Köprüler Nasıl Çalışır?

{h1}

Köprüler, muazzam ağırlığı destekliyor, devasa mesafelere yayılıyor ve tüm bunlar doğadaki en büyük güçlere dayanıyor. Bu mühendislik becerileri hakkında bilgi edinin (bazı kusurların yanı sıra).

Biz bir köprü kurucuları türüyüz. Zaman geçtikçe, insanlar Jiaozhou Bay gibi engellerin üstesinden gelmek için yapıları tasarladılar. Suyun gövdesi şimdi, Çin'in yoğun liman kenti Quingdao'yu Çin'in Huangdou banliyöüne bağlayan 26,4 mil (42,5 kilometrelik) köprüye ev sahipliği yapıyor.

Çelik, taş, kereste ve hatta yaşayan bitki örtüsünü, istediğimiz yerlere, insanlara ve şeylere ulaşmak için harcadık.

Kavramın kendisi bir derenin karşısındaki bir ağacı kesmek kadar basit olsa da, köprü tasarımı ve inşası ciddi bir ustalık gerektirmektedir. Sanatçılar, mimarlar ve mühendisler, köprünün inşasına büyük kaynak aktarıyorlar ve bunu yaparken yaşadığımız çevreyi yeniden şekillendiriyorlar.

Bunun bir sonucu olarak, bazıları Yunanistan'ın 3.000 yıllık Arkadiko köprüsü gibi eski bir köprüyü, ya da Hindistan'ın 500 yıllık Meghalaya yaşayan köprülerinin değişmediği bir köprüler gezegeninde yaşıyoruz. sonra). İnsanlar sayısız diğer köprülere ve inşaa ettikleri ırmaklara düştüler;

Bu yazıda, sıkça aldığımız köprüleri (biz kelimenin tam anlamıyla yürüdüğümüz ve sürdüğümüz köprüleri) ve bunları mümkün kılan tasarımları öğreneceğiz. Köprü mühendisliğinin temel prensiplerine, farklı türlere ve sürekli olarak dünya köprülerinin yok edilmesini tehdit eden fiziksel güçleri ve doğal olayları nasıl engellemeye çalıştığımıza bakacağız.

İlk önce, en temel konulara geçelim.

BATS: Köprü Tasarımının Temelleri

Manitoba, Kanada'nın Esplanade Riel yaya köprüsü, 2003 yılında yarıştı ve Kızıl Nehir'e yayıldı.

Manitoba, Kanada'nın Esplanade Riel yaya köprüsü, 2003 yılında yarıştı ve Kızıl Nehir'e yayıldı.

Bir köprü kuracaksanız, biraz yardıma ihtiyacınız olacak. YARASALAR - Köprülerin altında sıklıkla yaşayan tüylü, kanatlı memeliler değil, aynı zamanda köprü yapısının ana yapısal bileşenleri: kirişler, kemerler, makasları ve süspansiyonlar.

Bu dört teknolojinin çeşitli kombinasyonları, çok çeşitli köprü tasarımlarına olanak tanır. kiriş köprüler, kemer köprüler, truss köprüler ve asma köprüler resimdeki gibi daha karmaşık varyasyonlara yan destekli kablo askılı köprü. 21. yüzyılın tüm karmaşıklığı için, yan destek tasarımı ilk olarak yaklaşık iki asır önce kullanılmış olan askıya alma ilkelerine dayanmaktadır.

Bu dört köprü tipi arasındaki temel farklar, tek bir şekilde geçebilecekleri uzunluklara iner. karış, ikisi arasındaki mesafedir köprü destekleriKöprüyü aşağıdaki yüzeye bağlayan fiziksel destekler. Köprü destekleri sütunlar, kuleler ve hatta bir kanyonun duvarlarını bile alabilir.

