En bro er en konstruksjon som gjør det mulig å krysse en naturlig eller kunstig hindring ( depresjon , vassdrag , kommunikasjonsvei , dal , kløft , kløft ) mens du passerer over den. Krysset støtter passering av mennesker og kjøretøyer i tilfelle en bro, eller vann i tilfelle en akvedukt . Vi betegner også som økodukt eller økopont, passasjer bygget eller "reservert" i et utviklet miljø, for å tillate dyr, planter, sopparter osv. å krysse hindringer konstruert av mennesker eller som følge av deres aktiviteter. Broer er en del av familien av strukturer . Deres konstruksjon er et spørsmål om byggingeniør .
I Europa har deres teknologiske utvikling gått gjennom to perioder: den romerske perioden og den samtidige perioden . Den romerske riket (det meste av Europa ) mestret byggingen av den steinhalvsirkelformet bue bro . Etter den romerske storhetens prektighet ble broens aura redusert og ble et håndverkerarbeid , bygget ved reproduksjon av modeller og velprøvde metoder. Med fremgangen i kunnskap om fysikk og material, blir broen et kunstverk takket være ingeniørene. I mer enn 2000 år endret ikke utformingen av broer. Så med den industrielle revolusjonen nødvendiggjorde utviklingen av kommersielle børser utvikling av jernbaner , veier og broer, og der teoretisk kunnskap samtidig gjorde store fremskritt. I rundt 200 år har stålbroene, betongbroene forsterket og deretter spent , de hengende broene til store spennvidder og skråstansbroer er alle mulig gjennom innføringen av stålet . Arkitekter, med tekniske begrensninger til grensene presset tilbake, kan nå gi fantasien frie tøyler for å lage kunstverk. Samtidig med denne utviklingen ble broen først sett symbolsk i litteratur og populære uttrykk, og ble ikke tatt som hovedfag i kunsten før sent.
Formen av broene er delvis avhengig av det tilgjengelige materiale (inntil XXI th stein århundre og stål). Nye materialer dukket opp etter hvert som metodene og beregningsmetodene utviklet seg. Prototyper har brukt en ultrahøy ytelse med trykkfasthet når 200 MPa . Komposittmaterialet broer , sammenstillinger av harpiks og karbonfibre , i stand til å motstå intense krefter tillate nye former som vil utvikle seg videre.
Fem broklasser er definert i henhold til deres struktur: de buede broene , bjelkebroene , de buede broene , hengebroene og skråbroene . Spesifikke kriterier fører til at hver av disse klassene definerer en type som er spesifikk for den. Materialet som brukes er et av differensieringskriteriene som er felles for alle klassene. Utforming, konstruksjon, overvåking og vedlikehold varierer avhengig av materialet. Hver brotype er egnet for en rekke omfang , hengebroer til større kull. I 2018 koblet den lengste sjøbroen i verden Hong Kong og Macao til Kina over 55 kilometer, etter å ha mobilisert en million kubikkmeter betong og 420.000 tonn stål.
Kunsten å bygge broer dateres tilbake til antikken. Den første broen var sannsynligvis et tre blåst over av vinden over en bekk eller en naturlig bue , hugget inn i fjellet ved erosjon , slik den finnes i Ardèche i Frankrike eller i parken National Arches , Utah , West . Så med stadig mer sofistikerte verktøy og maskiner måtte mennesket naturligvis etterligne disse primitive broene, felle trær for å plassere dem over elver , etter å ha formet dem på passende måte, etablere mellomliggende støttepunkter når bredden på sengen krevde det og gradvis føre til bygging av ekte rammebroer som de senere ble laget.
Liana (eller tau) broer gikk sannsynligvis også før den første murbuen. De bærende elementene til de primitive hengebroene var kabler dannet av lianer , bambus eller flettede gress, festet i hver ende til steiner, steinankre eller trestammer (som broene til inktau ).
Montering av grove bergarter overvunnet av en plate , i sin rudimentære form, er den bakre eller fremre til den forhistoriske trebroen ? Det er ingen spor av de moderne trebroene til disse steinhellerbroene , Tarr-trappene som ble bygget på begynnelsen av 1. årtusen f.Kr. AD , i fylket Somerset , sørvest i England .
I følge tradisjonen ble den første broen - i den moderne forstand av begrepet - bygget over Eufrat- elven rundt 800 f.Kr. AD av Semiramis , dronningen av Babylon . Fortauet, omtrent ti meter bredt, var laget av sedertre og sypressplanker. For å bygge den ble elveforløpet - de sier omledet - for å sette opp fundamenter laget av steinblokker holdt sammen av jernstenger.
Buede broerDe første hvelvene består av horisontale steiner som stikker ut over hverandre, et såkalt " corbelled " arrangement. I Abydos , i palasset Ozymandias , hvis regjeringstid går tilbake til rundt 2500 f.Kr., er det funnet et hvelv av denne typen. Vi finner den samme ordningen i Theben , i Amun-Re-tempelet . Imidlertid er den vakreste eldgamle buen av denne typen trolig Treasury of Atreus , en imponerende grav i tholos som ligger i Mykene i Hellas og ble bygget rundt 1250 f.Kr. AD Den er dannet av et halvt underjordisk rom sirkulært plan med en dekke ogival seksjon. Med en innvendig høyde på 13,5 m og en diameter på 14,5 m var den den høyeste og bredeste kuppelen i verden i over et årtusen til byggingen av Mercury Baths i Baïes og fra Pantheon i Roma .
Konvergerende felles hvelv, det vil si, de leddene som er vinkelrett på overflaten av intrados , typisk av murverk broer , faktisk allerede foreligge i forskjellige monumenter av det gamle Egypt . I Nubia , i en av pyramidene i Meroe , er det et virkelig halvcirkelformet hvelv som består av segmenter som regelmessig pares sammen. På Gebel Barkal , to søyle gir tilgang til pyramidene er dekket, en etter en spiss hvelv , den andre av en halvsirkelformet hvelv, både laget med voussoirs med konvergerende ledd. En tønnehvelv elliptisk, utført i teglstein er sett i graven av Amenhotep I st og must date derfor omtrent atten århundrer BCE.
Flere nylig, i Europa, kan bli funnet på veggene etruskisk i byen Volterra , som stammer fra III E og II th århundre f.Kr.. AD , Porta all'Arco tar opp dette prinsippet om bygging av en bue.
Det gjenstår i Argolis , på Peloponnes , tre broer, inkludert den mykenske broen til Kazarma , bygget i henhold til teknikken til korvbelagte hvelv , ved hjelp av en stabel med ganske grovkuttede steiner. Disse broene ble sannsynligvis bygget rundt -1300, i løpet av den mykenske perioden ( bronsealderen ), og nærmere bestemt fra Helladic IIIb (rundt -1340 / -1200), for veien som forbinder de store mykenske byene Mykene , Argos og Tiryns kl. havnen i Palea Epidavros.
Det er til romerne at vi skylder gjenopptakelse av hvelv teknikk , sin forbedring og dens bruk i hele Europa for bygging av bruer. Et så stort imperium forutsatte et pålitelig veisystem , farbart i alle årstider og med mer solide konstruksjoner enn enkle trebroer . Det antas at det eldste romerske hvelvede arbeidet er en kloakk kjent som Cloaca Maxima utført under regjeringen til Tarquin den eldre , hvis konstruksjon ble gjennomført rundt 600 f.Kr. AD .
Romerske broer er solide, halvcirkelformede , det vil si med et buet hvelv, som hviler på tykke brygger , med en bredde som tilsvarer omtrent halvparten av hvelvets åpning. En av de eldste prestasjonene på romerske veier er Milvian Bridge , bygget over Tiberen av konsulen Caius Claudius Nero i -206 . Ligger 3 km fra Roma , hvor Via Flaminia og Via Cassia møtes for å krysse elven, var det det viktigste tilgangspunktet til Roma for alle reisende som kommer fra nord. På grunn av sin strategiske posisjon var Milvian Bridge åsted for mange kamper. Det var der i 312 , keiser Konstantin beseiret sin rival Maxentius i et sammenstøt som har blitt kjent som Slaget ved Ponte Milvio .
Det er i Spania og Portugal man kan observere noen av de mest spektakulære verkene, som den romerske broen til Mérida , i Extremadura , og spesielt broen Alcántara , reist på Tagus i 103 og 104 e.Kr. J.-C ..
På III th tallet vises broer til lav bue eller segment broer. Den Limyra Bridge , som ligger nær Limyra i Lykia , en region av dagens Tyrkia , er en av de første representantene i verden. Broen er 360 meter lang og har 26 segmentbuer og to halvsirkelformede buer.
Broer i AsiaI Asia dominerer det spisse hvelvet . The bridge Zhaozhou , bygget rundt år 605 , er den steinbroen med segmental arch og trommehinnen åpnet verdens eldste. Det er også den eldste broen i Kina som fortsatt er i bruk. Det ligger i distriktet Zhao på prefekturnivå i Shijiazhuang , i provinsen Hebei .
Få broer bygget i Vesten før XI - tallet , men i middelalderen ser man å bygge et betydelig antall verk i forskjellige former og med fet skrift. Disse verkene består av buer som ofte er veldig forskjellige, hvalvene er i en litt senket bue, halvsirkelformet eller spiss bue , den sistnevnte formen gjør det mulig å redusere skyv; de er basert på tykke hauger med veldig fremtredende ender i det minste oppstrøms. Bredden mellom veggene er liten og gangen har alltid veldig bratte ramper og bakker. Steinen broer vises til XI th - XII th -tallet, som bro av Eudes i turer .
I Frankrike , blant de mest bemerkelsesverdige middelalderbroene, kan nevnes Saint-Bénézet-broen i Avignon på Rhône ( 1177 - 1187 ), den gamle broen til Carcassonne på Aude ( 1180 ), Petit-Pont i Paris på Seinen ( 1186 ), Valentré-broen i Cahors on the Lot ( 1231 ), Saint-Martial-broen i Limoges på Wien ( 1215 ).
I Asia når kinesiske buede broer toppen av sin prakt i Fujian med veldig tynne buer. Xiao of the bridge bygget i 1470 har en fri høyde på 7,2 m med en bue tykkelse på bare 20 cm , den ene halvdelen av en normal bue. Den er fortsatt i bruk og støtter nåværende trafikk. En annen bemerkelsesverdig bro fra denne tiden er Gao-po Bridge, som ligger i Yongding og ble bygget i 1477 . Dens rekkevidde er 20 m og buen er bare 60 cm tykk, uten limmørtel.
I Vesten, mellom XV - tallet og XVI - tallet , ble arkitektene til de berømte broene i Firenze , Venezia og andre italienske byer inspirert av vanlige former lånt fra fortiden, men deres tendens til å spørre flere kunstnere enn produsenter noen ganger førte dem til å misbruke overbygg og annen dekorasjon. De to viktigste eksemplene er Ponte Vecchio i Firenze og Rialtobroen over Canal Grande i Venezia .
