IT
USA
DE
FR
ES
RU
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
ID
FA
Когда вы смотрите на мост Золотые Ворота, возвышающиеся над Тихим океаном, ваш взгляд может привлечь красивая система подвесных тросов. Что произойдёт с мостом, если этой системы тросов не будет? Если вкратце, то будет катастрофа. Давайте преодолеем смертельно опасные течения Тихого океана и сооружен конструктором этого моста Джозефом Штраус.
Золотые Ворота — это подвесной мост. Сильно упрощённый подвесной мост можно построить следующим образом: возведите две башни на обоих концах океана и подвесьте длинный трос между ними. Этот трос можно аппроксимировать в виде параболы. А теперь прикрепи бетонный дорожный настил к опорам. Это очевидно обеспечивает поддержку на концах дорожного настила. Если соединить подвесные тросы между несущим тросом и дорожным настилом, мост также будет поддерживаться по всей длине, чтобы дорожный настил не провалился, как мы видели ранее. Это базовая конструкция подвесного моста.
Прежде чем узнать больше о мосте Золотые Ворота, давайте сначала разберёмся, почему инженеры выбрали подвесную конструкцию для этого объекта. Расстояние между двумя береговыми линиями Золотых Ворот составляет целых 2 км 700 м. Соорудить здесь обычный балочный мост — мы видим, что дорожный настил поддерживается различными опорами. Наличие этих опор блокирует движение суден под мостом. Нетрудно себе представить, что построить их на глубине 300 футов (91 м) под водой было бы чрезвычайно дорого. Поэтому использовать балочный мост здесь нецелесообразно.
А теперь рассмотрим арочный мост. Он определённо обеспечит проход для суден. Однако чтобы сохранить форму арки, мост должен быть чрезвычайно высоким. Построить такую конструкцию было бы довольно сложно. Вот почему Джозеф Штраус выбрал подвесную конструкцию, которая весьма эффективно преодолела бы все упомянутые недостатки.
А теперь рассмотрим детали конструкции подвесного моста. У этой конструкции есть одна очевидная проблема. Если вы построите мост таким образом, башни изогнут внутрь, как показано на видео. Основной трос находится под огромной силой натяжения. Из-за этого на башню действует сила. Если разложить силу на составляющие, можно увидеть, что на башню действует несбалансированная горизонтальная сила, направленная внутрь, что объясняет, почему башни изгибаются.
Можете найти решение этой проблемы? Чтобы отменить действие этой горизонтальной силы, нам нужно, чтобы такая же сила действовала в противоположном направлении. Простое решение проблемы — удлинить основной трос и закрепить его на земле с помощью системы жёсткого крепления.
Однако мы можем оптимизировать финансовые ресурсы, необходимые для строительства этого моста, с помощью простой идеи. Всё, что нам нужно сделать, это переместить башни ближе друг к другу. Теперь длина не поддерживаемого мостового настила уменьшена. Благодаря этому натяжение троса тоже будет уменьшено. Это очевидно приведёт к меньшей площади поперечного сечения троса.
Ширина несущих тросов составляет более половины роста среднего человека. Сегмент этого впечатляющего несущего троса демонстрируется как туристическая достопримечательность возле моста Золотые Ворота.
Однако если строить мост именно с такой конструкцией, он досрочно выйдет из эксплуатации. Догадываетесь почему? Соединение — самая слабая часть любой конструкции. Прямое соединение стальных подвесок с бетонным настилом приведёт к образованию трещин в настиле, поскольку бетон хрупкий по природе.
Вот как господин Штраус решил эту проблему. Он решил соединить подвески со стальной конструкцией. Соединение стали со сталью всегда прочное. Здесь продемонстрированы детали соединения подвесок и стальной конструкции. Дорожный настил помещается на эту конструкцию. Господин Штраус сохранил ширину дороги до 27 м, чтобы учесть текущие и будущие транспортные потребности.
Сборка такой конструкции была непростой задачей из-за туманных и ветреных условий на строительной площадке. Чтобы было проще, рабочие изготавливали каждый элемент фермы отдельно и доставляли их на площадку на судах. Сборка отдельных элементов была выполнена с использованием вышки, а их соединения были закреплены заклёпками.
Для обеспечения безопасности рабочих под настилом моста была установлена сетка. По мере продвижения строительства моста они одновременно соединяли конструкцию с несущим тросом с помощью подвесных тросов. Более того, чтобы поддерживать равную нагрузку на трос, рабочие должны были собирать систему одновременно и одинаково в двух направлениях для каждой башни. Так был построен мост Золотые Ворота.