Modern kiriş köprüleri, örneğin, 200 metreye (60 metre) kadar uzanırken, modern kemer köprülerinin güvenli bir şekilde 800-1.000 fit (240-300 metre) geçebileceği düşünülüyor. Asma köprüler 2,000-7.000 feet (610-2,134 metre) arasında uzanabilir.

Yapısından bağımsız olarak, her köprünün bundan sonra konuşacağımız iki önemli güç altında güçlü durması gerekiyor.

Gerilim ve Sıkıştırma: Her Köprü İki Kuyu Bilir

Köprüler nasıl çalışır?: köprüler

Bir kemer köprüsünün bir kiriş köprüsünden daha uzak mesafelere ya da bir kemer köprüsünün yedi katı kadar uzayan bir asma köprüye yayılmasına izin veren nedir? Cevap, her köprü tipinin, önemli sıkıştırma ve gerilme kuvvetleriyle nasıl başa çıktığıdır.

gerginlik: Bir römorkör savaşında bir ipe ne olur? Doğru, çeken iki terli rakip takımın gerginliğinden geçiyor. Bu kuvvet, aynı zamanda, gerilme gerilmesi ile sonuçlanan köprü yapıları üzerinde de etkilidir.

Sıkıştırma: Bir yaya bastığınızda ve çökerken ne olur? Doğru, sıkıştırırsın, ve onu çarpar, uzunluğunu kısaltırsın. Bu nedenle, sıkıştırılmış stres, gerilme gerilmesinin tersidir.

Sıkıştırma ve gerilim tüm köprülerde mevcuttur ve resmedildiği gibi, her ikisi de farklı yük ağırlıkları ve diğer kuvvetler yapı üzerinde hareket ettikçe köprünün bir kısmına zarar verebilir. Bu kuvvetleri burkulmadan ya da kopmadan kullanabilmek için köprü tasarımının görevi.

burulma sıkıştırma, bir nesnenin bu güce dayanma yeteneğini ortadan kaldırdığında oluşur. Yanaşma Gerilim, bir nesnenin uzatma kuvvetini tutma yeteneğini aştığı zaman ne olur.

Bu güçlü güçlerle baş etmenin en iyi yolu ya onları dağıtmak ya da aktarmaktır. Dağılım ile tasarım, kuvvetin daha büyük bir alan üzerinde eşit bir şekilde yayılmasına izin verir, böylece hiçbir nokta onun yoğunlaşan brütünü taşımamaktadır. Bir hafta boyunca her gün bir tane çikolatalı kek yemek ve tek bir öğleden sonra yedi çörek yiyen fark.

Aktarma gücünde, bir tasarım stresi bir zayıflık alanından mukavemet alanına taşır. Gelecek sayfalara gireceğimiz gibi, farklı köprüler bu stresleri farklı şekillerde ele almayı tercih ediyor.

Işın köprüsü

Bir tren bir kiriş köprüsü üzerinde hızlanır.

Bir tren bir kiriş köprüsü üzerinde hızlanır.

Köprü inşaatı bundan daha kolay olamaz. Bir ışın köprüsü oluşturmak için (aynı zamanda kiriş köprüsü), tek ihtiyacınız olan sabit bir yatay yapı (bir kiriş) ve her iki ucunda bir tane olmak üzere iki destek. Bu bileşenler doğrudan köprünün aşağı doğru ağırlığını ve bunun üzerinden geçen herhangi bir trafiği destekler.

Bununla birlikte, destek ağırlığında, çipura köprüsü hem sıkışma hem de gerilme gerilmesine dayanır. Bu güçleri anlamak için basit bir model kullanalım.

Eğer ikiye dört çekip iki boş süt sandığına koyacak olsaydın, kendine bir kaba ışın köprüsü olurdu. Şimdi bunun ortasında ağır bir ağırlık yerleştirecekseniz, ikiye dörtlük bükülecektir. Üst taraf, sıkıştırma kuvvetinin altında bükülecek ve alt taraf gerilme kuvveti altında bükülecektir. Yeterince kilo ekleyin ve ikide dördü sonunda bozulur. Üst taraf tokalı ve alt taraf kıstırdı.

