Cây cầu théplà những con ngựa làm việc không được ca ngợi và đôi khi là những kiệt tác của kỹ thuật dân dụng.và các thung lũng trên toàn cầu trong hơn một thế kỷNhưng khi nói đến Anh Quốc, một cây cầu thép đứng đầu và vai trên những người khác, không chỉ trong danh tiếng, nhưng trong quy mô, tham vọng tiên phong,Và sự hiện diện ngoạn mục:Cây cầu Forth.

Cây cầu thép truss là gì?

Trong cốt lõi của nó, một cầu vạch thép là một cấu trúc mà cấu trúc trên chịu tải được tạo thành từ các đơn vị tam giác kết nối với nhau.thường được làm từ các thành phần thép thẳng được kết nối tại các khớpSự thiên tài nằm trong hình tam giác, hình dạng hình học ổn định nhất, khi áp dụng lực (như trọng lượng giao thông hoặc gió),cấu hình tam giác đảm bảo tải được truyền chủ yếu nhưcăng thẳng(lực kéo) hoặcnénĐiều này làm cho cầu truss cực kỳ mạnh mẽ và hiệu quả với trọng lượng của chúng.

·         Các yếu tố cấu trúc chính:

Chord hàng đầu:Các chi trên ngang hoặc nghiêng, thường bị nén.

Chord cuối cùng:Các thành phần hạ phẳng, thường bị căng thẳng.

Các thành viên trang web:Các thành phần chéo và dọc kết nối các dây trên và dưới. Những chuyển động lực và duy trì hình dạng truss. chéo xử lý lực cắt,trong khi dọc (cột) hoặc đường chéo khác cung cấp sự ổn định.

Các khớp (cốt lõi):Các điểm mà các thành viên kết nối, rất quan trọng để chuyển động lực lượng.

Tại sao phải làm bằng thép?

·         Tỷ lệ sức mạnh so với trọng lượng:Thép cung cấp độ bền đặc biệt so với trọng lượng của nó, cho phép trải dài lâu hơn so với cây cầu đá hoặc cầu sắt ban đầu, đồng thời giữ cho cấu trúc dễ quản lý.

·         Hiệu quả:Hình dạng truss sử dụng vật liệu một cách kinh tế, tập trung thép ở những nơi có lực lớn nhất.

·         Sự đa dạng:Truss có thể được cấu hình theo nhiều cách (Warren, Pratt, Howe, K-truss, vv) và thích nghi với các chiều dài trải dài, địa hình và yêu cầu tải khác nhau.thông qua (đường/đường sắt trong khung), hoặc các cây cầu bán kính.

·         Khả năng xây dựng:Các thành phần thường có thể được chế tạo sẵn bên ngoài và lắp ráp từng mảnh, ngay cả trên những trở ngại như nước sâu hoặc tuyến đường vận chuyển bận rộn.

·         Độ bền:Các cây cầu thép được thiết kế, chế tạo và bảo trì đúng cách có tuổi thọ cực kỳ dài.

Ứng dụng: Nơi mà các khung thép thống trị

Cây cầu thép truss đã tìm thấy các ứng dụng trên toàn thế giới:

·         Cầu đường sắt:Sức mạnh và độ cứng của chúng làm cho chúng lý tưởng để xử lý tải trọng, tập trung trên tàu và chống lại các lực động.

·         Cầu đường:Đặc biệt phổ biến đối với khoảng cách trung bình đến dài, thường được tìm thấy qua sông hoặc đường cao tốc.

·         Cầu cho người đi bộ:Cung cấp sức mạnh với các thiết kế có khả năng thẩm mỹ.

·         Cây cầu quân sự và khẩn cấp:Cây cầu truss được chế tạo sẵn (như cầu Bailey) rất quan trọng để triển khai nhanh chóng.

·         Thiết lập công nghiệp:Trong các nhà máy, xưởng đóng tàu và nhà máy điện để nâng hạng nặng.

Ngọc quý của Vương miện Anh: Cầu Forth

Trong khi có nhiều vạch thép đáng chú ý tồn tại ở Anh (như cầu Tyne hoặc cầu sắt Coalbrookdale mang tính biểu tượng nhưng bị tháo dỡ, một tiền thân),Cầu thứ tư(chính thức làCầu đường sắt thứ tưQua Firth of Forth gần Edinburgh, nó không chỉ là một cây cầu; nó là một biểu tượng của kỹ thuật kỹ thuật Victoria, khả năng phục hồi và táo bạo.

1.    Phản ứng trước thảm họa:Việc xây dựng nó được thúc đẩy bởi sự sụp đổ thảm khốc của cây cầu Tay vào năm 1879, làm nổi bật những nguy hiểm của các thiết kế không đủ mạnh mẽ cho các đường sắt dài trong điều kiện khắc nghiệt của Scotland.Cầu Forth cần phải vững chắc.

2.    Bắt đầu sử dụng Cantilever:Các kỹ sư Sir John Fowler và Sir Benjamin Baker đã chọn mộtThiết kế vỏ truss cantilever thép lớnNó bao gồm ba tòa tháp khổng lồ (hoặc "cantilevers") được xây dựng từ nền tảng của chúng.Các truss treo dải giữa các cánh tay hoàn thành các đường băngĐó là...Cấu trúc lớn đầu tiên ở Anh được xây dựng bằng thép(thép nhẹ từ quy trình Siemens-Martin), đánh dấu một sự thay đổi quan trọng từ sắt rèn.

