Hvordan Flydende Broer Arbejder

{h1}

Flydende broer var en opfindelse af romerne, og de bruges stadig i dag. Lær mere om konstruktionen bag flydende broer på WordsSideKick.com.

Måske en dag vil vi alle have biler, der kan konvertere, Transformer-stil, fra motorvejstilstand, til helikopter, til båd. Men indtil Jetsons-typen af ​​awesomeness tager afsted, stikker vi for det meste gennem asfalt og beton. Nogle gange kan motorvejen selv styre nogle temmelig kølige teknologiske tricks, som i tilfældet med flydende broer.

Flydende broer (også kaldet pontonbroer) er ikke udstyret med sejlmaster eller påhængsmotorer af nogen art. Så selvom du ikke kan gå i stykker gennem havbølgerne med dem, kan du rent faktisk gå i stykker på dem i din bil.

Men fjollet sjov tager en bagsæde til de mere utilitaristiske formål, som flydende broer tjener. Uden disse våde og vidunderlige motorveje ville et antal af verdens storbyområder sandsynligvis skulle gøre uden nogen form for bro, hvilket i høj grad ville påvirke deres trafikstrøm og befolkning og økonomier som helhed.

Men i forhold til tal er permanente flydende broer stadig en meget usædvanlig type struktur. Kun omkring 20 af dem findes i verden, og fire af dem findes i Washington-staten [kilde: Washington DOT], som på grund af sin høje befolkning, kraftværkerøkonomi og vandige metroområder kræver mere flydende broer end andre steder.

Udformningen af ​​flydende broer varierer meget efter placering og formål. Nogle er humungøse strukturer af beton og stål, der kan understøtte den næsten ufattelige vægt, der er forårsaget af uophørlig pendler og kommerciel trafik.

Andre er enkle træbaserede arrangementer, der passer bedst til meget lettere belastninger. Tag f.eks. Den berømte bro i Brookfield, Vt. Denne træbro fra 330 m (98 meter) understøtter nu kun fodtrafik. Men broen var delvis berømt, fordi køretøjets hjul ofte fik en våd, da de krydsede.

Midlertidige former for pontonbroer er meget mere almindelige end permanente. Disse broer kan bruges i nødsituationer og kommer ofte til nytte, når soldater skal flytte folk og udstyr over floder eller søer. Disse kortlivede broer kan være lavet af træ eller metal og endda oppustelige rør.

Uanset hvad deres materialer kan være, flydende broer har alle en fælles ting - de flyder virkelig. Gå videre til næste side, og du vil se, at disse specielle strukturer har en lang, fascinerende historie, der godt briller alle slags tekniske områder.

En bådlignende bro til historie

Flydende eller pontonbroer (som denne i Virginia) blev almindeligt brugt i borgerkrigs æraen.

Flydende eller pontonbroer (som denne i Virginia) blev almindeligt brugt i borgerkrigs æraen.

Sandsynligvis skal gamle folk have kigget længst på unreachable shores på den anden side af floder og ønskede at broer skulle bære dem der. Ønskerne alene kunne ikke bygge disse broer, men krigen kunne.

De fleste tidlige flydende broer blev bygget til krigsformål. Kineserne, romerne, grækerne, mongolerne og andre folk brugte alle versioner af pontonbroer til at flytte soldater og udstyr, som regel over floderne for dybt til ford.

De mest primitive flydende broer var træbåde placeret i rækker med planker placeret over dem for at understøtte fodtrafik, heste og hjulvogne. Ved hver kyst blev disse broer sikret, ofte med reb, for at holde dem i drift med strøm eller vind.

En af de mest storied gamle flydende broer blev skabt på vegne af den persiske konge Xerxes. Xerxes satte sig for at erobre Grækenland i 481 B.C., men først måtte hans store hær krydse Hellespont, en strækning omkring 4409 fod (1,3 km) bred.

Xerxes befalede sine mænd at bygge en svævebro, men en voldsom storm ødelagde derefter deres arbejde. For at vise sin vrede mod havet, fortalte Xerxes sine mænd at symbolisk piske vandet 300 gange, og han havde også benskakler kastet i havet. Han straffet ingeniører fra den mislykkede bro ved at hylde dem.

En anden bro blev bygget, og næsten 400 skibe blev brugt til at holde overfladen flydende. Bådene blev alle bundet sammen med tunge lin og papyrustov og vægtet med kraftige ankre for at holde dem på plads, og der var en åbning tilbage, så små fartøjer, der navigerede på strædet, stadig kunne passere broen.

