Ինչպե՞ս ինժեներներն այսօր կկառուցեին «Ոսկե դարպասի» կամուրջը:

1937-ի մայիսի 27-ին «Ոսկե դարպասի» կամուրջը երթեւեկության համար բացվելուց ի վեր այն դարձել է խորհրդանշական խորհրդանիշ ամերիկյան լանդշաֆտի համար:

1870 թ.-ին մարդիկ գիտակցում էին, որ անհրաժեշտ է կառուցել Գոլդեն դարպասի նեղուցով անցնող կամուրջ `Սան Ֆրանցիսկո քաղաքը Մարին շրջանի հետ կապելու համար: Այնուամենայնիվ, շինարարական ինժեներ Josephոզեֆ Շտրաուսը իր կամրջի առաջարկը ներկայացնելուց անցավ մեկ այլ կես դար: Պլանները զարգացան, և վերջնական նախագիծը հաստատվեց որպես կասեցման կամուրջ, որն ավարտվեց ավելի քան չորս տարի կառուցել ,

Երբ Ոսկե դարպասի կամուրջը բարձրանում էր, դա աշխարհի ամենաերկար կասեցված կամուրջն էր. Մալուխները երկու աշտարակների միջև ձգում էին ճանապարհը, առանց միջանկյալ հենարանների: Եվ միջավայրն ուներ մի շարք բնորոշ մարտահրավերներ: Դա արժեր մոտավորապես 37 միլիոն ԱՄՆ դոլար ժամանակին; նույն կառույցի կառուցումն այսօր կարժենա մոտ մեկ միլիարդ դոլար: Այսպիսով, ինչպե՞ս է ձևավորվել ձևավորումը վերջին 80 տարիների ընթացքում, և մենք այլ կերպ կվարվեինք, եթե այսօր զրոյից սկսեինք:

Կախովի կամրջի սխեման: Կարմիր օժանդակ մալուխները ուժերը փոխանցում են կախովի սեւ մալուխներից դեպի կապույտ աշտարակներ և խարիսխներ:Րույց

Աշխարհի ամենաերկար կախովի կամուրջը

Golden Gate Bridge- ը կախովի կամուրջ է, ինչը նշանակում է, որ այն հենվում է լարվածության տակ գտնվող մալուխների և կախոցների վրա, ինչպես նաև սեղմման տակ գտնվող աշտարակների վրա, որպեսզի անցնի երկար տարածություն ՝ առանց միջանկյալ հենարանների: Theանապարհի տախտակամածը կախված է ուղղահայաց կախոցներից, որոնք միանում են երկու հիմնական մալուխներին, որոնք անցնում են աշտարակների և խարիսխների միջև: Կախոցները փոխադրամիջոցների ուժերն ու սեփական քաշը փոխանցում են աջակից մալուխներին, որոնք խարսխված են աշտարակների վրա և ամուր գետնին: Պարզ հյուսված կախովի կամուրջ:Rutahsa արկածներ

Ի այս տեսակի առաջին կամուրջները հավանաբար ճկուն պարաններով երկու ժայռեր է միացրել հովիտը կամ գետը հատելու համար: Հարյուրավոր տարիներ առաջ այս պարանները պատրաստված էին բուսական մանրաթելից. երկաթյա շղթաները եկան ավելի ուշ: Նյու Յորքի Բրուքլինի կամուրջը, որը բացվել է 1883 թվականին, առաջինն օգտագործեց պողպատե մալուխներ, որոնք այնուհետև ստանդարտ դարձան:

Աշտարակները, հավանաբար, սկսվեցին որպես պարզ ժայռ ձորի յուրաքանչյուր կողմում. ի վերջո, ինժեներները օգտագործում էին զանգվածային քարե կամ պողպատե հենարաններ: Օրինակ ՝ «Ոսկե դարպասի» կամուրջը սատարվում է յուրաքանչյուր ծայրին մեկ հենակետով և երկու աշտարակներով, որոնք տեղադրված են ծովի հատակում տեղադրված հիմքերի վրա:

Golden Gate Bridge- ի երկու օժանդակ մալուխները միակ բանի մասին են, որը չի փոխվել այն բանից հետո, երբ կամուրջը բացվել է երթևեկության համար 1937 թ.-ին: Յուրաքանչյուր հիմնական մալուխ ձևավորվում է 27,572 պողպատե լարերով `մատիտի մոտավոր հաստությամբ: Շինարարական անձնակազմը գրեթե կախված էր 80,000 մղոն մետաղալարեր կամրջի մի կողմից մյուսը:

