橋は、一般的に静的構造と考えられています。 真実は、彼らが実際にはよりダイナミックな生き物のように行動するということです。 それらは絶えず変わり、異なった負荷、天候パターンおよび他のタイプの圧力に作用するために答えます。 いくつかのケースでは、多くの外傷を受けている人のように、橋は生き残るために、事故、爆発、火災、地震、ハリケーンのような非常にストレスの多いイベントに”反応”しなければなりません。

この記事では、ストレスに対処するためにさまざまな種類の橋がどのように設計されているかを見ていきます。 また、橋にストレスをかける最も一般的な力のいくつかを調べます。 これらのストレッサーは、橋がどのように老化し、衰退し、潜在的に失敗するかに大きな影響を与える可能性があります。

それらを理解することは、エンジニアが耐久性のある構造を開発し、検査官と保守担当者が既存の構造を長持ちさせるのに役立ちます。

重力のジレンマ

橋に影響を与える最も深遠な力は、常にそれらを引っ張って、地球にそれらをドラッグしようとしている重力です。 それは高層ビルのような大きなものを含む建物に来るとき重力は、そのような大したことではありません、それらの下の地面は常に押し戻されていそれは橋になるとそうではありません。

それは橋になるとそうではありません。 彼らのデッキはオープンスペースにまたがっています。 “スペース”は重力に対してサポートを提供しない。 長い空間にまたがる大きな橋は、短いものよりも重力に対してより脆弱です。 同様に、より重い構造物は、より軽い構造物よりも重力の犠牲になる可能性が高い。

ブリッジ障害は比較的まれに発生します。 だから、重力の力のために転倒しないようにするのは何ですか？

構造の種類に関係なく、答えはほとんど同じです。

• 圧縮（内側に押したり絞ったりする力）は、張力（外側に伸びたり引っ張る力）と慎重にバラン
• このバランスは、負荷（橋構造の総重量）を橋台（橋の両端の支持体）と橋脚（橋の長さに沿って橋の下を走る支持体）にチャネリングすることによって起

これらの力は、さまざまな種類の橋にさまざまな方法で分布しています。

ビームブリッジ

ビームブリッジは、張力と圧縮でそのデッキ（ビーム）を持っています。 （ビームは条件によって絞られ、伸ばすことができます。）迫台は圧縮されているので、常に圧迫されています。

アーチブリッジ

アーチブリッジは、アーチの上下に圧縮を分散させることによって負荷をサポートします。 構造は常にそれ自体に押し込まれています。

吊り橋

吊り橋の塔（桟橋）は圧縮されており、デッキは張力のあるケーブルからぶら下がっています。 デッキ自体は張力および圧縮両方にある。

斜張橋

斜張橋は吊り橋に似ています。 しかし、デッキはケーブル上の桟橋から直接ハングアップします。 橋脚は圧縮にあり、ケーブルは張力にある。 デッキは両方の力を経験する。

トラス橋

トラス橋は、強化された補強を備えたビーム構造のバリエーションです。 デッキは緊張しています。 トラスは張力の斜めの物および圧縮の縦の物が付いている張力そして理解を、両方扱う。

アーチブリッジは、アーチの上下に圧縮を分散させることによって負荷をサポートします。 構造は常にそれ自体に押し込まれています。

カンチレバーブリッジは、理解するための簡単な形式の一つです。 基本的に、それは船橋楼甲板の上の張力（引っ張ること）および下の圧縮（押すこと）の力に演説する。

ユニークな方法で力を管理するこれらの橋をチェックしてください：

ローリングブリッジ、ロンドン

この彫刻構造は、一般的にカーリング それは一緒に蝶番を付けられている八つの三角形のセクションで構成されています。 橋は歩行者がそれを渡ることを可能にするために”uncurl”でき、ボートが渡ることを可能にするために”curl up”できる。

構造物が”巻き取られていない”状態にあるとき、それはトラス橋のように見え、機能します。 油圧ピストンのシステムが閉鎖した、八角形の形にそれを転がすのに使用されています。

