Bro

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 23. september 2022; checks kræver 2 redigeringer .

En bro  er en vejkonstruktion , der er rejst over en forhindring, for eksempel på tværs af en vandmasse , en kløft [1] [2] [3] [4] .

En bro, der er rejst over en vej eller jernbanespor, kaldes en overkørsel [5] , over en kløft eller slugt  - en viadukt [6] . Broen er en af ​​menneskehedens ældste tekniske opfindelser.

Konstruktion

Som regel består broer af overbygninger (forenklet spændvidde ) og understøtninger . Spændende strukturer tjener til at absorbere belastninger og overføre dem til understøtninger; de kan have en vejbane, et fodgængerfelt, en rørledning og så videre. Understøtningerne overfører belastninger fra overbygningerne til bunden af ​​broen.

Overbygninger består af bærende konstruktioner: bjælker , spær , membraner (tværbjælker) og selve kørebanepladen. Det statiske skema af overbygninger kan være bue, bjælke, ramme, kabelstag eller kombineret; det bestemmer typen af ​​bro ved design. Normalt er spændvidder lige, men om nødvendigt (for eksempel under konstruktionen af ​​overkørsler og vejkryds), ​​får de en kompleks form: spiral , ring , og så videre.

Overbygningerne er understøttet af understøtninger, som hver består af et fundament og en bærende del. Formerne for støtte kan være meget forskellige. Mellemstøtter kaldes tyre , kystnære anlæg . Anlæg tjener til at forbinde broen med indfaldsvoldene.

Materialer til broer er metal ( stål og aluminiumslegeringer ), armeret beton , beton , natursten , træ , reb.

Brodiagrammet er en formel, hvor dimensionerne af de beregnede spænd er sekventielt præsenteret - afstandene mellem centrene af de understøttende dele af spændviddekonstruktionerne. Hvis flere på hinanden følgende lejer er af samme størrelse, angives deres antal ganget med størrelsen af ​​hver. For eksempel (en fiktiv "bro") betyder et broskema på 5+3x10+4 m , at det første spænd af broen har et estimeret spænd på 5 meter, de næste tre har 10 meter hver, og det femte har 4 meter [7] .

Klassifikation

Midlertidige broer på flydende understøtninger kaldes flydende eller ponton .

Der er en og mange (to, tre og så videre) spændbroer.

Efter aftale

Ved formål [8] skelnes broer:

Der er også rørledningsbroer, akvædukter (bruges til at transportere vand) og viadukter (broer over kløfter eller kløfter; forbinder punkter af samme højde).

I henhold til det statiske skema

Ifølge det statiske skema er broer opdelt i bjælke, afstandsstykke og kombineret.

Efter niveau

Vindbroer

Vindebroer er en særlig type bro. I skilsmissestaten forstyrrer broen ikke passagen af ​​skibe. St. Petersborg er berømt for sine vindebroer , hvor alle broer over Neva , bortset fra Bolshoi Obukhovsky-broen , er vindebroer.

Specielle vindebrodesign:

Historie

Den naturlige prototype på broen var et træ, der faldt fra en bred til en anden. I det væsentlige var primitive broer, der opstod i oldtiden , som var en træstamme kastet over et vandløb, de samme .

Senere blev sten brugt som materiale . De første sådanne broer begyndte at blive bygget i slavesamfundets æra . I starten var kun broens understøtninger lavet af sten, men derefter blev hele dens struktur til sten.

I middelalderen nødvendiggjorde byernes vækst og den hurtige udvikling af handelen et stort antal holdbare broer. Udviklingen af ​​ingeniørtanke gjorde det muligt at bygge broer med bredere spændvidder, lavvandede hvælvinger og mindre brede understøtninger. Datidens største broer når mere end 70 meter i spændvidde .

Slaverne bruger træ i stedet for sten . " The Tale of Bygone Years " rapporterer konstruktionen af ​​en bro i Ovruch i det 10. århundrede :

Yaropolk gik til sin bror Oleg i Derevskaya-landet. Og Oleg gik ud imod ham, og begge sider blev mætte. Og i slaget, der begyndte, besejrede Yaropolk Oleg . Oleg løb med sine soldater til en by kaldet Ovruch , og en bro blev kastet over voldgraven til byportene, og folk, der stimlede sammen på den, skubbede hinanden ned.

