Les ponts, en particulier ceux conçus et construits par des êtres humains, ont été une source d'émerveillement et de fascination sans fin depuis que les gens ont trouvé des moyens de les construire. Peut-être que vous et vos amis avez joué au bord de petits ruisseaux lorsque vous étiez jeunes et avez instinctivement essayé de construire de petits ponts de fortune à partir de bâtons et de bûches disponibles. Si tel est le cas, vous pouvez peut-être imaginer la façon dont vos ancêtres d'antan ont abordé la même tâche, mais par besoin plutôt que par loisir et à plus grande échelle.
Dans le monde moderne, bien sûr, d'énormes ponts transportant plus d'une douzaine de voies de circulation et comportant de multiples tabliers routiers sont les norme dans les grandes villes qui comprennent des rivières importantes ou se connectent à travers de petites bandes d'océan ou d'eau de lac pour se connecter à une autre masse terrestre. Ces mastodontes élégants sont disponibles dans une variété de types, la conception de chacun étant choisie pour répondre aux besoins spécifiques d'aménagement du territoire et de transport de la colonie en question.
Les ponts sont un type éprouvé et consacré de projet d'expo-sciences ou de cours de sciences à l'école. Si vous voulez impressionner vos mentors et vos pairs, vous devez choisir un design particulièrement solide. Certains types de ponts et leurs sous-classes se prêtent plus facilement que d'autres à cette tâche.
Types de ponts
Il existe cinq principaux types de ponts, qui varient principalement dans leur forme de base et donc en termes de le stress qu'ils subissent – à la fois de leur propre poids considérable et de celui de leur trafic – est distribué. Les chances sont bonnes si vous vivez dans une grande ville que vous avez utilisé certains ou peut-être tous ces types de ponts, probablement sans pouvoir en nommer plus d'un.
Pont de faisceau: C'est le type de pont le plus simple, nécessitant juste une ligne droite portée, qui supporte toute la tension (effort de "traction") de la charge du pont, et jetées, qui supportent les forces de compression. Ceux-ci sont bon marché et plus faciles à construire que les autres ponts, mais ils sont mal adaptés aux grandes voies navigables car leurs portées individuelles entre les piliers ne peuvent pas être très longues. De plus, bien que peu coûteux, ils sont considérés comme esthétiquement sans charme dans la plupart des contextes.
Pont en arc: Ce type de pont remonte à l'Antiquité romaine. Il est apprécié pour sa beauté, mais dans de nombreux cas, le terrain à ponter ne permet pas la large base de contact de ce type de pont. Ceux-ci peuvent atteindre des tailles impressionnantes. Un pont en arc au-dessus de la Nouvelle rivière en Virginie-Occidentale construit en 1978 a une seule travée forte dépassant 3 000 pieds.
Pont en treillis : Il existe en fait au moins quatre conceptions différentes de ponts en treillis, le nombre dépendant de la source consultée. Ceux-ci, comme les ponts à poutres, sont peu coûteux et plus faciles à construire que la plupart des types de ponts, mais ils sont peu attrayant à regarder et mal adapté aux voies navigables pour la même raison que les ponts à poutres sont - une courte distance entre les piliers.
Pont suspendu: Si vous avez pu nommer un seul type de pont avant de vous plonger dans cet article, c'est probablement le pont suspendu, vénéré par le monde pour sa grandeur et par les ingénieurs pour ses mathématiques et physiques habileté. le le pont de Brooklyn et d'autres ponts suspendus ont des câbles longeant le tablier et ancrés pour atterrir à chaque extrémité pour compenser la tension; deux (généralement) piliers géants appelés tours absorbent la compression, et le pont est suspendu par un ensemble de câbles verticaux de l'autre ensemble.
Pont suspendu: Le Pont de Zakim à Boston est un exemple séduisant de ce type de pont. Comme un pont suspendu, il utilise des câbles et les travées individuelles peuvent être extrêmement longues, dépassant 1,6 km. Les câbles, cependant, partent du sommet des tours jusqu'au tablier de la route plutôt qu'à chaque extrémité du pont.
