Hengende bro

En hengebro er en metallkonstruksjon hvis dekk er festet ved hjelp av vertikale hengestenger til et antall fleksible kabler eller kjeder hvis ender er koblet til distansene på bredden. I motsetning til alle andre broer, har hengebroer horisontal trekkraft på støttepunktet.

De tidligste formene for hengebro dukket opp i Kina i det jeg st  århundre e.Kr.. J.-C.

James Finley regnes som den første designeren og byggeren av moderne hengebroer som består av en oppheng av hovedkabler som hviler på hodene til mastene, forankret i senger i endene og tar opp lastene til et stivt dekk av kleshengere. i et patent innlevert i 1808 .

Strukturen til en hengebro gjør at den kan ha betydelige spenn, men på den annen side har et visst antall ulemper.

Ulemper

Deformasjoner på grunn av strukturens fleksibilitet

De tekniske bestemmelsene i disse konstruksjonene, i utgangspunktet lette og ganske mobile, har utviklet seg til deformasjonsstrukturer som er sammenlignbare (selv om de er større) med stive broer. I begynnelsen hadde dekket ingen iboende stivhet og gjennomgikk alle bevegelsene til kabelen (som var veldig viktige) til overbelastning og vind. Deretter ble disse bevegelsene redusert ved bruk av fyrledninger festet direkte til mastene, som immobiliserte dekket ved festepunktet. Til slutt ble dekket gjort stivt (bruk av en stivhetsbjelke), som ved å fordele virkningen av overbelastningen over alle kleshengere, sørget for strukturell stabilitet.

Andre ulemper

Historie

I kinesiske, inka- og afrikanske sivilisasjoner var hengebroen veldig tidlig et middel for tradisjonell kryssing, hovedsakelig i fjellområder hvor kløftene å krysse ble presentert. Således er det antatt at det var mer enn 200 hengebroer mellom de inkaene i det XVI th  -tallet til ankomsten av spanjolene, hjørnesteinene i utstrakt nettverk av baner av den indiske rike. De nådde vanligvis 50 meter i lengde, sannsynligvis mer, lenger enn noen europeisk murbue på den tiden. Bare utseendet til broen med en metallkonstruksjon vil tillate at denne kryssingsavstanden overskrides uten en mellomliggende søyle. Mens inkaene var den eneste indianersivilisasjonen som utviklet slike hengebroer, eksisterte de i andre sivilisasjoner i fjellrike regioner i verden, i Himalaya og i det gamle Kina. Det var allerede i Kina hengende broer med stålkjeder III -  tallet  f.Kr. AD . Tibetanere har bygget kjedebroer allerede på 600-tallet e.Kr.

Men disse gamle broene som oftest sammensatt av lianer , og en av tre dekk plassert på dem, slik at passeringen av en beskjeden belastning med en lys brokonstruksjon gi disse broene en struktur av kjøreledningsbroer , også kalt broer. Ape .

Allerede i 1595 vises fremstillinger av en bro hvis dekk er opphengt av kjeder, hvis design er nærmere en skråkabelbro , i Machinae Novae (Venezia, 1595) av Fausto Veranzio .

Historien beholder imidlertid at det var i Amerika den moderne hengebroen ble født. En dommer, James Finley , ideen om en hengebro med kjeder i smijern . Den Jakobs Creek Bridge ble gjennomført i 1802 , i det vestlige Pennsylvania . James Finley, foran suksessen med denne formelen som tillater en billig og enkel å bygge bro, deponerte et patent i 1808. En første generasjon broer ser dagens lys fra 1810 . Rekkevidden er mellom 15 og 50 meter maks. Men bruken av broer avslører et svingningsproblem  : broen resonerer lett , og trykket som utøves på kjedene får dem til å vike. I virkeligheten er amerikansk kunnskap innen ingeniørfag og kvaliteten på smijern altfor lav. Utviklingen av broer er begrenset i størrelse og belastning. Mange ulykker forstyrrer hengebroens fremgang.

Teknikken vil da krysse Atlanterhavet for å finne nye tilhengere blant britene , som har et stort forsprang innen metallurgi . I 1816 forestilte Royal Navy-offiser Samuel Brown (1776-1852) seg å erstatte skipskablene med jernkjeder. Selskapet han grunnla, Brown Lenox & Co Ltd, vil sørge for alle Royal Navy- kanaler frem til 1916, og det utfører strengene for SS Great Eastern i Isambard Kingdom Brunel , udødeliggjort av fotografen Robert Howlett . Fra denne anvendelsen av jern dateres i England et stort antall undersøkelser og eksperimenter om jernets styrke og trekkraft og dets forskjellige kvaliteter. De kjedene er betydelig forbedret. Som et resultat blir hengebroer veldig ambisiøse. De første britiske broene ble bygget rundt 1815 og dimensjonene fortsatte å vokse. Brown patenterte produksjonen av kjeder i 1816 og patenterte smijernledd for en hengebro i 1817. Han bygde forskjellige broer ( Union Bridge (Tweed)  (i) , 1820) som ble godkjent av John Rennie og Thomas Telford. I 1826 bygde den berømte ingeniøren Thomas Telford Menai Suspension Bridge (Menai Bridge) , med et spenn på 125 meter, som tillater passering av seilskuter. Det var da den største broen i verden, de fleste av broene på den tiden var mellom 70 og 100 meter i spenn. Hengebroen er den eneste måten å nå slike lengder, og blir et monument til fremgangens herlighet midt i den europeiske industrielle revolusjonen .