- Fortællingen om svundne år [9]

I det XII århundrede dukkede en flydende bro over Dnepr op i Kiev . På det tidspunkt var buede træbroer de mest almindelige i Rusland [10] .

Samtidig er rebbroer, som er den simpleste form for hængebroer , ved at blive udbredt blandt inkaerne .

I 1500- og 1600-tallet var der brug for endnu større broer, der kunne passere store skibe. I det XVIII århundrede når højden af ​​brospændet mere end 100 m. Projektet med en enkeltbuet træbro over Neva , 298 m lang, udarbejdet af Ivan Petrovich Kulibin , forblev urealiseret .

Metal har været brugt til byggeri siden slutningen af ​​det 18. århundrede . Den første metalbro blev bygget i Coalbrookdale , Storbritannien ved floden Severn i 1779. Højden af ​​dens spændvidde var omkring 30 m, lofterne var støbejernsbuer .

I det 19. århundrede krævede fremkomsten af ​​jernbaner opførelse af broer, der kunne modstå betydelige belastninger, hvilket stimulerede udviklingen af ​​brobygning. Efterhånden etableres stål og jern som hovedmaterialerne i brobygningen . Gustav Eiffel byggede i 1877 en støbejernsbuebro over Douro -floden i Portugal . Spændhøjden på denne bro var 160 m. Den længste i Europa i slutningen af ​​det 19. århundrede var broen over Volga i Syzran , designet af Nikolai Apollonovich Belelyubsky og var 1443 m lang. I 1900 blev en bro over Jenisej i Krasnoyarsk (designet af Lavr Dmitrievich Proskuryakov ) tildelt en medalje ved verdensudstillingen i Paris .

I det 20. århundrede blev der også bygget broer af armeret beton . Dette materiale kan sammenlignes med stål, da det ikke kræver regelmæssig maling. Armeret beton blev brugt til bjælkespænd op til 50 m, og buet - op til 250 m. Metal bliver fortsat brugt - i det 20. århundrede blev der bygget store metalbroer - en bjælkebro over St. Lawrence-floden i Canada (spændvidde). længde 549 m), på tværs af Kill Van Strait -Kill i USA (503,8 m), samt Golden Gate Bridge i San Francisco , USA (længden af ​​hovedspændet er 1280 m).

Vor tids største broer, inklusive verdens højeste Millo-viadukt og Akashi-Kaikyo- broen (længden af ​​hovedspændet er 1991 m), er skråstag og ophængt. Ophængte spændkonstruktioner gør det muligt at dække de største afstande.

Brobygning

Det første (og dyreste - op til 50% af de samlede byggeomkostninger) stadie i at bygge en bro er opførelsen af ​​understøtninger. På kysten bygges understøtninger i åbne gruber og i synkehuller . På stedet for hver fremtidig støtte i bunden af ​​en flod , bugt eller stræde , fjernes et løst lag af silt af udgravere [11] til en hårdere, helst stenet, monolitisk sten placeret under denne silt, hvorpå der så med hjælp af sænkekasser , dykkere [12] og undervandsrobotter - manipulatorer [13] sat under vand [14] forskalling med armering og beton. I lag bygges jernbetonkonstruktionen op, indtil den vokser ud af vandet til den højde, der kræves til denne understøtning.

Ved konstruktion af små og mellemstore broer bliver mange pæle ofte brugt som understøtninger  - bærende skaller . De drives ned i jorden ved hjælp af dieselhammere og elektriske vibratorer . Ved konstruktion af store broer anvendes hovedsagelig præfabrikerede pæleskaller med en diameter på op til 3 m. I øjeblikket er det mest populære fundament på et pælefundament fundamentet på borede pæle (BPS), konstrueret ved boring i et inventarforingsrør . Dette design bruges både på land og i vandområdet.

