Kui olete inseneritudeng või insener, olete võib-olla kõndinud üle tala silla, ilma et oleksite seda mõistnud.
Talasillad on minu igapäevaelus väga olulised.
Mõned maailma levinumad ehitised, need sillad viivad teid ja kiirteid üle jõgede, orgude ja muude looduslike takistuste.
Kuid kas olete kunagi mõelnud, kuidas talasillad töötavad ja miks on need kaasaegse inseneritöö nii oluline osa? Talasildade kohta on palju õppida, alustades nende ehitamiseks kasutatud materjalidest kuni nende edu saavutamiseks vajalike disainikaalutlusteni.
Niisiis, uurime talasildade põnevat maailma ja nende olulist rolli minu transpordi infrastruktuuris.
Talasildade tutvustus
Ametlik määratlus:
Fikseeritud konstruktsioon, mis koosneb teras- või betoontaladest, mis on paigutatud liiklusega paralleelselt ja toetavad teed otse nende ülemistel äärikutel.
Talasild on lihtne sillatüüp, mida on kasutatud sadu aastaid, kuna see on odav ja lihtne ehitada.
Seda tüüpi sillal hoiavad muulid horisontaalse tala mõlemat otsa.
Tala raskus langeb otse muulidele.
Seda tüüpi disaini nimetatakse lihtsalt toetatuks, kuna seda on lihtne ehitada.
Talasilla komponendid
Talasilla moodustavad kaks põhiosa: pealisehitus ja aluskonstruktsioon.
Pealisehitis kannab silda läbides koormuse raskust ja see koosneb tekiplaadist, taladest, sõrestikust või muudest sarnastest konstruktsioonidest.
Tekk mitte ainult ei toeta koorma raskust, vaid aitab ka selle raskuse silla aluskonstruktsioonile saata.
Teisest küljest hoiab aluskonstruktsioon pealisehitist üleval ja jaotab pealisehituse raskuse alustele ja vundamendile.
See koosneb muulidest, tugipostidest ja tiibseintest, mis aitavad koorma kaalul maapinnale jõuda.
Talasildade tugevus ja kaal
Talasilla tugevus ja kaalupiirang sõltuvad paljudest asjadest, nagu pikkus, laius, kõrgus, sammaste vaheline kaugus ja materjalid, millest see on valmistatud.
Enamasti pole talasillad pikkade vahemaade jaoks head, kui neid pole palju.
See, kui tugev sild on, sõltub ka sellest, kui palju on muulide vahel ruumi.
Kui muulide vaheline kaugus on liiga suur, võib tala vajuda, mis võib viia katastroofilise rikkeni.
Võrdlus teist tüüpi sildadega
Kaarsillad, rippsillad, vantsillad ja sõrestikusillad on mõnda muud tüüpi sillad.
Kaarsillad koosnevad kõveratest konstruktsioonidest, mis kannavad koormust kokkusurumise kaudu mõlema otsa tugipostidele.
Rippsillad hoiavad teed püsti tornide küljes rippuvate kaablitega.
Vantsilla teed hoiavad üleval kaablid, mis on otse tornide külge kinnitatud.
Sõrestiku sillad kasutavad kolmnurga kujulisi tükke, mida nimetatakse sõrestiks, et jaotada silla raskus ühtlaselt üle konstruktsiooni.
Igal sillatüübil on oma plussid ja miinused, mis sõltuvad sellistest asjadest nagu sildeava pikkus, maastiku tüüp, ehituse maksumus ja hoolduse sagedus.
Avastage talasildade töökindlus ja prognoositavus
Ikka raske mõista? Lubage mul veidi vaatenurka muuta:
Kas olete väsinud põnevusest ja ebakindlusest sõitmisel üle vanade, rabelevate sildade, mis tunnevad, et need võivad iga hetk laguneda? Nii et ärge muretsege, talasild on käes!
Saate sõita üle fikseeritud konstruktsiooni, mis on valmistatud teras- või betoontaladest, mis on paigutatud liiklusega paralleelselt ja toetavad teed otse nende ülemistel äärikutel.