Birçok kiriş köprüsü, yükü işlemek için beton veya çelik kirişler kullanır. Kirişin büyüklüğü ve özellikle kirişin yüksekliği, kirişin açabileceği mesafeyi kontrol eder. Kirişin yüksekliğini arttırarak, kiriş gerilimi dağıtmak için daha fazla malzemeye sahiptir. Çok uzun kirişler oluşturmak için köprü tasarımcıları destek ekler kafes işiya da demetKöprünün ışınına. Bu destek kirişi, mevcut kirişe sertlik katar ve sıkıştırma ve gerginliği dağıtma yeteneğini büyük ölçüde artırır. Kiriş sıkışmaya başladığında, kuvvet kirişin içinden yayılır.

Yine de bir kiriş ile bile, bir kiriş köprüsü sadece sınırlı bir mesafe için iyidir. Daha uzun bir boyuta ulaşmak için, kirişin köprünün kendi ağırlığını destekleyemediği noktaya ulaşana kadar daha büyük bir kiriş inşa etmelisiniz. Bir sonraki sayfada truss köprülerinde bazı ciddi istatistikler için kendinizi geliştirin.

Kafes köprüler: köşeli ayraç köprüler

Gece ışıkları, Şangay'ın Waibaidu Köprüsü'nün kirişini aydınlatıyor.

Gece ışıkları, Şangay'ın Waibaidu Köprüsü'nün kirişini aydınlatıyor.

Dünya çapında seyahat edin ve standart ışın köprüsünüzde düzinelerce çeşitlilikle karşılaşacaksınız. Bununla birlikte, kilit farklılıklar, kafesin tasarımı, yeri ve kompozisyonuna gelir.

Erken Sanayi Devrimi sırasında, Amerika Birleşik Devletleri'nde ışın köprüsü inşaatı hızla gelişti. Mühendisler, birçok farklı makas tasarımını mükemmelleştirmek için bir girdap verdi. Onların çabaları boşa değildi. Ahşap köprüler kısa bir süre sonra demir modelleri veya ahşap-demir kombinasyonları ile değiştirildi.

Köprüler nasıl çalışır?: köprüler

Köprüler nasıl çalışır?: kadar

Bütün bu farklı kafes modelleri, ışın köprülerinin nasıl inşa edildiğini de belirledi. Bazı özelliklerde bir özellik kafes yoluyla diğerleri övünürken, köprünün üstünde güverte kafes köprünün altında.

Herhangi bir mesafeye yayılan tek bir ışın sıkıştırma ve gerginliğe maruz kalır. Kirişin en tepesi en fazla sıkıştırmayı alır ve kirişin en alt kısmı en fazla gerginliğe maruz kalır. Kirişin ortası, çok az sıkıştırma veya gerginlik yaşar. Bu nedenle, sıkıştırma ve gerginlik kuvvetlerini daha iyi ele almak için kirişlerin üst ve alt kısımlarında daha fazla malzeme sağlayan I-kirişlerimiz vardır.

Ve bir demet kirişin tek bir kirişten daha sert olmasının başka bir sebebi var: Bir kafes kiriş, bir yükün kiriş çalışması yoluyla dağılmasını sağlar. Genellikle bir üçgenin bir varyantı olan bir kafesin tasarımı, hem çok sert bir yapı hem de yükü tek bir noktadan oldukça geniş bir alana aktaran bir yapı oluşturur.

Truss köprüler büyük ölçüde Sanayi Devrimi'nin bir ürünü iken, bir sonraki örneğimiz olan kemer, zaman içinde çok daha ileriye uzanır. Kılıcını ve sandaletini al, çünkü Roma'ya gitmek üzereyiz.