Spændvidde konstruktioner er normalt installeret på understøtninger med montagekraner . Under konstruktionen af ​​store broer samles spændstrukturen ofte på kysten og flyttes (skubbes) derefter langs understøtningerne fra en kyst til en anden. Den hængslede installationsmetode involverer opbygning af strukturen fra brostøtten til dens spændvidde. I dette tilfælde bruges en monteret installation ved hjælp af en kran, der bevæger sig langs en allerede konstrueret del (til metaloverbygninger) eller en monteret enhed med fremstilling af individuelle elementer på fabrikken og deres efterfølgende transport til objektet (til armeret beton).

Fra midten af ​​90'erne af det XX århundrede begyndte teknologien til fremstilling af pladeribbede spændstrukturer fra monolitisk forspændt armeret beton at blive anvendt [15] . Denne teknologi har en række fordele i forhold til konstruktionen af ​​en overbygning af præfabrikerede elementer [16] .

Ellers finder konstruktionen af ​​hængebroer sted: det begynder med installation af pyloner ; så ophænges midlertidige kabler fra dem . Med deres hjælp vikles broens hovedkabler, hvorefter ophængene og afstivningsbjælken monteres.

For at reducere omkostningerne ved at bygge broer reduceres deres længde ved at fylde nogle lavvandede områder i bugter, stræder og flodsenge op med jord. I stedet for store og dyre broer bygges transportdæmninger og kunstige øer , suppleret med relativt små og billige broer.

Broarkitektur

Mange broer er fremragende monumenter af arkitektur og teknik. I nogle byer, såsom St. Petersborg eller Prag , er broer en integreret del af byarkitekturen [10] .

Mange gamle romerske broer er lavet i klassisk stil: næsten blottet for indretning, skaber de ikke desto mindre på grund af deres massivitet og udtryksfulde arkitektur en følelse af styrke og pålidelighed ( Alcantara-broen ved Tejo-floden , Spanien ).

I middelalderen var de to fremherskende typer broer med halvcirkelformede (eller cirkulære) buer og broer med spidsbuer. Den første type var baseret på den romerske tradition, den anden blev lånt fra orientalsk arkitektur og mistede hurtigt popularitet, da den unødigt øgede broens højde. Et andet fænomen i middelalderens brobygning var gadebroer, der dukkede op i alle større europæiske byer (for eksempel Ponte Vecchio i Firenze ). I middelalderen dukkede indretning op på broerne (dette skete i slutningen af ​​det 14. århundrede): for eksempel Karlsbroen i Prag dekoreret i gotisk stil .

Forbedringen af ​​brobygningsteknologien under renæssancen gjorde det muligt betydeligt at øge forholdet mellem hvælvingens tykkelse og spændets højde. På grund af dette er broer blevet højere og lettere i designet [10] . Designet af stenbroer bliver forbedret: runde og kassehvælvinger vises ( Ny bro i Paris ). Generelt er der en tendens til at efterligne gammel arkitektur. Lidt senere dukkede barokken op , der tiltrak dynamiske kompositioner og frodig indretning. Den barokke Sukkenes Bro i Venedig er bredt kendt .

I det 18. århundrede var klassicismen populær . Broer bygget i denne stil blev kendetegnet ved klar symmetri , omhyggelig opmærksomhed på strukturens proportioner og store spænd. Klassicismen var udbredt i Frankrig ( Concorde-broen i Paris) og Rusland ( Marmorbroen i Pushkin ).

I midten af ​​det 19. århundrede var hovedformerne for metalbroer dannet. I denne periode blev gitter altanspær udbredt. Der blev foretaget en betydelig udvikling i designet af buede broer (se f.eks. Garabi-viadukten bygget af Gustav Eiffel ). I slutningen af ​​det 19. århundrede vandt hængebroer popularitet : i 1883 blev Brooklyn Bridge bygget i USA , lidt senere - Manhattan . Hængebroer bevarer deres popularitet i XX ( Golden Gate Bridge ) og XXI århundrede .

