Silta

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 23. syyskuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Silta  on tierakenne , joka on pystytetty jonkin esteen yli, esimerkiksi vesistön , rotkon yli [1] [2] [3] [4] .

Tien tai rautatien yli pystytettyä siltaa kutsutaan ylikulkusillaksi [5] , rotkon tai rotkon yli  - maasilta [6] . Silta on yksi ihmiskunnan vanhimmista teknisistä keksinnöistä.

Rakentaminen

Sillat koostuvat pääsääntöisesti päällirakenteista (yksinkertaistettu jänneväli ) ja kannakkeista . Jännitysrakenteet ottavat vastaan ​​kuormia ja siirtävät ne tukiin; niillä voi olla ajorata, jalankulkutie, putkisto ja niin edelleen. Tuet siirtävät kuormia kansirakenteista sillan pohjalle.

Päällirakenteet koostuvat kantavista rakenteista: palkit , ristikot , kalvot (poikittaiset palkit) ja itse ajoratalaatta. Päällysrakenteiden staattinen kaavio voi olla kaari, palkki, runko, kaapelijalkainen tai yhdistetty; se määrittää sillan tyypin suunnittelun perusteella. Yleensä jännevälit ovat suoria, mutta tarvittaessa (esimerkiksi ylikulkusillan ja tieristeyksien rakentamisen aikana) niille annetaan monimutkainen muoto: kierre , rengas ja niin edelleen.

Päällysrakenteet on tuettu tukiin, joista kukin koostuu alustasta ja tukiosasta. Tukien muodot voivat olla hyvin erilaisia. Välitukia kutsutaan sonniksi , rannikkotukeiksi . Abutmentit yhdistävät sillan lähestymispenkereisiin.

Siltojen materiaalit ovat metalli ( teräs ja alumiiniseokset ), teräsbetoni , betoni , luonnonkivi , puu , köydet.

Siltakaavio on kaava, jossa laskettujen jännevälien mitat esitetään peräkkäin - jännerakenteiden tukiosien keskipisteiden väliset etäisyydet. Jos useat peräkkäiset laakerit ovat samankokoisia, niiden lukumäärä ilmoitetaan kerrottuna kunkin koolla. Esimerkiksi (fiktiivinen "silta") siltakaavio 5+3x10+4 m tarkoittaa, että sillan ensimmäisen jänneväli on arvioitu 5 metriä, seuraavien kolmen jänneväli on kukin 10 metriä ja viidennellä 4 metriä. metriä [7] .

Luokitus

Kelluvilla tuilla olevia tilapäisiä siltoja kutsutaan kelluviksi tai ponttoniksi .

Jännitesiltoja on yksi ja monta (kaksi, kolme ja niin edelleen).

Ajanvarauksella

Tarkoituksen mukaan [8] sillat erotetaan:

Siellä on myös putkisiltoja, akvedukteja (käytetään veden kuljettamiseen) ja maasillat (sillat rotkojen tai rotkojen yli; yhdistävät yhtä korkeita kohtia).

Staattisen kaavion mukaan

Staattisen kaavion mukaan sillat jaetaan palkkiin, välikappaleisiin ja yhdistettyihin.

Tason mukaan

Laskusillat

Laskusillat ovat erityinen siltatyyppi. Eronneessa tilassa silta ei häiritse laivojen kulkua. Pietari on kuuluisa laskusilloistaan , joissa kaikki Nevan ylittävät sillat Bolshoi Obukhovsky -siltaa lukuun ottamatta ovat laskusiltoja.

Erityiset laskusiltamallit:

Historia

Sillan luonnollinen prototyyppi oli puu, joka kaatui rannalta toiselle. Pohjimmiltaan muinaisina aikoina syntyneet primitiiviset sillat , jotka olivat puron yli heitetty tuki (tukit) , olivat samat .

