Jembatan, terutama jenis yang dirancang dan dibangun oleh manusia, telah menjadi sumber keajaiban dan daya tarik yang tak ada habisnya sejak orang pertama kali menemukan cara untuk membangunnya. Mungkin Anda dan teman-teman Anda bermain di sungai kecil sebagai anak-anak dan secara naluriah mencoba membangun jembatan darurat kecil dari tongkat dan kayu yang tersedia. Jika demikian, Anda mungkin dapat membayangkan cara dasar nenek moyang Anda di masa lalu melakukan tugas yang sama tetapi karena kebutuhan daripada rekreasi dan dalam skala yang lebih besar.
Di dunia modern, tentu saja, jembatan besar yang membawa lebih dari selusin jalur lalu lintas dan menampilkan banyak dek jalan adalah norma di kota-kota besar yang mencakup sungai-sungai yang cukup besar atau terhubung melintasi jalur-jalur kecil air laut atau danau untuk terhubung ke daratan lain. Raksasa elegan ini hadir dalam berbagai jenis, dengan desain masing-masing dipilih sesuai dengan tata letak lahan dan kebutuhan transportasi spesifik dari pemukiman yang bersangkutan.
Bridges adalah jenis pameran sains sekolah atau proyek kelas sains yang telah teruji dan dihormati waktu. Jika Anda ingin mengesankan mentor dan rekan Anda, Anda harus memilih desain yang sangat kuat. Beberapa jenis jembatan dan subkelasnya lebih siap untuk tugas ini daripada yang lain.
Jenis Jembatan
Ada lima jenis utama jembatan, yang bervariasi terutama dalam bentuk dasarnya dan oleh karena itu dalam hal bagaimana tekanan yang mereka alami – baik dari beban berat mereka sendiri maupun dari lalu lintas mereka – adalah didistribusikan. Kemungkinannya bagus jika Anda tinggal di kota besar yang telah menggunakan beberapa atau mungkin semua jenis jembatan ini, mungkin tanpa dapat menyebutkan lebih dari satu jenis jembatan tersebut.
Jembatan Balok: Ini adalah jenis jembatan yang paling sederhana, hanya membutuhkan jalan lurus menjangkau, yang menanggung semua tegangan (tegangan "menarik") dari beban jembatan, dan dermaga, yang menanggung gaya kompresi. Ini murah dan lebih mudah untuk dibangun daripada jembatan lain, tetapi mereka kurang cocok untuk saluran air besar karena rentang masing-masing antara dermaga tidak bisa terlalu panjang. Selain itu, meskipun tidak mahal, mereka dianggap tidak menarik secara estetis di sebagian besar pengaturan.
Jembatan Lengkungan: Jenis jembatan ini berasal dari zaman Romawi kuno. Ini disukai karena keindahannya, tetapi dalam banyak kasus tanah yang akan dijembatani tidak memungkinkan basis kontak yang luas dari jenis jembatan ini. Ini dapat mencapai ukuran yang mengesankan. Sebuah jembatan lengkung di atas Sungai Baru di Virginia Barat yang dibangun pada tahun 1978 memiliki bentang tunggal yang kuat melebihi 3.000 kaki.
Jembatan truss: Sebenarnya ada setidaknya empat desain jembatan rangka individu yang berbeda, dengan jumlah tergantung pada sumber yang dikonsultasikan. Ini, seperti jembatan balok, tidak mahal dan lebih mudah dibangun daripada kebanyakan jenis jembatan, tetapi mereka tidak menarik untuk dilihat dan kurang cocok untuk saluran air karena alasan yang sama dengan jembatan balok – jaraknya pendek antara dermaga.
Jembatan gantung: Jika Anda dapat menyebutkan satu jenis jembatan sebelum mempelajari artikel ini, kemungkinan besar: jembatan gantung, dipuja oleh dunia karena kemegahannya dan oleh para insinyur karena matematika dan fisiknya kepandaian. Itu Jembatan Brooklyn dan jembatan gantung lainnya memiliki kabel yang membentang di sepanjang geladak dan ditambatkan ke tanah di setiap ujungnya untuk mengimbangi tegangan; dua (biasanya) dermaga raksasa yang disebut menara menyerap kompresi, dan dek digantung oleh satu set kabel vertikal dari set lainnya.
