Effekten av Beam Shape på Bridge Strength

Den mest grunnleggende form av broen design er bjelke bro. Ordet "beam" betydde opprinnelig et tre, som indikerer at de tidligste broene var trolig bare logger plassert over bekker eller elver for å tillate folk å gå over. Bjelken Broen har fremdeles den grunnleggende utforming av en rett bro legges på tvers av to støtter eller pilarer, men formen på strålen påvirker hvor sterk det vil være.

Kompresjon og Tension

Strålen bridge er i stand til å holde seg stabilt til tross for vekten av biler, mennesker eller tog som passerer over det, fordi det er to motstridende krefter i arbeid i bridge, og de balanserer hverandre. Vekten av broen trafikk presser ned på toppflaten og komprimerer den. På samme tid, i bunnen av broen ekspanderer under spenning. De to kreftene er i balanse, slik at brua holder seg stabil.

Lengde Mellom spenn

Balansen mellom kompresjon og spenning i en bjelke bro vil bare fungere for broer av ca 250 fot eller mindre mellom bryggene eller støttepilarer - noe mer enn dette og kreftene blir for store, destabiliserende broen. Til sammenligning kan en bue bro være opp til 1000 fot mellom spenn og en hengebro kan være 7000 fot mellom spenn. Slik at det er en begrensning for strålen bro design. Imidlertid kan denne begrensningen reduseres ved å bruke de sterkeste formene for strålen.

takstoler

Den mulige spenn på en hvilken som helst bredde bro øker opp til et punkt som sterkere og tyngre bjelker er brukt. Imidlertid, hvis bjelken viser seg å være for tung, kan det kollapse. Trekanter er sterkere former enn kvadrater fordi sidene støtte hverandre mot enhver kraft som utøves mot den ene av dem. Beam broer kan bygges ut av trekanter eller "takstoler." En fagverksbrua er mye sterkere enn en vanlig bjelke bro.

utkraginger

En utkragede bro er en mer kompleks type bjelke bro. Utkragede broer har diamantformede støttestrukturer mellom bryggene og hver av disse har ytterligere rett støtter med diagonale støtte av sine egne. Hver del av strukturen bidrar til å holde opp alle andre deler av strukturen, slik at den bro over en større avstand. Den utkragede bro er basert på prinsippet av en spak og et omdreiningspunkt, hvor hver av de brokar som virker som et omdreiningspunkt for to vektstenger, en på hver side.