Kemer köprüsü

Pont du Gard su kemeri, Hıristiyan dini kadar eskidir.

Pont du Gard su kemeri, Hıristiyan dini kadar eskidir.

2000 yıldan fazla mimari kullanımdan sonra, kemer köprü tasarımlarında ve iyi bir nedenden ötürü belirgin bir şekilde öne çıkmaya devam ediyor: Yarı dairesel yapısı, sıkıştırmayı tüm formuyla zarif bir şekilde dağıtır ve ağırlığını ikiye ayırır. abutmentlarKöprünün basıncını doğrudan alan bileşenleri.

Öte yandan kemer köprülerindeki gerilme kuvveti neredeyse göz ardı edilebilir. Kemerin doğal eğrisi ve kuvvetin dışarıya doğru dağılma kabiliyeti, kemerin alt tarafındaki gerilimin etkilerini büyük ölçüde azaltır.

Ama kirişler ve kafeslerle olduğu gibi, güçlü kemer bile sonsuza kadar fiziği geçemez. Eğrilik derecesi ne kadar büyükse (kemerin yarım dairesi ne kadar büyükse), köprünün alt tarafındaki gerilimin etkileri o kadar büyük olur. Yeteri kadar büyük bir kemer inşa edin ve gerilim, destek yapısının doğal gücünü üstesinden gelecek.

Kemer köprüsü inşaatında çok çeşitli kozmetik çeşitler olsa da, temel yapı değişmez. Örneğin, hepsi mimari olarak farklı ama yapısal olarak aynı olan Roma, Barok ve Rönesans kemerleri vardır.

Onun isminin köprüsünü sağlamlaştırmasını sağlayan kemerin kendisi. Aslında taştan yapılmış bir kemere bile harç gerekmez. Antik Romalılar bugün hala ayakta duran kemer köprülerini ve su kemerleri inşa ettiler. Bununla birlikte, zor kısım, kemerin inşasıdır, çünkü yapının iki yakınsayan kısmı, ortada buluşana kadar yapısal bütünlüğüne sahip değildir. Bu nedenle, ek iskele veya destek sistemleri tipik olarak gereklidir.

Çelik ve öngerilmeli beton gibi modern malzemeler, eski Romalılardan çok daha büyük kemerler inşa etmemizi sağlıyor. Modern kemerler genellikle 200 ila 800 feet (61 ve 244 metre) arasındadır, ancak Batı Virginia'nın New River Gorge Köprüsü etkileyici bir 1.700 feet (518 metre) [kaynak: NOVA] ölçer.

Süspansiyon Köprüsü

San Francisco'nun Golden Gate Köprüsü, bir asma köprünün klasik bir örneği olarak duruyor.

San Francisco'nun Golden Gate Köprüsü, bir asma köprünün klasik bir örneği olarak duruyor.

İsminden de anlaşılacağı gibi, Golden Gate Köprüsü veya Brooklyn Köprüsü gibi asma köprüler, iki uzun kuleden gelen kabloları, halatları veya zincirleri ile yolu askıya alır. Bu kuleler, sıkıştırma köprüsünün güvertesi üzerinde aşağı doğru itildikçe ve daha sonra kulelere sıkıştırmayı transfer etmek için kabloları, halatları veya zincirleri yukarı doğru ilerledikçe ağırlığın çoğunu desteklemektedir. Kuleler daha sonra sıkıştırmayı doğrudan toprağa dağıtır.

destekleyen kablolarÖte yandan köprünün gerginlik kuvvetlerini alır. Bu kablolar, iki uzak uç arasında yatay olarak çalışır demirleme. Köprü ankrajları esas olarak köprünün topraklandığı katı kaya veya masif beton bloklardır. Traksiyon kuvveti ankrajlara ve toprağa geçer.