Broen blir et sentralt element i større byplanleggingsprosjekter . I Frankrike dukker de første berømte arkitektene opp, som Androuet du Cerceau som vi skylder Pont Neuf i Paris, som begynte i 1578 og ikke ble fullført før i 1604 på grunn av religionskrigene . Det letter passasjen mellom Louvre-palasset og klosteret Saint-Germain-des-Prés , det grenser til monumentet som ble reist til herlighet av Henri IV, som ligger på nedstrømspunktet av Île de la Cité og utgjør den eldste arbeidsbroen i Paris . Det var på dette tidspunktet kurvhåndtakets bue ble introdusert , en kurve med tre eller flere sentre, uten å erstatte den halvcirkelformede kurven.
Perioden mellom XVII - tallet og slutten av XVIII - tallet ble preget av brobygging som var ganske dårlig både kunstnerisk og strukturelt. Utviklingen av jernbanespor i de XIX th århundre førte til forekomsten av store viadukter som murverk, Frankrike, Nimes viadukt med en lengde på 1569 m , blant de lengste i Frankrike, Barentin Viaduct ( 1844 ) i Seine-Maritime , eller de Saint- Chamas-viadukten ( 1848 ) i Bouches-du-Rhône , et nysgjerrig verk laget av symmetrisk overlappende halvsirkelformede hvelv.
På begynnelsen av XIX - tallet hadde arkitektene og ingeniørene skaffet seg den lange praksisen med å bygge broer av stein og tre. Men stein- og mørtelhvelvet er fremdeles en del av en viss empiri, som får Paul Séjourné til å si , i første setning i sin "Grandes Voûtes": "Vi lager et hvelv ut fra hvelvene som er laget: det er forretning. Av erfaring" .
De nåværende formlene, utledet fra observasjon og praksis, var mange. Den nøkkel tykkelse , at de nyrer , brygger eller tilstøtningsorganer, ble det ganske enkelt trekkes fra åpningen av broen. La Hire i 1695 , deretter i 1712, prøvde en første tilnærming til beregningen av hvelvene, en beregning som består i å verifisere, a posteriori , at tegnet hvelv har en viss sjanse for å være stabil, og at materialene som utgjør det ikke vil være knust. under belastning. Han lyktes ikke i å oppnå tilstrekkelige resultater for praksis, men likevel hadde han fortjenesten å fremheve to konsepter som et århundre senere skulle vise seg å være ekstremt fruktbare: trykkurven og blokkeringsbruddet, og hvelvet skulle brytes i tre uavhengige blokker som skiller seg ved å skyve, idet friksjonen antas å være null. Disse falske antagelsene gjorde det likevel mulig å nærme seg beregningen av distansene.
I 1810 , Louis-Charles Boistard show, etter utallige tester, at brudd på hvelvene skjer ved rotasjon av fire blokker. Disse resultatene E. Mery publiserte i 1840 en av metodene for revisjon av hvelv som ble brukt gjennom hele XIX - tallet og fremdeles er i dag. I 1867 , Durand-Claye forbedret denne metoden, men hans forslag var mindre vellykket fordi det kreves arbeidskrevende beregninger.
I de siste årene av XIX - tallet ble hvelvene beregnet som solid "elastisk", det vil si som om det var metallbuer.
Vitenskap om materialstyrkeFor at nye former for broer skulle vises, var det nødvendig å forbedre materialer på den ene siden, og kunnskap om disse materialene på den andre. Mekanikk hadde tatt sin nesten endelige form med Joseph-Louis Lagrange ; det gjenstod å anvende det på en praktisk måte på konstruksjoner. I 1800 ble det allerede oppnådd noen fragmentariske resultater: Galileo var opptatt av motstanden til konsollbjelker og bjelker på enkle støtter. I 1678 antok Hooke at under en viss grense er forlengelsen eller forkortelsen av en jernstang proporsjonal med den aksiale kraften som påføres den. I 1703 etablerte Jacques Bernoulli ligningen av den deformerte kurven - som han kalte "elastisk kurve" - til en konsoll. Fra midten av XVIII th århundre , ny mur materialer styrkeberegning vises. I 1744 , Euler viser at en kolonne "flammer" når de utsettes for en aksial belastning, det vil si, det undulates som en flamme, og derfor er det ganske ustabil fra en bestemt “kritisk last”, kalt (dag) Eulers belastning. I 1773 , Coulomb indikerer til støtet av de landområder, ment for horisontal ved det øvre nivå, en formel etablert senere i form av begrensninger ved Rankine på 1,857 . På slutten av XVIII th århundre , Young studerte forholdsmessig koeffisient av Hookes lov .
Men disse elementene var fortsatt for spredte for at byggherrene, bortsett fra noen få, til å kunne bruke dem på en nyttig måte. Det var ikke før tjue år senere at de virkelig begynte å øve på motstanden til materialer , som virkelig tok form med oppsummeringen av leksjonene gitt på École des Ponts et Chaussées, om anvendelse av mekanikk til etablering av konstruksjoner og maskiner , undervist av Navier i Paris i 1833 . Henri Navier , Lamé , Cauchy , Clapeyron , Barré de Saint-Venant , Boussinesq utviklet deretter teorien om elastisitet , som vil etablere motstanden til materialer (RDM) på solide fundamenter.
Formidling av kunnskapTil slutt ble XIX - tallet utviklet, diversifisert opplæring, dokumentasjon og formidling av kunnskap. De skolene i kunst og håndverk i Angers og Châlons ble opprettet i First Empire . School of Arts and Manufactures ( Centrale de Paris ) ble opprettet i 1829 . Et stort antall teknisk-vitenskapelige publikasjoner med periodisk publisering ser dagens lys: Annales des Mines , Annales des Ponts et Chaussées (1831), Annals of the local roads , Annals of construction , The Driver's Portfolio , the avis Le Civil engineering , etc. I de siste årene av århundret dukket det opp "samlinger" av tekniske arbeider: Driver's Library , Encyclopedia of Public Works, etc. Til slutt, på slutten av århundret, åpnet École Polytechniques applikasjonsskoler sine dører for studenter. Ingeniører som ikke er embetsmenn; andre ingeniørskoler blir opprettet.
Brudd på hvelvene i fire blokker: halvsirkelformede, elliptiske eller kurvhåndtakhvelv (I) - veldig lave hvelv (II) - halvsirkulære hvelv (III) - spisse eller hevede hvelv (IV), etter Jules Pillet (1895).
Bjelke plassert på to enkle støtter - Representasjon av krefter - Jules Pillet - 1895
Gjennomgang av annaler om broer og veier . Den første kopien dukket opp i 1831.
Jern er et sterkere materiale enn stein. Strekkfastheten er lav, men fortsatt betydelig høyere enn for noe annet materiale som er tilgjengelig før masseproduksjonen av stål. Den aller første store jernkjedebroen ble bygget i Kina rundt 600 f.Kr. AD Det er hengebroen Lan Chin i provinsen Yunnan med en rekkevidde på ca 60 meter.
I Europa er den første metall broer støpt bygget i England siden midten av XVIII th århundre . Den første er Iron Bridge , designet av Thomas Farnolls Pritchard og bygget i 1779 av Abraham Darby III , over Severn . Ca tretti støpejern arbeider ble derfor bygget i dette landet før 1830 , det viktigste er at av Sunderland , i 1793 , som nådde 72 m av span . Alle disse broene var nøye inspirert av formene og teknikkene som ble brukt til murbroer, men de fleste av dem hadde en veldig kort levetid, da støpejern er et skjørt materiale. En av de første moderne hengebroene var Menai Suspension Bridge designet av Thomas Telford basert på James Findleys patent i USA og fullført i januar 1826 . Spennvidden på 176 m til denne strukturen utgjør en viktig milepæl i konstruksjonen av broer. Mange av disse tidlige hengebroene har ikke stått tidstesten.
I USA , takstoler er i rask utvikling, med inspirasjon fra trebruer . I Europa er pionerverkene viadukten til Crumlin i England og Fribourg i Sveits ( 1857 ). Den jern , som erstatter jern ble også brukt til å bygge buene, men det har stort sett lov til å lage triangulert buene, inkludert to store viadukter av Eiffel : den Maria Pia Bridge i Porto ( 1877 ) og Garabit viadukten på Truyère ( 1884 ) .
Med oppfinnelsen av Bessemer-omformeren i 1856 og deretter Siemens-Martin-prosessene i 1867 , utviklet industriell stålproduksjon seg raskt. Den stål , med mye høyere mekaniske egenskaper til de av jern, gradvis erstatte jern i alle typer jobber og gir lettelse strukturer. Mange bøker stål bue, en nabo utvalg på 150 m , er bygget på slutten av XIX th århundre som broen Alexandre III i Paris, bygget for verdensutstillingen i 1900 , bemerkelsesverdig for eleganse bue enn med sin dekorasjon. I 1890 , den Forth Bridge i Skottland ( 1890 ) utgjorde en ny strukturtype: spennet ble forlenget til 521 m takket være en selvstendig 107 m spennvidde understøttet, ikke på brygger, men på hver av armene 107 m fra konstruksjonen , som hviler på elvebryggene .
Armaturer av armert betongDe naturlige sementene ble gjenoppdaget på slutten av XVII - tallet, og det var ikke før begynnelsen av XIX - tallet at kunstige sementer dukker opp takket være franske Louis Vicat og engelske Joseph Aspdin . Deres industriproduksjon startet ikke før i 1850 . Joseph-Louis Lambot gjorde en første kjente prestasjon innen armert sement i 1848 . François Coignet bygde et hus i agglomerert betong i 1853 . I 1875 , Joseph Monier bygde den første forsterket sement bro for å krysse den vollgrav til Chateau de Chazelet. Fra 1890 vises de første armene i armert betong, etter patentet fra François Hennebique innlevert i 1892, som presenterer det første riktige arrangementet av armering av en armert betongbjelke , under navnet stigbøyle. I Frankrike utarbeidet armert sementkommisjon det første rundskrivet for rettferdiggjørelse av bruer av armert betong i 1906 .
HengebroerHengebroer fra begynnelsen av XIX - tallet var skjøre, og mange ulykker inntreffer på grunn av for stor fleksibilitet treverk og korrosjon av kabler som er utilstrekkelig beskyttet. The Brooklyn Suspension Bridge forbinder Manhattan til Brooklyn , designet av John Augustus Roebling og bygget etter hans død av sin sønn i 1869 og 1883 , markerer comeback av hengebruer . Med et spenn på 487 m var den halvannen gang lenger enn noen bro som var bygget til da. Den hadde seks kjørefelt og et fortau ; de fire hovedkablene er lagt i en metode som senere ble brukt til alle større hengebroer bygget i USA. For å unngå hendelser som skyldes svingninger forårsaket av vind eller trafikk, er en stiv stålramme innarbeidet i dekket over hele lengden.