Myöhemmin kiveä käytettiin materiaalina . Ensimmäiset tällaiset sillat alettiin rakentaa orjayhteiskunnan aikakaudella . Aluksi vain sillan tuet tehtiin kivestä, mutta sitten koko sen rakenne muuttui kiveksi.

Keskiajalla kaupunkien kasvu ja kaupan nopea kehitys vaativat suuren määrän kestäviä siltoja. Teknisen ajattelun kehittyminen mahdollisti siltojen rakentamisen laajemmilla jänteillä, matalilla holveilla ja vähemmän leveillä tuilla. Sen ajan suurimmat sillat ulottuvat yli 70 metrin jännevälille .

Slaavit käyttävät puuta kiven sijasta . " Tale of Gone Years " kertoo sillan rakentamisesta Ovruchiin 10. vuosisadalla :

Yaropolk meni veljensä Olegin luo Derevskajan maahan. Ja Oleg lähti häntä vastaan, ja molemmat puolet olivat täynnä. Ja alkaneessa taistelussa Yaropolk voitti Olegin . Oleg juoksi sotilaidensa kaupunkiin nimeltä Ovruch , ja silta heitettiin vallihaun yli kaupungin porteille, ja ihmiset, jotka tungosivat sen päällä, työnsivät toisiaan alas.

- Tarina menneistä vuosista [9]

XII vuosisadalla Kiovaan ilmestyi kelluva silta Dneprin yli . Kaarevat puusillat olivat tuohon aikaan Venäjällä yleisimpiä [10] .

Samaan aikaan köysillat, jotka ovat yksinkertaisin ripustussiltojen muoto, ovat yleistymässä inkojen keskuudessa .

1500- ja 1600-luvuilla tarvittiin vielä suurempia siltoja, jotka pystyivät kulkemaan suurten laivojen ohi. XVIII vuosisadalla siltojen jännevälin korkeus on yli 100 m. Ivan Petrovitš Kulibinin kokoama 298 m pitkä puinen yksikaarisilta Nevan yli jäi toteuttamatta .

Metallia on käytetty rakentamisessa 1700-luvun lopulta lähtien . Ensimmäinen metallisilta rakennettiin Coalbrookdalessa , Isossa- Britanniassa Severn -joelle vuonna 1779. Sen jänneväli oli noin 30 m, katot valurautakaarit .

1800-luvulla rautateiden tulo edellytti merkittäviä kuormituksia kestävien siltojen rakentamista, mikä vauhditti siltojen rakentamisen kehitystä. Vähitellen teräs ja rauta vakiintuvat sillanrakennuksen päämateriaaleiksi . Gustav Eiffel rakensi vuonna 1877 valurautakaarisillan Douro - joen yli Portugalissa . Tämän sillan jänneväli oli 160 m. Euroopan pisin 1800 -luvun lopulla oli Nikolai Apollonovich Belelyubskyn suunnittelema Volgan ylittävä silta Syzranissa, jonka pituus oli 1443 metriä. Vuonna 1900 Krasnojarskin Jenissein ylittävä silta (suunnittelija Lavr Dmitrievich Proskuryakov ) palkittiin Pariisin maailmannäyttelyssä .

1900-luvulla siltoja rakennettiin myös teräsbetonista . Tämä materiaali on suotuisa verrattuna teräkseen, koska se ei vaadi säännöllistä maalausta. Teräsbetonia käytettiin palkkien jänneväliin 50 m asti ja kaarevaa - 250 m. Metallia käytetään edelleen - 1900-luvulla rakennettiin suuria metallisiltoja - palkkisilta St. Lawrence-joen yli Kanadassa (jänneväli ) pituus 549 m), Kill Van Strait -Kill USA : ssa (503,8 m) sekä Golden Gate Bridge San Franciscossa , USA (pääjännevälin pituus 1280 m).

Aikamme suurimmat sillat, mukaan lukien maailman korkein Millon silta ja Akashi-Kaikyo- silta (pääjännevälin pituus on 1991 m), ovat köysirakenteisia ja riippuvia. Ripustetut jännevälit mahdollistavat suurimmatkin etäisyydet.