Köprüler nasıl çalışır?: çalışır

Kablolara ek olarak, hemen hemen tüm asma köprüler, köprü güvertesi altındaki bir destek kiriş sistemine sahiptir. güverte kafes. Bu, güverteyi sağlamlaştırmaya ve karayolunun salınım ve dalgalanma eğilimini azaltmaya yardımcı olur.

Süspansiyon köprüleri, 2,000 ila 7,000 fit (610 ve 2,134 metre) arasındaki mesafeleri kolayca geçebilir ve böylece diğer köprü tasarımlarının kapsamının ötesindeki mesafeleri uzatabilir. Tasarımlarının karmaşıklığı ve onları inşa etmek için gerekli malzemeler göz önüne alındığında, ancak bunlar genellikle en pahalı köprü seçeneği.

Ama her asma köprüsü modern çeliğin mühendislik harikası değildir. Aslında, en erken olanlar bükülmüş çimlerden yapılmıştır. İspanyol fokları 1532'de Peru'ya girdiğinde, yüzlerce asma köprüyle bağlanmış bir İnka imparatorluğu keşfettiler ve derin dağ gorgesinde 150 metreden (46 metre) geniş bir alana yayıldılar. Öte yandan Avrupa, ilk asma köprüsünü yaklaşık 300 yıl öncesine kadar göremezdi [kaynak: Foer].

Kuşkusuz, bükülmüş çimlerden yapılan asma köprüler uzun sürmez, aralık boyunca güvenli yolculuk sağlamak için sürekli olarak değiştirilmesini gerektirir. Bugün, Andes'te 90 metreyi (27 metre) ölçen böyle bir köprü kalıyor.

Sıradaki ne? İpucu: Öğrenmek için etrafta kalmak zorundasınız (bu bir ipucu!).

Kablolu köprü

Hollanda'nın Erasmus Köprüsü, kablolu inşaatı ile bir arp benziyor.

Hollanda'nın Erasmus Köprüsü, kablolu inşaatı ile bir arp benziyor.

İlk bakışta, kablo köprüsü, yalnızca asma köprünün bir çeşidi gibi görünebilir, ancak benzer kulelerine ve asılı yolların sizi kandırmasına izin vermeyin. Askılı köprüler, askıya almalarına gerek duymadıklarından ve iki kuleye ihtiyaç duymalarından ötürü süspansiyon seleflerinden farklıdır. Bunun yerine, kablolar karayolundan, ağırlığı taşıyan tek bir kuleye kadar uzanır.

Askılı bir köprünün kulesi, sıkıştırıcı kuvvetlerle emilmekten ve bunlarla ilgilenmekten sorumludur. Kablolar yollara çeşitli yollarla bağlanır. Örneğin, radyal bir modelde, kablolar, yoldaki birkaç noktadan, tek bir kutba bağlanan çok sayıda balıkçılık hattı gibi, kuledeki tek bir noktaya kadar uzanır. Paralel bir düzende, kablolar hem yol hem de kuleye birkaç ayrı noktada bağlanır.

Köprüler nasıl çalışır?: nasıl

Mühendisler, İkinci Dünya Savaşı'nın sona ermesini müteakip Avrupa'da ilk kablolu köprüleri inşa ettiler, ancak temel tasarım 16. yüzyıla ve Hırvat mucit Faust Vrancic'e kadar uzanıyor. Çağdaş bir astronom olan Tycho Brache ve Johannes Kepler, Vrancic, "Machinae Novae" adlı kitabında, kablo geçişli bir köprünün bilinen ilk taslağını oluşturdu.

Bugün, teleferik köprüler, bir asma köprünün tüm avantajlarını sundukları için popüler bir seçimdir, ancak 500 ila 2,800 feet (152 ila 853 metre) arası açıklıklar için daha düşük bir maliyetle. Daha az çelik kabloya ihtiyaç duyarlar, daha prekast beton bölümler inşa etmek ve birleştirmek için daha hızlıdırlar.

Tüm köprüler, büyük çelik ve beton parçaları gerektirmez. Bazen bir ağaç kökü veya iki numara yapar.

