Suuria rakennelmia: sillat

Kaupunki sijaitsee joen kahdella puolen. Vene on ainut tapa päästä joen yli. Kun kaupunki kasvaa, yhä useampi ihminen asuu yhdellä puolella jokea, mutta työskentelee, opiskelee, tai tekee ostoksia toiselle puolella. Kaupungin päättäjät toteavat, että on aika rakentaa silta, jotta joen yli on helpompi päästä. Joukko insinöörejä palkataan.

Sillan rakentaminen vaatii aikaa, rahaa, ja tarvikkeita, joten insinööreillä on paljon huomioitavaa ennen aloittamista. On ajateltava sillan pituutta, ihmisten joenylitysten määrää, ja mitä liikennemuotoja sillalla käytetään: omia autoja, busseja, junaa, vai kaikkia näitä? Kysymyksiin vastaaminen auttaa määrittämään millaista kuormitusta sillan pitää kestää. Myös maantieteelliset seikat on otettava huomioon. Onko maanjäristyksiä tai hurrikaaneja?

Vaihteleeko vedenpinnan taso? Millaista maaperä on? Tarvitaan myös tieto määrärahoista. Kaikki nämä seikat vaikuttavat sillan suunnitteluun. Kun vastaukset on saatu, voidaan miettiä mahdollisia vaihtoehtoja.

Seuraavassa vaiheessa insinöörit käyvät läpi informaatiota, ja laskevat vahvuuksia. Silta joutuu kestämään kahta eri voimaa. Yksi on työntövoima, joka työntää sillan osia yhteen. Se on puristusjännitystä. Toinen on venytysvoima joka vetää osia ulospäin.

Sitä kutsutaan vetojännitykseksi. Rakenteilla ja materiaaleilla on erilaisia ominaisuuksia, kun ne kohtaavat puristus- ja vetojännitystä. Liian paljon jompaa kumpaa voi saada sillan osat taipumaan tai halkeilemaan. Silloin silta saattaa romahtaa! Niinpä laskelmat on tehtävä huolella, ja suunniteltava millainen silta ja millaiset materiaalit olisivat parhaita.

Tukirakenteet ja niiden sijoittelu ovat myös tärkeitä, jotta voimat ja rasitukset jakautuvat oikein ja sillasta tulee vahva ja vakaa. Mitä isompi ja vankempi silta, sitä kalliimpaa on sen rakentaminen. Rahan ja vaivan säästämiseksi silloista tehdään vain niin vahvoja kuin on tarpeen. Tässä kaupungissa insinöörit ovat hahmotelleet vaihtoehtoja. Mukana oli arkkitehteja, jotta silta näyttää hyvältä ja vaihtoehtoja on testattu virtuaalisesti ja pienoismallein, ja kulut on arvioitu.

Nyt kunkin vaihtoehdon hyvät ja huonot puolet käydään läpi, ja paras projekti valitaan esiteltäväksi paikkakunnan johdolle. He päättivät rakennuttaa riippusillan jossa pitkät pystysuuntaiset vaijerit tukevat koko rakennelmaa. Tämä silta on suhteellisen helppo rakentaa ja ylläpitää, ja tarpeeksi vahva arvioiduille kuormille. Kun projekti ja budjetti on hyväksytty, rakentaminen voi alkaa. Koosta ja monimutkaisuudesta riippuen sillan rakentaminen voi kestää jalankulkusillan parista viikosta vuosiin, kun veden yli rakennetaan suuri silta.

Tämän sillan pitäisi olla valmis ennen kesää. Paikalliset asukkaat odottavat sitä innolla!