Было использовано 250 пар вертикальных тросов, которые подвешивали весь настил моста к несущему тросу. После возведения стальных конструкций рабочие окрасили мост в специальный международный оранжевый цвет.
А теперь давайте рассмотрим некоторые детали строительства бетонной дороги поверх этой прочной конструкции. Рабочие сначала уложили деревянную опалубку. Они прикрепили стальные стержни, приварили их к стальным профилям под ними, а затем залили и уплотнили с помощью стержневого вибратора.
Теперь мост выглядит идеально, но готов ли он выдержать движение транспортных средств? Пока нет. Сначала нам нужно решить ещё одну важную инженерную задачу — тепловое расширение. Бетон и связанная с ним стальная конструкция будут расширяться или сжиматься в зависимости от колебаний температуры окружающей среды. Если бы мы строили мост как цельную конструкцию, в жаркий солнечный день мост расширился бы и создал бы огромную нагрузку на башню, а также на дорогу. В конце концов, мост был бы повреждён.
Если вы когда-нибудь посещали мост Золотые Ворота, вы, вероятно, заметили необычные соединения на дороге. Эти соединения, называемые пальцевыми деформационными швами, предложил господин Штраус для решения проблемы теплового расширения. Господин Штраус разделил настил на семь отдельных секций. Как видите, у этого моста три подвесные опоры. Между зазорами установлены пальцевые деформационные швы. Во время экстремального повышения температуры длина дорожного настила увеличивается, и эти швы перемещаются почти на 4 фута (1 м 20 см). Какое элегантное решение серьёзной проблемы!
Золотые Ворота — это подвесной мост. Сильно упрощённый подвесной мост можно построить следующим образом: возведите две башни на обоих концах океана и подвесьте длинный трос между ними. Этот трос можно аппроксимировать в виде параболы. А теперь прикрепи бетонный дорожный настил к опорам. Это очевидно обеспечивает поддержку на концах дорожного настила. Если соединить подвесные тросы между несущим тросом и дорожным настилом, мост также будет поддерживаться по всей длине, чтобы дорожный настил не провалился, как мы видели ранее. Это базовая конструкция подвесного моста.
Прежде чем узнать больше о мосте Золотые Ворота, давайте сначала разберёмся, почему инженеры выбрали подвесную конструкцию для этого объекта. Расстояние между двумя береговыми линиями Золотых Ворот составляет целых 2 км 700 м. Соорудить здесь обычный балочный мост — мы видим, что дорожный настил поддерживается различными опорами. Наличие этих опор блокирует движение суден под мостом. Нетрудно себе представить, что построить их на глубине 300 футов (91 м) под водой было бы чрезвычайно дорого. Поэтому использовать балочный мост здесь нецелесообразно.
А теперь рассмотрим арочный мост. Он определённо обеспечит проход для суден. Однако чтобы сохранить форму арки, мост должен быть чрезвычайно высоким. Построить такую конструкцию было бы довольно сложно. Вот почему Джозеф Штраус выбрал подвесную конструкцию, которая весьма эффективно преодолела бы все упомянутые недостатки.
А теперь рассмотрим детали конструкции подвесного моста. У этой конструкции есть одна очевидная проблема. Если вы построите мост таким образом, башни изогнут внутрь, как показано на видео. Основной трос находится под огромной силой натяжения. Из-за этого на башню действует сила. Если разложить силу на составляющие, можно увидеть, что на башню действует несбалансированная горизонтальная сила, направленная внутрь, что объясняет, почему башни изгибаются.
Можете найти решение этой проблемы? Чтобы отменить действие этой горизонтальной силы, нам нужно, чтобы такая же сила действовала в противоположном направлении. Простое решение проблемы — удлинить основной трос и закрепить его на земле с помощью системы жёсткого крепления.
Однако мы можем оптимизировать финансовые ресурсы, необходимые для строительства этого моста, с помощью простой идеи. Всё, что нам нужно сделать, это переместить башни ближе друг к другу. Теперь длина не поддерживаемого мостового настила уменьшена. Благодаря этому натяжение троса тоже будет уменьшено. Это очевидно приведёт к меньшей площади поперечного сечения троса.
Ширина несущих тросов составляет более половины роста среднего человека. Сегмент этого впечатляющего несущего троса демонстрируется как туристическая достопримечательность возле моста Золотые Ворота.
Однако если строить мост именно с такой конструкцией, он досрочно выйдет из эксплуатации. Догадываетесь почему? Соединение — самая слабая часть любой конструкции. Прямое соединение стальных подвесок с бетонным настилом приведёт к образованию трещин в настиле, поскольку бетон хрупкий по природе.
