas počinjemo od nule?

Shema visećeg mosta. Crveni potporni kabeli prenose sile s crnih visećih kabela na plave tornjeve i sidra.Razgovor








Najduži viseći most na svijetu

Most Golden Gate je viseći most, što znači da se oslanja na kablove i tregere pod naponom, zajedno s tornjevima pod tlakom, da bi prešao veliku udaljenost bez ikakvih srednjih nosača. Paluba kolnika visi s okomitih tregera koji se spajaju s dva glavna kabela koja prolaze između tornjeva i sidara na kraju. Suspenzije prenose sile i vlastitu težinu vozila na potporne kabele koji su pričvršćeni za kule i na čvrsto tlo. Jednostavan tkani viseći most.Pustolovine Rutahsa



The prvi mostovi ovog tipa vjerojatno povezao dvije litice fleksibilnim užadima kako bi prešao dolinu ili rijeku. Prije stotina godina, ti su užad bili napravljeni od biljnih vlakana; željezni lanci došli su kasnije. Brooklynski most u New Yorku, otvoren 1883. godine, prvi je upotrijebio čelične kablove, koji su tada postali standardni.

Kule su vjerojatno započele kao jednostavna stijena sa svake strane doline; na kraju su inženjeri koristili masivne kamene ili čelične stupove. Na primjer, most Golden Gate potpomognut je jednim upornikom na oba kraja i dvije kule postavljene preko temelja ugrađenih u morsko dno.

Dva noseća kabela mosta Golden Gate približno su jedina stvar koja nije promijenjena otkako je most pušten u promet 1937. godine. Svaki glavni kabel čine 27.572 čelične žice približne debljine olovke. Građevinske su ekipe gotovo visjele 80.000 milja žičanih kabela s jedne strane mosta na drugu.

Gotovo je nemoguće proizvesti dugački, debeli kabel u jednom komadu bez nedostataka za obavljanje ovog posla. I što je presudno, ako bi jedan veliki kabel držao most i kad bi mu se nešto dogodilo, došlo bi do katastrofalnog neuspjeha. Oslanjanje na manje žice znači da bi svaki kvar bio sporiji, što bi ostavilo vremena za preusmjeravanje katastrofe.

Otkako su ljudi prvi put počeli razmišljati o mostu u zaljevu San Francisca, postojala je velika zabrinutost zbog sposobnosti građevine da izdrži snažne vjetrove na lokaciji, uzburkane vode i moguće potresne snage. San Francisco se nalazi na sjecištu dvaju aktivne tektonske ploče - očito nitko nije želio vidjeti potres koji je srušio most, koji trenutno traje 112.000 vozila dnevno .

Da bi izbjegli ovaj problem, graditelji su također smjestili amortizere na oba kraja mosta kako bi apsorbirali energiju koja dolazi od vjetra ili seizmičkih sila. Ovi posebno dizajnirani prigušivači vibracija cilindri su promjera metra izrađeni od olovne jezgre prekrivene gumom. Smješteni na strateškim mjestima, oni apsorbiraju energiju koja bi inače mogla prouzročiti kolaps mosta.

Održavajući ga u dobroj formi

Uobičajena mudrost sugerira da se infrastrukturni projekt izvodi ubrzo nakon njegove inauguracije. Ali održavanje mosta Golden Gate u obliku vrha zahtijeva trajno strogo održavanje. 80 godina, namjenske ekipe za održavanje su servisirali most, prefarbavajući i zamjenjujući korodirane ili slomljene dijelove po potrebi.

Ovaj se posao mora obaviti prema strogim standardima. Primjerice, kada bilo kojoj od tisuća vijaka koji povezuju sve različite dijelove mosta treba zamijeniti, istodobno se izvade najviše dva, kako bi se most zaštitio od jakih vjetrova ili potresa.

Postoje i pitanja održavanja konstrukcija. Zbog protoka vremena i stalne temperaturne varijabilnosti, kablovi i tregeri se izdužuju ili skupljaju i trebaju povremene provjere i napinjanje. Ova vrsta prilagodbe naziva se ugađanjem i slična je načinu na koji glazbenik održava žičani instrument kako zvuči najbolje.