Yaşayan Köprüler

Yaşayan bir kök köprü, Meghalaya, Hindistan'da bir dere geçiyor.

Yaşayan bir kök köprü, Meghalaya, Hindistan'da bir dere geçiyor.

İlk köprüler büyük olasılıkla derelerden yoksun kütüklerden başka bir şey değildir. Oysa insanlığın köprü kurma mirasının çoğu, unsurlardan üretilmiş yapay yapıların öyküsüdür. Bununla birlikte, kuzey Hindistan'ın Meghalaya bölgesinde bu kuralın en çarpıcı istisnalarından birini bulabiliriz.

Muson mevsimi boyunca, burada yerliler yeryüzündeki en sıcak koşulların bazılarına katlanmakta ve yükselen sel suları karayı izole parçalara ayırmaktadır. Dokuma asmalar veya taranmış tahtalardan bir köprü oluşturun ve yağmur ormanlarının nemi kaçınılmaz olarak kompost haline getirecektir. Fotoğraftan görebildiğiniz gibi, yerel halk bu soruna oldukça zarif bir çözüm geliştirdi: Köprülerini doğal bitki örtüsünden ürettiler. Bunu yaparken, köprü bakım görevlerinin büyük bir kısmını köprünün kendisine doğru çevirirler.

Yaşayan bir köprü kurmak elbette sabır ister. Yerel köylüler, yapılarını on yıl veya daha fazla önceden planlıyorlar. Örneğin, War-Khasis insanları, eski betel somun ağacı gövdelerinin çukurlardan, yabancı incir köklerini istenen yöne yönlendirmek için kök rehberlik sistemleri oluştururlar. Onlar sadece kökleri bir dere veya ırmağın üzerinden yönlendirir, onu genişletir ve sadece köklerin karşı kıyıdaki dünyaya dalmasına izin verir. Daha büyük yaşam köprüler, 100 metreye (30 metre) kadar uzunluklara sahiptir, 50 kişinin ağırlığını taşıyabilir ve 500 yıla kadar uzayabilir [kaynak: Tüccar].

Fakat araba ya da yaya trafiğinin ağırlığı bir köprüyü etkileyen tek güçten uzaktır. Bir sonraki sayfada, iki tane daha öğreneceğiz.

Ek Köprü Kuvvetleri: Torsiyon ve Makas

Şimdiye kadar, köprü tasarımında en önemli iki kuvvete değinmiştik: sıkıştırma ve gerginlik. Yine de onlarca ek güç köprünün çalışma şeklini de etkiler. Bu kuvvetler genellikle belirli bir yere veya tasarıma özgüdür.

burulmaÖrneğin, asma köprüleri tasarlayan mühendisler için özel bir endişe. Yüksek rüzgar, asılı yolun dönme dalgası gibi dönmesine ve bükülmesine neden olduğunda ortaya çıkar. Bir sonraki sayfada keşfedeceğimiz gibi, Washington'un Tacoma Narrows Köprüsü, başka bir güçlü fiziksel kuvvetin neden olduğu torsiyondan hasar gördü.

Kemer köprülerinin doğal şekli ve kiriş köprüleri üzerindeki kafes yapısı onları bu kuvvetten korur.Diğer taraftan, asma köprü mühendisleri, kiriş köprüleri durumunda olduğu gibi, burulma etkilerini etkin bir şekilde ortadan kaldıran güverte takviye kafeslerine yöneldiler.

Ancak, aşırı uzunluktaki süspansiyon köprülerinde, güverte kirişi tek başına yeterli koruma değildir. Mühendisler, köprünün burulma hareketlerine karşı direncini belirlemek için modellerde rüzgar tüneli testleri yaparlar. Bu verilerle, burulmanın etkilerini hafifletmek için aerodinamik kafes yapıları ve çapraz askı kabloları kullanırlar.

