Hängebrücken

Hängebrücken in ihrer einfachsten Form wurden ursprünglich aus Seilen und Holz hergestellt.
Moderne Hängebrücken verwenden eine Kastenprofil-Fahrbahn, die von hochfesten Seilen gestützt wird.
Im frühen neunzehnten Jahrhundert verwendeten Hängebrücken Eisenketten als Seile. Die hochfesten Seile, die in den meisten modernen Hängebrücken verwendet werden, wurden im späten neunzehnten Jahrhundert eingeführt.
Heute bestehen die Seile aus Tausenden von einzelnen Stahldrähten, die fest miteinander verbunden sind. Stahl, der unter Spannung sehr stark ist, ist ein ideales Material für Kabel; ein einzelner Stahldraht, nur 0,1 Zoll dick, kann über eine halbe Tonne tragen, ohne zu brechen.
Leicht und stark, können Hängebrücken Distanzen von 2.000 bis 7.000 Fuß überspannen, weit länger als jede andere Art von Brücke. Sie sind ideal, um stark befahrene Wasserstraßen zu überspannen.
Bei jedem Brückenprojekt hängt die Wahl der Materialien und der Form in der Regel von den Kosten ab.
Hängebrücken sind in der Regel am teuersten zu bauen. Bei einer Hängebrücke wird die Fahrbahn an riesigen Hauptkabeln aufgehängt, die von einem Ende der Brücke zum anderen reichen. Diese Kabel ruhen auf hohen Türmen und müssen an beiden Enden der Brücke sicher im Ufer verankert werden.
Die Türme ermöglichen es, die Hauptkabel über lange Strecken zu drapieren. Der größte Teil des Gewichts bzw. der Last der Brücke wird von den Kabeln auf die Verankerungssysteme übertragen. Diese sind entweder in festem Fels oder in riesigen Betonblöcken verankert. Innerhalb der Verankerungen sind die Kabel über eine große Fläche verteilt, um die Last gleichmäßig zu verteilen und ein Ausbrechen der Kabel zu verhindern.

Ein Bild der Golden Gate Bridge in San Fancisco.

Zurzeit hat die Humber-Brücke in England die längste mittlere Spannweite der Welt mit 4,624 Fuß

Das folgende Diagramm zeigt die Spannung in den Seilen einer Hängebrücke. Diese Seile sind in der Lage, einer Spannung standzuhalten, bieten aber keinen Widerstand gegen Druck. Diese Art von Brücken funktioniert ganz anders als die Bogenbrücke.

Neue Tacoma Narrows Bridge

Strukturelles Versagen Einige Brücken haben in der Vergangenheit unter strukturellem Versagen gelitten. Dies kann eine Kombination aus schlechtem Design und extremen Wetterbedingungen sein. Als sie 1940 eröffnet wurde, war die Tacoma Narrows Bridge die drittlängste Hängebrücke der Welt. Später wurde sie als „Galloping Gertie“ bekannt, da sie sich nicht nur von Seite zu Seite, sondern auch im Wind auf und ab bewegte. Es wurden Versuche unternommen, die Konstruktion mit Seilen und hydraulischen Puffern zu stabilisieren, aber sie waren erfolglos. Schließlich stürzte die Brücke am 7. November 1940, nur vier Monate nach ihrem Bau, bei einem Wind von 42 mph ein. Die Brücke war für Windgeschwindigkeiten von bis zu 120 mph ausgelegt. Einige Experten führen den Einsturz der Brücke auf ein Phänomen zurück, das Resonanz genannt wird. Wenn ein Körper in seiner Eigenfrequenz schwingt, kann er zerbrechen. Resonanz ist die gleiche Kraft, die ein Glas zum Zerspringen bringen kann, wenn es den Schallschwingungen einer Opernsängerstimme ausgesetzt wird. Heute müssen alle neuen Brückenprototypen in einem Windkanal getestet werden, bevor sie gebaut werden. Die Tacoma Narrows-Brücke wurde 1949 neu gebaut.

Aufgabe
Die vier untenstehenden Formen sind einfache Stabwerke, die bei Belastung zusammenbrechen. Zeichnen Sie die Formen neu, fügen Sie aber einige zusätzliche Querträger ein, damit sich die Rahmen unter Belastung nicht verziehen.

Lösungen zu Pin-Frames