Sillanrakennus

Ensimmäinen (ja kallein - jopa 50% rakentamisen kokonaiskustannuksista) vaihe sillan rakentamisessa on tukien pystytys. Rannalle rakennetaan tuet avolouhoihin ja vajoihin . Jokaisen tulevan tuen kohdalta joen , lahden tai salmen pohjalla irrotetaan irtonainen lietekerros ruoppaajilla [11] tämän lieteen alla sijaitsevalle kovemmalle, mieluiten kiviselle, monoliittiselle kalliolle, jonka päälle sitten avun avulla. kesoneista , sukeltajista [12] ja vedenalaisista roboteista - manipulaattoreista [13] , jotka on asetettu veden alle [14] raudoituksella ja betonilla . Teräsbetonirakennetta rakennetaan kerroksittain, kunnes se kasvaa vedestä tämän tuen vaatimalle korkeudelle.

Pienten ja keskikokoisten siltojen rakentamisessa monia paaluja käytetään usein tukina  - kantavina kuorina . Ne ajetaan maahan dieselvasaroilla ja sähkövihroittimilla . Isojen siltojen rakentamisessa käytetään pääosin esivalmistettuja paalukuoret, joiden halkaisija on enintään 3 m. Tällä hetkellä suosituin paaluperustus on porapaalujen perustus (BPS), joka rakennetaan poraamalla varastovaippaputkeen. . Tätä mallia käytetään sekä maalla että vesialueella.

Jänniterakenteet asennetaan yleensä kannattimiin pystytysnostureilla . Suurten siltojen rakentamisen aikana jännerakenne kootaan usein rantaan ja siirretään (työntetään) tukia pitkin rannalta toiselle. Saranoitu asennusmenetelmä käsittää rakenteen rakentamisen sillan tuesta sen jänneväliin. Tässä tapauksessa käytetään asennettua asennusta nosturilla, joka liikkuu jo rakennettua osaa pitkin (metallirakenteet) tai asennettua kokoonpanoa, jossa yksittäiset elementit valmistetaan tehtaalla ja ne kuljetetaan myöhemmin kohteeseen (teräsbetoni).

1990-luvun puolivälistä lähtien alettiin soveltaa tekniikkaa, jolla valmistettiin monoliittisesta esijännitetystä teräsbetonista valmistettuja uritettuja jännerakenteita [15] . Tällä tekniikalla on useita etuja verrattuna päällirakenteen rakentamiseen esivalmistetuista elementeistä [16] .

Muuten riippusiltojen rakentaminen tapahtuu: se alkaa pylväiden asennuksella ; sitten väliaikaiset kaapelit ripustetaan niihin . Niiden avulla kierretään sillan pääkaapelit, minkä jälkeen ripustukset ja jäykistyspalkki asennetaan.

Siltojen rakentamiskustannusten alentamiseksi niiden pituutta lyhennetään täyttämällä jotkin lahtien, salmien ja joenuomien matalat vesialueet maalla. Suurten ja kalliiden siltojen sijaan rakennetaan kuljetuspatoja ja tekosaaria , joita täydennetään suhteellisen pienillä ja halvoilla silloilla.

Silta-arkkitehtuuri

Monet sillat ovat erinomaisia ​​arkkitehtuurin ja tekniikan monumentteja. Joissakin kaupungeissa, kuten Pietarissa tai Prahassa , sillat ovat olennainen osa kaupunkiarkkitehtuuria [10] .

Monet antiikin roomalaiset sillat on tehty klassiseen tyyliin: lähes vailla sisustusta, mutta ne kuitenkin luovat massiivisuuden ja ilmeikkäiden arkkitehtonisten ominaisuuksiensa ansiosta vahvuuden ja luotettavuuden tunteen ( Alcantara-silta Tejo -joella , Espanja ).