Kayma: Kayma gerilmesi, iki sabitlenmiş yapı (veya tek bir yapının iki parçası) zıt yönlerde zorlandığında ortaya çıkar. Kontrolsüz bırakılırsa, kesme kuvveti köprü malzemelerini tam olarak yarıya bölebilir. Basit bir kesme kuvveti örneği, uzun bir zeminin toprağa yarısını sürmek ve daha sonra kazığın üst kısmının kenarına karşı yanal kuvvet uygulamaktır. Yeterli basınçla, hisseyi ikiye bölebilirdiniz. Bu, hareket halindeki kesme kuvveti.

Bir sonraki sayfada, gerçekten yıkıcı bir güce bakacağız: rezonans.

Daha fazla köprü kuvvetleri: Rezonans

Rezonans, 7 Kasım 1940'ta, Washington'un Tacoma Narrows asma köprüsünü Puget Sound üzerinden yok etti.

Rezonans, 7 Kasım 1940'ta, Washington'un Tacoma Narrows asma köprüsünü Puget Sound üzerinden yok etti.

Düşünebilirsin rezonans Bir tepenin aşağı inen ve çığ haline gelen bir kartopunun titreşimsel eşdeğeri olarak. Bir köprü büzülmesini sağlayan rüzgar gibi mekanik bir sistemin nispeten küçük, periyodik bir uyarısı olarak başlar. Bununla birlikte, bu titreşimler köprünün doğal titreşimleriyle az çok uyumludur. İşaretlenmemişse, titreşim şiddetli bir şekilde artabilir, burulma dalgaları şeklinde bir köprünün içinden geçen yıkıcı, rezonant titreşimler gönderebilir.

Rezonans titreşimlerinin Washington'daki Tacoma Narrows Köprüsü'nü tahrip ettiği 1940 yılında en dikkat çeken rezonans örneği. Olay, özellikle saatte 120 mil (193 kilometre) 'ye varan rüzgarlara dayanacak ve sadece 40 mil (64 kilometre) rüzgarda çökecek şekilde tasarlandığından dolayı şok geçiriyordu.

Durumun yakından incelenmesi, köprünün güverte takviye kirişinin açıklık açısından yetersiz olduğunu gösterdi, ancak bu tek başına böyle bir yapıyı ortaya çıkaramadı. Anlaşıldığı gibi, o gün rüzgar doğru hızdaydı ve ölümcül titreşimi durdurmak için köprüyü sadece sağ açıya çarptı. Devam eden rüzgârlar, dalgalar o kadar büyük ve şiddetli hale gelene kadar titreşimleri arttırdı ve köprünün kırılmasını sağladı. Efekt, bir şarkıcının sesini bir camı kırıp geçirmesine benzer.

Ancak rüzgar tek potansiyel tehdit değildir. Bir ordu bir köprünün üzerinden geçtiğinde, askerler genellikle ritmik yürüyüşlerinin köprü boyunca rezonansa başlamayacak şekilde “adım atıyor”. Sadece doğru tempoda yürüyen yeterince büyük bir ordu, ölümcül titreşimi harekete geçirebilir.

Bir köprüdeki rezonans etkisini tamamen azaltmak için mühendisler rezonant dalgaları kesmek ve büyümelerini önlemek için köprü tasarımına sönümleyicileri birleştirir.

Rezonansı durdurmanın başka bir yolu da, vahşi çalıştırmak için daha az yer vermek. Eğer bir köprü sağlam bir yola sahipse, bir rezonans dalgası köprünün uzunluğunu kolayca gezebilir ve hasara yol açabilir. Ancak, bir köprü yolu üst üste binen levhalarla farklı bölümlerden oluşuyorsa, bir bölümün hareketi sadece sürtünme oluşturarak plakalar yoluyla diğerine aktarılır. Hile, rezonant dalganın frekansını değiştirmek için yeterli sürtünme yaratmaktır. Frekansı değiştirmek dalganın inşasını önler.

