Konsolinis tiltas

Konsolinis tiltas - tai tiltas, pastatytas naudojant konsolę. Konsolė remiasi tik iš vieno galo. Nedideliuose pėsčiųjų tiltuose konsolės gali būti paprastos sijos. Dideliuose konsoliniuose tiltuose, skirtuose eismui keliais arba geležinkeliais, konsolės yra santvaros, pagamintos iš konstrukcinio plieno, arba skardinės sijos, pagamintos iš iš anksto įtempto betono. Plieninis santvarinis konsolinis tiltas, kai jis buvo pradėtas naudoti pirmą kartą, buvo didelis inžinerinis laimėjimas, nes juo galima įveikti daugiau kaip 1 500 pėdų (460 m) atstumą. Juos lengviau statyti sudėtingose sankryžose, nes statant nereikia atramų.

Kilmė

XIX a. inžinieriai žinojo, kad tiltas, pastatytas ant kelių atramų, paskirstys apkrovas tarp jų. Tai reiškė, kad sijos ar santvaros įtempiai bus mažesni ir bus galima statyti ilgesnius tarpatramius. Keletas XIX a. inžinierių suprojektavo ištisinius tiltus su šarnyriniais taškais tarpatramio viduryje. Kelių tarpatramių sistemoje naudotas lankstas reiškė, kad inžinieriai galėjo geriau apskaičiuoti tilto apkrovas ir įtempius.

Heinrichas Gerberis buvo vienas iš inžinierių, patentavusių šarnyrinę siją (1866 m.) ir pripažintas pirmuoju ją sukonstravusiu inžinieriumi. Hassfurto tilto per Maino upę Vokietijoje centrinis tarpatramis yra 124 pėdų (38 metrų). Baigtas statyti 1867 m., jis buvo pirmasis modernus konsolinis tiltas. Kentukio upės tiltas buvo nutiestas per 275 pėdų (84 metrų) gylio tarpeklį. Jis buvo pastatytas su kantele, o tai reiškė, kad statant tilto nereikėjo remti. Garsiausias ankstyvasis konsolinis tiltas yra Forto geležinkelio tiltas. Šis tiltas 17 metų laikė ilgiausio tarpatramio rekordą pasaulyje.

Benjaminas Bakeris kairėje esančioje nuotraukoje parodė, kaip veikia konsolinė sistema. Pakabinamas tarpatramis, kuriame sėdi Kaichi Watanabe, matomas centre. Būtinybę atlaikyti apatinio kordo suspaudimą rodo panaudoti mediniai stulpai, o viršutinio kordo įtempimą - ištemptos rankos. Išorinių pamatų, kaip konsolės inkarų, veikimą galima matyti iš atsvarų išdėstymo.

Funkcija

Konsolinis tiltas - statinys, kurio bent viena dalis veikia kaip atraminė atrama kitai daliai, išsikišusiai už atraminio tilto.

- John Alexander Low Waddell, tiltų inžinerija

Paprastą konsolinį tarpatramį sudaro dvi konsolės rankos, išsikišusios iš priešingų kliūties, kurią reikia įveikti, pusių ir susitinkančios centre. Pakabinamame tarpatramyje konsolinės svirtys nesusitinka centre; vietoj to jos remia centrinį santvarinį tiltą, kuris remiasi į konsolinių svirčių galus. Pakabinamas tarpatramis gali būti pastatytas ne vietoje ir pakeltas į vietą arba pastatytas vietoje naudojant specialias važiuojančias atramas.

su subalansuota konsolės konstrukcija, kai tarpatramį subalansuoja priešinga kryptimi einančios konsolės. Jei jos įtvirtintos į tvirtus pamatus, jos vadinamos inkarinėmis atramomis. Tilto, pastatyto ant dviejų pamatų atramų, yra keturios konsolinės svirtys: dvi, kurios dengia kliūtį, ir dvi inkarinės svirtys, nutolusios nuo kliūties. Kadangi subalansuotų konsolinių atramų atramose reikia didesnio stiprumo, tilto perdangos konstrukcija dažnai būna bokštai virš pamatų atramų. Commodore Barry tiltas yra šio tipo konsolinio tilto pavyzdys.

Plieninės santvarų konsolės išlaiko apkrovas tempdamos viršutinius elementus ir gniuždydamos apatinius. Įprastai konstrukcija įtempimą per inkarines atramas paskirsto į kraštines atramas, o gniuždymą - į pamatus po centriniais bokštais.