I 1899 - 1900 bygde François Hennebique Camille-de-Hogues-broen i Châtellerault med et spenn på 50 m . I 1911 bygde Hennebique Risorgimento-broen i Roma , som nådde 100 m i spenn . Etter første verdenskrig utviklet det seg konstruksjon av broer med armert betong med store spenn, spesielt i Frankrike under ledelse av to bemerkelsesverdige ingeniører: Albert Caquot og fremfor alt Eugène Freyssinet . Postene følger hverandre: Pont de la Caille ( Haute-Savoie ), i 1928 , med en bue på 137,5 m i solid betong, og den majestetiske Pont de Plougastel ( Finistère ), i 1930 , med sine tre buer på 186 m . Mange små strukturer eller veldig store buer i armert betong er fremdeles bygget i dag, med noen ganger bemerkelsesverdige kull: Gladesville-broen i regionen Sydney i Australia , bygget i 1964 , har et hovedspenn på 305 m , og spesielt den ekstraordinære Krk Broen i Jugoslavia , bygget i 1980 , har et hovedspenn på 390 m . Konstruksjonen av buer, forlatt ved midten av XX th århundre på grunn av kostnadene av hengeren, funnet en økonomisk interesse for å krysse store hull gjennom den konstruksjonsmetoden i utkraget med midlertidig avstivning.
Forspente betongbroerForskning på bruk av armert betong førte til oppdagelsen av et nytt materiale: forspent betong . Eugène Freyssinet definerte de essensielle prinsippene i dette nye materialet i 1928 . Noen beskjedne arbeider ble utført før andre verdenskrig, men den første store forspente betongbroen var Luzancy- broen ( Seine-et-Marne ), ferdig i 1946 . Den har en spennvidde på 55 m og ble helt ut prefabrikert ved anvendelse av forspente betongsegmenter bue . Den ble fulgt av fem andre lignende broer, også over Marne , med et spenn på 74 m .
Oppdagelsen av den korrelerte konstruksjonsteknikken gir større spenn. Den første broen som ble bygget ved hjelp av denne teknikken ble ferdigstilt i Worms , Tyskland i 1953 , med et meget respektabelt hovedspenn på 114 m . I Europa , på slutten av 1970-tallet , hersket forspent betong nesten utelukkende over et bredt spekter av spenn, og gikk opp til ca. 200 m og dekket de aller fleste broer. Den har også spredt seg til andre kontinenter, spesielt Sør-Amerika og Asia . Spannrekorden har lenge vært holdt av Gateway Bridge i Australia , bygget i 1986 , med 260 meter . Så ble han suksessivt slått av fem verk bygget i Norge og Kina. Den største er for tiden Shibanpo-broen i Kina med 330 m , bygget i 2005 .
HengebroerDen USA er igang med bygging av gigantiske hengebruer. I 1931 , det George-Washington Bridge i New York , bygget av ingeniør Othmar Ammann , med en sentral spenn på 1067 m , mer enn doblet da eksisterende spenn. Seks år senere hevet Golden Gate Bridge i San Francisco denne rekorden til 1280 m . Fra begynnelsen, den store elegansen i linjene, det storslåtte stedet det markerer, den tekniske bragden som er representert ved konstruksjonen, plasserer denne strukturen blant de mest berømte broene i verden. Mange andre hengebroer med mindre spenn ble også bygget i USA, med en konstant tendens til å øke dekkets glatthet.
I 1940, den Tacoma Bridge i Washington State , som inneholdt en spesielt slank dekk, ble gjennomført. Noen måneder etter igangsetting begynte den å svinge og vri seg under effekten av en moderat, men konstant vind, til den kollapset helt. Spørsmål: den aeroelastiske ustabiliteten til kabelbroer, det vil si koblingen mellom dekkets riktige bevegelser og effekten av vinden, og ikke noen resonanseffekt som noen ganger er blitt sagt. Fra den tid av ble det gjort omfattende aerodynamiske studier for alle større broer.
I nylige hengebroer har ståldekket med ortotropisk plate , tverrsnittet testet i en vindtunnel som en flyvinge , erstattet gitterdekket . Britisk teknikk ble omtalt en periode med byggingen av Severn Bridge ( 1966 ), First Istanbul Bridge ( Turkey ) (1973) og spesielt Humber Bridge , ferdig i 1981 . Men alle de største nylige hengebruene er asiatiske, med særlig Akashi-Kaikyō-broen , som har rekorden for brospenn i alle kategorier, med 1 1991 m .
Kabelstøtte broerSelv om prinsippet med skråsbroer er like gammel som at hengebroer, disse strukturene utvikler bare under den første halvdel av det XX th -tallet , særlig i Frankrike , med broene utformet ved Albert Gisclard og bro av Lézardrieux ( Ille -d 'Rustning ) (sistnevnte ble forvandlet i 1924 fra en hengebro til en skråkabelbro uten å forstyrre trafikken). De første viktige prestasjonene ble gjort i Tyskland , med de tre broene i Düsseldorf bygget på 1950-tallet . De første skråkabelbroene hadde et metalldekk for å redusere vekten. Men den italienske ingeniøren Morandi utfører flere konstruksjoner med betongdekk, hvorav den viktigste er Maracaïbo i Venezuela , med flere spenn på 235 m . Første generasjon skråbroer var preget av et tykt (derfor stivt) dekk og et lavt antall stagkabler.
Frankrike så ut til å være forsiktig med utviklingen av denne teknikken da to bemerkelsesverdige strukturer nesten samtidig på midten av 1970-tallet slo verdensrekordrekorden i sin kategori: Saint-Nazaire-broen i Loire-Atlantique , med et metalldekk, med en spenn på 404 m , og Brotonne-broen , i Seine-Maritime , med et betongdekk, med et spenn på 320 m . Sistnevnte markerer et avgjørende skritt i feltet med skråkabelbroer med betongdekk.
Alder med store beregningerDen endelige elementmetoden , som dukket opp på 1950-tallet , tillater en tilnærming til beregning av strukturer som er nærmere virkeligheten enn den klassiske av materialets motstand . Denne nye metoden bestemmer en struktur av et endelig antall ukjente, ved et endelig antall punkter kalt noder som elementære volumer antas å være små assosieres: de endelige elementene. Anvendelsen på hver av disse av ligningene til mekanikken fører til et matrisesystem som inneholder et veldig stort antall ukjente. Behandlingen av det endelige systemet, fra et fint nett av nodene, er ikke tilgjengelig for hånd og krever kraftige databehandlingsressurser. Denne metoden gjør det i mange tilfeller mulig å unngå å måtte ty til tester på reduserte modeller, som alltid er vanskelige å implementere og noen ganger vanskelige å tolke. Ved slutten av den XIX th århundre , ingeniørene "kalkulerer" deres strukturer grafisk maskenett ved å bruke den statiske grafisk resultatet av arbeidet med Carl Culmann og Cremona . Det er på denne måten Eiffeltårnet ble beregnet , så vel som mange rammer og broer. Mellom de to krigene dukket det opp elektromekaniske beregningsmaskiner, som faktisk bare var forbedrede Pascal-maskiner.
På begynnelsen av 1960-tallet dukket de første datamaskinene opp, vitenskapelig databehandling utviklet seg. Med raske datamaskiner gjør finite element-metoden det mulig å øke undersøkelsesfeltet, nærme seg og rette to- eller tredimensjonale systemer. Til slutt kommer vi nå til datamaskinstøttet design (CAD) som gjør det mulig å raskt utføre og foredle de uunngåelige iterasjonene som går foran definisjonen og verifiseringen av ethvert prosjekt. Med mikrocomputere, stadig større miniatyrisering og den konstante økningen i datakraft, er store beregninger nå innen rekkevidde for alle designkontorer.
Eksperimentell forskning på betong ble ikke utført før etter 1940 , på grunnlag av Férets lover. Vanlig betong består av bindemiddel , sand og grus. Fra teoriseringen av betongsammensetningen på 1940-tallet vet vi at for å oppnå bedre kvalitet på betong er det nødvendig å minimere prosentandelen av hulrom. På 1980-tallet oppdaget vi en måte å redusere disse hulrommene med tilsetning av mikropartikler og tilsetningsstoffer som myknere: dermed ble høyytelsesbetong født . Trykkfastheten til disse betongene kan være fra 50 til 100 MPa . Et nytt teknologisk gjennombrudd skjedde på begynnelsen av 1990-tallet med utvikling av betonger med en styrke på 200 MPa i kompresjon og 40 MPa i bøyning.
Ytelsen til stål forbedres også stadig. Disse fremskrittene tillater reduserte transport- og konstruksjonskostnader takket være materialbesparelser: Nå krever konstruksjon med tynnere ark mindre sveising og mindre maling, og overflaten blir redusert for samme tykkelse. Reduksjonen i egenvekt gir høyere driftskostnader. Samtidig bidrar disse stålene til å redusere miljøpåvirkningen på grunn av mindre bruk av materiale for en gitt funksjon. Mens det pølsede stålet i Garabit-viadukten hadde en flytegrense på 100 MPa , er for tiden stålene motstandsdyktige mot 350 MPa, som for eksempel Simone-de-Beauvoir gangbro (2006) i Paris. Stålet som brukes til dekket til Millau-viadukten er fargetone S460; den til Akashi-Kaikyō-broen , som har verdensrekorden i spenn med 1 991 m , motstår 780 MPa.
De sammensatte materialer slik som polymerer forsterket med fibre (FRP) som består av karbonfibre ( CFRP ) eller glassfiber (FRP) er et nytt nylige utviklinger i materialer som åpner veien for nye muligheter. Brukt som forsterkning for å takle patologier i betong eller trekonstruksjoner, har de mange fordeler; laboratorietester på stolper, plater og armerte betongbjelker innpakket i FRP (karbon eller glass) og med et brannbeskyttelsessystem har vist en brannmotstand på minst fire timer; de opprettholdt lave temperaturer i armering av betong og stål, og bidro til å opprettholde styrkene til disse bærende materialene under testing. Det økonomiske kriteriet blir også fremmet: anleggsarbeider har dermed blitt rehabilitert til en pris på rundt 40 til 60% sammenlignet med konvensjonelle løsninger.
Bruken av disse nye materialene er ikke bare begrenset til strukturell rehabilitering; PRFV har en elastisitetsmodul veldig nær den for betong og tillater derfor veldig god kompatibilitet med sistnevnte. PRFV-stenger utsatt for sykliske belastninger i laboratoriet, viste motstand mot utmattelse tjue ganger større enn for konvensjonelle stålstenger og med lengre levetid. Fremgang har nylig ( 2007 ) gjort det mulig å bygge et brospenn som er 24,5 m langt og 5 m bredt, helt i komposittmaterialer, tretti ganger lettere enn betong.
Nye strukturerTilgjengelighet til store beregninger og fremveksten av nye materialer gjør at arkitekter ikke lenger kan være begrenset i design og gi fantasien frie tøyler. Santiago Calatrava designer altså mange broer med komplekse former ved å bruke materialene i strukturen i bøyning og vridning, for eksempel de skrå buene til Bac de Roda-broen i Barcelona i 1992 eller Pont de l'Europe i Orléans i 2000 eller kabel- bodde broer. med dristige former som Puente de la Mujer i Buenos Aires i 2001 eller Assut de l'Or-broen i Valencia i 2008 .
Høy ytelse fiberforsterkede betonger muliggjør teknologiske prestasjoner. Sherbrooke gangbro i Canada , bygget i 1997 og med en spennvidde på 60 meter, består av en ribbet plate, hvis øvre UHPC-plate er bare 30 mm tykk . I 2002 var dekket til Seoul gangbro også 3 cm tykt, men i et spenn på 120 m .
