What allows an arch bridge to span greater distances than a beam bridge, or a suspension bridge to stretch over a distance seven times that of an arch bridge? The answer lies in how each bridge type deals with the important forces of compression and tension.
Tension: What happens to a rope during a game of tug-of-war? Correct, it undergoes tension from the two sweaty opposing teams pulling on it. This force also acts on bridge structures, resulting in tensional stress.
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Compression: What happens when you push down on a spring and collapse it? That’s right, you compress it, and by squishing it, you shorten its length. A tensão de compressão, portanto, é o oposto da tensão tensional.
Compressão e tensão estão presentes em todas as pontes, e como ilustrado, ambas são capazes de danificar parte da ponte, pois os pesos de carga variáveis e outras forças atuam sobre a estrutura. É a função do projeto da ponte lidar com essas forças sem encurvar ou estalar.
Buckling ocorre quando a compressão supera a capacidade de um objeto de suportar essa força. Snapping é o que acontece quando a tensão ultrapassa a capacidade de um objeto de suportar a força de alongamento.
A melhor maneira de lidar com essas forças poderosas é dissipá-las ou transferi-las. Com a dissipação, o design permite que a força seja distribuída uniformemente por uma área maior, de modo que nenhuma mancha suporte o peso concentrado da mesma. É a diferença em, digamos, comer um bolo de chocolate todos os dias durante uma semana e comer sete bolos numa única tarde.
Na transferência de força, um design move o stress de uma área de fraqueza para uma área de força. Como vamos ver nas próximas páginas, pontes diferentes preferem lidar com esses estressores de maneiras diferentes.