Вот как господин Штраус решил эту проблему. Он решил соединить подвески со стальной конструкцией. Соединение стали со сталью всегда прочное. Здесь продемонстрированы детали соединения подвесок и стальной конструкции. Дорожный настил помещается на эту конструкцию. Господин Штраус сохранил ширину дороги до 27 м, чтобы учесть текущие и будущие транспортные потребности.
Сборка такой конструкции была непростой задачей из-за туманных и ветреных условий на строительной площадке. Чтобы было проще, рабочие изготавливали каждый элемент фермы отдельно и доставляли их на площадку на судах. Сборка отдельных элементов была выполнена с использованием вышки, а их соединения были закреплены заклёпками.
Для обеспечения безопасности рабочих под настилом моста была установлена сетка. По мере продвижения строительства моста они одновременно соединяли конструкцию с несущим тросом с помощью подвесных тросов. Более того, чтобы поддерживать равную нагрузку на трос, рабочие должны были собирать систему одновременно и одинаково в двух направлениях для каждой башни. Так был построен мост Золотые Ворота.
Было использовано 250 пар вертикальных тросов, которые подвешивали весь настил моста к несущему тросу. После возведения стальных конструкций рабочие окрасили мост в специальный международный оранжевый цвет.
А теперь давайте рассмотрим некоторые детали строительства бетонной дороги поверх этой прочной конструкции. Рабочие сначала уложили деревянную опалубку. Они прикрепили стальные стержни, приварили их к стальным профилям под ними, а затем залили и уплотнили с помощью стержневого вибратора.
Теперь мост выглядит идеально, но готов ли он выдержать движение транспортных средств? Пока нет. Сначала нам нужно решить ещё одну важную инженерную задачу — тепловое расширение. Бетон и связанная с ним стальная конструкция будут расширяться или сжиматься в зависимости от колебаний температуры окружающей среды. Если бы мы строили мост как цельную конструкцию, в жаркий солнечный день мост расширился бы и создал бы огромную нагрузку на башню, а также на дорогу. В конце концов, мост был бы повреждён.
Если вы когда-нибудь посещали мост Золотые Ворота, вы, вероятно, заметили необычные соединения на дороге. Эти соединения, называемые пальцевыми деформационными швами, предложил господин Штраус для решения проблемы теплового расширения. Господин Штраус разделил настил на семь отдельных секций. Как видите, у этого моста три подвесные опоры. Между зазорами установлены пальцевые деформационные швы. Во время экстремального повышения температуры длина дорожного настила увеличивается, и эти швы перемещаются почти на 4 фута (1 м 20 см). Какое элегантное решение серьёзной проблемы!
И всё же есть ещё одна небольшая проблема, которую необходимо решить. Расширение стали намного выше, чем бетона. Эта разница в расширении может вызвать проблемы для бетонного настила, который состоит из смеси бетона и стальных стержней. Однако проблема с расширением незначительна, когда длина мала. Вот почему Золотые Ворота содержат крошечные деформационные швы через каждые 50 футов (15 м).
Господин Штраус столкнулся с ещё одной большой конструктивной проблемой — высота башни. Эксперимент, чтобы лучше понять проблему. У меня есть две конструкции моста: высокая конструкция башни с высоким провесом и невысокая конструкция башни с небольшим провесом. Вопрос в том, какой мост придаёт больше прочности подвесному типу моста.
Давайте протестируем первую конструкцию с использованием дорожного настила — очень тяжёлого дорожного настила. Когда я прикрепляю дорожный настил, эта конструкция стоит прочно. Эта конструкция безопасна. А теперь применим тот же вес к следующей конструкции — невысокой конструкции башни. Этот мост внезапно провалился. Я даже не успел никак отреагировать.
Итак, мы экспериментально доказали, что высокая конструкция башни лучше всего подходит для подвесного моста. Она более прочная. Почему? Чтобы получить ответ на этот вопрос, давайте пригласим к нам главного инженера всего проекта господина Джозефа Штрауса.
Основное различие между этими двумя конструкциями заключается в наклоне троса. В обоих случаях нагрузка одинаковая. Вертикальная составляющая натяжения троса уравновешивает этот вес. Поскольку невысокая конструкция башни имеет низкий угол, для сбалансирования веса трос вынужден испытывать большее натяжение. Вот почему невысокая башня выходит из строя во время эксперимента.