Fra analysen av anatomien til alle strukturer i verden, kommer det frem at det i utgangspunktet er tre typer strukturerende elementer: de som overfører krefter aksialt, ved bøyning eller ved krumning. Et element i et fagverk er et element som overfører krefter aksialt, en bjelke er et bøyende element og buene til buebroene eller kablene til hengebroer er krumningselementer. Hver struktur er en kombinasjon av disse tre typer elementer. Noen elementer kan ha den ene typen som en primærfunksjon og den andre som en sekundærfunksjon, for eksempel dekket til en skråkabelbro. Det fungerer fremfor alt som et element for overføring av aksial kraft siden det overfører krefter til stagene, men kreftene til de transporterte lastene induserer også en deformasjon av dette elementet ved å bøye.
Avhengig av arten av de krefter som overføres til støttene, eller til landkar , kan broer kan klassifiseres i tre kategorier:
En annen tilnærming (avhengig av arten av kreftene i det bærende konstruksjonselementet ) fører til å klassifisere broer i fem kategorier:
Det bærende elementet er ofte lett identifiserbart (bjelke, bue eller kabel), men det er strukturer der kreftene kan fordeles mellom flere bærende elementer som tilhører forskjellige klasser. Dette er da sammensatte strukturer. De Passerelle des Arts i Paris, for eksempel, er således både en hvelvbro og en bjelke bro. Den Lézardrieux bro i sin 1925 -versjonen var en hengebro avstivet ved skråstag.
De fem brofamiliene Buede broerBuede broer er broer som tilhører buebroklassen. De ble bygget av stein i mer enn 2000 år, noe som har tjent dem den vanlige betegnelsen på murbroer. Deretter erstattet armert betong stein, men raskt metallbroer, som tillot større spenn, erstattet buede broer som bare var begrenset til små spenn .
Flere kriterier kan skille buede broer: formen på buen , typen buefitting, typen foran eller bak. Dermed kan hvelvet være halvcirkelformet (perfekt halvsirkel), sirkelbue (segment av en bue), spiss bue, kurvhåndtak eller ellips. Enheten til hvelvet, det vil si metoden for konstruksjon av hvelvet, kan være i full tykkelse, med flere ruller, ved kutter, med sidestillede ringer. Nebbet kan være trekantet, mandelformet, rektangulært eller sirkulært.
Buede broer dekker spenn fra 2 til 100 meter. For svært små spenn er solide og halvcirkelformede buede kulverter, hovedsakelig brukt som hydrauliske utslippskonstruksjoner, ganske rustikke strukturer, men de utgjør en enkel og robust løsning. Tynne hvelvkonstruksjoner, som består av prefabrikkerte betong- eller metallelementer, brukes ofte til vanlige konstruksjoner med åpninger opp til 9 meter, forutsatt at høyden på gjenfyllingen forblir mindre enn 7 meter, og at forholdet mellom høyden ved åpningen er mellom 0,6 og 1. Utover konstruksjonene som for tiden brukes i buebroer er laget av armert betong.
Den største broen i middelalderen var den i Trezzo , Italia , bygget i 1377 , hvis åpning på 72 meter i stor grad overgikk alt som var gjort til da. Den ble ødelagt under en lokal krig i 1416 . Vieille-Brioude- broen over Allier , i Frankrike, med sin 54 meter lange åpning, ble da i mer enn fire århundrer det største hvelvet i verden. Den kollapset i 1822 på grunn av manglende vedlikehold.
I XX th århundre , den største steinbroen bygget i Vesten er den broen Syratal i Plauen som har en rekkevidde på 90 meter. Den overstiger Adolphe-broen , kjent som Séjourné- broen , bygget under storhertugen Adolphe og ble tatt i bruk i 1903 . Ankomsten av nye konstruksjonsteknikker med stål, som hengebroer eller armert betongbroer, markerte den brå slutt på byggingen av murbroer i den vestlige verden.
I Kina har et stort utvalg av mur broer blitt bygget i XX th århundre . Den absolutte rekorden ble nådd i juli 2000 med Dahne-broen på Jin-Jiao- motorveien i Shanxi-provinsen i Kina , med et spenn på 146 meter.
BærebroerBærebroer angir alle broer hvis bærende element er en eller flere rette bjelker. De utøver bare en vertikal reaksjon på sine mellom- eller endestøtter, og kreftene som genereres i strukturen er hovedsakelig bøyende krefter. To kriterier gjør det mulig å skille mellom bjelkene: formen eller materialet, kryssingen av de to gjør det mulig å bestemme et stort antall bjelker. Det er fire former for bjelker: solide nettbjelker, boksbjelker, gitterbjelker og buestrengbjelker . Det sammensatte materialet til bjelken (e) kan være metall, armert betong , forspent betong , tre eller, nylig, komposittmaterialer. Blant trebjelkebroene danner de tildekkede broene en egenart siden en treramme og et tak dekker strukturen fullstendig. Vises i XII th århundre i Europa , hovedsakelig i Sveits , og i Asia de er hovedsakelig utviklet i USA og Canada i XIX th århundre .
Metallbjelkene kan plasseres under kjørebanen eller på hver side av den. Solide nettbjelker er for tiden den mest brukte fordi deres produksjon er relativt enkel. Boksebjelker har bedre motstand mot vridning enn solide båndbjelker. Takstolene, bestående av horisontale metallstenger, vertikale eller skrå, kalt rammer, ble mye brukt i XIX - tallet eller jernbanebroene. De brukes bare i dag når konstruksjonsbegrensningene ikke tillater installasjon av bjelker under veibanen. Bue-streng bjelker må ikke forveksles med variabel høyde fagverksbærere. Eksternt ligner de det, men det er faktisk en bue hvis nedre forbindelsesbjelke fungerer som en stang.
De armerte betongbjelkene er parallelle under kjørebanen, nesten alltid med en solid kjerne, sammenføyd på tvers av armerte betongvegger som danner et avstandsstykke . Taket (platen) er en armert betongplate som fungerer som bjelkens øvre forbindelsesakkord. Avhengig av de respektive dimensjonene og tilkoblingsmetodene til disse to elementene, er det tre typer brodekk av armert betong: forkle med ribbet plater, de rørformede dekkene (det er en nedre plate i tillegg til den øvre platen, vi kan også snakke av caisson) og solide platedekk (det er ingen bjelke). Disse broene er støpt på plass. Mange broer med moderat spenn som krysser veier og motorveier er av denne typen. Forspente betongbjelker brukes til å konstruere konstruksjoner med et spenn på minst 30 eller 40 meter. Utvalget av løsninger inkluderer: ribbede plater, broer med forspente bjelker ved etterspenning, kassebroer installert ved å skyve og til slutt de som er bygget i korrelert konstruksjon, som ofte tillater store spenn på rundt 130 eller 140 meter, men hvis bruksområde strekker seg opp til 200 meter hovedspenn og unntaksvis opptil 300 meter.
Den bjelke broer cantilever , dvs. som omfatter et spenn i støtte til uthengende spenn to elementer tillater svært store spennvidder. Den største bjelkebroen er en metall cantilever-bro, Pont de Québec , i Quebec , bygget i 1917 og siden den gang holdt spanrekorden med 549 meter. Den største forspente betongbjelken er Shibanpe Bridge, bygget i 2005 i Kina .
BuebroMed forbedring av stålegenskaper og designmuligheter, vises buebroer. I en buebro krysses elven eller bruddet med en gang av en enkelt bue, mens dekket hviler på mellomliggende brygger i den buede broen. Buebroer kombinerer kompresjon med fleksjon. De er preget av det faktum at de utøver en skrå styrke på distansene som har en tendens til å skille støttepunktene. De kan differensieres i henhold til naturen til materialene i konstruksjonen (metall, armert betong, tre), i henhold til strukturen eller i henhold til dekkets posisjon (båret, suspendert eller mellomliggende).
Strukturen gjør det mulig å skille mellom tre typer buebroer:
En annen type bro har nylig dukket opp: CFST ( Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridges ) som blander flere typer strukturer og materialer. Buen til disse broene er laget av en trellis av metallrør fylt med betong. De tillater svært viktige spenn for buebroer, siden de største overstiger 400 meters spennvidde.
Den Chaotianmen Bridge i Kina , med en metall truss bue, er den største bue bro med et spenn på 552 m . Den følges av Lupu-broen , en bro hvis bue er en metallkasson, med et spenn på 550 meter.
HengebroerHengebroer er i form av en struktur som består av et stål- eller betongdekk, som sikrer kontinuiteten til det støttede sporet og fordelingen av laster, og bærende deler: kleshengere , kabler og mast . Hengerne støtter dekk og overfører lastene til støttekablene. Sistnevnte, parabolske i utseende, overfører en vertikal reaksjon på mastene og strekkreftene ved å holde kabler fortøyd på forankringsblokker, bortsett fra såkalte ”selvforankrede” strukturer der kablene er fortøyd på forkleet. Når det gjelder konstruksjoner med flere spenn, overføres strekkreftene som fremkalles av rullende laster til holdekablene med kabler festet til sadler eller mobile vogner på toppen av mastene og kalles "hodekabler". Generelt støtter ikke festekablene mellom forankringene og mastene noen belastning. De vertikale bøylene kan suppleres med skråskap for å redusere deformasjon av dekket.
Hengebroer, takket være deres driftsprinsipp og kvaliteten på materialene som brukes, gjør at de viktigste spennene kan krysses. Den Akashi-Kaikyo -broen, en hengebro bygget i Japan , er broen med det lengste spennet i verden: 1991 m .
Kabelstøtte broerKabelstøtte broer kommer i form av en struktur som består av et stål- eller betongdekk og bærende deler: master, i stål eller betong, arbeider i kompresjon, og skrå kabler, kalt stagkabler, som arbeider i spenning. Kabelstansbroer er hovedsakelig differensiert etter antall mastere. Det skilles således mellom symmetriske broer med tre spenn, broer med enkeltmastre og broer med flere kabelfeste. Den første familien er den mest tallrike. I slike broer kalles stagkablene nærmest avstengningene holdestagkabler. De gir strukturen det meste av sin stivhet. Når det gjelder strukturer med enkeltmastere, kan den være sentral, innrammet av to like lange spenn, eller ellers i en forskjøvet stilling. Strukturen kan være omringet av tilgangsviadukter. De kabelstansede konstruksjonene med flere spenn gjør det mulig å begrense antall fundamenter som generelt er dyre, sammenlignet med en mer konvensjonell løsning.
Den Millau-broen er broen med den lengste kabel-oppholdt dekk i verden: 2,460 meter og sju master. Den har også den høyeste pylon i verden (343 meter) og det høyeste forkleet (270 meter). Han krysser Tarn i Frankrike . Den Rion-Antirion bro har den nest største lengde av kabel-oppholdt dekk med sine 2,352 meter. Den krysser Isthmus of Corinth nær Patras , Hellas . Den Sutong Bridge i Kina har det lengste spennet i verden siden30. juni 2008 : 1.088 meter.
