Bro: Moderne Brodesign

2023 Forfatter: Oscar Ramacey | [email protected]. Sidst ændret: 2023-08-03 12:56

Der er seks grundlæggende moderne broformer: bjælken, faget, buen, udkragningen, kabelstaget og ophængningen. En bjælkebro er lavet af lange træ-, metal- eller betonbjælker, der er forankrede i hver ende. Hvis bjælkerne er arrangeret i et gitter, såsom en trekant, således at hver kun deler en del af vægten på en hvilken som helst del af strukturen, er resultatet en fagstabsbro. En buebro har en bøjet form, der forårsager den lodrette kraft af den vægt, den bærer, for at frembringe en vandret udadrettet kraft ved dens ender. Det kan være konstrueret af stål, beton eller murværk. En udkragningsbro dannes af selvbærende arme, der er forankrede ved og projicerer mod hinanden fra enderne; de mødes midt i spændvidden, hvor de er forbundet sammen eller støtter et tredje medlem. I en kabelforbundet bro,kørebanen understøttes af kabler, der er fastgjort direkte til støttårnet eller tårnene. Dette adskiller sig fra en hængebro, hvor vejbanen er ophængt fra lodrette kabler, der igen er fastgjort til to eller flere hovedkabler. Disse hovedkabler hænger fra to tårne og har deres ender forankret i grundfjeld eller beton.

Den moderne æra med brobygning begyndte med udviklingen af Bessemer-processen til omdannelse af støbejern til stål. Det blev muligt at designe indrammede strukturer med større lethed og fleksibilitet. Enkeltstykke, valsede stålbjælker kan understøtte spenn på 15 til 30 m, afhængigt af belastningen. Større, opbyggede bjælker er lavet til længere spænd; en stålboksbjælkesbro med et 260 m bredde krydser Rhinen ved Köln.

Truss, Arch og Cantilever broer

Stolen kan spænde endnu større afstande og bære tunge belastninger; det bruges derfor ofte til jernbanebroer. Et stort stagspænd som dette over Columbia-floden ved Astoria, Oreg., Kan strække sig til 376 m. Ikitsuki-broen, der forbinder øerne Ikitsuki og Hirado i SW Japan, har en kontinuerlig spændvidde på 400 m, den længste i verden. Hvis faget er formet til en bue, er endnu længere broer mulige; Chaotianmen Bridge i Chongqing, Kina, Lupu Bridge, Shanghai, Kina, New River Bridge i West Virginia, Bayonne Bridge mellem New York og New Jersey, og Sydney Harbour Bridge i Australien har de længste stålbue, på 1.811 ft. (552 m), 550 m (ft), 558 ft (518 m), 1.675 fod (510 m) og 509 m (1.670 fod). Betonbuebroer har en tendens til at være noget mindre,den største er den Wanxian-bro i Kina og Krk-broen i Kroatien på henholdsvis 1.378 fod (320 m) og 1.280 fod (390 m). Den længste betongbue i USA er Natchez Trace Parkway Bridge i Franklin, Tenn., 177 m. Skønt O'Callaghan-Tillman Memorial Bridge, Nev.-Ariz., Nær Hoover Dæmning, har den største betonbue, 329 m. Frahæng er imidlertid mere almindelig for spænder med sådanne længder. Den udkragede Forth Bridge (1890) i Skotland var den første store struktur bygget fuldstændigt af stål, materialet, der muliggjorde dets to rekordindstillingsspænd på 521 m hver. De forblev den længste eksistens indtil 1917, hvor St. Lawrence-floden ved Quebec-broen blev bygget; det har et interval på 549 m. Den længste cantilever-bro i USA er Commodore John Barry Bridge i Chester, Penn., Som har en afstand på 1.644 ft.

Kabelforhold, ophæng og kombinationsbroer

Kabelforbindelsen bro er den mest moderne type, der kommer frem i 1950'erne. Den længste er Russky-broen, Vladivostok, Rusland, der har en hovedspændvidde på 1.104 m. Sutong-broen, Suzhou – Nantong, Jiangsu, Kina, med en hovedspændvidde på 1.070 m og Stonecutters-broen, Hong Kong, med en hovedspændvidde på 1.340 ft (1.018 m), er andre lange kabelforlænede broer. Den længste kabelopholdte bro i USA er Arthur Ravenel, Jr., Bridge i Charleston, SC, som har en spændvidde på 471 m.

Hængebroen bruges til de længste spænd. De tidligste hængebroer, der blev bygget i Amerika, var dem, der blev bygget af den amerikanske bygherre James Finley. Designet af hængebroer avancerede, da JA Roebling, en tyskfødt ingeniør, der emigrerede til USA, udviklede brugen af ledningskabler og afstivende fagstole. Hans første færdige hængebro spænder over Niagara-floden i 1854. Han designede også Brooklyn Bridge over East River (afsluttet 1883), som var verdens længste hængebro på tidspunktet for dens konstruktion, med en hovedspændvidde på 487,5 ft m).