Construire des ponts modèles
Vous pouvez utiliser différents matériaux pour différents styles de ponts à échelle réduite. Des suggestions sont données ci-dessous pour l'utilisation de cartes à jouer ordinaires, mais n'hésitez pas à improviser tant que votre pont répond à la définition de son type.
Pour tous les types de ponts, vous pouvez utiliser des rouleaux de papier toilette ou d'essuie-tout ou quelque chose d'autre qui est peu coûteux et facile à acquérir. Vous aurez également besoin d'une bonne quantité de scotch, de ciseaux, d'une agrafeuse, d'une ficelle, d'une règle et peut-être d'une perforatrice.
Modèle de pont à poutres : Pliez vos cartes le long des angles droits pour faire les piliers et collez soigneusement les extrémités des autres cartes ensemble pour faire la poutre (pont). Notez comment le fait de placer les jonctions à différents points par rapport aux piliers ci-dessous affecte ce qui se passe lorsque vous « testez » la force de votre pont en le pressant soigneusement avec un doigt. Où doivent être les jonctions et que se passe-t-il lorsque vous en utilisez trop peu ?
Modèle de pont en arc : Celui-ci demande un peu de patience et beaucoup de ruban adhésif, mais reportez-vous à une photo d'un pont en arc existant pour obtenir des conseils. Vous pouvez fabriquer des « briques » individuelles en pliant des cartes individuelles dans de petites boîtes et en les scellant fermées. Assurez-vous d'inclure des culées pour contrer les forces considérables dirigées latéralement aux extrémités inférieures du pont.
Modèle de pont en treillis : Ci-dessous, vous découvrirez les différents types de ponts en treillis, mais l'aspect important est la stabilité du triangle en tant que construction géométrique. Notez que si vous construisez une "boîte à treillis" avec des "travées" carrées au lieu de triangles imbriqués, la structure est moins stable.
Modèle de pont suspendu : C'est difficile à réaliser seul à moins d'avoir beaucoup de temps et de patience. Il est plus facile de construire d'abord les tours et le pont, puis de jouer avec les ajustements de la longueur et de la tension du câble pour voir ce qui "se sent" le plus fort. Imaginez être le chef de projet du tout premier pont suspendu !
Modèle de pont à haubans: Encore une fois, il s'agit d'un choix de modèle assez élaboré, mais offre une bonne chance de jouer avec la longueur idéale des câbles descendant des sommets des tours. Que pensez-vous qu'il se passerait si un pont de ce type était fait avec des tailles de câbles asymétriques entre les deux tours ?
Conceptions de ponts en treillis
Il existe un certain nombre de styles différents de ponts en treillis utilisés. Vous pouvez faire des ponts en treillis plus facilement en utilisant des bâtons de popsicle qu'en utilisant des cartes à jouer; ayez juste de la colle à bois disponible.
Vu de côté, un treillis ressemble à un trapèze - un rectangle avec des extrémités inclinées symétriquement plutôt que parallèles. Les parties de ce cadre à quatre côtés sont le haut et le bas accords et les extrémités s'appellent des postes. Les pièces intérieures de la ferme sont appelées membres.
- Garenne: Ce modèle utilise des membres qui forment des triangles équilatéraux, mais il n'y a pas de membres verticaux.
- Pratt : Cette variété a une série de rectangles minces contenant des membres penchés vers l'intérieur pour former des paires de triangles dans les unités individuelles.
- Howe : Ceci est très similaire au Pratt, mais au milieu, les membres "inclinés" se rencontrent à l'accord du haut au lieu de l'accord du bas. Il est meilleur que le Pratt en termes de tenue de route en compression, tout le reste étant le même, mais plus coûteux.
- Ferme en K : Comme son nom l'indique, cette conception de ferme complexe comprend des unités en forme de lettre K et son image miroir.
Quel pont en treillis est le plus solide? Cela dépend des matériaux et d'autres facteurs en plus de la conception de base, de la même manière que certains cyclistes peuvent voyager plus vite qu'un mauvais conducteur dans une voiture sans pitié. Mais de toute façon, beaucoup de travail a été consacré à tous ces ponts et à leurs conceptions au fil du temps.