Span spenner etter typeGrafen overfor viser spennområdene som hver av broene som er presentert ovenfor, er best egnet. Dette er økonomiske optima, som kan settes i tvil av estetiske eller tekniske årsaker.
Arch broer eller mur broer, bare godta korte spenn siden buen på broen i Trezzo, Italia , bygget i 1377 med en åpning på 72 meter, holdt verdensrekorden til 19. . Århundre århundre . I dag holdes rekorden av Danhe Bridge i Kina , med et spenn på 146 meter og bare 18 murbroer i verden har et spenn på over 100 meter.
Verdensrekorden for bjelkebroer holdes av Rio-Niterói-broen i Brasil , bygget i 1974 , med et spenn på 300 meter. I Frankrike har Cornouaille-broen i Bénodet (1972) rekorden med 200 meter hovedspenn. Dette er den mest populære konstruksjonsmetoden for området fra 5 til 200 meter.
Spesielt egnet for veldig store spenn, er den skråstansbroen ikke nødvendigvis fraværende fra feltet for andre spenn. Rekorden holdes av Suzhou Bridge (eller Sutong Bridge) med 1088 meter. Med et spenn på 100 meter opp til 1.991 meter av Akashi Strait Bridge (eller Akashi-Kaykio Bridge), er hengebruen viktig når det er nødvendig å krysse veldig store brudd.
Ruten som tas, kan være et kriterium for differensiering. Vi snakker om en bro eller en bro, en jernbanebro eller en jernbanebro , en gangbro , en akveduktbro , en kanalbro , en flybro , etc. Mobiliteten eller ikke delene av strukturen gjør det mulig å skille mellom faste broer og bevegelige broer . Sistnevnte inkluderer heisbroene , svingbroene eller fergebroene hvis metallkonstruksjon tillater passering av kjøretøy og mennesker fra den ene bredden til den andre i en båt ved horisontal oversettelse. De vindebroer og flytebroer også falle i kategorien av bevegelige broer.
En midlertidig bro gjør det mulig å tilby en midlertidig løsning for kryssing av et vassdrag eller for forskjellen i nivå på et veikryss, relativt brukt innen militærteknikk : Bailey-broene eller visse "kjelker" er eksempler.
En bebodd bro tillot middelalderen for noen brukere av boliger, det sikrer mer generelt visse funksjoner knyttet til byen.
Utformingen av en bro er vanligvis en del av en samlet tilnærming til vei- eller jernbaneprosjekter , og tar hensyn til stadig mer detaljerte miljømessige og funksjonelle begrensninger på hvert fremdriftsnivå. Til de fire hovedstadiene i et prosjekt, nemlig de foreløpige studiene, den foreløpige utformingen, prosjektet og nettstedet tilsvarer en bro følgende trinn: valg av familier av løsninger og forhåndsdimensjonering, deretter foreløpig design kunstverk, prosjekt og til slutt realisering. Avhengig av miljø kan valg av struktur påvirke selve prosjektet.
Plasseringen av en ingeniørstruktur pålegges ofte av infrastrukturprosjektet , bortsett fra i tilfelle kryssing av brudd med spesielle egenskaper der valget mellom flere ruteløsninger i det vesentlige avhenger av valget av strukturen. Hvis ruten ikke inkluderer noe eksepsjonelt arbeid, er broenes økonomiske vekt i utgangspunktet lav sammenlignet med jordarbeidet . Ellers må bygningens beliggenhet og valg av type vurderes nøye for å optimalisere alle miljømessige, tekniske og økonomiske begrensninger. Analysen av kryssingene av Tarn- dalen i Aveyron (Frankrike) eller den av Loing- dalen i Loiret for motorveien A19 førte til bygging av de lengste konstruksjonene i deres kategori på nasjonalt nivå, viadukt med flere opphold for en og sammensatt stålbetongbro for den andre.
De geometriske egenskapene avhenger i det vesentlige av naturen til sporet som bæres, men kan modifiseres litt for å forenkle broens utforming, for å forbedre dens mekaniske drift eller for å gi større frihet i valget av en type konstruksjon hvis modusutførelse har krav. Som hovedregel skal store strukturer så langt det er mulig projiseres rett: en skjevhet, til og med moderat, kompliserer utførelsen og induserer en mekanisk operasjon som kan avvike vesentlig fra modellene for beregning av materialets motstand. Vanlig, spesielt når det kommer til store strukturer bygget i faser. Med fremdriften som er gjort i utførelsen av jordarbeid , kan spørsmålet om lengden eller til og med erstatningen av broen med en fylling , i fravær av store estetiske eller hydrauliske begrensninger , oppstå, spesielt fra et økonomisk synspunkt. Imidlertid nøytraliserer en voll en stripe land jo større høyden er, noe som kan forårsake problemer hvis landet det er snakk om har høy jordbruksverdi. Det er derfor å foretrekke å utforme en viadukt med moderat spenn.
Å etablere en mest nøyaktig topografisk undersøkelse mulig er det første trinnet. Det undersøkte området må være stort nok til for det første å vurdere alle mulighetene for verk, og for det andre å definere mulighetene for tilgang, områdene som er tilgjengelige for installasjoner på stedet, lagring eller annen tilleggsinstallasjon.
Hydraulikk og miljøVed kryssing av et vassdrag må det hydrauliske regimet være perfekt definert: hyppighet og omfang av flom , solid flyt , mulig transport av flytende kropper som kan treffe bryggene . I den moderne tilnærmingen til brodesign utføres en hydraulisk studie generelt oppstrøms. I Frankrike er formålet med denne studien å vurdere virkningen av konstruksjonen av arbeidet på vannressurser, vannmiljø, strømning, vannstand og kvalitet, men også å forstå virkningen av vassdraget på strukturen, og å bestemme alle dataene som er nødvendige for utformingen og størrelsen på dem og tilhørende anlegg. Den må også definere tiltak for å beskytte vannøkosystemer og kvaliteten på vannressursene.
Tilstedeværelsen av en struktur på tvers av et vassdrag innfører et entall trykkfallet, Motstykket til denne energispredningen er for strukturen en dragkraft som i tilfelle strukturens utilstrekkelige motstand kan føre til ødeleggelse. De mur broer hadde svært store brygger. Tomrommene ( gjellene ) som ble laget i trommehinnen tillot enkel strøm av vann og reduserte dermed den hydrauliske belastningen på strukturen.
Broen er nå designet for en såkalt designflom, så verifiseres prosjektet for en høyere flom . Broen må derfor begrense dens hydrauliske påvirkninger til tillatte verdier for referanseoversvømmelsen av flomrisikoen, nemlig PHEC (høyest kjente vann) hvis strømningsverdien tilsvarer en returperiode på minst hundre år. Det må også bekreftes at ingen forverring av risikoen for flom er mulig ved tilstedeværelse av strukturen eller dens svikt under eksepsjonelle flom som overskrider designflommen. En strømningshastighetsverdi tilsvarende en returperiode på mellom 200 og 500 år brukes vanligvis til denne kontrollen. Bortsett fra sjokk, ligger den største faren for moderne broer i utvask, som tidligere var den vanligste årsaken til brokollaps over et vassdrag , slik tilfellet var med Pont de Tours ( Frankrike ) i 1978 . Moderne fundamentteknikker gjør det mulig å unngå denne typen ulykker, men kunnskap om mulig skurehøyde i nærheten av støttene er viktig for å dimensjonere dem. For å minimere disse risikoene, men også for å redusere kostnadene, begrenser designere generelt antall vannstøtter.
GeotechDen geotekniske rekognoseringen er først laget av et geologisk kart og hjelper til med å ta førstevalg av typen struktur. Noen undersøkelser gjøres deretter til høyre for potensiell støtte. De inkluderer kjerneboring med prøvetaking, trykkmålerprøver og penetrometer- tester . Disse elementene må gjøre det mulig å definere konstruksjonens utforming definitivt. Spesiell oppmerksomhet må rettes mot mulig forekomst av feil eller karst i undergrunnen, noe som kan bidra til å svekke eller ødelegge strukturen.
De funksjonelle dataene som skal samles inn for å dimensjonere strukturen korrekt: banens planoppsett, tverrsnittet, muligens med tanke på påfølgende utvidelse, lengdesnittet , driftsbelastningen (normal og eksepsjonell); den klaringer og åpninger bok (vei, jernbane, vassdrag), den arkitektoniske kvalitet, konstruksjonsbegrensninger.
Den trafikken indusert på vei broer vertikale laster, horisontale krefter, tretthet belastninger, tilfeldige handlinger, handlinger på rekkverk og lager fyllinger. Fotgjengere og tohjulinger genererer de samme effektene, men de blir bare formelt tatt hensyn til i sammenheng med verk dedikert til dem ( gangbroer ) eller deler av verk. For Europa definerer den europeiske standarden EN 1991-2, Eurocode 1 , metodene for å ta hensyn til disse driftskostnadene. Med antall og bredde på trafikkfelt definert, tas fire dynamiske lastmodeller i betraktning: hovedsystemet (modell 1), lokale kontroller (modell 2), eksepsjonelle konvoier (modell 3) og mengde belastning (modell 4). Når det gjelder skinnebroer, er fem lastemodeller gitt i standard EN 1991-2.
Dimensjonen av broen innebærer forhåndsstørrelse av hovedelementene i strukturen (fundamenter, støtter, bærende elementer) ved å bruke reglene for materialets motstandsdyktighet, deretter ved å kontrollere strukturen og deler av strukturen for å begrense tilstandene under visse standard belastningsforhold.
FundamenterAvhengig av bæreevnen til jorden der støttene er plassert, må designeren velge mellom grunne eller dype fundamenter . Grunne fundamenter hviler på bakken eller er løst innebygd i den. De fungerer takket være jordens motstand som de er basert på. Dype fundamenter går vanligvis gjennom dårlig jord og er innebygd i jevn jord. De arbeider med lateral friksjon av bakken mot elementene. Ytterligere tiltak kan iverksettes for å styrke jordens bæreevne, for eksempel injeksjon av sementmørtel i jorden. Kvaliteten og presisjonen til geotekniske studier er derfor avgjørende for å korrekt utforme grunnlaget for en struktur.
StøtterDe brygger arbeider hovedsakelig i kompresjon, men også i bøyning i henhold til den dynamiske virkning av vind på dekk og andre bro påbygg elementer, særlig for høye broer. Etter brobroene murte buede broer og metallbatterier fra XIX - tallet , er moderne batterier generelt i armert betong. Noen av dem kan spennes vertikalt over en seksjon eller over hele høyden, nettopp for å bekjempe disse bøyende kreftene. Dimensjoneringen består derfor i å definere, som en funksjon av de påførte lastene, delen av pelen samt arten og arrangementene av stålforsterkningene.