I dag er de længste spænd i verden suspenderet. De længste hovedspænd er Akashi Kaikyo-broen, Hyogo, Japan, 1.990 m. Xihoumen Bridge, Zhoushan Archipelago, Kina, 1.650 m (1.650 m); Store Bælt-broen, Danmark, 1.624 m; det sydlige spænd af Runyang-broen, Jiangsu, Kina, 1.490 m (1.490 m); og Humber River Bridge, Hull, England, 1410 m. De længste hængebroer i USA er Verrazano-Narrows Bridge, New York City, 1.268 m. Golden Gate Bridge, San Francisco, 1.280 m (1.200 m); Mackinac Straits Bridge, Mich., 1.158 m (1.168 m); George Washington Bridge, New York City, 1.067 m; og de to Tacoma Narrows Bridges, Tacoma, Wash., 853 m (8500 m) hver.

Kombinationsspænd bruges ofte til at bygge bro over endnu længere vandstrækninger. San Francisco – Oakland Bay Bridge, der er kendt for sine tre lange spenn, hvoraf to er traditionelle ophæng, og den tredje en selvforankret enkelt tårnophæng, har en samlet længde på 13,2 km. Hong Kong – Zhuhai – Macau-broens hovedafsnit, der forbinder Hong Kong med Macau og Zhuhai, Kina over Pearl River-mundingen, består af en bro på 22,2 km og 6,7 km tunnel; Chesapeake Bay Bridge-Tunnel har to 1,6 km lange tunneler langs sin 28,6 km lange længde; og Confederation Bridge, 8 km (12,9 km), der forbinder Prince Edward Island med det canadiske fastland, består af tre broer. Den længste bro over havet er Hangzhou Bay Bridge, 36 km lang, der krydser bugten mellem Zhapu og Cixi,Zhejiang prov., Kina; Donghai-broen, 32,5 km, der forbinder Shanghai, Kina, med dybhavshavnen på Yangshan-øen i Hangzhou-bugten; og Jiaozhou Bay-broen, 26,6 km lang, der forbinder Qingdao med Huangdao, Shangdong-provinsen, Kina; disse broer kombinerer motorvej med kabelforbundne spenn. De længste kombinationer i USA er den dobbelte Lake Ponchartrain Causeways nær New Orleans, Louisiana, hvis parallelle kørebaner strækker sig næsten 38 km. Nogle viadukter, der transporterer højhastighedstogslinjer over land, er endnu længere; den længste er Danyang-Kunshan Grand Bridge, en viadukt på 102,4 km (164,8 km) i Jiangsu prov., Kina.7 km) lang, der forbinder Qingdao med Huangdao, Shangdong-provinsen, Kina; disse broer kombinerer motorvej med kabelforbundne spenn. De længste kombinationer i USA er den dobbelte Lake Ponchartrain Causeways nær New Orleans, Louisiana, hvis parallelle kørebaner strækker sig næsten 38 km. Nogle viadukter, der transporterer højhastighedstogslinjer over land, er endnu længere; den længste er Danyang-Kunshan Grand Bridge, en viadukt på 102,4 km (164,8 km) i Jiangsu prov., Kina.7 km) lang, der forbinder Qingdao med Huangdao, Shangdong-provinsen, Kina; disse broer kombinerer motorvej med kabelforbundne spenn. De længste kombinationer i USA er den dobbelte Lake Ponchartrain Causeways nær New Orleans, Louisiana, hvis parallelle kørebaner strækker sig næsten 38 km. Nogle viadukter, der transporterer højhastighedstogslinjer over land, er endnu længere; den længste er Danyang-Kunshan Grand Bridge, en viadukt på 102,4 km (164,8 km) i Jiangsu prov., Kina.den længste er Danyang-Kunshan Grand Bridge, en viadukt på 102,4 km (164,8 km) i Jiangsu prov., Kina.den længste er Danyang-Kunshan Grand Bridge, en viadukt på 102,4 km (164,8 km) i Jiangsu prov., Kina.

Bevægelige broer

Bevægelige broer er generelt konstrueret over vandveje, hvor det er umuligt eller uoverkommeligt at bygge en fast bro høj nok til, at vandtrafikken kan passere under den. De mest almindelige typer bevægelig bro er løfte-, bascule- og svingbroer. Løftebroen, eller løftebroen, består af en stiv ramme, der bærer vejen og hvileregninger, over hver stiger et stålramme tårn. Midtspændet, som i eksisterende broer er så længe som 178 m, heises lodret. Bascule-broen følger princippet om den gamle trækbro. Det kan være i et spenn eller i to halvdele, der møder i midten. Den består af en stiv struktur monteret ved anlægget på en vandret aksel, som den svinger i en lodret bue. Den nederste midtre rækkevidde af den berømte Tower Bridge i London er af dobbeltbladet bascule-type. På grund af behovet for store modvægte og belastningen af hejsemaskiner er bascule-brospænd begrænset til 75 m. Svingbroen er normalt monteret på en mole i midtstrømmen og svingt parallelt med åen for at muliggøre vandgang.

Militære broer

I krigstid, hvor midlerne til at krydse en strøm eller flod mangler eller en bro er blevet ødelagt af fjenden, spiller den militære bro en vigtig rolle. Standardtyper af militærbroer inkluderer bukken, bygget på stedet af ingeniørkorpset af alt tilgængeligt materiale, og den flydende bro lavet med bærbare pontoner.

• Introduktion
• Tidlige broer
• Moderne brodesign
• Bibliografi