Keskiajalla kaksi vallitsevaa tyyppiä olivat puoliympyrän muotoiset (tai pyöreät) kaariset sillat ja teräväkaareiset sillat. Ensimmäinen tyyppi perustui roomalaiseen perinteeseen, toinen lainattiin itämaisesta arkkitehtuurista ja menetti pian suosiotaan, koska se nosti tarpeettomasti sillan korkeutta. Toinen ilmiö keskiaikaisessa siltarakennuksessa olivat katusillat, joita esiintyi kaikissa Euroopan suurissa kaupungeissa (esimerkiksi Ponte Vecchio Firenzessä ). Keskiajalla siltoihin ilmestyi sisustus (tämä tapahtui 1300-luvun lopulla): esimerkiksi Kaarlensilta Prahassa koristeltu goottilaiseen tyyliin .

Renessanssin siltarakennustekniikan parantaminen mahdollisti holvin paksuuden suhdetta jännevälin korkeuteen merkittävästi lisäämään. Tämän vuoksi siltoja on tullut korkeampia ja kevyempiä [10] . Kivisiltojen muotoilua parannetaan: pyöreä- ja laatikkoholvit ilmestyvät ( New Bridge in Paris ). Yleisesti ottaen on olemassa taipumus jäljitellä muinaista arkkitehtuuria. Hieman myöhemmin ilmestyi barokki , joka vetosi kohti dynaamisia sävellyksiä ja rehevää sisustusta. Venetsian barokkityylinen Huokausten silta on laajalti tunnettu .

1700-luvulla klassismi oli suosittua . Tällä tyylillä rakennetut sillat erottuivat selkeästä symmetriasta , rakenteen mittasuhteiden huolellisesta huomioimisesta ja suurista jänneväleistä. Klassismi oli laajalle levinnyt Ranskassa ( Concorde-silta Pariisissa) ja Venäjällä ( Marmorisilta Puškinissa ) .

1800-luvun puoliväliin mennessä metallisiltojen päämuodot olivat muodostuneet. Tänä aikana ristikkoparvekkeiden ristikot yleistyivät. Kaarisiltojen suunnittelussa tehtiin merkittävää kehitystä (ks. esim . Gustav Eiffelin rakentama Garabin maasilta ). 1800-luvun lopulla riippusillat nousivat suosioon : vuonna 1883 Brooklyn Bridge rakennettiin Yhdysvaltoihin , hieman myöhemmin - Manhattan . Riippusillat säilyttävät suosionsa XX ( Golden Gate Bridge ) ja XXI vuosisadalla .

Sotilastekniikassa

Drawbridge - barbakaaniin kiinnitetty rakennus, joka toimii risteyksenä linnoitusta ympäröivän vallihaudon yli . Sitä käytettiin laajasti keskiajalla linnoitusten ja linnojen rakentamisessa . Vanhin laskusiltatyyppi. [17]

Ponttonisilta

Viime aikoihin asti vesiesteet, pääasiassa joet, ovat olleet vakava este maajoukkojen etenemiselle . Tältä osin vihollisen vangitseminen tai sillan tuhoaminen, jolla on selvä uhka sen kaappaamisesta, ovat edelleen tärkeitä sotilaallisia operaatioita, ei vain taktisesti vaan myös strategisesti merkittäviä. Risteysten tai väliaikaisten siltojen rakentamisen sekä niiden palauttamisen varmistamiseksi armeijoissa luodaan erityinen joukko - sapööriyksiköt , jotka suorittavat monenlaisia ​​​​töitä maaston varustamiseen.

Tallenna sillat

Onnettomuudet ja katastrofit

Syy sillan spontaaniin romahtamiseen voi olla sen virheellinen suunnittelu; Siltasuunnittelua tehdessään arkkitehdin tulee aina ottaa huomioon mahdolliset luonnonkatastrofit, kuten voimakkaat tuulet tai maanjäristykset .

