Konsoļu tilts

Izcelsme

19. gadsimta inženieri zināja, ka tilts, kas būvēts uz vairākiem balstiem, sadalīs slodzi starp tiem. Tas nozīmēja, ka sijas vai kopnes spriegums būs mazāks, un tas ļāva uzbūvēt garākus laidumus. Vairāki deviņpadsmitā gadsimta inženieri projektēja nepārtrauktus tiltus ar šarnīru punktiem laiduma vidū. Šarnīra izmantošana vairāku laidumu sistēmā nozīmēja, ka inženieri varēja labāk aprēķināt slodzes un spriegumus uz tilta. Tas arī nozīmēja, ka tilts varēja tikt galā ar dažādu pamatu nosēšanos.

Heinrihs Gerbers bija viens no inženieriem, kas ieguva patentu (1866. gadā) un ir atzīts par vienu no pirmajiem, kas uzbūvēja šarnīrveida siju. Hassfurtes tilta pār Mainu Vācijā centrālais laidums ir 124 pēdas (38 metri). To pabeidza 1867. gadā, un tas bija pirmais modernais konsoļu tilts. Citi agrīnie konsoļu tilti bija K. Šālera Smita (C. Shaler Smith) augstais tilts Kentuki štatā (1877), Čārlza Konrāda Šneidera (Charles Conrad Schneider) Niagāras konsoļu tilts (1883) un Džona Frānsisa O'Rurka (John Francis O'Rourke) un Pomeroja P. Dikinsona (Pomeroy P. Dickinson) Pokipsijas tilts (1889). Kentuki upes tilts šķērsoja 275 pēdu (84 m) dziļu aizu. Tas tika būvēts ar kantilveru, kas nozīmēja, ka būvniecības laikā to nevajadzēja balstīt. Slavenākais agrīnais konsoļu tilts ir Forth Rail Bridge. Šim tiltam 17 gadus piederēja pasaules garākā laiduma rekords.

Bendžamins Beikers parādīja, kā darbojas konsoļu sistēma, attēlojot to fotogrāfijā pa kreisi. Centrā redzams piekaramais laidums, uz kura sēž Kaichi Watanabe. Nepieciešamība pretoties apakšējās joslas saspiešanai redzama, izmantojot koka stabus, savukārt augšējās joslas spriegojumu parāda izstieptās rokas. Ārējo pamatu kā konsoles enkuru darbība ir redzama pretsvaru izvietojumā.

Funkcija

Konsoles tilts - konstrukcija, kuras vismaz viena daļa darbojas kā enkurs, lai balstītu citu daļu, kas sniedzas ārpus balsta.

- John Alexander Low Waddell, tiltu inženierija

Vienkāršu konsoles laidumu veido divi konsoles sviras posmi, kas stiepjas no šķērsojamā šķēršļa pretējām pusēm un krustojas centrā. Piekaramajā laidumā konsoļu sviras centrā nesatiekas; tā vietā tās balsta centrālo kopņu tiltu, kas balstās uz konsoļu sviru galiem. Piekaramo laidumu var uzbūvēt ārpus būvlaukuma un pacelt uz vietas vai uzbūvēt uz vietas, izmantojot speciālus pārvietojamus balstus.

ar līdzsvarotu balansējošu konsoli, laidumu līdzsvaro pretējā virzienā vērsti konsoļi. Ja tie ir iestiprināti cietos pamatos, tos sauc par enkuru balstiem. Tilta, kas būvēts uz diviem pamatu balstiem, ir četri konsoļu sviras: divas, kas šķērso šķērsli, un divas enkursviras, kas stiepjas prom no šķēršļa. Tā kā līdzsvaroto konsoļu balstiem nepieciešama lielāka izturība, tilta virsbūve bieži vien ir torņu veidā virs pamatu balstiem. Komodora Barija tilts ir šāda veida konsoļu tilta piemērs.

Tērauda kopņu konsoles atbalsta slodzi, stiepjot augšējos elementus un saspiežot apakšējos. Parasti konstrukcija sadala spriegojumu caur enkuru svirām uz ārējiem balstiem, bet saspiešana tiek novadīta uz pamatiem zem centrālajiem torņiem.

Saspriegtā betona līdzsvarotie konsoļu tilti bieži tiek būvēti, izmantojot segmentu konstrukciju.

Džona P. Greisa piemiņas tilta daļu shēma

Būvniecības metodes

Daži tērauda arkveida tilti (piemēram, Navajo tilts) ir būvēti, izmantojot tikai konsolveida laidumus no katras puses. Tie pēc tam tiek savienoti ar tapu, parasti pēc tam, kad saskares punkts ir atdalīts. Pēc tam, kad ir noņemti stiprinājumi un pievienoti tilta klāji, tilts kļūst par kopņu arkveida tiltu. Šāda bezatbalsta konstrukcija ir iespējama tikai tad, ja ir pieejami piemēroti ieži, kas konstrukcijas laikā uztur spriegojumu laiduma augšējā joslā, parasti šo metodi ierobežojot šauru kanjonu šķērsošanai.

Saraksts pēc garuma

Pasaulē garākie konsoļu tilti (pēc garākā laiduma):

1. Kvebekas tilts (Kvebeka, Kanāda) 549 m (1 800 pēdas)
2. Forth Bridge (Fērts of Forth, Skotija) 2 x 1710 pēdu (521 m)
3. Minato tilts (Osaka, Japāna) 1 673 pēdas (510 m)
4. Commodore Barry Bridge (Česteras pilsēta, Pensilvānija, ASV) 1 644 pēdas (501 m)
5. Crescent City Connection (divi laidumi) (Ņūorleāna, Luiziāna, ASV) 1 575 pēdas (480 m)
6. Howrah Bridge (Kalkuta, Rietumbengālija, Indija) 457 m (1500 pēdas)
7. Veterānu piemiņas tilts (Gramercy, Luiziāna, ASV) 4460 pēdu (445 m)
8. Sanfrancisko - Oklendas līča tilts (East Bay Span) (Sanfrancisko, Kalifornija, ASV) 1 400 pēdu (427 m)
9. Horača Vilkinsona tilts (Batonrūža, Luiziāna, ASV) 1 235 pēdu (376 m)
10. Tappan Zee tilts (South Nyack, Ņujorka un Tarrytown, Ņujorka, ASV) 1212 pēdas (369 m)

Piemēri