Det er nettopp den europeiske bommen til sistnevnte som eksporterer hengebruen til kontinentet. I Frankrike er teknologien kjent gjennom de britiske bedriftene som er rapportert i avisene. Et oppdrag for å studere Ponts et Chaussées ble utført i 1821 , men lyktes ikke. Territoriet inneholder en av de vanskeligste elvene å krysse på den tiden: Rhône . Det er svært få broer: 3, inkludert en ødelagt ( Avignon-broen ) mellom Lyon og elvemunningen. Faktisk er elven bred, veldig kraftig og opplever ikke et betydelig fall i strømmen siden den er i snøsmelting. Uten en "tørr" sesong er det derfor umulig å bygge peler etter den velprøvde metoden. Den Jules Seguin selskapet ( Annonay , Ardèche ), ledet av Jules og Marc Seguin , foreslås derfor et nytt prosjekt i 1822  : den Tournon hengebro . Selskapet forsto raskt at en klassisk hengebro var umulig i Frankrike på grunn av kjedenes dårlige kvalitet. Vi prøver deretter å erstatte dem med bunter med jerntråder . Det er kabelen ble født. Etter flere tester og avslag fra Ponts et Chaussées ble prosjektet endelig akseptert.

I mellomtiden ble det bygget en hengebro, den første bygget i Frankrike rundt 1824, i Passy nær Paris på initiativ av Benjamin Delessert . Det var imidlertid bare en gangbru med en bredde på 1,20 meter og 52 meter i lengde.

Til innovasjon av kabler legges ved bruk av hydraulisk betong for fundamentene, armert betong (25 år før de første patenter) for de overbygninger , og forsterkningsstrukturer stive av tre dekk . Hengebruen har fått sin moderne form.

I 1823, den Saint-Antoine gangbro ble bygget i Geneve , deretter i 1832 i Fribourg den store hengebro, hvis trådkabeltrekk på 87 kilo brudd, og som brukes ved 27 kilo (parallelle tråder) gjør det mulig å nå 273 meters omfang. Det bygges altså mange lysbroer: Bercy og Constantine i Paris (101 meter), Gray , Châteaulin , La Roche-Bernard ... men disse strukturene var veldig mobile og trafikkbelastningen måtte begrenses. De fikk en formørkelse i Frankrike til den tiden da etableringen av stivhetsbjelken gjorde det mulig å utføre arbeider med en motstand som var sammenlignbar med rammebroene.

I 1832 etablerte Henri Navier de første reglene for beregning av hengebroer.

Ifølge en første telling ble det bygget 400 broer i løpet av XIX -  tallet , nesten alle mellom 1825 og 1850 . Disse prestasjonene er ofte fortsatt på plass.

I Toulouse kollapset imidlertid hengebroen Saint-Pierre under flommen på 1870-tallet, etter at en av støpejernssøylene ga seg.

Typologi av hengebroer

I henhold til formen

Hengebroer kommer i tre former, avhengig av om kantspennet er hengt eller ikke:

I henhold til stivhet

Vi skiller mellom:

Komponenter av hengebru

Delene som utgjør en hengebro er:

Indikatorer som kjennetegner en hengebro

To indikatorer kjennetegner en hengebro:

For små og mellomstore broer har vi generelt følgende forhold mellom disse to indikatorene:

De største hengebruene

Hengebroer er generelt klassifisert i henhold til hovedspennet, nemlig lengden på hovedspennet (største avstand mellom pyloner).