Գրեթե անհնար է երկար, հաստ մալուխ պատրաստել մի կտորով `առանց որևէ թերության այս գործը կատարելու համար: Եվ շատ կարևոր է, որ եթե մեկ մեծ մալուխը կամուրջը բարձր պահեր, և դրա հետ ինչ-որ բան պատահեր, ապա աղետալի ձախողում կլիներ: Ավելի փոքր լարերի վրա հույս դնելը նշանակում է, որ ցանկացած անսարքություն դանդաղ կլինի ՝ ժամանակ թողնելով աղետը շեղելու համար:

Քանի որ մարդիկ առաջին անգամ սկսեցին խորհել Սան Ֆրանցիսկոյի ծոցում գտնվող կամրջի մասին, ահռելի մտավախություն կար կառույցի ՝ տեղանքի ուժեղ քամիներին, անհանգիստ ջրերին և երկրաշարժի հնարավոր ուժերին դիմակայելու ունակության վերաբերյալ: Սան Ֆրանցիսկոն գտնվում է երկուսի խաչմերուկում ակտիվ տեկտոնական թիթեղներ - ակնհայտորեն ոչ ոք չէր ցանկանում տեսնել, թե ինչպես է երկրաշարժը ցած ընկնում կամուրջը, որը ներկայումս շրջում է Օրական 112,000 տրանսպորտ ,

Այս խնդրից խուսափելու համար շինարարները կամրջի յուրաքանչյուր ծայրում տեղադրեցին ցնցող կլանիչներ `քամու կամ սեյսմիկ ուժերից եկող էներգիան կլանելու համար: Այս հատուկ նախագծված թրթռման մալուխները մետր տրամագծով բալոններ են, որոնք պատրաստված են կաուչուկով ծածկված կապարի միջուկից: Տեղադրված ռազմավարական վայրերում նրանք կլանում են էներգիան, որը հակառակ դեպքում կարող է կամուրջի փլուզման պատճառ դառնալ:

Լավ վիճակում պահելը

Պայմանական իմաստությունը թույլ կտա ենթադրել, որ ենթակառուցվածքային նախագիծն իրականացվում է դրա բացումից անմիջապես հետո: Բայց Ոսկե դարպասի կամուրջը ծայրամասային տեսքով պահելը պահանջում է շարունակական խստապահպանություն: 80 տարի շարունակ նվիրված սպասարկման անձնակազմեր սպասարկել են կամուրջը ՝ անհրաժեշտության դեպքում ներկելով և փոխարինելով քայքայված կամ կոտրված բաղադրիչները:

Այս աշխատանքը պետք է կատարվի ճշգրիտ չափանիշներին համապատասխան: Օրինակ, երբ կամրջի բոլոր տարբեր կտորները միացնող հազարավոր պտուտակներից որևէ մեկը փոխարինման կարիք ունենա, միաժամանակ դուրս են բերվում ոչ ավելի, քան երկու հատ ՝ կամուրջը անվտանգ պահելու ուժեղ քամու կամ երկրաշարժի ուժերից:

Կան նաև կառուցվածքային պահպանման խնդիրներ: Timeամանակի անցնելու և ջերմաստիճանի շարունակական փոփոխականության պատճառով մալուխներն ու կախոցները երկարացնում են կամ կծկվում, և դրանց պարբերական ստուգումն ու հետաձգումն անհրաժեշտ է: Կարգավորման այս տեսակը կոչվում է թյունինգ և նման է նրան, թե ինչպես է երաժիշտը պահում լարային գործիքը լավագույնս հնչեցնելով:

Ի՞նչ կփոխվեր, եթե մենք այն կառուցեինք այսօր:

Շնորհիվ հսկայական պահպանման ծախսերը , որոշ մարդիկ առաջարկել են վերակառուցել Ոսկե դարպասի կամուրջը այնպես, որ սահմանափակվեն ընթացիկ սպասարկման և շահագործման օրինագծերը: Մի կողմ դնելով քաղաքական իրագործելիությունը ՝ ինժեներներն ինչպե՞ս կմշակեին կամուրջը, եթե այսօր այն զրոյից կառուցեին:

Overամանակի ընթացքում հետազոտողները ավելի թեթեւ նյութեր են մշակել: Մանրաթելերով ամրացված պոլիմերների (FRP) օգտագործումը ոչ թե պողպատից կամ բետոնից, այսպիսի մեծության կառուցվածքի քաշը նվազեցնելու միջոց է: Այս ինքնահոս քաշը սովորաբար պատասխանատու է իր դիմադրության 70-80 տոկոսի օգտագործման համար. Դա առավելագույն բեռն է, որը կարող է կրել մինչև դրա ձախողումը: Նվազեցնելով այն, կամրջի կառուցվածքին պետք է ավելի քիչ ուժ, ինչը թույլ կտա ավելի էժան և հեշտ ընտրանքներ:

Օրինակ ՝ դիզայներները սկսել են օգտագործել մանրաթելային ամրացված կոմպոզիտային (FRP) նյութերը կամուրջներում, ինչպիսին է Արևմտյան Վիրջինիայի շուկայի փողոցային կամուրջը: FRP- ն օգտագործում է պլաստիկ խեժ `միմյանց կապելու համար ապակին կամ ածխածնային մանրաթելերը, որոնք ուժ են տալիս նյութին: Լինելով չորս անգամ թեթեւ, քան բետոնը, FRP- ները հինգից վեց անգամ ավելի ուժեղ են:

Հավանաբար, դիզայների առաջին նպատակը փոխարինելու համար Golden Gate Bridge- ը կլինի մալուխների կազմը: Ներկայումս օգտագործվող պողպատը քայքայիչ է, չորս անգամ ավելի ծանր է, քան նոր նյութերը և կարող է խափանվել կոշտ խոնավության և ջերմաստիճանի պայմաններում, ճիշտ այնպես, ինչպես նրանց, ում հանդիպում է այս վայրում: Ածխածնային մալուխներն ավելի իներտ են և արդեն օգտագործվում են ամբողջ աշխարհում:

Մալուխով կամրջի մեջ մալուխները միանում են տախտակամածից անմիջապես աշտարակներին:Րույց

Պողպատից ավելի թեթեւ այս նյութերը կարող էին օգտագործվել նաև կամրջի այլ տարրերում, ինչպիսիք են երթևեկի ճանապարհը: Պլաստիկ կոմպոզիտային տախտակամածի օգտագործումը կարող է 5 անգամ նվազեցնել Golden Gate Bridge- ի տախտակամածի ինքնահոս քաշը: Դա հնարավորություն կտա ինժեներներին նախագծել և կառուցել մալուխային կամուրջ, այլ ոչ թե կախովի կամուրջ: Այնտեղ առավելությունը կլինի կախոցները վերացնելու կարողությունը. մալուխով կամրջի ուժերը մալուխների միջոցով փոխանցվում են տախտակամածից աշտարակներին: CFRP մալուխներով առաջին մայրուղային մալուխային կամուրջը Շվեյցարիայի Stork Bridge- ն է, որը բացվել է 1996 թվականին:

Մալուխով կամուրջը կարող է ունենալ ավելի երկար տարածություն, քան կախովի կամուրջը, ուստի դրա կառուցվածքը հենարանների և ափի միջև կարող է ավելի պարզ լինել: Ափին ավելի մոտ աշտարակներ կառուցելը, որտեղ ջրբազան ավելի մակերեսային է, կօգնի մեղմել հիմնական խնդիրներից մեկը, երբ առաջին անգամ կառուցվեց «Ոսկե դարպաս» կամուրջը. Խորը ջրի մեջ աշտարակի հիմքերի վրա աշխատելը շատ դժվար և թանկ է: ուժեղ հոսանքներով:

Խոնարհման համակարգը կարող է լուծվել նաև նոր նախագծով: Ոսկե դարպասի կառուցման ժամանակ օգտագործված կապարի հիմքի վրա հիմնված դամպերը կարող է փոխարինվել նոր տեխնոլոգիաներով, որոնք ավելի լավ են դիմակայելու քամու, երթևեկի և սեյսմիկ ուժերին: Այս բարելավումը կապահովի, որ կանխվի ձախողումը, ինչպիսին է Tacoma Narrows Bridge- ը. Երբ քամին կամուրջը փչեց կողքից, այն ոլորվեց և փլվեց:

Այս ամենի հետ մեկտեղ, «Գոլդեն դարպաս» կամուրջը դեռ լավ է գործում: Նույնիսկ իրատեսական և էժան այլ տարբերակների առկայության պայմաններում, ոչ ոք իրատեսորեն չի աշխատում փոխարինել Art Deco պատկերակին և նրա աշխարհահռչակ միջազգային նարնջագույն ներկերի աշխատանքին: Ոսկե դարպասի կամուրջը մանրակրկիտ վերահսկվում է ՝ համոզվելու համար, որ այն չի գերազանցում իր սթրեսի սահմանները երթևեկի, քամու և սեյսմիկ բեռների պատճառով: Մենք կարող ենք սպասել այս ինժեներական գլուխգործոցի գոնե ևս 80 տարի:

Hota GangaRao Քաղաքացիական և բնապահպանական ճարտարագիտության պրոֆեսոր է Երևանում Արեւմտյան Վիրջինիայի համալսարան և Մարիա Մարտինես դե Լահիդալգա դե Լորենցո համալսարանում ավարտական ​​գիտական ​​օգնական է Արեւմտյան Վիրջինիայի համալսարան , Այս հոդվածը սկզբնապես տպագրվել է Խոսակցությունը , Կարդացեք բնօրինակ հոդված ,