I militærteknik

Vindebro - en bygning knyttet til barbicanen og fungerer som en krydsning over voldgraven , der omgiver fæstningsværket . Det blev meget brugt i middelalderen til opførelse af fæstninger og slotte . Den ældste type vindebro. [17]

Pontonbro

Indtil for nylig har vandbarrierer, primært floder, været en alvorlig hindring for landstyrkernes fremrykning . I denne henseende forbliver fjendens tilfangetagelse eller ødelæggelsen af ​​en bro med en klar trussel om dens tilfangetagelse vigtige militære operationer, ikke kun af taktisk, men også af strategisk betydning. For at sikre konstruktionen af ​​krydsninger eller midlertidige broer, såvel som deres restaurering i hærene, oprettes en særlig type tropper - sapperenheder , som udfører en bred vifte af arbejde med at udstyre terrænet.

Optag broer

Ulykker og katastrofer

Årsagen til broens spontane kollaps kan være dens forkerte design; Når man laver et brodesign , bør en arkitekt altid tage højde for mulige naturkatastrofer, såsom stærk vind eller jordskælv .

Den tidligst kendte større katastrofe fandt sted i 1297 , da denne bro under slaget ved Stirling Bridge (Storbritannien) blev overbelastet ved at angribe tungt kavaleri og kollapsede. Senere kollapsede flere broer af overbelastning, især Yarmouth Bridge , (UK, 1845), samt Silver Bridge (USA, 1967), " Morandi Bridge " i Genova (2018).

Den seneste katastrofe fandt sted på Krimbroen . Årsagen til katastrofen var eksplosionen af ​​en lastbil. De første beskeder og eksplosionen dukkede op kl. 6:05. Fra lastbilens eksplosion kollapsede vejbanen, tanken brød i brand nær det forbipasserende tog. Broen er lukket for trafik, færgeoverfarter er åbne.

I det 19. - begyndelsen af ​​det 20. århundrede skete der adskillige broulykker på grund af resonans , som omfattede broen, når tropper passerede gennem den: når hyppigheden af ​​den ydre påvirkning (soldaternes skridt i foden) falder sammen med den naturlige frekvens af brosvingninger er der en kraftig stigning i brosvingningernes amplitude , og broens udformning tåler ikke dette [18] . På grund af resonansen kollapsede: broen i Angers (Frankrig, 1850); Tacoma Bridge (USA, 1940).

Årsagen til sammenbruddet kan være en naturlig katastrofe: i dette tilfælde er arkitekten, der har skabt projektet, skylden, da brobyggeren skal tage højde for muligheden for naturkatastrofer. Jernbanebroen over Firth of Tay i Dundee , Storbritannien, kollapsede i 1879 på grund af en voldsom storm og dræbte 75 mennesker. I 1953 ødelagde en lahar en bro over Wangaehu -floden i New Zealand og dræbte 151 mennesker. I 1989, under et stort jordskælv i Californien , kollapsede viadukten i Oakland (42 ofre), og San Francisco Bay Bridge blev beskadiget : en del af de bærende strukturer kollapsede på vejbanen og dræbte en person.

Terrorangreb på broer er ikke ualmindeligt : ​​at sprænge dem i luften er også et kendt middel til at føre guerillakrig . Den største katastrofe af sin art fandt sted i Indien i 2002, da en jernbanebro over Dhava-floden blev sprængt i luften , 130 mennesker blev dræbt.

Resonans

Resonansfænomener kan forårsage uoprettelig skade på forskellige mekaniske systemer, såsom ukorrekt designede broer. Så i 1940 kollapsede Tacoma-broen i USA , designet uden at tage hensyn til vindbelastningen. Tidligere, i 1905, kollapsede den egyptiske bro i St. Petersborg , da en ryttereskadron passerede gennem den , hvis årsag også anses for at være resonans, selvom dette ikke bekræftes af beregninger. Der er dog en regel, der tvinger formationen af ​​soldater til at bryde trinnet, når man passerer broer. Den 20. maj 2010 dansede broen i Volgograd . Ifølge den officielle version gik broen i resonans under påvirkning af vindbelastninger. Men en større resonans fra Regnskabskammeret var forårsaget af økonomiske krænkelser begået under opførelsen af ​​broen.