Bærende elementerFor bjelkebroer er høyden på bjelkene en viktig parameter. Flere hensyn må tas i betraktning for dimensjonering i henhold til materialets art. For prefabrikkerte forspente betongbjelker , hvis høyden er for stor, kan de mangle stabilitet når de ennå ikke er sikret, og har for mye vindmotstand . På den annen side fører høydenedsettelsen raskt til en betydelig økning i mengden forspenningsstål og til og med betongseksjonene. For brobjelker av metall, bestemmer antall bjelker høyden direkte. Siden begynnelsen av 1990-tallet har trenden vært å redusere antall bjelker under kjørebanen, men adopsjonen av en tobjelkestruktur er imidlertid ikke systematisk. Mange parametere som stålets vekt , transport eller oppføring kan fungere til fordel for en struktur med mer enn to bjelker.
For hengebroer var opprinnelig studien av broen den av den isolerte kabelen, med de største kreftene i denne kabelen som var den totale belastningen, og beregningen var umiddelbar. Med tilknytningskabelen - stivhet, var studien mer kompleks. I dette tilfellet er kabelen en kabelbane av lastene som overføres til den av bøylene , og hvis sider er tangent til en parabel. For stivhetsbjelken (dekk) er seksjonen generelt konstant, og det maksimale bøyemomentet ligger omtrent en fjerdedel (25%) av spennet.
For skråbroer er størrelsen på dekket diktert av tverrgående bøyningsspenninger, av absorpsjonen av punktkrefter i forankringssonen til stagkablene og, i tilfelle av aksialt hengende dekk, av begrensningen av deformasjon i vridning under påvirkning av eksentriske driftsbelastninger.
Begrens tilstandsbekreftelseGjennom hele dets levetid må en konstruksjon ha tilstrekkelig sikkerhet for på den ene siden å unngå ødeleggelse av den eller et av elementene, og på den annen side forhindre atferd i service som kan påvirke dens holdbarhet, utseende eller komfort av brukerne. Kontrollen av konstruksjonene gjøres således ved beregning ved grensetilstander. Verifiseringene må gjøres for alle designsituasjoner og alle aktuelle lastesaker, for to typer grensetilstander: den brukbare grensetilstanden (SLS) og den ultimate grensetilstanden (ULS).
Tjenestegrensestatene tilsvarer forholdene i strukturen som forårsaker den begrenset skade eller til forhold utover hvilke kravene til brukervennlighet som er spesifisert for strukturen eller et element i strukturen ikke lenger er oppfylt (drift av strukturen. Struktur eller strukturelle elementer, personlig komfort, aspekt av konstruksjon). De forholder seg til gjeldende kriterier for bruk: deformasjoner, vibrasjoner , holdbarhet . Overskridelse av dem kan skade strukturen, men ikke ødelegge den. De gjelder begrensning av spenninger, kontroll av sprekker, begrensning av nedbøyninger .
The Ultimate Limit States gjelder sikkerheten til mennesker, struktur og eiendom. De inkluderer muligens stater som går foran et sammenbrudd eller svikt i strukturen. De tilsvarer den maksimale bæreevnen til konstruksjonen eller et av elementene ved tap av statisk likevekt , overdreven plastisk svikt eller deformasjon , eller form ustabilitet ( knekking osv.). Den ultimate grensestatuskontrollen dekker bøying, skjæring , vridning, utstansing og utmattelse.
Modellering av konstruksjonerBroer utsettes for dynamiske handlinger preget av parametere som varierer over tid. Vei- eller jernbanelaster faller først og fremst i denne kategorien: belastningene de fremkaller i dekkene er tidsfunksjoner, avhengig av blant annet vibrasjons- og dempningsegenskapene til tunge kjøretøyer eller tog og dekket. De anvendte modellene er kalibrert for å omfatte de dynamiske effektene av reell trafikk . Effektene av vind eller jordskjelv er vanskeligere å forstå, spesielt for fleksible strukturer som kabelbroer. Det er derfor ofte nødvendig å bruke numerisk eller fysisk modellering av strukturen eller en av delene av strukturen for å definere disse effektene og spesifisere de konstruktive bestemmelsene som følger av dem. Det første trinnet i den numeriske dynamiske analysen av en struktur er å lage en representativ modell. Denne modellen er generelt utviklet ved hjelp av generelle beregningsprogrammer basert på finite element-metoden. Dermed er et dekk i form av en boksebærebjelke, med et tverrsnitt som kan betraktes som udeformerbart, ofte modellert med stenger. På den annen side må forkle med lav torsjonsinerti være gjenstand for en modell som gjenspeiler så trofast som mulig særegenheter ved forkleets mekaniske funksjon. Deretter utsettes strukturen for tilfeldige påkjenninger.
Fysiske modeller tillater en visuell fremstilling av effektene. Avhengig av fagfelt brukes forskjellige verktøy. Dermed blir effekten av jordskjelv på en struktur eller dens fundament ofte studert ved hjelp av en sentrifuge der modellen er plassert. Skala reduksjonsfaktoren til modellen er lik sentrifugalakselerasjonen på den, som kan være opptil 200 g . De malte masser må ha de samme mekaniske egenskaper som de av midlene i hvilke konstruksjonen vil bli plassert. Effekten av vinden studeres på sin side i en vindtunnel , en installasjon av samme type som de som ble brukt til studiet av modellfly . Den Millau-broen , er utsatt for sterk vind, ble studert særlig i CSTB klimatiske vindtunnel i Nantes . Effekten av broen på sedimentologiske strømmer krever bruk av en hydraulisk kanal der havbunnen til seksjonene oppstrøms og nedstrøms strukturen gjenopprettes. Når det gjelder jordskjelv, er det nødvendig at aggregatene som brukes til modellen, er helt like de fra det studerte bakken.
En bro består av tre forskjellige deler:
Diagrammet motsatt representerer en bro med en kontinuerlig rett bjelke på støtten. Følgende tilleggsdefinisjoner kan gis:
Utførelsen av en bro inkluderer, kronologisk, stedinstallasjonen, generelle jordarbeid, deretter bygging av fundamenter, anliggender, brygger og til slutt bærende elementer (dekk, bue eller oppheng). Teknikkene som brukes for hver fase varierer i henhold til materialene som brukes og lokalets konfigurasjon, med mer eller mindre bruk av prefabrikasjon. En veldig kort oversikt over de mest brukte teknikkene er gitt nedenfor etter type struktur.
De buede broene i mur eller armert betong , i likhet med buebroene til en viss grad , er bygd ved hjelp av kleshengere . Disse stillasene gjør det mulig å tilby midlertidig støtte til materialene som utgjør hvelvet eller buen så lenge strukturen ikke har sin egen kohesjon, samtidig som det sikres at geometrien til den indre kurven til buen samsvarer med den som projiseres av skaperne . Tre er materialet som hovedsakelig ble brukt til å etablere disse stillasene, men andre materialer ble brukt: metallramme, buede skinner, skinne og ramme, avtakbar rørramme, metallbjelker. Flere metoder for konstruksjon av hvelvet ble brukt: konstruksjon etter suksessive tykkelser, kjent som konstruksjon av ruller, og konstruksjon etter seksjoner. Konstruksjonen av ruller, som allerede er brukt av romerne, har fordelen av å homogenisere tykkelsen på skjøtene mellom den øvre overflaten og den nedre overflaten , spesielt når det gjelder mursteinhvelv. Noen forfattere har imidlertid frarådet det, og skylder det for dårlig lastfordeling, den første valsen bærer nesten alt, de andre har bare en blokkerende rolle. Konstruksjon etter seksjoner består i å dele hvelvet i seksjoner ved å reservere tomme skjøter på bestemte nøkkelplasser, noe som gjør det mulig å unngå eller i det minste begrense sprekker i hvelvet.
Enkelte faser er kritiske, som spesielt sentrering. Når et hvelv er ferdigstilt og hviler på kleshengeren, laster det denne kleshengeren ganske sterkt, og det er vanskelig å demontere tømmeret uten å risikere å sette seg betydelig på et tidspunkt da mørtelen ennå ikke har satt. Flere metoder har blitt brukt i denne fasen, den siste er bruk av knekt.
I tillegg til den buede konstruksjonsmetoden, kan buebroer også konstrueres av utkrag. Som med bjelkebroer er buen bygget i seksjoner som blir satt på plass av fyrledninger som bruker kraner. En annen metode, mer sjelden, består i å bygge buen vertikalt, halvparten, og deretter senke den i rotasjon på skjøten til nivået på en støtte.
Bygging av bjelkebroer av armert betong inkluderer installasjon av stedet, stillas og forskaling , armering og betong. Stillaset er et gulv for solide plater, flate bunnbroer, flate ribbebjelker, det vil si et system med rekvisitter og bjelker som bærer forskalingsplatene, eller på ribbenes formbunn.
Metall broer med en fast eller kassebjelke i henhold til kjørebanen er oftest laget ved bruk av store, tunge elementer, utført i fabrikk, transporteres med elv og satt på plass ved hjelp av kraftige flytende shiffon for strukturer som tillater det, eller transportert med unntak land- eller skinne konvoi for andre. Montering utføres ved å sveise på plass. En annen interessant løsning består i å utføre monteringen på stedet ved hjelp av bolter med høy styrke, strammet til en forhåndsbestemt verdi ved hjelp av pneumatiske slagnøkler, noe som gjør det mulig å utvikle en lignende tverrmonteringsforbelastning som til nagler . Strukturen settes deretter på plass ved å starte, en operasjon som består i å trekke hele eller deler av bærerammen ved å få den til å rulle på ruller eller gli på løpere.
De betongbroer forspente er billigere og raskere å bygge. De kan bygges enten av utkrag, eller ved å skyte eller skyve. I det første tilfellet er broen bygget i seksjoner, kalt voussoirs , fra bryggene. Disse kan prefabrikkeres og settes på plass med kran eller støpes på plass ved hjelp av selvskytende hengere som består av metallbjelker som hviler på de endelige bryggene, og som gjør det mulig å bære vekten av betong i spennet som skal produseres. Etter forspenning flyttes hele buen inn i nabospennet. Ved sjøsetting er hele dekket prefabrikert på et prefabrikkeringsområde og deretter flyttet til sin endelige plassering. Dette kan gjøres ved hjelp av en løfteraket eller ved å trykke, ved hjelp av knekt.
Konstruksjonen av hengebroer og kabelbroer er en vanlig vanskelighetsgrad: installasjon og spenning av kabler eller stagkabler. For hengebroer består kablene av tråder som legges separat og deretter monteres i hver ende. De linjene blir deretter brakt, en etter en, til hvert sitt sted, takket være en vandrende trinse. Til slutt er dekket konstruert symmetrisk fra hver støtte for å sikre lastfordeling i kablene. For skrås broer , to muligheter foreligger: strekket i bardunene justeres etter fullføring av dekket eller stag kablene er direkte justeres under byggefasen, slik at deres endelige spenning oppnås på en gang etter montering av den kabler. utstyr. Dette andre alternativet beholdes vanligvis bare for betongboksebroer på grunn av den lave vekten til overbygningene sammenlignet med dekkets.
Så snart de tas i bruk, blir broene utsatt for flere påkjenninger og angrep som kan forårsake problemer. Jo eldre broen er, jo større er risikoen for forstyrrelser. Men noen ganger kan gjentatte belastninger, for eksempel trafikk utover terskelverdiene som tas med i beregningen, føre til forstyrrelser raskt.
