Naturkrafter

Död och levande vikt är i huvudsak vertikala laster, medan naturkrafter kan vara antingen vertikala eller horisontella. Vind orsakar två viktiga laster, den ena kallas statisk och den andra dynamisk. Statisk vindlast är det horisontella trycket som försöker trycka en bro i sidled. Dynamisk vindlast ger upphov till vertikala rörelser som skapar svängningar i alla riktningar. Precis som när ett överanvänt violinstråk går sönder är oscillationer vibrationer som kan leda till att en bro går sönder. Om ett däck är tunt och inte har rätt form och stöd kan det uppstå farliga vertikala rörelser eller torsionsrörelser (vridningar).

expansionsfog

En expansionsfog i en bro med plåtbalk av stål.

Med tillstånd av Matt Wade (CC-BY-SA-3.0)

Den expansion och sammandragning av bromaterial som orsakas av värme och kyla har minimerats genom användning av expansionsfogar i däcket tillsammans med lager vid överbyggnaderna och vid toppen av pelarna. Lagren gör det möjligt för bron att reagera på varierande temperaturer utan att orsaka skadliga påfrestningar på materialet. I bågar konstruerar ingenjörer ibland gångjärn för att minska spänningar som orsakas av temperaturrörelser.

Moderna broar måste också tåla naturkatastrofer som tropiska cykloner och jordbävningar. I allmänhet klarar jordbävningar bäst av konstruktioner som bär en så lätt egenvikt som möjligt, eftersom de horisontella krafter som uppstår vid markaccelerationer är proportionella mot konstruktionens vikt. (Detta fenomen förklaras av den grundläggande newtonska lagen om att kraft är lika med massa gånger acceleration). När det gäller cykloner är det i allmänhet bäst att bron är aerodynamiskt utformad så att den har lite fast material mot vindarna, så att de kan passera genom eller runt bron utan att sätta igång farliga svängningar.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.