3.    Kích thước tượng đài (1890):

Tổng chiều dài:2, 467 mét (8,094 ft).

Mở rộng chính:Hai chặng dài kỷ lục 521 mét mỗi chặng dài nhất thế giới trong 28 năm.

Chiều cao:Các tòa tháp cao 110 mét (361 ft) trên các cầu đá granit của chúng, nằm trên đá đá sâu dưới nước.

Vật liệu:Sử dụng 54.000 tấn thép, 6,5 triệu rivet và 640.000 feet khối đá granite.

4.    Sức sáng cấu trúc:Cây cầu về cơ bản là một chuỗi liên tục của các truss kết nối với nhau tạo thành cấu trúc cantilever.Các thành viên ống (đặc biệt là các ống nén lớn trong tháp và dây nhịp) là một tính năng trực quan xác định, được lựa chọn vì hiệu quả của chúng trong việc chống lại uốn cong dưới tải áp suất khổng lồ.Thiết kế ưu tiên dư thừa và kỹ thuật quá mức để đảm bảo an toàn tuyệt đốiCác thử nghiệm đường hầm gió (được tiên phong cho dự án này) đã xác nhận sự ổn định của nó.

5.    Công việc sơn vĩnh cửu:Cầu là biểu tượng.oxit đỏmàu sắc nổi tiếng thế giới. duy trì nó là một cuộc chiến liên tục chống ăn mòn trong môi trường biển Bắc khắc nghiệt, muối. một chu kỳ liên tục của giàn giáo, cát nổ,và sơn lại đã làm cho nó có được danh tiếng (nay đã lỗi thời) là "sơn liên tục"." Một sự phục hồi lớn, kéo dài một thập kỷ hoàn thành vào năm 2011 áp dụng một hệ thống lớp phủ epoxy lớp kính ba lớp hiện đại được thiết kế để tồn tại hơn 25 năm,Cuối cùng đã phá vỡ vòng xoáy "hình vẽ vô tận".

6.    Di sản lâu dài và sự công nhận:

Chức năng:Nó vẫn vận chuyển giao thông đường sắt quan trọng trên Đường chính bờ biển Đông hơn 130 năm sau khi mở cửa.

Di sản thế giới của UNESCO:Được ghi vào năm 2015, công nhận nó là "một kiệt tác của thiên tài sáng tạo" và "một cột mốc trong thiết kế và xây dựng cây cầu trong giai đoạn đường sắt thống trị du lịch đường bộ đường dài".

Biểu tượng văn hóa:Một biểu tượng dễ nhận biết ngay lập tức của Scotland và kỹ thuật Anh. Nó đã truyền cảm hứng cho các nghệ sĩ, nhiếp ảnh gia và nhà văn trong nhiều thế hệ.

Điểm chuẩn kỹ thuật:Nó thiết lập các tiêu chuẩn mới về quy mô, vật liệu, phân tích cấu trúc (sử dụng sơ đồ lực phức tạp) và an toàn trong việc xây dựng cầu dài.Nó chứng minh tính khả thi của thép và truss cantilever trên quy mô lớn.

Tại sao cây cầu Forth nổi bật

Cầu Forth vượt quá chức năng đơn thuần.

·         Tham vọng của con người:Một giải pháp táo bạo cho một thách thức địa lý và kỹ thuật to lớn.

·         Đổi mới kỹ thuật:Bắt đầu sử dụng thép và nguyên tắc truss cantilever ở quy mô chưa từng có.

·         Khả năng phục hồi và an toàn:Được xây dựng để chống lại các lực lượng không thể tưởng tượng được, cả tự nhiên và nhân tạo (xích tàu), thể hiện những bài học học được từ thất bại trong quá khứ.

·         Vẻ đẹp lâu dài:Cấu trúc rộng lớn, phức tạp của nó sở hữu một vẻ đẹp thô, chức năng và thống trị cảnh quan với sự hùng vĩ không thể phủ nhận.

Không chỉ bằng thép và niết

Cây cầu thép là thành tựu kỹ thuật cơ bản, và cầu Forth của Anh là biểu hiện cuối cùng của chúng.nó là một trong những cây cầu mang tính biểu tượng nhấttrên thế giớiMột minh chứng cho tầm nhìn, sự khéo léo và cam kết không lay chuyển về an toàn của thời Victoria, nó tiếp tục phục vụ mục đích của nó một cách tuyệt vời trong khi đứng như một tượng đài mạnh mẽ cho thành tựu của con người.Bước qua Firth of Forth, nó vẫn là một cảnh tượng ngoạn mục ∙ một mạng lưới khổng lồ bằng thép thách thức các yếu tố, mãi mãi khắc sâu vào đường chân trời Scotland và lịch sử kỹ thuật.Để hiểu được sức mạnh và tiềm năng của cây cầu thép, người ta không cần phải tìm kiếm xa hơn này Titan của Firth.