Selle struktuur on töökindel ja tugev, nii et saate nautida ülesõidu monotoonsust.
Kes vajab kogemust, mis paneb südame põksuma ja annab adrenaliinilaksu, kui suudate omada talasillale omast stabiilsust ja etteaimatavust?
Olgu, see oli lihtsalt telereklaami moodi nali.
Nüüd läheme tagasi selgituse juurde.
Talasildades kasutatud materjalid
Talasildade ehitamiseks saab kasutada erinevaid materjale, olenevalt projekti vajadustest ja eelarvest.
Igal materjali valikul on oma plussid ja miinused, mida insenerid peavad hoolikalt läbi mõtlema.
Talasildade materjalivalikud
Mõned kõige levinumad talasildade materjalid on:
- Puit: puit on suurepärane ehitusmaterjal lihtsate sildade jaoks üle väikeste ojade või ojade.
Seda on ka lihtne kasutada ja see on hea hinna ja kvaliteedi suhtega.
Kuid puit ei kesta väga kaua ega sobi pikkadeks vahedeks.
- Betoon: kuna see on tugev ja kestab kaua, kasutatakse betooni sageli talasildade ehitamiseks.
Selle abil saab muuta silla tugevamaks ja jäigemaks.
Olenevalt projekti vajadustest saab betoonelemente monteerida või valada.
- Teras: teras on mitmekülgne materjal, mida saab sõltuvalt projekti vajadustest kasutada lühikeste või pikkade vahede jaoks.
Teras on tugev ja kestab kaua, kuid see võib olla kallis.
- Kiviplaadid: Kiviplaatidest saab ehitada talasildu kohtadesse, kus on palju looduskivi.
Kivisillad võivad välja näha kenad ja kestavad kaua, kuid nende ehitamine ja pidamine võib olla kulukas.
Tegurid, mida talasildade projekteerimisel arvesse võtta
Talasilla projekteerimisel ja ehitamisel tuleb silmas pidada mõnda asja, et olla kindel, et sild on tugev, kestab kaua ja seda on lihtne hooldada.
Kandevõime ja keskkonnatingimused
Talade esmane kandevõime põhineb ava pikkusel, kandevõimel ja ilmastikul.
Insenerid peavad välja mõtlema kõik, mis võib silda koormata, näiteks autod, inimesed, lumi, vihm, tuul ning silla, selle piirete ja märkide kaal.
Koormused mõjutavad muulide ja talade suurust, mis muudab inseneride silla projekteerimist.
Jalutavate või rattaga sõitvate inimeste sildade muulid ja talad on palju väiksemad kui autode või rongide omad.
Liikme läbilõikepindala
Tala ristlõike suurus on oluline osa selle tugevuse väljaselgitamisel.
Ristlõikepindala arvutused on iga tala kuju puhul erinevad, kuid ühes suunas (üles ja alla) painutamiseks sobivad kõige paremini I-kujulised talad.
Kui soovite liikuda kahes suunas, sobib kõige paremini kast või õõneskonstruktsioon.
Projekteerimise käigus tuleb välja selgitada koormused, välja selgitada, milline on suurim koormus, ja arvutada välja koefitsient elemendi ristlõikepinna suuruse järgi.
Niisiis, Zx = (jõud x pikkus) (Fy x 4), kus Zx mõõdetakse tollides kuubikuga (in3).
Eelpingestus
Betooni koormamisel hoiab piki- ja põikisuunaline eelpinge survepingeid betoonis.
See annab struktuurile tugevuse ja vastupidavuse.
Vastupidavus ja hooldusnõuded
Talasillad kestavad kauem, sest neid on lihtne ehitada.
Kuid neil on nõrkus selles, et nad ei kanna kaalu üle teki kõndides.
Kui sild asetatakse alati samasse kohta ja see saab sama raskuse, hakkavad tugimehhanismid silla vananedes loksuma.
Seega peavad insenerid sildade ehitamisel mõtlema kõikidele koormustele, mis neid mõjutada võivad.