Varhaisin tunnettu suurkatastrofi tapahtui vuonna 1297 , kun Stirling Bridgen (Iso-Britannia) taistelun aikana tämä silta ylikuormitettiin hyökkäävän raskaan ratsuväen takia ja romahti. Myöhemmin useita muita siltoja romahti ylikuormituksesta, erityisesti Yarmouth Bridge (Yhdistynyt kuningaskunta, 1845) sekä Silver Bridge (USA, 1967), " Morandi Bridge " Genovassa (2018).

Viimeisin katastrofi tapahtui Krimin sillalla . Syynä onnettomuuteen oli kuorma-auton räjähdys . Ensimmäiset viestit ja räjähdys ilmestyivät kello 6.05. Kuorma-auton räjähdyksestä ajorata romahti, säiliö syttyi tuleen ohi kulkevan junan lähellä. Silta on suljettu liikenteeltä, lauttayhteydet ovat avoinna.

1800-luvun alussa - 1900-luvun alussa tapahtui useita siltaonnettomuuksia johtuen resonanssista , mukaan lukien silta, kun joukot kulkivat sen läpi: kun ulkoisen vaikutuksen taajuus (sotilaiden askel jalkaan) osuu yhteen sillan luonnollisen taajuuden kanssa. sillan värähtelyt, sillan värähtelyjen amplitudi kasvaa jyrkästi , eikä sillan suunnittelu kestä tätä [18] . Koska resonanssi romahti: silta Angersissa (Ranska, 1850); Tacoma Bridge (USA, 1940).

Syynä romahtamiseen voi olla luonnonkataklysmi: tässä tapauksessa hankkeen luonut arkkitehti on syyllinen, koska sillanrakentajan on otettava huomioon luonnonkatastrofien mahdollisuus. Rautatiesilta Firth of Tayn yli Dundeessa , Yhdistyneessä kuningaskunnassa, romahti vuonna 1879 rajussa myrskyssä ja tappoi 75 ihmistä. Vuonna 1953 lahar tuhosi sillan Wangaehu- joen yli Uudessa-Seelannissa ja tappoi 151 ihmistä. Vuonna 1989 Kaliforniassa tapahtuneen suuren maanjäristyksen aikana maasilta romahti Oaklandissa (42 uhria) ja San Franciscon lahden silta vaurioitui : osa kantavista rakenteista romahti ajoradalle tappaen yhden ihmisen.

Terrori -iskut siltoihin eivät ole harvinaisia : niiden räjäyttäminen on myös tunnettu tapa käydä sissisotaa . Suurin katastrofi lajissaan tapahtui Intiassa vuonna 2002, kun Dhava-joen yli kulkeva rautatiesilta räjäytettiin ja 130 ihmistä kuoli.

Resonanssi

Resonanssiilmiöt voivat aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita erilaisille mekaanisille järjestelmille, kuten väärin suunniteltuja siltoja. Joten vuonna 1940 Tacoma-silta romahti Yhdysvalloissa , suunniteltu ottamatta huomioon tuulen kuormitusta. Aiemmin, vuonna 1905 , Pietarin egyptiläinen silta romahti ratsaslentueen kulkiessa sen läpi , minkä syynä pidetään myös resonanssia, vaikka laskelmat eivät vahvista sitä. On kuitenkin olemassa sääntö, joka pakottaa sotilaiden muodostelman rikkomaan askelman siltojen ohittaessa. 20. toukokuuta 2010 silta tanssi Volgogradissa . Virallisen version mukaan silta meni resonanssiin tuulikuormien vaikutuksesta. Sillan rakentamisen aikana tehdyt taloudelliset rikkomukset aiheuttivat kuitenkin suuremman resonanssin tilikamarin taholta.

Siltojen sieppaukset ja varkaudet

Siltojen, erityisesti metallisten, sieppauksia ja varkauksia tunnetaan (niitä varastetaan romutettaviksi):

Venäjän kansanperinteessä

Itäslaavien eeposissa ja saduissa ilmestyy Kalinovin silta Smorodina-joen yli , joka yhden tulkinnan mukaan yhdistää elävien maailman kuolleiden maailmaan.