Logs blev brugt til broens overflade, og disse blev toppet med børste og jord. Og der var barrierer på hver side, så heste (og måske mænd) ikke ville blive spooked ved at gå så tæt på deres potentielle vandige ender. Denne overlevede og lod hundreder af tusindvis af soldater passere over strædet. I sidste ende angreb denne hær og fangede Athen.

Mange krige siden da har set flydende broer i aktion, herunder den amerikanske borgerkrig og begge verdenskrig. De fortsætter med at være afgørende for kampagner, der skal krydse vandområder for at engagere sig (eller løbe væk fra) fjender.

Moderne pontonbroer er ekstremt bærbare og kan ofte køre på en semi-trailer. De kombinerer normalt en oppustelig underbelly, der er toppet med en metalstruktur, der understøtter store køretøjer og mænd.

Ikke alle pontonbroer er bygget til krigsførelse. Fortsæt læsning, og du vil se, hvordan flere permanente er konstrueret til mere fredelige ender.

Flydende bro design og konstruktion

Pontoons er sædvanligvis sat sammen i nærheden af ​​brobyggeriet og trækkes derefter på plads. Her løber pontoner ud af støbebassinet hos Concrete Technology Corporation i Tacoma, Wash. I august 2008.

Pontoons er sædvanligvis sat sammen i nærheden af ​​brobyggeriet og trækkes derefter på plads. Her løber pontoner ud af støbebassinet hos Concrete Technology Corporation i Tacoma, Wash. I august 2008.

Flydende broer er ualmindeligt til en stor del, fordi slags situationer og miljømæssige kriterier for dem er usædvanlige.Disse broer er for det meste nødvendige for at forbinde tungbefolkede områder, hvor der er en meget bred og meget dyb vandkilde sammen med ekstremt blød sø- eller havbundsbund, faktorer, der forbyder konventionelle bro piers (strukturen som brooverfladen hviler på).

De er omkostningseffektive sammenlignet med traditionelle broer i scenarier, hvor vandet er mere end 100 meter dybt og en halv mil (900 meter) bredt. Områder med meget stærke vind eller bølger gør det generelt umuligt at flyde broer.

Moderne flydende broer er generelt lavet af stål, beton, træ eller en fusion af disse komponenter. Fordi havvand er til stede omkring nogle flydende broer, kommer betonen særligt praktisk, da den er modstandsdygtig overfor saltvandskorrosion og dæmper vibrationer mod trafik, vind og bølger på passende måde.

Ingeniører skal planlægge ikke kun for langsgående kræfter fra vand og vind, men også for vægten fra trafik. Det er der opdrift kommer ind. Pontoons er simpelthen hule vandtætte skibe. Når du har pontoner i stort antal (eller stor størrelse), er de meget opdrættede og kan understøtte en vægt svarende til mængden af ​​vand, de fortrænger, selvom pontoner er lavet af tungt materiale som beton.

Der er to grundlæggende kategorier af pontonbroer: sammenhængende og adskille ponton. Som navnet antyder strækker en kontinuerlig ponton hele broens længde. Nogle gange er toppen af ​​pontonen overlejret med dækket, der understøtter trafik. Separate pontonbroer bruger flere pontoner fordelt langs broens længde.

At få broer til at flyde er den nemme del. På næste side vil du læse mere om brodesign og hvordan land - ikke vand - giver udfordringer til flydende broplaner.

Gør de kritiske forbindelser

SR 520-broen har et lodtræk, der gør det muligt for både båd og pramme at passere gennem den flydende bro. Tegnspændingen forbliver lukket for skibe og åben for køretrafikken fra kl. 17 til 21. hverdage på grund af commuter trafik.

SR 520-broen har et lodtræk, der gør det muligt for både båd og pramme at passere gennem den flydende bro. Tegnspændingen forbliver lukket for skibe og åben for køretrafikken fra kl. 17 til 21. hverdage på grund af commuter trafik.

Hvert geografisk område er anderledes, så ingeniører vælger en brostil, der passer bedst til hver placering. Når de beslutter at gå med en flydende bro, er pontoner normalt bygget på land nær byggepladsen og derefter trukket på plads af pramme og forankret. Derefter lægges støtteelementerne og dækket af broen til toppen.

I mange tilfælde skal ingeniører også tage højde for vandtrafik, såsom skibe eller militære skibe. For disse situationer kan broen have en forhøjet sektion (kaldet a høj stigning) under hvilke både kan passere. Eller der kan være en rullebro, der kan hæves, men i denne konfiguration skal broen stoppe.