Talasildade ehitamine on odav, kuid nende pidamine võib olla kallim kui muud tüüpi sildade puhul.
Hoolduskulud sõltuvad näiteks ilmast ja sellest, kui palju silla teatud osadele alati raskust avaldatakse.
Talasildade eelised
Talasillad on levinud sillatüüp, kuna neil on palju häid külgi.
Tasuv ja lihtne ehitada
Esiteks on talasildu lihtne ehitada ja neid saab kiiresti kokku panna, mis teeb neist kulutõhusa valiku.
Seda seetõttu, et talasildu on lihtne ehitada ja need ei vaja nii palju materjale kui muud tüüpi sillad.
Kuna talasillad on lihtsa konstruktsiooniga, saab neid valmistada väga erinevatest materjalidest, nagu puit, betoon ja teras.
Lihtne hooldada ja remontida
Teiseks on tee talasillal lihtne parandada ja heas vormis hoida.
Seda seetõttu, et tee on ehitatud seda üleval hoidvatest taladest eraldi.
See muudab remondi tegemise lihtsaks.
Disaini valikud
Talasilla ehitamiseks on palju võimalusi, näiteks kõrvuti asetsevate talade, I-talade, kasttalade või sõrestike abil.
Need võivad olla ka pooleldi läbivad või toestatud.
Tänu nendele võimalustele saab talasillasid kasutada peaaegu kõikjal.
Need on kiirteedel kõige levinum sildade tüüp, kuna taluvad kiiresti piisavalt raskust ja lasevad liiklusel nende alt läbi minna.
Talasildade puudused
Talasildadel on mõned head küljed, kuid neil on ka probleeme, millele tuleb mõelda.
Piiratud ulatus
Talasillad on piiratud avaga, mis tähendab, et suured paadid või autod ei pääse nende alla.
Nende alla ei pääse ka suured laevad või paadid, mis on rasked.
Seetõttu ei talu nad väga suuri koormusi ega väga pikki vahesid.
Ei sobi kiireks liikluseks
Samuti ei ole talasillad kiireks liikluseks head, kuna need ei ole nii stabiilsed kui muud tüüpi sillad.
"Üks suurus sobib kõigile" lähenemine ei ole eriti kasulik, kuna erinevates kohtades või erinevatel põhjustel võib vaja minna erinevat tüüpi vahemikke.
Liiklus- ja kiirsillad
Kui stabiilne ja kauakestev talasild on, võib see paljuski sõltuda sellest, kui palju liiklust sellel on.
Oluline on teada, kuidas liiklusraskus mõjutab talasildu ja mida saab ette võtta, et võimalikke kahjusid vähendada.
Liiklusraskuse mõju
Liiklus võib aja jooksul muuta silla kuju, mis võib kahjustada konstruktsiooni ja vähendada selle kestvust.
Sillaga võib esineda ka vibratsioone ja muid dünaamilisi mõjusid, mis võivad põhjustada väsimust või vähem kasulikkust.
Need mõjud võivad halveneda, kui sild on karmis keskkonnas või kui seda kasutatakse liiga palju.
Võimalike kahjude leevendamine
Võimaliku kahju vähendamiseks saab teha mitmeid asju:
- Silla konstruktsiooni tugevdamine: Sildu saab muuta suuremaks raskuseks, tehes konstruktsioonielemente suuremaks, lisades tugevdusi või kasutades suurema tugevusega materjale.
- Liiklusmassi piirangute vähendamine: liiklusmassi piiranguid saab jõustada, et vähendada sõidukite lubatud maksimaalset massi, mis vähendab silla koormust.
Suurendage hooldust ja ülevaatusi.
Regulaarne hooldus ja ülevaatused võivad aidata probleeme leida enne nende süvenemist.
See võib hõlmata kahjustuste parandamist, konstruktsiooni seisukorra kontrollimist ja meetmete rakendamist liikluse kontrollimiseks.
Hindamine ja disain
Talasildade projekteerimisel ja hindamisel on oluline läbi mõelda, kui suur on sillal liiklus ja millised kahjud võivad tekkida.