De ti største spennhengebroene
Bilde Link Etternavn Område
ppale (m)		 Lengde
(m)		 Ferdig i plassering Land
Akashi bridge.jpg 1 Akashi-broen 1991 +03 911,
( )		 1998 Kobe / Awaji Island
( Hyōgo )
34 ° 37 ′ 00 ″ N, 135 ° 01 ′ 18 ″ E 		Japan
Xihoumen Bridge-3.jpg 2 Xihoumen-broen 1650 +05 452, 2009 Jintang Island / Cezi Island
( Zhejiang )
30 ° 03 ′ 42 ″ N, 121 ° 54 ′ 23 ″ E 		Kina
Storebæltsbroen-2.jpg 3 Eastern Great Belt Bridge 1624 +06,790, 1998 Korsør / Sprogø
( Sjælland )
55 ° 20 ′ 31 ″ N, 11 ° 02 ′ 08 ″ E 		Danmark
Yi Sun-sin Bridge i konstruksjon1.jpg 4 Yi Sun-sin Bridge 1545 +02,260, 2012 Gwangyang ( Jeollanam )
34 ° 54 ′ 21,4 ″ N, 127 ° 42 ′ 18,1 ″ E 		Sør-Korea
Busker i Runyang Bridge Park.JPG 5 Runyang Bridge 1490 +07,210, 2005 Yangzhou / Zhenjiang
( Jiangsu )
32 ° 12 ′ 28 ″ N, 119 ° 21 ′ 47 ″ E 		Kina
Fjerde Nanjing Yangtze Bridge.JPG 6 Fjerde Nanjing Bridge 1418 +05,437, 2012 Nanjing ( Jiangsu )
32 ° 10 ′ 39,9 ″ N, 118 ° 56 ′ 24,5 ″ E 		Kina
Humber Bridge2.png 7 Humber Bridge 1410 +02 220, nitten åtti en Hessle / Barton-sur-Humber
( Yorkshire og Humber )
53 ° 42 ′ 30 ″ N, 0 ° 27 ′ 01 ″ V 		Storbritannia
Jiangyin Bridge.jpg 8 Jiangyin Bridge 1385 +03.071, 1999 Jiangyin / Jingjiang
( Jiangsu )
31 ° 56 ′ 44 ″ N, 120 ° 16 ′ 10 ″ E 		Kina
Tsing Ma Bridge (1) .jpg 9 Tsing Ma Bridge 1377 +03.523, 1997 Tsing Yi Island / Ma Wan Island
22 ° 21 ′ 05 ″ N, 114 ° 04 ′ 27 ″ Ø 		Hong Kong
Verrazano-Bridge-Dawn.jpg 10 Verrazano-Narrows Bridge 1298 +04,175, 1964 New York ( New York State )
40 ° 36 '22' N, 74 ° 02 '45' V 		forente stater

Merknader og referanser

Merknader

  1. Verdien som er oppgitt tar bare hensyn til den suspenderte delen, sentralspenn (e) og kantspenn (er), tilnærmingsviadukter teller ikke.

Referanser

  1. i The New York Times , Science & Technology, "With Bridges of Fiber Cable, the Inca Leapt Canyons", lørdag 19. mai 2007
  2. Michel Virlogeux Metal broer Encyclopædia Universalis
  3. Helmut C. Schulitz, Werner Sobek, Karl J. Habermann. Bygg i stål . PPUR polytekniske presser, 2003. Kontakt online
  4. Jacob's Creek Bridge on Structurae , åpnet 17. april 2009.
  5. Port Folio Volume III, A Description of the patent chain bridge, June 1802
  6. François-Marie-Emile Martin . Strykejern i hengebroene. Carilian-Goeury, bokhandler, 1829. Les online
  7. Pont de Saint-Antoine sur Structurae , åpnet 17. april 2009.
  8. Grand Suspension Bridge on Structurae , åpnet 17. april 2009.
  9. Practical Encyclopedia of Building and Public Works - Quillet - 1948
  10. Base tjenesten fungerer eller bygget i XIX th  århundre Frankrike
  11. Theophilus Astrié, flomdramaer i Toulouse , Arnaud og Labat (Paris), Sentralbiblioteket (Toulouse)1875( les online )
  12. Metallbroer - Jean Résal - Eds Baudry et Cie - 1893
  13. Begreper om offentlige arbeider - R. Allard og G. Kienert - Ed Eyrolles - 1957
  14. (in) [PDF] "  Honshu-Shikoku Bridges - information  " , om Honshu-Shikoku Bridge Authority (åpnet 31. oktober 2010 ) (28,5 MB)
  15. (zh) " 浙江 舟山 西 堠 门 大桥 " , på Dz-surface.com (åpnet 5. september 2010 )
  16. (in) "  The Bridge, Storebaelt.dk  " (åpnet 4. september 2010 )
  17. (zh) " 公司 简介 " , på Rybridge.com (åpnet 15. august 2010 )
  18. (in) [PDF] Cui Bing, Zhang Dengjing Juhani Virola, Ding Dajun, "  The 4th Nanjing Bridge - great suspension bridge in China  " , RIA4,2009(åpnet 31. oktober 2010 )
  19. (in) "  Construction is Nanjing's Fourth Yangtze River Bridge Ahead of Schedule  " på Nanjingexpat.com (åpnet 31. oktober 2010 )
  20. (in) "  The Humber Bridge, tekniske spesifikasjoner  " på Humberbridge.co.uk (åpnet 4. september 2010 )
  21. (zh) " 江阴 长江 大桥 " , fra Chodai.co.jp (åpnet 9. oktober 2010 )
  22. (in) "  Lantau Link  " på Gov.hk (åpnet 4. september 2010 )
  23. "  Verrazano Bridge  " , på Lcpc.fr - Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (åpnet 4. september 2010 )

Se også

Bibliografi

Relaterte artikler

Eksterne linker