Высокая башня, очевидно, уменьшит натяжение троса, но её строительство будет стоить намного дороже. Именно поэтому господин Штраус рассчитал оптимальную высоту башни — 746 футов (227 м), золотую середину между этими двумя вариантами.
А теперь перейдём к самой захватывающей части этого видео — сооружению моста Золотые Ворота во враждебной среде. Начнём со строительства башни. Знаете ли вы, что строительство Южной боковой башни было сложнее, чем строительство Северной башни? Это связано с тем, что для строительства Южной башни необходимо было преодолеть бурное Тихоокеанское течение.
Фундамент башни необходимо было построить на прочной скальной породе — крепкой породе. На южной стороне крепкая порода находилась на 50 футах (15 м 20 см) ниже уровня морского дна и имела крутое дно. Нам нужно прокопать на вот такую глубину и построить фундамент из армированного цементобетона для Южной башни.
Сначала были привлечены профессиональные дайверы, чтобы взорвать бомбы под водой. Они расчистили обломки возле взрыва и подготовили поверхность. Теперь пришло время построить деревянно-стальной каркас на этой поверхности. Дайверы явно проделали потрясающую работу.
Посмотрим на поперечное сечение конструкции, которую они построили. Далее в конструкцию залили бетон и получили так называемые решётчатые стены. После этого откачали всю воду изнутри. То есть теперь, когда решётчатая стена готова, рабочие могут попасть внутрь и начать копать вглубь, чтобы достичь крепких пород.
Но проблема состоит в следующем. Океанские течения настолько сильные, что решётчатой стене придётся выдерживать огромную направленную внутрь силу, и она может рухнуть. Такая конструкция крайне небезопасна.
Господину Штраусу пришла в голову умная идея. Сперва внутрь решётчатых стенок поместили дробеструйные трубы, рабочую шахту и буровую скважину для пород. Хитрость заключалась в том, чтобы построить толстую железобетонную плиту, чтобы рабочие могли работать под ней.
Довольно любопытно, что добирались до рабочей камеры через рабочую шахту. Они непрерывно бурили валуны и копали под железобетонной плитой. Эта железобетонная плита поддерживала решётчатые стены и защищала находящихся под ней рабочих от смертельно опасных течений.
Во время этого процесса всю конструкцию решётчатой стены медленно опускали. Вы можете увидеть, что она имела форму ножа. В конце концов достигли скалистых крепких пород. После выравнивания породы соорудили стальную конструкцию и построили фундамент из железобетона.
Теперь построить весь фундамент не составит особых проблем. Вот как решётчатые стены защищают основной фундамент от смертельно опасных волн.
А теперь пришло время увидеть сооружение гигантских башен. Как только фундамент был готов, на нём собрали стальную опорную плиту. Началось волшебство сборки полых стальных ячеек. Ячейки собирали и закрепляли заклёпками, как будто строили башню из Lego.
Вы видите, с каким умом нужно было спланировать формы и размеры этих ячеек, чтобы башня наконец приобрела задуманную форму. Господин Штраус разработал эту уникальную ячеистую структуру как экономную и при этом прочную.
Строительство башни завершено. Пора проложить несущие тросы. Для этого на верхушках башен установили опорные сёдла. Вы можете подумать, что несущий трос представляет собой один сплошной трос. На самом же деле несущий трос состоит из 27 000 более мелких проволок, и для его изготовления была использована стальная проволока общей длиной 129 000 км.
Перед началом прокладки тросов рабочие соорудили для себя переходной мостик. Сначала проложили опорную проволоку. Несущие тросы проходили через эти вращающиеся колёса. Кроме того, эти небольшие провода рабочие пропускали через башню, через опорное седло, один за другим, а затем зажимали.
Далее провода плотно прижимались с помощью гидравлического пресса. Одновременно провода свивали с помощью оцинкованной стальной проволоки. Поэтому несущий трос выглядит как одна сплошная большая труба.
Господин Штраус столкнулся с ещё одной большой конструктивной проблемой — высота башни. Эксперимент, чтобы лучше понять проблему. У меня есть две конструкции моста: высокая конструкция башни с высоким провесом и невысокая конструкция башни с небольшим провесом. Вопрос в том, какой мост придаёт больше прочности подвесному типу моста.
Давайте протестируем первую конструкцию с использованием дорожного настила — очень тяжёлого дорожного настила. Когда я прикрепляю дорожный настил, эта конструкция стоит прочно. Эта конструкция безопасна. А теперь применим тот же вес к следующей конструкции — невысокой конструкции башни. Этот мост внезапно провалился. Я даже не успел никак отреагировать.
