Indhold
- Suspension Bridge Design
- Generelt begreb af en hængebro
- Fordele ved ophængningsbroen
- Suspension Bridge Ulemper
- Kabelophæng Bridge Kit
Få menneskeskabte konstruktioner kan øjeblikkeligt inspirere ærefrygt fra en afstand (eller på nært hold for den sags skyld) på den måde hængebro kan.Denne kategori af meget lange, elegant symmetriske strukturer inkluderer nogle af de mest berømte broer i verden, herunder Brooklyn Bridge i New York City, Golden Gate Bridge i San Francisco og Akashi Kaikyo Bridge i Japan.
Årsagen til, at hængebroer kan bygges i spektakulære længder (tæt på 4 km eller 2,5 miles fra og med 2019) er, at deres unikke tårn-og-kabel-understøttelsessystem tillader, at nogle af de kræfter, broen skal modstå, skal forskydes sideværts via kabler ankerpunkter på jorden på hver side af broen. Du kan udforske dette princip selv i et gør-det-selv-eksperiment.
Suspension Bridge Design
Hængebroer har et karakteristisk udseende, hvor den mest bemærkelsesværdige funktion er parret af tårne forankret i jorden (normalt under flod, sø eller havvand). Disse understøtter de to vigtigste parallelle kabler løber fra ende til ende af broen over tårnernes toppe og danner en U-formet kurve i midten matematisk kendt som en parabola.
En række lodrette kabler er ophængt fra hovedkablerne og understøtter dæk der tjener broens primære funktion ved at tillade passage over et mellemrum. Der er typisk mindst en vejbane her. Længden på dækket mellem tårnene kaldes hovedspænd. Længderne på broen på hver side af dette spenn udgør ofte ca. længden af hovedspændet.
Generelt begreb af en hængebro
Forestil dig dig selv og en ledsager af identisk størrelse, der står overfor hinanden i en afstand af ca. 15 meter (ca. 3 meter). Forestil dig, at hver af jer holder begge hænder højt over hovedet, og at hver hånd - fire i alt mellem jer - understøtter et langt reb, der næsten hænger på gulvet mellem jer.
Hvis folk, der stod bag hver enkelt af jer, langsomt skulle anvende en lige vandret spænding til enderne af begge reb, trækkes væk fra midten af dette improviserede fysik parti, ville rebene glide baglæns gennem dine og dine venners hænder, med "U" af reberne gradvist nærmer sig en vandret linje mellem dine og dine ledsagerhænder.
Forestil dig nu en række mindre reb, der er dræbt over de to vigtigste reb på hver side og fastgjort til et 20 fod langt, let tavle, der sidder på gulvet mellem dine og dine venners ben. Hvis spændingen var tilstrækkelig, ville brættet hæves fra gulvet, efterhånden som de vigtigste reb blev mere stramme. Hvis du og din ven skulle "klemme" tavlen på plads mellem dine knæ, ville dette "dæk" understøttes af både tårne og kabler.
Fordele ved ophængningsbroen
Hængebroer er let og fleksibelt, da så meget af dem består af kabler, og de er bygget til at svinge med vind og andre belastninger. Overdreven stivhed (og dette kan være modintuitivt) er en ulempe ved broer og andre strukturer, der oplever forskydningsspænding og andre usædvanlige kræfter.
Dækket er bygget af materialer, der både er komprimerbare og kan modstå spænding (forlængelse), så det kan bøjes opad og nedad uden at gå i stykker. Selvfølgelig vil overdreven svaje producere farer i sig selv.
Suspension Bridge Ulemper
Den største ulempe ved hængebroer er deres modtagelighed for vindskade, en konsekvens af disse broers vidunderlige størrelse og lette konstruktion.
For at øge stabiliteten er hængebroer undertiden udstyret med en kassebakke under hovedvejen, der fungerer som et lavere dæk. Dette gør ikke kun broen stærkere, men også nogle gange giver det mulighed for mere trafik at passere på broen.
Kabelophæng Bridge Kit
Du kan fremstille en simpel hængebro-model fra hverdagens husholdnings- og klasseværelsesmaterialer, såsom drikkestrå til dækket, streng til kabler, maskeringstape, papirsæt osv. Du kan finde en prøveaktivitet i klasselokale-stil for yngre børn og mellemskolebørn i ressourcerne.