Talasilla ehitamise algfaasis ja kogu selle ehitamise ajal tuleb kontrollida silla pealisehituste konstruktsioonilist stabiilsust.
Sildadel peab olema piisavalt koondamis- ja läbilaskevõime kaitsemeetmeid, et vähendada nende purunemist suure koormuse all.
Täieliku projekteeritud koormuse saab asetada abutmentides olevatele vaiadele, kui auk on piisavalt suur, et vaiad ei jääks kinni ja laseksid betoonil seda täita.
Dünaamilist koormusvaru kasutatakse ainult veoki pingelise koormuse jaoks, mitte sõiduraja koormuse jaoks.
Talasillad ja looduskatastroofid
Talasildu saab projekteerida nii, et need taluvad looduskatastroofe, nagu maavärinad ja tugevad tuuled.
Kuid selleks, et see juhtuks, peavad insenerid silla projekteerimisel mitmele asjale hoolikalt läbi mõtlema.
Materjalid ja disainilahendused
Teras on suurepärane viis hoone tugevamaks muutmiseks, et see taluks tugevat tuult või maavärinat, kuna seda saab kergesti painutada.
Samuti saab raudbetooni abil tugevamaks ja vastupidavamaks muuta talasilla.
Samuti saab silla sisse ehitada selliseid insenertehnilisi lahendusi nagu seismilised isolatsioonisüsteemid ja siibrid, et muuta see maavärinate ja muude loodusõnnetuste suhtes vastupidavamaks.
Tuule- ja maavärinakindlus
Insenerid ehitavad sildade mudeleid ja panevad need tuuletunnelitesse, et olla kindel, et need peavad vastu lainetele ja tugevatele tuultele.
Rippsillad pannakse liikuma koos tuulega ja loodusõnnetuste ajal nagu maavärin.
Samuti tuleb silla ehitamiseks kasutatavaid materjale valida hoolikalt, et olla kindel, et need peavad vastu tööjõule.
Uued sillakujundused
Uued sillakonstruktsioonid, nagu need, millel on HSR (kõrge tugevusega tugevdamine) sambad, taluvad suuri maavärinaid väheste kahjustustega ja vajavad ainult väikest remonti, tõenäoliselt ilma silda sulgemata.
Ameerika osariigi maantee- ja transpordiametnike ühendus (AASHTO) pani selle uue disaini proovile ja leidis, et see suudab vastu pidada loodusõnnetustele.
Talasildade ehituse mõju
Kui talasild on ehitatud ja heas korras, võib sellel olla mitmeid lühi- ja pikaajalisi mõjusid ümbritsevale keskkonnale ja kogukonnale.
Ehitusfaasis kulub asjade paigaldamisel palju kütust ja see tekitab rohkem saastet.
Samuti aeglustab see liiklust, mis võib tekitada piirkonnas liiklusummikuid ja mürasaastet.
Mürasaaste võib segada loomade loomulikke harjumusi ja muuta nende kodud väiksemaks.
Samuti võib silla ehitamine mõjutada katendi toimimist, mis võib liiklust veelgi halvendada.
Hoolduse ja remondi mõjud
Pikaajalisi talasildu tuleb sageli fikseerida ja hooldada, mis võib mõjutada ka keskkonda ja ümbruskonda.
Remont ja hooldus võivad põhjustada liiklusummikuid ja mürasaastet ning häirida kohalikke ettevõtteid, põhjustades teede sulgemist või ümbersõiduteid, mis raskendavad klientide juurdepääsu neile.
Majanduslikud mõjud
Sildade ehitamise ja hooldamise majanduslik mõju ümbritsevatele kogukondadele ja ettevõtetele on samuti märkimisväärne.
Silla ehitamisel on otsene mõju, näiteks töökohtade loomine, ja kaudne mõju, nagu see, et rohkem inimesi soovib kaupu ja teenuseid osta.
Kuid silla ehitamine võib kahjustada ka kohalikke ettevõtteid, sulgedes teid või asetades need ümbersõidutele, mis raskendavad klientidel neile juurdepääsu.