Što bi se promijenilo kad bismo ga danas izgradili?

Zbog ogromnih troškovi održavanja , neki su ljudi predložili rekonstrukciju mosta Golden Gate na način koji bi ograničio trajne račune za održavanje i rad. Ako odvojimo političku izvedivost, kako bi inženjeri dizajnirali most ako bi ga danas trebali graditi od nule?

Vremenom su istraživači razvili lakše materijale. Korištenje polimera ojačanih vlaknima (FRP) umjesto čelika ili betona način je za smanjenje težine konstrukcije ove veličine. Ova vlastita težina obično je odgovorna za korištenje do 70 do 80 posto svog otpora - to je maksimalno opterećenje koje može podnijeti prije nego što otkaže. Smanjujući ga, strukturi mosta trebala bi manja čvrstoća, što bi omogućilo jeftinije i lakše opcije.

Primjerice, dizajneri su počeli upotrebljavati materijale ojačane vlaknima (FRP) u mostovima kao što je Market Street Bridge u zapadnoj Virginiji. FRP koristi plastičnu smolu za povezivanje staklenih ili ugljičnih vlakana koja daju čvrstoću materijalu. Budući da su četiri puta lakši od betona, FRP-ovi su pet do šest puta jači.

Vjerojatno bi prva meta dizajnera za promjenu zamjenskog mosta Golden Gate bio sastav kabela. Čelik koji se trenutno koristi korozivan je, teži je za četiri puta od novijih materijala i može otkazati u oštrim vlažnim i temperaturnim okruženjima - baš poput onih koje nailazi na ovom mjestu. Karbonski kabeli su inertniji i već se koriste širom svijeta.

U kablovskom mostu kabeli se izravno spajaju s palube na tornjeve.Razgovor

Ovi materijali lakši od čelika mogli bi se koristiti i u drugim elementima mosta, poput prometnice. Korištenje plastičnih kompozitnih podova moglo bi smanjiti samotežinu palube mosta Golden Gate za pet puta. To bi inženjerima omogućilo projektiranje i konstrukciju kablovskog mosta, a ne visećeg mosta. Prednost bi bila sposobnost uklanjanja tregera; u kablovskom mostu kabeli se prenose izravno s palube na tornjeve. Prvi kablovski most na autocesti s CFRP kabelima je švicarski most Stork, otvoren 1996. godine.

Kablovski most može imati duži raspon od visećeg mosta, pa bi njegova struktura između nosača i obale mogla biti jednostavnija. Također izgradnja tornjeva bliže obali, gdje je vodeno korito plitko, pomogla bi ublažiti jedan od glavnih problema kada je most Golden Gate prvi put izgrađen: vrlo je teško i skupo raditi na temeljima tornja u dubokoj vodi s jakim strujama.

Sustav prigušivanja mogao bi se riješiti i novim dizajnom. Prigušivači na bazi olovne jezgre koji su korišteni u izgradnji Zlatnih vrata mogli bi biti zamijenjeni novijim tehnologijama koje su sposobnije oduprijeti se vjetru, prometu i seizmičkim silama. Ovo poboljšanje osiguralo bi da se spriječi kvar poput onog na mostu Tacoma Narrows - kada je vjetar puhao most postrance, on se uvio i srušio - da se spriječi.

Uz sve rečeno, most Golden Gate i dalje dobro posluje. Čak i s drugim izvedivim i jeftinijim opcijama, nitko realno ne radi na zamjeni ikone Art Deco i njezina svjetski poznatog međunarodnog posla s narančastom bojom. Most Golden Gate pomno se nadgleda kako bi se osiguralo da ne prelazi svoje granice stresa zbog prometa, vjetra i seizmičkih opterećenja. Možemo se veseliti još barem 80 godina ovog inženjerskog remek-djela.

Hota GangaRao je profesor građevine i zaštite okoliša na Sveučilište zapadne Virginije i Maria Martinez de Lahidalga de Lorenzo je diplomirani znanstveni asistent na Sveučilište zapadne Virginije . Ovaj je članak prvotno objavljen dana Razgovor . Čitati Orginalni članak .

Članci Koji Bi Vam Se Možda Svidjeli :