Ingeniører bruger forskellige teknikker til at holde flydende broer stationære og stabile. De fleste bruger en kombination af ankre og fortøjningslinjer. Forankringerne vejer mange tons og sammen med fortøjningslinjerne gør broen fleksibel under stress uden at bryde.

Det er de nemme dele. Når det kommer til at gøre brugbare, holdbare flydende broer, er det ofte de shorelines, der forårsager de fleste hovedpine. Det skyldes, at kysterne sjældent ligger tæt på vandniveauets overflade, og ofte er kysten flad og på en meget højere højde.

Det betyder ingeniører skal designe tilgange der er ikke for stejle og lad køretøjer nedstille sikkert til broens overflade. Ofte bygger de langsomt langs kysten ved at tilføje jord eller sten for at skabe en mildere stigning. Eller de kører støtter i jorden under vandet for at støtte et dæk, der er vinklet nedad mod flydende dele. Endnu andre broer bruger tunneler til at nærme sig den vandige del af deres rejse.

Som ingeniører har honet deres videnbase, er deres præstationer blevet mere og mere imponerende. Og ingen steder er der en mere ærefrygtig flydende bro end i Seattle. På næste side læses alt om den største pontonbro rundt.

Verdens største Floating Bridge

En bybro til Evergreen Point-broen er i værkerne. Her er en luftfoto af Washington State DOT / Kiewit General støbning bassin facilitet, der er under opførelse i Aberdeen, Wash.

En bybro til Evergreen Point-broen er i værkerne. Her er en luftfoto af Washington State DOT / Kiewit General støbning bassin facilitet, der er under opførelse i Aberdeen, Wash.

Governor Albert D. Rossellini Bridge-Evergreen Point Bridge (ofte kaldet bare SR 520 broen) i Seattle er den længste flydende bro på planeten. Det er 7.497 meter (2.285 meter), eller 2,2 miles (metrisk), langt og spænder over Lake Washington, så køretøjer passerer til og fra Seattle og Bellevue, Washington.

Efter tre års konstruktion åbnede tovebroen i 1963. Det var ikke den første svævebro på Lake Washington; det var faktisk Lake Washington Floating Bridge, som blev bygget i 1940 og afviklet som en del af Interstate 90. Men SR 520-broen er betydeligt større end dens forbudt.

Det er fire baner og 60 meter bredt og understøttes af 33 pontoner. Disse individuelle pontoner er enorme, omkring to og en halv historie høje og 360 meter lange (110 meter) lange - det er længere end fire benzintankere, som er placeret fra ende til ende. Pontoons er sikret med 62 ankre, der vejer omkring 77 tons hver.

Hvis disse tal ikke flyder din hjernes båd, overvej det her - SR 520 får en større opgradering. En ny version af broen har seks baner og en cykelsti. Det vil være 115 meter bredt og have 77 pontoner, som hver vil være 360 ​​meter lange, 75 fod høje og 28 meter lange. Måske er det mest utroligt, at hver ponton vejer omkring 11.000 tons, hvilket svarer til 23 Boeing 747 jetfly [kilde: Washington DOT].

Broen kan også opgraderes.I øjeblikket er de to midterbaner kun til HOV (højbyggede køretøjer), men i fremtiden kan et lysskinne system placeres her (selvom det ville kræve endnu flere pontoner til at understøtte den ekstra vægt).

Du kan måske undre sig over, hvorfor i Washington-staten ville opbygge en sådan mammutstruktur. Seattle hovedstadsområdet er hjemsted for store virksomheder med lige stor arbejdsstyrke. Alle disse mennesker har brug for effektive transportmuligheder, og den direkte rute over Lake Washington er den hurtigste. Men den rute er buet, hvilket gør en fjederbro umulig, og søen er for dyb til en konventionel bro.

Men broen bliver ikke billig. Budgettet for det nye kryds er for tiden 4,65 milliarder dollar [kilde: Washington DOT].

For den slags prisseddel, lad os håbe, at broen varer meget lang tid. Men fordi Murphys lov altid synes at hævde sig i sidste ende, vil noget bryde - flydende broer er ingen undtagelse. Fortsæt læsning, og du vil finde ud af mere om berømte broer og deres berygtede øjeblikke.

Disse broer brænder ikke (men de gør sink)

Hood Canal Bridge har oplevet nogle problemer gennem årene.

Hood Canal Bridge har oplevet nogle problemer gennem årene.