Итак, мы экспериментально доказали, что высокая конструкция башни лучше всего подходит для подвесного моста. Она более прочная. Почему? Чтобы получить ответ на этот вопрос, давайте пригласим к нам главного инженера всего проекта господина Джозефа Штрауса.
Основное различие между этими двумя конструкциями заключается в наклоне троса. В обоих случаях нагрузка одинаковая. Вертикальная составляющая натяжения троса уравновешивает этот вес. Поскольку невысокая конструкция башни имеет низкий угол, для сбалансирования веса трос вынужден испытывать большее натяжение. Вот почему невысокая башня выходит из строя во время эксперимента.
Высокая башня, очевидно, уменьшит натяжение троса, но её строительство будет стоить намного дороже. Именно поэтому господин Штраус рассчитал оптимальную высоту башни — 746 футов (227 м), золотую середину между этими двумя вариантами.
А теперь перейдём к самой захватывающей части этого видео — сооружению моста Золотые Ворота во враждебной среде. Начнём со строительства башни. Знаете ли вы, что строительство Южной боковой башни было сложнее, чем строительство Северной башни? Это связано с тем, что для строительства Южной башни необходимо было преодолеть бурное Тихоокеанское течение.
Фундамент башни необходимо было построить на прочной скальной породе — крепкой породе. На южной стороне крепкая порода находилась на 50 футах (15 м 20 см) ниже уровня морского дна и имела крутое дно. Нам нужно прокопать на вот такую глубину и построить фундамент из армированного цементобетона для Южной башни.
Сначала были привлечены профессиональные дайверы, чтобы взорвать бомбы под водой. Они расчистили обломки возле взрыва и подготовили поверхность. Теперь пришло время построить деревянно-стальной каркас на этой поверхности. Дайверы явно проделали потрясающую работу.
Посмотрим на поперечное сечение конструкции, которую они построили. Далее в конструкцию залили бетон и получили так называемые решётчатые стены. После этого откачали всю воду изнутри. То есть теперь, когда решётчатая стена готова, рабочие могут попасть внутрь и начать копать вглубь, чтобы достичь крепких пород.
Но проблема состоит в следующем. Океанские течения настолько сильные, что решётчатой стене придётся выдерживать огромную направленную внутрь силу, и она может рухнуть. Такая конструкция крайне небезопасна.
Господину Штраусу пришла в голову умная идея. Сперва внутрь решётчатых стенок поместили дробеструйные трубы, рабочую шахту и буровую скважину для пород. Хитрость заключалась в том, чтобы построить толстую железобетонную плиту, чтобы рабочие могли работать под ней.
Довольно любопытно, что добирались до рабочей камеры через рабочую шахту. Они непрерывно бурили валуны и копали под железобетонной плитой. Эта железобетонная плита поддерживала решётчатые стены и защищала находящихся под ней рабочих от смертельно опасных течений.
Во время этого процесса всю конструкцию решётчатой стены медленно опускали. Вы можете увидеть, что она имела форму ножа. В конце концов достигли скалистых крепких пород. После выравнивания породы соорудили стальную конструкцию и построили фундамент из железобетона.
Теперь построить весь фундамент не составит особых проблем. Вот как решётчатые стены защищают основной фундамент от смертельно опасных волн.
А теперь пришло время увидеть сооружение гигантских башен. Как только фундамент был готов, на нём собрали стальную опорную плиту. Началось волшебство сборки полых стальных ячеек. Ячейки собирали и закрепляли заклёпками, как будто строили башню из Lego.
Вы видите, с каким умом нужно было спланировать формы и размеры этих ячеек, чтобы башня наконец приобрела задуманную форму. Господин Штраус разработал эту уникальную ячеистую структуру как экономную и при этом прочную.
Строительство башни завершено. Пора проложить несущие тросы. Для этого на верхушках башен установили опорные сёдла. Вы можете подумать, что несущий трос представляет собой один сплошной трос. На самом же деле несущий трос состоит из 27 000 более мелких проволок, и для его изготовления была использована стальная проволока общей длиной 129 000 км.
Перед началом прокладки тросов рабочие соорудили для себя переходной мостик. Сначала проложили опорную проволоку. Несущие тросы проходили через эти вращающиеся колёса. Кроме того, эти небольшие провода рабочие пропускали через башню, через опорное седло, один за другим, а затем зажимали.
Далее провода плотно прижимались с помощью гидравлического пресса. Одновременно провода свивали с помощью оцинкованной стальной проволоки. Поэтому несущий трос выглядит как одна сплошная большая труба.