Wielkie konstrukcje: Mosty

To miasto leży po dwóch stronach rzeki. Aby dostać się z jednej części miasta do drugiej trzeba użyć łodzi. W miarę jak rozrasta się miasto, przybywa w nim coraz więcej ludzi, którzy mieszkają po jednej stronie rzeki, ale pracują, robią zakupy czy uczą się po jej drugiej stronie. Dlatego władze miasta zdecydowały, że przyszedł czas, aby wybudować most, aby mieszkańcy mogli łatwiej dostać się na drugi brzeg rzeki. Zatrudniają więc do tego zadania ekipę inżynierów.

Zbudowanie mostu wymaga dużo czasu, oraz pieniędzy, więc jest bardzo wiele rzeczy, które inżynierowie muszą wziąć pod uwagę, zanim mogą rozpocząć budowę. Muszą zastanowić się jak długi powinien być most, aby połączył ze sobą oba brzegi rzeki, ile ludzi będzie go pokonywać w obie strony i jakie środki transportu będą przez niego przejeżdżać: czy będą to samochody, autobusy czy pociągi, a może wszystkie te pojazdy jednocześnie? Odpowiedzi na te pytania pomagają inżynierom lepiej określić ciężar jaki ten most będzie musiał utrzymać. Inżynierowie muszą także wziąć pod uwagę geograficzne uwarunkowania terenu. Czy występują tutaj często trzęsienia ziemi albo huragany?

Czy poziom wód zmienia się z porami roku? Jak wygląda teren i jaki rodzaj gleby go pokrywa? Muszą także wiedzieć, ile miasto chce wydać pieniędzy na budowę mostu, tak aby ekipa mogła rozplanować cały budżet przeznaczony na budowę. Wszystkie te czynniki wypływają na projekt mostu. Kiedy już specjaliści znają odpowiedzi na te pytania, mogą zacząć zastanawiać się nad możliwymi rozwiązaniami technicznymi.

Kolejnym krokiem jest zebranie wszystkich danych i przeanalizowanie ich pod kątem sił działających na most. Istnieją dwa rodzaje sił, które są zawsze obecne wewnątrz mostu. Jedną z nich jest siła która wywiera nacisk na elementy mostu ściskając je. Tę siłę nazywamy siłą ściskająca. Druga siła to siła która rozszerza i odpycha od siebie elementy konstrukcji.

To siła rozciągająca. Różne struktury i materiały mają różne właściwości, jeśli chodzi o kompresję i ekspansję. Za dużo siły ściskającej albo rozciągającej może spowodować, że elementy mostu zaczną załamywać się lub pękać. W rezultacie most może się zawalić! Dlatego inżynierowie muszą wyliczyć dokładnie działanie tych sił na most i ustalić jaki rodzaj mostu i jakie materiały będą najlepsze.

Musza także ustalić rodzaj podpór, a także gdzie je umieścić, tak aby siły były dobrze rozłożone i zrównoważone, a most mocny i wytrzymały. Im większy i wytrzymalszy most, tym więcej pieniędzy wymaga jego budowa. Aby zaoszczędzić pieniądze i czas, mosty są projektowane w taki sposób, aby były na tyle wytrzymałe, na ile jest to konieczne. W tym mieście inżynierowie wymyślili kilka możliwych rozwiązań. Zaangażowali architektów, aby most miał ciekawy wygląd, zaczęli przeprowadzać testy konstrukcji za pomocą modeli komputerowych i fizycznych oraz oszacowali koszty.

Teraz zastanawiają się nad zaletami i wadami każdego z rozwiązań i wreszcie wybierają najlepszy projekt, aby zaprezentować go władzom miasta. Zdecydowali się wybudować most podwieszany, gdzie pionowo zawieszone stalowe liny podtrzymują całą konstrukcję. Taki most jest względnie łatwy do wybudowania i utrzymania, i na tyle wytrzymały, że będzie mógł udźwignąć przewidywany ciężar. Gdy władze miasta zatwierdzą projekt oraz budżet, rozpocznie się budowa. W zależności od wielkości i złożoności mostu, jego budowa może zająć od kilku tygodni w przypadku zwykłej kładki dla pieszych, do kilku lat w przypadku wielkiego mostu podwieszanego nad wodą.

Ten konkretny most powinien być skończony do lata. Mieszkańcy miasta już nie mogą się go doczekać!