Naturkatastrofer kan ødelægge mange menneskelige kreationer, og flydende broer er ingen undtagelse. Vind, bølger og korrosion er alle store fjender af disse mest beton og stålbroer. Og uanset hvor meget planlægning der går i brobyggeri eller hvor mange ingeniører "overdesign" broer for at tage højde for uventede ekstreme omstændigheder, kan flydende broer og mislykkes.

Som ingeniører planlægger flydende broer, tager de hensyn til lokale forhold ved at forsøge at forudse egenskaber ved vind- og bølgebevægelse. De skal også overveje muligheden for usædvanlige begivenheder, såsom skibsangreb eller vildt stærke storme. Normalt designer designere broer for at modstå en storm så stærk, at den kun forekommer en gang hvert 100 år, og broerne selv er med vilje bygget for at give mulighed for nogle bøjninger, da temperatur, vind og bølger ændres.

I tilfælde af en stærk storm med høje vind og bølger, er trafikken ofte suspenderet, og hvis broen har en navngivningsåbning, som en tegnebro, åbnes den for at lindre stress. Det var, hvad ejere af Hood Canal Bridge gjorde i 1979 under en vindstorm i februar 1979, til ingen nytte.

Under stormen blæste dørene til toppen af ​​broens vestlige pontoner enten åben eller blev åben uheld. Vand fra regn og bølger 10 til 15 meter højt begyndte at langsomt fylde pontonerne, mens bølger smedede mod broen i flere timer, indtil det begyndte at bryde fra hinanden og endelig blev ødelagt.

Og i november 1990 arbejdede renoveringsbesætninger på Lake Washington Bridge, og da besætningerne gik afsted til Thanksgiving weekend, nærmede en stor storm sig. Med besætningsmedlemmernes tilladelse havde arbejdsbesætninger oplagret spildevand fra deres projekt i nogle af broens store betonpontoner. For at gøre det, havde de midlertidigt fjernet pontons vandtætte døre. Da stormen flyttede igennem, opfyldte havvand og regn pontoner og langsomt, da live-tv tog fat i katastrofen, broede broen fra hinanden og sank.

Begge broer blev efterhånden udskiftet ved hjælp af opdateret ingeniørvidenskab og konstruktionsteknikker. Alligevel er der frygt for, at massive flydende broer ikke er holdbare nok til at retfærdiggøre deres store oprindelige udgift. Flydende broer er også berygtede for at være ekstremt dyre at opretholde. De udsættes for så mange naturlige kræfter, at de konstant skal overvåges for revner og andre mangler, som kræver tid og udstyr til reparation.

Disse typer af problemer stopper ingeniører fra at foreslå og oprette flydende broer. Fortsæt læsning, og du vil finde ud af mere om berømte broer over hele kloden.

En global samling af pontoner

Selv om Washington State er grunden nul for de mest talrige og største flydende broer, er det på ingen måde det eneste sted, du finder dem. Lande over hele verden opretholder deres egne permanente, pontonbaserede konstruktioner.

Som i Seattle-området, i Georgetown, Guyana, gjorde vandet (i form af Demerara-floden) det svært for byen at vokse økonomisk. Så i 1978 byggede Guyana Demerara Harbour-broen for at forbinde samfund og muliggøre mere kommerciel ekspansion.

På 1,2 km (2 kilometer) lang er det den fjerde længste pontonbro i verden. Det understøtter en to-vejs vej og inkorporerer 122 stålpontoner. Denne bro har, ligesom sine kusiner i Washington, lidt sin del af problemerne: forringelse på grund af manglende vedligeholdelse, skibskollisioner og synkronisering af sektioner på grund af tunge tidevand.

Som i Washington har Norge sin andel af vand nær befolkningscentre. Denne kendsgerning bidrog til at kaste et behov for Nordhordlandsbron, som har en flydende sektion, der er 4.088 fod (1.246 meter) lang. Der er 10 pontoner under broen af ​​varierende størrelser, som hjælper dækket over en fjord og forbinder til en mere traditionel, kabelbrudt bro.

Ikke alle nuværende broer er så store eller nye. Dongjin Bridge i Kina har f.eks. Været i brug siden Song-dynastiet, der fandt sted mellem 960 og 1279. Denne (400 meter) bro bruger stadig træbåde - ca. 100 af dem - for at give opdrift til træet plank dæk. Bådene er sikret til hinanden med kæder.

Uanset deres konstruktion eller alder har flydende broer været en del af menneskets transport i århundreder. Ikke alene har de sejret mange vind og bølger, men de har også stået tidstesten. Og de vil være i lang tid fremover, så længe folk stadig skal finde vej over dybe farvande.


Video Supplement: Hvad kan jeg blive? Stand-up komiker.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com