How Bridges Work

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.

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. Prin urmare, tensiunea de compresiune este opusul tensiunii de tracțiune.

Compresiunea și tensiunea sunt prezente în toate podurile și, după cum este ilustrat, ambele sunt capabile să deterioreze o parte a podului pe măsură ce greutățile variabile ale încărcăturii și alte forțe acționează asupra structurii. Este treaba proiectării podului să facă față acestor forțe fără să se îndoaie sau să se rupă.

Îndoirea apare atunci când compresiunea depășește capacitatea unui obiect de a suporta această forță. Prăbușirea este ceea ce se întâmplă atunci când tensiunea depășește capacitatea unui obiect de a suporta forța de alungire.

Cel mai bun mod de a face față acestor forțe puternice este fie de a le disipa, fie de a le transfera. În cazul disipării, designul permite ca forța să fie repartizată uniform pe o suprafață mai mare, astfel încât niciun punct nu suportă în mod concentrat greutatea ei. Este diferența dintre a mânca, să zicem, o prăjitură cu ciocolată în fiecare zi timp de o săptămână și a mânca șapte prăjituri într-o singură după-amiază.

În cazul transferului forței, un design mută stresul dintr-o zonă de slăbiciune într-o zonă de rezistență. După cum vom aprofunda în paginile următoare, diferite poduri preferă să gestioneze aceste factori de stres în moduri diferite.

.