MurbroerMurverkene holder seg generelt i god stand i veldig lang tid. Dette er meget robuste strukturer, men svikt i tetningene fører sakte til nedbrytning av vann av materialene som utgjør murverket. Man kan møte uoverensstemmelser mellom steiner eller nedfelling av støtter på grunn av usikre fundamenter på vannområder (derav viktigheten av vedlikehold for å opprettholde strukturene). Til slutt er det også problemer med utilstrekkelig motstand av strukturer i bøyning eller klipping .
MetallbroerDen stål blir angrepet av miljø antioksidant . De fleste patologier som påvirker dem er kjent i dag. Korrosjonsproblemer eksisterer i metallkonstruksjoner hvis maling er dårlig vedlikeholdt. Utmattelsessprekker observeres også i visse ortotrope dekk. Sprekker må repareres. I de mest kritiske tilfellene må strukturen byttes ut. Regelmessig maling er også viktig.
Armaturer av armert betongBetong og stålmaterialer gjennomgår naturlige aldringsfenomener. De fungerer veldig bra i et stabilt miljø, men nedsenket i et aggressivt miljø fører visse kjemiske reaksjoner på grunn av tilstedeværelsen av karbondioksid og klorider naturlig til nedbrytning. Dermed er den viktigste årsaken til sykdommen korrosjon av armering av betong , når beleggene respekteres dårlig, eller som svar på angrep på grunn av salter av vintervedlikehold .
Vi observerer også konkrete patologier med alkalireaksjonen av strukturer fra 1970- og 1980-tallet, den interne sulfatreaksjonen : det er en hevelse i betongen på grunn av overdreven oppvarming under innstillingen. Frysing og tining forårsaker også spalling av betong, for eksempel på gesimser eller støttene til sikkerhetsbarrierer .
Forspente betongbroerKorrosjon av spennkabler i forspente betongkonstruksjoner er den vanligste feilen. Mange verk i Storbritannia ble konfrontert på 1980-tallet med dette problemet. En liten bro (Ynys-y-Gwaes) kollapset dermed i elva videre4. desember 1985på grunn av korrosjon av forspenningskablene som ikke var tilfredsstillende beskyttet. Disse hendelsene hadde ikke blitt forventet riktig. I dag tillater teknikkene kabler å bli beskyttet inne i kapper, med kontrollert reinjeksjon slik at forspenningskreftene er langvarige.
FundamenterSvikt i fundamenter ved bosetting på grunn av svikt i undergrunnen eller ved skuring på grunn av vannstrømmen er en patologi som er felles for alle typer broer. I Frankrike er et eksempel knyttet til naturfarer sammenbruddet25. februar 2007, fra Saint-Étienne-broen på Reunion Island . Faktisk gravde den hovne elven grunnmuren til en brygge på broen. Dette ga til slutt vei, og alle spennene falt etter hvert.
Enhver reparasjon av en struktur må innledes med en diagnose av strukturen og de forstyrrelsene man opplever. Alle teknikkene og metodene for konstruksjon av konstruksjonene brukes til reparasjon, enten i verkstedet for klargjøring av elementer, eller på stedet for å koble disse elementene til strukturen på plass.
For utskifting av skadede elementer, bør en midlertidig støttestruktur settes på plass for å forhindre utskifting av en stang eller et trådnett i fare for strukturen. En metallstruktur kan forsterkes ved å øke seksjonen av de svakeste elementene ved å legge til en profil eller et ark . For naglede strukturer som er veldig stressede, må de mest ødelagte naglene byttes ut. For de som er sveiset , brukes spesifikke teknikker.
Behandlingen av sprekker i betong eller en murbro kan gjøres på flere måter: enten ved å injisere et tetningsmiddel som gir en mekanisk forbindelse og / eller vanntetting, eller ved å tette, bestående i å tette dem over et bestemt område. Dybde med et fleksibelt produkt, enten ved bro og lokal beskyttelse eller til slutt ved generalisert beskyttelse som med sprøytebetong.
Bruens levetid er 46-76 år for stålbroer, 47-86 år for armert betongbroer. Som et resultat av regelmessig vedlikehold, reparasjoner og større modifikasjoner, kan deler av stålbroer overleve i 100 år eller mer. Den første forspente betongbroen i USA ble ikke fullført før i 1951, og det var byggingen av motorveien Interstate som førte til overvekt av betongbroer i USA. Seks andre faktorer enn vær påvirker brukenes levetid: (1) flom; (2) brann; (3) vind; (4) grunnvask; (5) krig og (6) kollisjon. Å overgå dem alle, med økende trafikk og skiftende samfunnsmessige krav, gjør funksjonell foreldelse , ikke tid, enhver type bro foreldet lenge før den strukturelt mislykkes. Praksisen er at stålbroer blir avviklet, ikke fordi bjelkene når slutten av deres strukturelle levetid, men på grunn av funksjonell foreldelse. Endring av trafikkvolum, belastninger eller mønstre kan kreve en bredere, sterkere, høyere og lengre bro. Ofte avviker hovedtrafikkfeltene fra broen. I avsidesliggende områder, hvor historisk bevaringsarbeid har reddet dem, dekonstrueres ikke mange stålbroer , men blir igjen på plass, stengt for trafikk. I noen tilfeller, med mindre broer, blir overbygget gjenbrukt på et annet sted, der den gamle brostrukturen er tilstrekkelig for lokal trafikk. Det er en positiv gjenbruk av stålbjelker. Hvis de ikke blir igjen på plass eller gjenbrukt, siden de kan være et råmateriale for produksjon av nytt stål, blir foreldede stålbjelker resirkulert . Alternativene for betong- eller murbroer er mindre omfattende.
For den første konstruksjonen av tilsvarende design for et bestemt sted, har en armert betong (stål) bro generelt lavere miljøeffekter enn en stålbro. Usikkerheten om broliv og relaterte usikkerheter i dataene gjør det vanskelig å gjøre årlige sammenligninger basert på miljøeffekter. Den gunstige gjenbruks- og resirkuleringsgraden for stålbroen kan føre til lavere årlige miljøeffekter. I spesielle anvendelser kan det ene materialet imidlertid være å foretrekke fremfor det andre på grunn av tekniske, estetiske eller økonomiske kriterier, uavhengig av generelle miljøeffekter.
Broer er strukturer som består av fysiske elementer samlet for en praktisk funksjon. Disse elementene samhandler, og i visse tilfeller kan en eller flere av dem være defekte, eller det mekaniske systemet kan ikke lenger i seg selv gi den funksjonen som forventes av det og føre til ødeleggelse av strukturen som helhet. Store brokatastrofer har således skjedd tidligere, noen ganger forårsaket et stort antall ofre.
Hvis trebroene og steinbroene , den eldste, skjøre av design og ikke alltid utføres under gode forhold, ofte kollapset eller ble ødelagt av naturlige fenomener som svakheter fra harde vintre eller branner, har få av disse katastrofene blitt værende hukommelse. Bare Sterling Bridge i Skottland i 1297 eller den første store brannen på London Bridge i 1212 er kjent for å ha forårsaket et stort antall tap.
De mest spektakulære katastrofer gjelder hovedsakelig metallbroer . For noen av resonansfenomenene i arbeidet har blitt inkriminert. Dette er spesielt tilfelle for Angers-broen i Frankrike i 1838 , St. Petersburg- broen i 1905 og Tacoma-broen (USA) i 1940 . Moderne ekspertise har i stedet lagt frem materielle feil eller spesielle fysiske fenomener som den aeroelastiske dekk- vindkoblingen for Tacoma-broen. For mange er naturfenomener (stormer, jordskjelv eller gjørmeskred) opprinnelsen til katastrofer.
Sammenbruddet av Morandi Bridge er en svikt i en kabelstøpt forspent betongstruktur.
I de fleste tilfeller er årsakene å finne i en feil i materialene eller i strukturen. Menneskelige feil er systematisk til stede, enten på grunn av en designfeil, eller på implementeringsnivået, eller til slutt i mangel på overvåking eller varsling.
Store broer er preget av deres totale lengde , høyde eller spenn .
Lengre lengderLengste broer (klassifisert etter total lengde) |
---|
Bro Danyang-Kunshan (164 800 m ) • Weinan Weihe Grand Bridge (79 732 m ) • Bang Na Expressway (54 000 m ) • Lake Pontchartrain Causeway (38 422 m ) • Bridge Manchac Swamp (36 710 m ) • Bridge Hangzhou Bay (36 000 m) ) • Runyang Bridge (33.660 m ) • Donghai Bridge (32.500 m ) • Atchafalaya Swamp Bridge (29.290 m ) • Tianjin Binhai Mass Transit Bridge No. 1 (25.800 m ) • Chesapeake Bay Bridge-Tunnel (24.140 m ) |
Type bro | De største broene (klassifisert etter hovedspenn) |
---|---|
Hengende bro | Akashi-Kaykyo (1.991 m ) • Xihoumen (1650 m ) • Øst -storbeltebroen ( 1.624 m ) • Yi Sun-sin Bridge (1.545 m ) • Runyang Bridge (1.490 m ) • Fjerde Nanjing Bridge (1.418 m ) • Humber Bridge (1410 m ) • Jiangyin Bridge (1385 m ) • Tsing Ma Bridge (1337 m ) • Verrazano Bridge (1 298 m ) |
Kabelfestet bro | Yavuz Sultan Selim Bridge (1408 m ) Russky Bridge (1104 m ) • Sutong Bridge (1088 m ) • Stonecutters Bridge (1018 m ) • av Edong bridge (926 m ) • Bridge Tatara (890 m ) • Normandy Bridge (856 m ) • Jingyue Bridge (816 m ) • Incheon Bridge (800 m ) • Zolotoï Rog Bridge (737 m ) • Chongming Bridge (730 m ) |
Bue av metall | Chaotianmen (552 m ) • Lupu (550 m ) • New River Gorge Bridge (518 m ) • Bayonne Bridge (504 m ) • Harbour Bridge (503 m ) • Wushan (460 m ) • Mingzhou (450 m ) • Zhijinghe (430 m ) • Xinguang (428 m ) • Caiyuanba (420 m ) |
Trådverksbro | Quebec Bridge (549 m ) • Forth Bridge (521 m ) • Minato Bridge (510 m ) • Commodore Barry Bridge (501 m ) • Crescent City Connection (480 m ) • Howrah Bridge (457 m ) • Veterans Memorial Bridge (445 m ) • Tokyo Gate Bridge (440 m ) • San Francisco-Oakland Bay Bridge (427 m ) • Ikitsuki (400 m ) |
Betongbuebro | Wanxian bridge (425 m ) • Krk bridge (390 m ) • Zhaohua Bridge (364 m ) • Jiangjiehe Bridge (330 m ) • Hoover Dam Bypass (329 m ) • Yongjiang Bridge (312 m ) • bridge Gladesville (305 m ) • Ponte da Amizade (290 m ) • Infante D. Henrique Bridge (280 m ) • Bloukrans Bridge (272 m ) |
Forspent betongbjelkebro | Shibanpo Bridge (330 m ) • Stolmasundet Bridge (301 m ) • Raftsundet Bridge (298 m ) • Sundoy Bridge (298 m ) • Humen-2 Bridge (270 m ) • Sutong-2 Bridge (268 m ) • Honghe Bridge (265) m ) • Gateway-1 Bridge (260 m ) • Varodd Bridge (260 m ) • Gateway-2 Bridge (260 m ) |
Den Akashi Strait Bridge .