Sana "rakenna siltoja" tarkoittaa venäjäksi "tutustua, luo tarvittavat yhteydet" ja "polttaa siltoja" tarkoittaa täysin katkaista siteet johonkin tai johonkin, riistää itseltään mahdollisuus vetäytyä. Voit sanoa turhasta väitteestä: kuin kaksi lammasta sillalla.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. Silta - Ushakovin sanakirja . ushakovdictionary.ru . Haettu 17. kesäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 18. kesäkuuta 2020.
  2. Silta - Ožegovin selittävä sanakirja . slovarozhegova.ru . Haettu 17. kesäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 17. kesäkuuta 2020.
  3. Bridge // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  4. 1 2 Silta - . T. F. Efremova, Uusi venäjän kielen sanakirja . Haettu 17. kesäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 15. toukokuuta 2021.
  5. Ylikulkusilta // Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia  : [30 nidettä]  / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M .  : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
  6. Tanenbaum A. S. . Bridge // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
  7. Sähkörautatiet / toim. prof. V.P. Feoktistova, prof. Yu. E. Prosvirova. - Samara: SamGAPS, 2006. - S. 152. - 312 s.
  8. Siltojen luokittelu . BridgeArt: Siltojen rakentamisen taide, Alexander Marinin . Haettu: 11.5.2022.
  9. Tarina menneistä vuosista . vanha-venäläinen.chat.ru. Käyttöpäivä: 31. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 7. maaliskuuta 2012.
  10. 1 2 3 Silta (rakenne) - artikkeli Great Soviet Encyclopediasta
  11. Kuinka Akashi-Kaikyo-silta rakennettiin Japanissa. . Haettu 30. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 5. kesäkuuta 2016.
  12. Vedenalaiset työt tuhoutuneiden siltojen ja risteyslaitteiden rakentamisessa ja entisöinnissa. . Haettu 31. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 4. elokuuta 2016.
  13. Kauko-ohjattavat asumattomat vedenalaiset ajoneuvot (ROV). . Haettu 31. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 20. heinäkuuta 2016.
  14. Muotin asennus veden alle. Erilaisia ​​rakenteita. . Käyttöpäivä: 31. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 7. huhtikuuta 2016.
  15. Nykyaikaiset tekniikat siltojen ja ylikulkusillan monoliittisten esijännitettyjen päällysrakenteiden nopeaan rakentamiseen kaupunkikehityksen ahtaissa olosuhteissa . comhoz.ru. Haettu 31. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 20. syyskuuta 2012.
  16. Monolith lähti lähtöön . stroypuls.ru. Käyttöpäivä: 31. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 26. tammikuuta 2013.
  17. DRIVING BRIDGE Arkistoitu 11. heinäkuuta 2021 the Wayback Machine in Encyclopedia Technique (kuvituksineen)
  18. Yleisen fysiikan kurssi luonnonkäyttäjille. Värähtelyt ja aallot - Barmasov Aleksandr Viktorovich Arkistoitu kopio 20. elokuuta 2016 Wayback Machinessa  - Google Books
  19. Orenburger onnistui romuttamaan koko sillan Arkistokopio , joka on päivätty 24. joulukuuta 2010 Wayback Machinessa // Top.rbc.ru
  20. Elämästä: Kymmenen tonnin silta varastettiin Tšekin tasavallassa . Arkistokopio 19. tammikuuta 2021 Wayback Machinesta // Lenta.ru
  21. Radio Praha-Magazine . Haettu 2. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 8. huhtikuuta 2012.
  22. Zloději ukradli desetitunový most a koleje z trati na Sokolovsku . Haettu 2. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 28. huhtikuuta 2012.
  23. Mies luovutti sillan ... metalliromuksi Arkistokopio päivätty 7.5.2021 Wayback Machinessa // KP, 23.12.2010

Kirjallisuus

Linkit