Brobortførelser og tyverier

Der er kendte bortførelser og tyverier af broer, især af metal (de stjæler til skrotning):

I russisk folklore

I de østlige slavers eposer og eventyr optræder Kalinov-broen over Smorodina-floden , som ifølge en af ​​fortolkningerne forbinder de levendes verden med de dødes verden.

Formsproget "byg broer" på russisk betyder "bliv bekendt, etablere de nødvendige forbindelser", og "brænd broer" betyder fuldstændig at bryde båndene til nogen eller noget, at fratage sig selv muligheden for at trække sig tilbage. Du kan sige om et ubrugeligt argument: som to får på en bro.

Se også

Noter

  1. Bro - Ushakovs ordbog . ushakovdictionary.ru . Hentet 17. juni 2020. Arkiveret fra originalen 18. juni 2020.
  2. Bridge - Ozhegovs forklarende ordbog . slovarozhegova.ru . Hentet 17. juni 2020. Arkiveret fra originalen 17. juni 2020.
  3. Bridge // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  4. 1 2 Bro - . T. F. Efremova, Ny ordbog over det russiske sprog . Hentet 17. juni 2020. Arkiveret fra originalen 15. maj 2021.
  5. Overpass // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M .  : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.
  6. Tanenbaum A. S. . Bridge // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  7. Elektriske jernbaner / udg. prof. V.P. Feoktistova, prof. Yu. E. Prosvirova. - Samara: SamGAPS, 2006. - S. 152. - 312 s.
  8. Klassificering af broer . BridgeArt: Kunsten at bygge broer, Alexander Marinin . Hentet: 11. maj 2022.
  9. Fortællingen om svundne år . old-russian.chat.ru. Dato for adgang: 31. maj 2012. Arkiveret fra originalen den 7. marts 2012.
  10. 1 2 3 Bridge (struktur) - artikel fra Great Soviet Encyclopedia
  11. Hvordan Akashi-Kaikyo-broen blev bygget i Japan. . Hentet 30. maj 2016. Arkiveret fra originalen 5. juni 2016.
  12. Undervandsarbejde ved konstruktion og restaurering af ødelagte broer og krydsningsudstyr. . Hentet 31. maj 2016. Arkiveret fra originalen 4. august 2016.
  13. Fjernbetjente ubeboede undervandsfartøjer (ROV). . Hentet 31. maj 2016. Arkiveret fra originalen 20. juli 2016.
  14. Montering af forskalling under vand. Variationer af strukturer. . Dato for adgang: 31. maj 2016. Arkiveret fra originalen 7. april 2016.
  15. Moderne teknologier til højhastighedskonstruktion af monolitiske forspændte overbygninger af broer og flyovers under trange forhold i byudvikling . comhoz.ru. Hentet 31. maj 2012. Arkiveret fra originalen 20. september 2012.
  16. Monolith gik til start . stroypuls.ru. Dato for adgang: 31. maj 2012. Arkiveret fra originalen 26. januar 2013.
  17. DRIVING BRIDGE Arkiveret 11. juli 2021 på Wayback Machine i Encyclopedia Technique (med illustrationer)
  18. Kursus i generel fysik for naturbrugere. Oscillationer og bølger - Barmasov Alexander Viktorovich Arkiveret kopi af 20. august 2016 på Wayback Machine  - Google Books
  19. Orenburger formåede at skrotte hele broen Arkivkopi dateret 24. december 2010 på Wayback Machine // Top.rbc.ru
  20. Fra livet: En ti-tons bro blev stjålet i Tjekkiets arkivkopi af 19. januar 2021 på Wayback Machine // Lenta.ru
  21. Radio Prague-Magazine . Hentet 2. maj 2012. Arkiveret fra originalen 8. april 2012.
  22. Zloději ukradli desetitunový most a koleje z trati na Sokolovsku . Hentet 2. maj 2012. Arkiveret fra originalen 28. april 2012.
  23. Manden afleverede broen ... til metalskrot Arkivkopi dateret 7. maj 2021 på Wayback Machine // KP, 23.12.2010

Litteratur

Links