Keskkonnamõjude leevendamine
Talasildade ehitamine ja hooldamine võib keskkonnale vähem mõju avaldada, kui neid kiiremini ehitada.
Ainult projekti jaoks valmistatud kokkupandavaid sildu saab kasutada kütusekulu, reostuse, liiklushäirete ja kattega seotud probleemide vähendamiseks.
Samuti tuleks kehtestada reostuse vältimise kavad, et vältida halbade asjade juhtumist objekti töötajate, läheduses asuvate inimeste ja keskkonnaga.
Lõpuks võib talasilla ehitamisel ja hooldamisel olla suur mõju keskkonnale ja seda ümbritsevale kogukonnale, näiteks liiklusummikud, mürasaaste ja probleemid kohalikele ettevõtetele.
Nende mõjude vähendamiseks tuleks kasutada meetodeid sildade kiiremaks ehitamiseks ja viise reostuse peatamiseks.
Sildade projekteerimise alused
Nõuanne. Lülitage subtiitrite nupp sisse, kui seda vajate. Valige seadete nupust "automaattõlge", kui te ei ole kõnekeelega tuttav. Võimalik, et peate esmalt klõpsama video keelel, enne kui teie lemmikkeel muutub tõlkimiseks kättesaadavaks.
talasilla kasutusalad
Sillad üle kiirteede:
Talasildu kasutatakse sageli maanteesildadena, mis on nende üks levinumaid kasutusviise.
Need sillad kannavad teid üle jõgede, orgude ja muude looduslike takistuste.
Neid kasutatakse sageli piiratud ruumiga linnades ja äärelinnades.
Jalakäijatele mõeldud sillad:
Talasildu saab kasutada ka jalakäijate sildadena, et aidata inimestel liiklusega teid või veeteid ohutult ületada.
Neid sildu võib sageli leida parkidest, looduskaitsealadest ja muudest kohtadest, kus inimesed käivad vabas õhus nautimas.
Sillad rongidele:
Talasildu saab kasutada ka rongide ja muude raudteesõidukite vedamiseks üle veeteede või muude takistuste.
Need sillad on valmistatud rongide raskuse ja kiiruse hoidmiseks ning neid kasutatakse sageli linnades ja eeslinnades, kus raudteeliinid peavad ületama tiheda liiklusega teid.
Ärisillad:
Talasildu kasutatakse ka tehastes ja sadamates raskete koormate ja seadmete vedamiseks üle veeteede või muude takistuste.
Need sillad on valmistatud raskete masinate ja sõidukite raskuse hoidmiseks ning sageli on need valmistatud nii, et need peavad vastu karmile ilmastikule ja muudele keskkonnateguritele.
Lühiajalised sillad:
Talasildu saab kasutada ka ajutiste sildadena, muutes need kiireks ja lihtsaks lahenduseks hädaolukordades, nagu loodusõnnetused või tee ehitamisel.
Neid sildu saab teha enne tähtaega ja kohapeal kiiresti kokku panna.
Neid saab kasutada kuni püsivama struktuuri ehitamiseni.
Järeldus
Kui me lõpetame talasildade õppimise, on oluline mõelda, kuidas need struktuurid meie maailma pikemas perspektiivis mõjutavad.
Talasillad on transpordi jaoks olulised, kuid neil on ka suur mõju keskkonnale ja ümbritsevatele kogukondadele.
Et need hooned oleksid ohutud ja kestavad kaua, tuleb need hoolikalt planeerida, ehitada ja korras hoida.
Jätkusuutlikuma tuleviku poole liikudes on oluline mõista, kuidas meie infrastruktuur mõjutab meid ümbritsevat maailma.
Jätkates talasildade projekteerimist ja ehitamist uutel ja parematel viisidel, saame teha konstruktsioone, mis mitte ainult ei vasta meie transpordivajadustele, vaid avaldavad ka kõige vähem negatiivset mõju keskkonnale.
Niisiis, jätkake uurimist ja nihutagem inseneriteaduse piire, et muuta maailm kõigi jaoks paremaks kohaks.
Lingid ja viited
Jaga…