Iš anksto įtempto betono subalansuoti konsoliniai tiltai dažnai statomi naudojant segmentinę konstrukciją.

Johno P. Grace'o memorialinio tilto dalių schema

Konstravimo metodai

Kai kurie plieniniai arkiniai tiltai (pvz., Navajo tiltas) yra pastatyti naudojant vien tik konsolinius tarpatramius iš abiejų pusių. Tada jos sujungiamos kaiščiais, paprastai prieš tai išjudinus jų susikirtimo tašką. Nuėmus kronšteinus ir pridėjus tilto paklotą, tiltas tampa santvariniu arkiniu tiltu. Tokia konstrukcija be atramų galima tik tuo atveju, jei yra tinkamų uolienų, galinčių palaikyti viršutinio tarpatramio juostos įtempimą konstrukcijos metu, todėl paprastai šis metodas taikomas tik siauriems kanjonams įveikti.

Sąrašas pagal ilgį

Ilgiausi pasaulyje konsoliniai tiltai (pagal ilgiausią tarpatramį):

Kvebeko tiltas (Kvebekas, Kanada) 1 800 pėdų (549 m)
Forth Bridge (Firth of Forth, Škotija) 2 x 1710 pėdų (521 m)
Minato tiltas (Osaka, Japonija) 1 673 pėdų (510 m)
Commodore Barry tiltas (Česteris, Pensilvanija, JAV) 1 644 pėdų (501 m)
"Crescent City Connection" (du tarpatramiai) (Naujasis Orleanas, Luiziana, JAV) 1 575 pėdų (480 m)
Howrah tiltas (Kalkuta, Vakarų Bengalija, Indija) 1 500 pėdų (457 m)
Veteranų memorialinis tiltas (Gramercy, Luiziana, JAV) 1 460 pėdų (445 m)
San Francisko-Ouklando įlankos tiltas (East Bay Span) (San Franciskas, Kalifornija, JAV) 1 400 pėdų (427 m)
Horacijaus Vilkinsono tiltas (Baton Ružas, Luiziana, JAV) 1 235 pėdų (376 m)
Tappan Zee tiltas (South Nyack, Niujorkas ir Tarrytown, Niujorkas, JAV) 1 212 pėdų (369 m)

Pavyzdžiai

Kvebeko tiltas yra tokios pat konstrukcijos, kaip ir pirmiau aprašytasis.

Firth of Forth geležinkelio tiltas su trimis dvigubomis konsolėmis

San Francisko-Ouklando įlankos tilto rytinis tarpatramis

Originalus 1938 m. Mėlynojo vandens tilto tarpatramis.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra konsolinis tiltas?

A: Konsolinis tiltas - tai tiltas, pastatytas naudojant konsolę, kuri remiasi tik viename gale.

K: Ką galima naudoti kaip konsolę mažiems pėsčiųjų tiltams?

A: Mažų pėsčiųjų tiltų konsolės gali būti paprastos sijos.

K: Iš ko gaminamos didelių konsolinių tiltų, skirtų eismui keliais arba geležinkeliais, konsolės?

A: Didelių konsolinių tiltų, skirtų eismui keliais ar geležinkeliais, konsolės yra santvaros iš konstrukcinio plieno arba dėžinės sijos iš įtemptojo betono.

K.: Kokių pranašumų turi plieniniai santvariniai konsoliniai tiltai, palyginti su kitų tipų tiltais?

A.: Plieninių santvarų konsolinių tiltų pranašumas yra tas, kad jie gali įveikti daugiau kaip 1 500 pėdų atstumą, todėl jie yra didelis inžinerijos laimėjimas.

K: Kokiose sudėtingose sankryžose konsolinius tiltus galima pastatyti lengviau nei kitų tipų tiltus?

A: Konsolinius tiltus lengviau pastatyti sudėtingose sankryžose, nes jų nereikia remti statant.

K: Kaip konsolė veikia kaip tilto atrama?

A.: Konsolė - tai atrama, kuri remiasi tik vienu galu ir gali išsikišti iš konstrukcijos kaip tilto atrama.

K: Kuo skiriasi mažų ir didelių konsolinių tiltų konsolės?

A: Mažuose pėsčiųjų tiltuose konsolės gali būti paprastos sijos, o dideliuose konsoliniuose tiltuose, skirtuose kelių ar geležinkelių eismui, konsolės yra santvaros, pagamintos iš konstrukcinio plieno, arba skardinės sijos, pagamintos iš iš anksto įtempto betono.