Yavuz Sultan Selim-broen
Den Chaotianmen Bridge .
The Quebec bro .
Den Wanxian Bridge .
Enkelte verk av stor historisk, kunstnerisk og arkitektonisk interesse er beskyttet enten på internasjonalt nivå eller på nasjonalt nivå for visse land.
VerdensarvThe World Heritage List er etablert av World Heritage Committee for FNs organisasjon for utdanning, vitenskap og kultur (UNESCO). Målet med programmet er å katalog, navn, og bevare såkalte kulturelle eller natur områder av betydning for felles arv menneskeheten . Programmet ble grunnlagt med konvensjonen om beskyttelse av verdens kultur- og naturarv , som ble vedtatt på UNESCOs generalkonferanse om16. november 1972. 186 medlemsland har ratifisert konvensjonen (april 2009). I 2018 inkluderte denne verdensarvlisten 1092 eiendommer, men få broer ble skrevet på den. Den Bosnia og Hercegovina har to sider: den Mehmed Pasha Sokolović Bridge of Višegrad (2007) og distriktet i Old Bridge i den gamle byen Mostar (2005). I Spania er Biscay Bridge innskrevet (2006). I Frankrike er to strukturer registrert: Pont du Gard og Pont d'Avignon . I Storbritannia er Pontcysyllte kanalbro (2009) registrert.
Noen broer oppført som verdensarv:Den bro Mehmed Pasha Sokolović i Grad .
Den gamle broen i Mostar .
Den Biscaya Bridge .
Den Pont du Gard .
Den Pontcysyllte kanalen bro .
Den amerikanske historiske arven , beskyttet av loven kjent som National Historic Preservation Act som ble utgitt i 1966 , er ment å gjøre opptegnelser over interessante steder. I dag er titusenvis av steder oppført i USA. Det er tre nivåer av klassifisering: enkel registrering i National Register of Historic Places som forbyr ødeleggelse av bygningen og tilbyr lokale tilskudd til vedlikehold av bygningen, arv anerkjent av nasjonal betydning som også er registrert i National Register of Historic Places og drar nytte av føderale tilskudd og National Historic Landmark som gjelder 2500 viktige bygninger som hovedstadsbygninger, museer, guvernørboliger osv. The Brooklyn Bridge (New York) er dermed registrert under denne listen.
Fransk nasjonalarvBlant 42.000 monumenter er 939 broer klassifisert som historiske monumenter i Mérimée-basen av det franske kulturdepartementet , direktoratet for arkitektur og kulturarv .
Noen broer registrert med de nasjonale arvene:The Brooklyn Bridge i New York .
Den Routhierville bro i Quebec .
Den Avignon broen i Frankrike .
Den Karlsbroen i Tsjekkia .
Den Conwy Suspension Bridge i Storbritannia .
I tillegg til broenes praktiske bruk, har elegansen og berømmelsen som disse verkene fremkalte, vært inspirasjonskilder for mange malere over tid og i verdens fire hjørner. Deres spesielle, ofte komplekse arkitekturer og de mange materialene som brukes, gir opphav til lyseffekter som malere har kunnet fange.
Vi finner mange representasjoner av broer i den impresjonistiske strømmen som prøver å dele med oss følelser følt gjennom elementene i hverdagen, kunstnere som Claude Monet , Vincent van Gogh eller William Turner , store figurer av denne kunstneriske strømmen. Malte mange lerret med broer. Vi kan nevne et eksempel maleriet av Claude Monnet Nymphéas, harmoni verte , inspirert av hagen hans i Giverny , som presenterer en gangbro kalt den japanske broen som strekker seg over en bekk dekket av vannliljer, og som avslører roen og all roen i dette hage med vann. Camille Pissarro trakk deretter Paul Cézanne tilbake scener av livet rundt broer, i landlige eller urbane landskap som Le Pont Boieldieu i Rouen .
I samme retning malte nå kjente kunstnere som Hokusai eller Hiroshige mange broer under sine reiser. Hvis visse verk er en integrert del av bemerkelsesverdige landskap, ignorerte disse malerne dem ikke og skjulte ikke deres beundring for disse konstruksjonene. Dermed produserte Hiroshige en viktig samling av verk, inkludert pittoreske broer under sine reiser i Japan , spesielt med serien av de femtitre Tōkaidō-stasjonene .
Broer av byen Venezia fra det XVIII th århundre ble udødeliggjort ved Canaletto gjennom kanaler av panoramabilder som har bidratt til dets popularitet. Han viste en mye mer trofast fremstilling av perspektiv enn kollegene nevnt ovenfor og holdt øye med detaljer, synlig i de fleste av hans verk, spesifikt for barokkstrømmen . Han gjorde det samme i England med mange lerreter fra broer i London , hvor talentet hans ble satt stor pris på.
Trofast representant for steder og epoker, har filateli ikke forsømt temaet broer og viadukter, som gir en sterk symbolikk rundt møtet med menn, perfekt i tråd med ideen om reise inspirert av frimerkene. Frimerkene, som postkortene, formidlet illustrasjoner og fotografier som ikke bare representerer visse verk, men også landskap, berømte byer. Den enkle omtale av et av disse verkene vekker uopprettelig byen der den ligger, frimerkene bidrar til kunnskapen og berømmelsen på visse steder rundt om i verden.
Bildet av broen kan også være allegorisk og tjene til minnesmerker. Et stempel som forteller gjenforeningen av folket i Øst- og Vest-Tyskland, symbolisert med en bue i fargene på det tyske flagget festet til diagram over broer, ble utstedt etter Berlinmurens fall .
Temaet for numismatiske broer er omtalt på mynter og sedler , ofte assosiert med karakterer, typiske landskap eller viktige oppfinnelser. Den europeiske arkitektoniske evolusjonen er representert på eurosedler gjennom utvikling av dører, portaler og vinduer, som symboliserer åpenhet på forsiden, så vel som fremgangen gjennom århundrene innen bro på baksiden, som legemliggjør gjenforeningen av europeerne. De forskjellige typene broer som vises skjematisk, symboliserer de syv hovedstiler for konstruksjon som har skjedd i løpet av europeisk kulturhistorie, fra den eldste til den siste, avhengig av pengesedlenes verdi, uten å representere spesielle verk, men bare familier av verk, med intensjon om å unngå fremtidige krangel om en stats fremherskelse over den felles valutaen og for nøytralitetens skyld.
Den 5 euro seddelen viser en gammel vannledningen, typisk av arkitekturen av Romerriket og 10 euro seddelen har en romansk stil stein bro med semi-sirkulære buer og en peak. Den gotiske kunsten og utviklingen av det spisse hvelvet i Vesten er representert på 20-eurosedelen , vi kan legge merke til smutthull på nivået av bunkenes frontnebb. Den 50 euro notat symboliserer gjenfødelse med en kurv-håndtak bue og former er raffinert og arkitektoniske stiler perfekt med en annen kurv-håndtak bue, typisk for XVIII th århundre og XIX th -tallet , ankomst av barokk kunst på 100 euro seddelen . Den € 200 seddel markerer den industrielle tidsalder og begynnelsen av det nye kunst med en stål bue bro enkelt span, og til slutt 500 euro notat er sammensatt av en kabelbroen i det XX th århundre , kroppsliggjøre nye moderne konstruksjon teknikker.
Broen, som et symbol, vises først i mytologier og religioner som representerer en passasje til det hinsidige . Denne representasjonen har sin kilde i iransk mytologi. Den Cinvat bro , eller Tchinoud, er et lysende bro som henger døren Hell, og som alle sjelen må krysse. Siratbroen til den muslimske religionen er også en bro som krysser underverdenen der alle sjeler må passere for å nå det hinsidige. I norrøn mytologi får broen utseendet til en regnbue , Bifröst, som fungerer som en bro mellom jorden ( Midgard ) og himmelen (Guds festning: Ásgard ). I den kristne religionen er broen endelig knyttet til skjærsilden .
Utover prøvingen fra overgangen fra liv til død , symboliserer broen i mange sagn og i litteraturen forskjellige prøvelser eller forskjellige passasjer i livet. Dette er spesielt tilfelle i Arthurian legend . The Bridge under vann , i Bridge of the Sword eller de ni broer for å nå gral Castle er alle tester for de helter , hvor vanskelighetsgraden avhenger ofte av den subjektive oppfatningen at sistnevnte har av den.
I moderne litteratur skildrer Le Pont sur la Drina , skrevet av Ivo Andric og utgitt i 1945 eller Le Pont de la rivière Kwaï av Pierre Boulle , utgitt i 1952, en bro som skiver av liv og historie utfolder seg rundt. Eventyrene til Indiana Jones er også et epos der det alltid er en test å krysse en bro.
I fantasien til det gamle Japan representerer broen heller et grenserom. Endelig i psykoanalyse og ifølge Ferenczi og Freud , hvis vann representerer moren, blir broen, et virilt medlem, passasjen fra det hinsides (staten hvor man ennå ikke er født, mors kropp) til livet, og omvendt en retur til døden.
Etymologien til ordet bridge er tydelig identifisert. Dette ordet kommer fra en indoeuropeisk rot * pent- som betydde "måte å passere, sti". På gresk betydde formen patos "veien". Så, på latin , hadde formen pons , pontis betydningen av dagens fransk. Det er faktisk formen av den akkusative pontem , som ga bro på fransk .
For germanske språk er etymologien til de nåværende navnene Brücke ( tysk ) og bridge ( engelsk ) vanskeligere å avklare. De lingvister mener å finne opprinnelsen i en rot celtico-tysk-slaviske betyr trestamme , den planken . Den opprinnelige broen er en enkel trestamme og de første trebroene ser ut til å være grunnlaget for denne opprinnelsen.
Uttrykkene knyttet til ordet bro er mange. De vises fra opprinnelsen til språket. To hovedperioder markerer deres utvikling i den klassiske perioden, det XVII - tallet , og i moderne tid, det XIX - tallet . Imidlertid er de fleste av disse uttrykkene nå utdaterte, til og med foreldede. Få av dem ser ut til å komme fra en bruk som ikke har mistet for mye til å bli forstått. Noen blir bare forstått av visse spesialister, for eksempel eselbroen av matematikklærere , broen i bryting , den lille broen eller den store broen i fotball . Å være på broen , brukt av generasjonen på 1950-tallet, har en tendens til å forsvinne. På den annen side har havnet under broer , som pleide å bli glemt, gjenvunnet litt livlighet, med økningen i sosial usikkerhet . Å kutte broer er en del av den samme usikkerheten. Å bygge bro over gapet har også blitt veldig vanlig med økningen i høytider knyttet til organisering av arbeidstid . I forlengelsen ser andre uttrykk ut som å lage viadukten .
Mange verk er skrevet på broer. Listen nedenfor identifiserer de viktigste og de som fungerte som kilde for artikkelen.
Historie