Ne yazık ki, köprülere zarar verebilecek bir hesap daha var. Ne olduğu hakkında bir tahmin var mı?

Hava, köprüler destroyer

2005 yılı yıkıcı Kasırgası Katrina'yı takip eden iki köprü, Biloxi ve Ocean Springs, Miss.

2005 yılı yıkıcı Kasırgası Katrina'yı takip eden iki köprü, Biloxi ve Ocean Springs, Miss.

Rüzgâr kesinlikle tahrip edici rezonant dalgaları uyarabilirken, bir bütün olarak hava, inşa ettiğimiz köprülere yönelik bir dizi yıkıcı saldırıyı açığa çıkarır. Aslına bakılırsa, yağmur, buz, rüzgar ve tuzun acımasız işi kaçınılmaz olarak insanların kurulabileceği herhangi bir köprüyü aşağıya çekecektir.

Köprü tasarımcıları geçmişin başarısızlıklarını inceleyerek zanaatlarını öğrendiler. Demir ahşabı değiştirdi ve çelik demir yerini aldı. Öngerilmeli beton artık otoyol köprüleri yapımında hayati bir rol oynamaktadır. Her yeni malzeme veya tasarım tekniği geçmişin derslerini oluşturur. Torsiyon, rezonans ve zayıf aerodinamik tasarımların hepsi köprü arızalarına yol açtı, ancak mühendisler tasarım problemlerini çözmek için sürekli olarak yenilikleriyle geri döndüler.

Ancak hava, bir hasta ve öngörülemeyen bir rakiptir. Hava koşullarına bağlı köprü arızası vakaları tasarımla ilgili arızaların sayısından fazladır. Bu eğilim sadece henüz etkili bir çözüm bulmamızı önerebilir. Bu güne kadar, belirli bir inşaat malzemesi veya köprü tasarımı bu kuvvetleri ortadan kaldıramayacak hatta azaltamayacaktır. Sonuçta, tüm dağ sıralarını bozan ve yeryüzündeki derin uçurumları düzenleyen aynı güçlerden bahsediyoruz. Karşılaştırıldığında, insan yapımı bir köprü yoktur.

Antik İnka süspansiyon köprülerinde olduğu gibi, tek caydırıcı sürekli koruyucu bakımdır.

Köprüler hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu sayfa ile sonraki arasındaki boşluğu doldurun.


Video Takviyesi: Askısız Köprüler Nasıl Yapılır?(Büyüleyici).




Araştırma


Güney Kore Feribotu: Büyük Bir Gemi Lavabo Nasıl Olabilir?
Güney Kore Feribotu: Büyük Bir Gemi Lavabo Nasıl Olabilir?

Yeni Sprey Mikroplar Için Sürmeyi Sona Erdi
Yeni Sprey Mikroplar Için Sürmeyi Sona Erdi

Bilim Haberleri


Tuhaf 'Başsız Tavuk Canavarı' Antarktika Deep Through Sürüklenir
Tuhaf 'Başsız Tavuk Canavarı' Antarktika Deep Through Sürüklenir

Binlerce Yıl Boyunca Insanlar Yaşayan En Büyük Kuşlarla Bir Araya Geldi
Binlerce Yıl Boyunca Insanlar Yaşayan En Büyük Kuşlarla Bir Araya Geldi

Bu Ördek Supermom Inanılmaz, Sevimli Fotoğrafta 76 Ördekler Açar
Bu Ördek Supermom Inanılmaz, Sevimli Fotoğrafta 76 Ördekler Açar

Denizde Kaybolan Konteynerlere Ne Olur?
Denizde Kaybolan Konteynerlere Ne Olur?

Çin Tıbbı Rinos'U Yok Olmak Için Sürüş
Çin Tıbbı Rinos'U Yok Olmak Için Sürüş


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com