Loz Pycockによって、ウィキメディア-コモンズを介して

ゲーツヘッドミレニアムブリッジ、ニューキャッスル

この革新的な構造は、多くの場合、”チルト”ブリッジと呼ばれています。 それはボートが渡るときそれを方法から持ち上げるのに高度の油圧装置を使用する。

これは十分に簡単なようですが、この橋はユニークな張力と圧縮の問題に対処する必要があります。 それは橋が動いているとき極度な限界に押される(伸ばされる)懸濁液およびケーブルとどまられた設計の特徴にてこ入れする。 この構造は標準的な橋工学に新しい次元を加える。

ブリッジのデザインは、同時にシンプルで複雑です。 橋は絶えず他の抗張物とある特定の位置の圧縮力のバランスをとっている従って圧倒的な力、特に重力は、損傷か崩壊をもたらす構造をいつでも克服

重力を超えたストレッサー

複雑な要因は、橋の圧縮と張力が次のようなストレッサーのために絶えずシフトしていることです。

荷重を変更する

彼らの力は決して変わらないでしょう。 現実には、負荷は一日を通して、そして時間の経過とともに劇的かつ動的に変化する可能性があるということです。

橋は、列車、車、トラック、歩行者から水線やその他のユーティリティインフラに至るまで、あらゆるものを運びます。 交通量および実用的な容積の量は構造を渡る抗張および圧縮力を増加し、減らすことができる生きている負荷で重要な変化を引き起こす一日中p>

例: 鉄道が橋の上を移動すると、構造物は曲がり、屈曲し、列車が通過すると元のリラックスした状態に戻ります。

環境力

橋は常に母なる自然に反応します。 ストレスの環境源には、

• 潮、波、水のバックアップが含まれます。 水は地球上で最も強力な力の一つです。 エンジニアは頻繁に水がそれらに対して押すよりもむしろ流れるように橋台に開始を挿入します。
• 風。 風の大きな突風は、橋が揺れ、ねじれを引き起こす可能性があります。 現代のものはより軽く、より空力的であり、風がそれらを通過することを可能にし、それらが動くのを妨げる。
• 地震。 地震力により橋セクションはそれらを崩れることができる互いに揺れ、衝突します。 設計者は振動を吸収するためにダンパーおよび活動的な地震の地帯の橋のセクションが互いに叩いてから保つためにバンパーを含んでいる。
• ハリケーンやその他の主要な嵐は、橋の露出した領域に壊滅的な影響を与える可能性があります。 建設チームは、ユーティリティインフラなどの脆弱な部分の周りに保護具を設置することがよくあります。
• 氷、寒さ、そして吹雪。 寒さと凍結条件は、特定の橋の要素に収縮を引き起こします。 解凍は逆の効果を持つことができます。 膨張と収縮の影響は、今日のより極端な気候条件で悪化しています。 エンジニアは、寒い場所で構築された橋に、より応答性と柔軟性の高いコンポーネントを組み込むことによ

事故やその他の予期しない出来事

交通事故や建設事故、橋台に衝突するボート、爆発は、重大な橋のストレス、時には失敗につながる可能性があ 建築者は強い、防火効力のある材料にてこ入れでき、極度なでき事が橋に影響を与える力のバランスで持っている影響を限るために要素を隔離する。

結論

上で概説した力のいくつかは、橋に即座に壊滅的な損傷を与えたり、最終的な故障を引き起こす可能性があります。 これらのストレッサーはまた橋で長期損傷をもたらすそのうちに身に着けている。

多くの生き物のように、橋は、彼らが過度にストレスを受けていることを伝える方法を持っています。 検査官、管理者、およびエンジニアは、これらの兆候を探す必要があります。 これは、既存の構造を安全に保ち、将来的にさらに耐久性と応答性の高い構造を設計するために必要な情報を提供するのに役立ちます。