Cantilever bridge

Origins

A tizenkilencedik századi mérnökök tudták, hogy egy több támaszon átívelő híd a terheket elosztja közöttük. Ez azt jelentette, hogy a gerendában vagy a tartógerendában kisebb lesz a feszültség, és így hosszabb fesztávolságokat lehetett építeni. Számos tizenkilencedik századi mérnök tervezett folytonos hidakat, amelyeknek a gerendelye a fesztáv közepén volt. A csukló használata a többnyílású rendszerben azt jelentette, hogy a mérnökök jobban ki tudták számítani a hídra ható terheket és feszültségeket Ez azt is jelentette, hogy a híd kezelni tudta a különböző ütemben leülepedő alapokat.

Heinrich Gerber volt az egyik mérnök, aki szabadalmat szerzett a csuklós gerendára (1866), és elismert, hogy ő volt az első, aki ilyet épített. A németországi Main folyó felett átívelő Hassfurti híd középső fesztávolsága 38 méter (124 láb). Az 1867-ben elkészült híd az első modern konzolos híd volt. További korai konzolos hidak közé tartozott a C. Shaler Smith által épített Kentucky-i magas híd (1877), a Charles Conrad Schneider által épített Niagara konzolos híd (1883) és a John Francis O'Rourke és Pomeroy P. Dickinson által épített Poughkeepsie-híd (1889). A Kentucky folyó hídja egy 275 láb (84 méter) mély szurdokot hidalt át. A hidat kantárral építették, ami azt jelentette, hogy az építés során nem kellett megtámasztani. A leghíresebb korai konzolos híd a Forth Rail Bridge. Ez a híd 17 évig tartotta a világ leghosszabb fesztávolságú hídjának rekordját.

Benjamin Baker a bal oldali képen mutatta meg, hogyan működik a konzolos rendszer. Középen a felfüggesztett tartószerkezet látható, amelyen Kaichi Watanabe ül. Az alsó akkord nyomásának való ellenállás szükségessége a faoszlopok használatában látható, míg a felső akkord feszülését a kinyújtott karok mutatják. A külső alapoknak a konzol tartószerkezetéhez való horgonyként való működését az ellensúlyok elhelyezésében láthatjuk.

Funkció

Konzolos híd.- Olyan szerkezet, amelynek legalább egy része rögzítésként szolgál egy másik, a tartóoszlopon túlnyúló rész megtartására.

- John Alexander Low Waddell, hídépítés

Az egyszerű konzolos fesztávot két konzolos kar alkotja, amelyek az áthidalandó akadály ellentétes oldaláról nyúlnak ki, és középen találkoznak. Függesztett fesztáv esetén a konzolos karok nem találkoznak középen, hanem egy központi gerendahidat támasztanak alá, amely a konzolos karok végein nyugszik. A függesztett fesztávot a helyszínen kívül lehet megépíteni és a helyére emelni, vagy a helyszínen, speciális mozgó támaszok segítségével lehet megépíteni.

a kiegyensúlyozott konzolokkal a fesztávot az ellenkező irányba haladó konzolok egyensúlyozzák ki. Ha ezeket szilárd alapokhoz rögzítik, akkor horgonykaroknak nevezzük őket. Egy két pillérre épített hídnál négy konzolos kar van: kettő, amely az akadályon átnyúlik, és két horgonykar, amely az akadálytól távolodik. Mivel a kiegyensúlyozott konzolkarok támaszainál nagyobb szilárdságra van szükség, a híd felépítménye gyakran tornyok formájában helyezkedik el az alap pillérek felett. A Commodore Barry híd egy példa erre a típusú konzolos hídra.

Az acél tartógerendák a terheket a felső tagok feszítésével és az alsó tagok összenyomásával viselik. A szerkezet a feszültséget általában a horgonykarokon keresztül osztja el a legkülső támaszokra, míg a nyomást a középső tornyok alatti alapokra.

A feszített betonból készült, kiegyensúlyozott konzolos hidakat gyakran szegmensszerkezetben építik.

A John P. Grace Emlékhíd részeinek ábrája

Építési módszerek

Egyes acél ívhidak (mint például a Navajo híd) mindkét oldalról tisztán konzolos fesztávokkal épülnek. Ezeket aztán csapokkal kötik össze, általában a találkozási pont szétfeszítése után. Amikor a csapokat eltávolítják, és a hídburkolatot hozzáadják, a híd egy gerendavázas ívhíddá válik. Az ilyen alátámasztás nélküli építés csak akkor lehetséges, ha megfelelő szikla áll rendelkezésre, amely az építés során megtámasztja a feszítést a fesztáv felső húrjában, ami általában szűk szurdokok áthidalására korlátozza ezt a módszert.

Hosszúság szerinti lista

A világ leghosszabb konzolos hídjai (a legnagyobb fesztávolság szerint):

1. Quebec Bridge (Quebec, Kanada) 549 m (1,800 láb)
2. Forth híd (Firth of Forth, Skócia) 2 x 521 m (1,710 láb)
3. Minato híd (Oszaka, Japán) 510 m (1,673 láb)
4. Commodore Barry híd (Chester, Pennsylvania, USA) 1,644 láb (501 m)
5. Crescent City Connection (kétnyílású) (New Orleans, Louisiana, USA) 1,575 láb (480 m)
6. Howrah híd (Kolkata, Nyugat-Bengália, India) 457 m (1,500 láb)
7. Veterans Memorial Bridge (Gramercy, Louisiana, USA) 445 m (1,460 láb)
8. San Francisco - Oakland Bay Bridge (East Bay Span) (San Francisco, Kalifornia, USA) 427 m (1400 láb)
9. Horace Wilkinson híd (Baton Rouge, Louisiana, USA) 1,235 láb (376 m)
10. Tappan Zee híd (South Nyack, New York és Tarrytown, New York, USA) 369 m (1,212 láb)

Példák