Pod în consolă

Origini

Inginerii din secolul al XIX-lea știau că un pod construit pe mai multe suporturi va distribui sarcinile între ele. Acest lucru însemna că vor exista tensiuni mai mici în grindă sau în grindă și că se pot construi deschideri mai lungi. Mai mulți ingineri din secolul al XIX-lea au proiectat poduri continue cu puncte de balansare la mijlocul deschiderii. Folosirea unei balamale în sistemul cu mai multe deschideri a însemnat că inginerii puteau calcula mai bine sarcinile și tensiunile de pe pod. De asemenea, podul putea face față așezării fundațiilor în ritmuri diferite.

Heinrich Gerber a fost unul dintre inginerii care au obținut un brevet pentru o grindă articulată (1866) și este recunoscut ca fiind primul care a construit una. Podul Hassfurt de peste râul Main din Germania are o deschidere centrală de 124 de picioare (38 de metri). Finalizat în 1867, a fost primul pod modern cu consolă. Printre alte poduri cantilever timpurii se numără Podul înalt din Kentucky, realizat de C. Shaler Smith (1877), Podul în consolă Niagara, realizat de Charles Conrad Schneider (1883) și Podul Poughkeepsie, realizat de John Francis O'Rourke și Pomeroy P. Dickinson (1889). Podul de pe râul Kentucky a traversat un defileu care avea o adâncime de 84 de metri (275 picioare). A fost construit cu un cantil, ceea ce înseamnă că nu a fost nevoie să fie susținut în timpul construcției. Cel mai faimos pod cu cantilever timpuriu este podul Forth Rail Bridge. Acest pod a deținut recordul pentru cea mai lungă deschidere din lume timp de 17 ani.

Benjamin Baker a arătat cum funcționează sistemul cantilever în fotografia din stânga. În centru se vede traveea suspendată, unde stă Kaichi Watanabe. Nevoia de a rezista la compresia coardei inferioare se vede prin utilizarea stâlpilor de lemn, în timp ce tensiunea coardei superioare este arătată de brațele întinse. Acțiunea fundațiilor exterioare ca ancore pentru cantilever poate fi observată prin amplasarea contragreutăților.

Funcția

Pod în consolă: o structură a cărei structură, cel puțin o porțiune acționează ca ancoră pentru susținerea unei alte porțiuni care se extinde dincolo de pilonul de susținere.

- John Alexander Low Waddell, Inginerie de poduri

O deschidere în consolă simplă este formată din două brațe în consolă care se extind din părți opuse ale obstacolului care trebuie traversat și se întâlnesc în centru. În cazul unei deschideri suspendate, brațele în consolă nu se întâlnesc în centru; în schimb, ele susțin un pod central cu grindă care se sprijină pe capetele brațelor în consolă. Trapa suspendată poate fi construită în afara șantierului și ridicată la locul ei sau poate fi construită pe loc, folosind suporturi speciale de deplasare.

în cazul unui cantilever echilibrat, raza este echilibrată de cantileverele care merg în sens opus. Dacă acestea sunt ancorate în fundații solide, se numesc brațe de ancorare. La un pod construit pe doi piloni de fundație, există patru brațe în consolă: două care traversează obstacolul și două brațe de ancorare care se extind departe de obstacol. Din cauza necesității de a avea mai multă rezistență la suporturile cantileverului echilibrat, suprastructura podului ia adesea forma unor turnuri deasupra pilonilor de fundație. Podul Commodore Barry este un exemplu de acest tip de pod în consolă.

Consola din oțel suportă sarcini prin întinderea elementelor superioare și comprimarea celor inferioare. În mod obișnuit, structura distribuie tensiunea prin intermediul brațelor de ancorare către suporturile cele mai exterioare, în timp ce compresia este transportată către fundațiile de sub turnurile centrale.

Podurile cantilever echilibrate din beton precomprimat sunt adesea construite folosind o construcție segmentată.

O diagramă a părților podului John P. Grace Memorial Bridge

Metode de construcție

Unele poduri în arc de oțel (cum ar fi Podul Navajo) sunt construite folosind deschideri în consolă din fiecare parte. Acestea sunt apoi îmbinate cu un știft, de obicei după ce se forțează punctul de întâlnire în afară. Atunci când sunt îndepărtați cricurile și este adăugat tablierul podului, podul devine un pod cu arc cu grinzi. O astfel de construcție fără sprijin este posibilă numai dacă există rocă adecvată pentru a susține tensiunea în coarda superioară a deschiderii în timpul construcției, limitând de obicei această metodă la traversarea canioanelor înguste.

Lista după lungime

Cele mai lungi poduri în consolă din lume (în funcție de cea mai mare deschidere):

1. Podul Quebec (Quebec, Canada) 1.800 de picioare (549 m)
2. Podul Forth (Firth of Forth, Scoția) 2 x 1.710 picioare (521 m)
3. Podul Minato (Osaka, Japonia) 1.673 picioare (510 m)
4. Podul Commodore Barry (Chester, Pennsylvania, SUA) 501 m (1.644 picioare)
5. Crescent City Connection (două deschideri) (New Orleans, Louisiana, SUA) 480 m (1.575 picioare)
6. Podul Howrah (Kolkata, Bengalul de Vest, India) 457 m (1.500 picioare)
7. Podul Veterans Memorial Bridge (Gramercy, Louisiana, SUA) 445 m (1.460 picioare)
8. Podul San Francisco - Oakland Bay (East Bay Span) (San Francisco, California, SUA) 427 m (1.400 picioare)
9. Podul Horace Wilkinson (Baton Rouge, Louisiana, SUA) 376 m (1.235 picioare)
10. Podul Tappan Zee (South Nyack, New York și Tarrytown, New York, SUA) 1.212 picioare (369 m)

Exemple