Jembatan Cable-Stayed: The Jembatan Zakim di Boston adalah contoh menarik dari jenis jembatan ini. Seperti jembatan gantung, jembatan ini menggunakan kabel dan bentang individu bisa sangat panjang, lebih dari satu mil (1,6 km). Kabel, bagaimanapun, berjalan dari puncak menara ke dek jalan, bukan ke setiap ujung jembatan.
Membangun Model Jembatan
Anda dapat menggunakan bahan yang berbeda untuk berbagai gaya jembatan yang diperkecil. Saran diberikan di bawah ini untuk menggunakan kartu remi biasa, tetapi jangan ragu untuk berimprovisasi selama bridge Anda memenuhi definisi untuk jenisnya.
Untuk semua jenis jembatan, Anda dapat menggunakan kertas toilet atau gulungan kertas tisu atau bahan lain yang murah dan mudah diperoleh. Anda juga akan membutuhkan persediaan selotip, gunting, stapler, tali, penggaris, dan mungkin pelubang kertas yang bagus.
Model Jembatan Balok: Lipat kartu Anda di sepanjang sudut kanan untuk membuat pier dan rekatkan ujung kartu lain dengan hati-hati untuk membuat balok (dek). Perhatikan bagaimana menempatkan persimpangan pada titik yang berbeda sehubungan dengan pilar di bawah ini mempengaruhi apa yang terjadi ketika Anda "menguji" kekuatan jembatan Anda dengan menekannya dengan hati-hati dengan jari. Di mana seharusnya junction berada, dan apa yang terjadi jika Anda menggunakan terlalu sedikit?
Model Jembatan Lengkungan: Yang ini membutuhkan kesabaran dan banyak rekaman, tetapi lihat foto jembatan lengkung yang ada untuk panduan. Anda dapat membuat "batu bata" individual dengan melipat kartu individual ke dalam kotak-kotak kecil dan menutupnya. Pastikan Anda menyertakan abutment untuk melawan gaya yang diarahkan ke lateral yang cukup besar di ujung bawah jembatan.
Model Jembatan Truss: Di bawah ini, Anda akan mempelajari berbagai jenis jembatan rangka, tetapi aspek yang penting adalah stabilitas segitiga sebagai konstruksi geometris. Perhatikan bahwa jika Anda membangun "kotak rangka" dengan "bentang" persegi alih-alih segitiga yang saling mengunci, strukturnya kurang stabil.
Model Jembatan Gantung: Ini sulit dilakukan sendiri kecuali Anda memiliki banyak waktu dan kesabaran. Paling mudah untuk membangun menara dan dek terlebih dahulu dan kemudian bermain dengan penyesuaian panjang dan ketegangan kabel untuk melihat apa yang "terasa" paling kuat. Bayangkan menjadi manajer proyek jembatan gantung pertama!
Model Jembatan Cable-Stayed: Sekali lagi, ini adalah pilihan model yang cukup rumit, tetapi menawarkan peluang bagus untuk bermain dengan panjang ideal kabel yang turun dari puncak menara. Menurut Anda apa yang akan terjadi jika jembatan jenis ini dibuat dengan ukuran kabel yang asimetris di antara kedua menara?
Desain Jembatan Truss
Ada sejumlah gaya yang berbeda dari jembatan rangka yang digunakan. Anda dapat membuat jembatan rangka lebih mudah menggunakan stik es krim daripada menggunakan kartu remi; hanya memiliki lem kayu yang tersedia.
Dilihat dari samping, rangka batang tampak seperti trapesium – persegi panjang dengan ujung miring simetris dan bukan paralel. Bagian dari bingkai empat sisi ini adalah bagian atas dan bawah akord dan ujungnya disebut posting. Bagian dalam truss disebut anggota.
- Warren: Model ini menggunakan anggota yang membentuk segitiga sama sisi, tetapi tidak ada anggota vertikal.
- Pratt: Varietas ini memiliki serangkaian persegi panjang kurus yang berisi anggota yang condong ke dalam untuk membentuk pasangan segitiga di unit individu.
- Bagaimana: Ini sangat mirip dengan Pratt, tetapi di tengah, anggota "miring" bertemu di akord atas, bukan di akord bawah. Ini lebih baik daripada Pratt dalam hal penanganan kompresi, semuanya sama, tetapi lebih mahal.
- K rangka: Seperti namanya, desain rangka yang rumit ini mencakup unit berbentuk huruf K dan bayangan cerminnya.
Jembatan truss mana yang paling kuat? Itu tergantung pada bahan dan faktor lain selain desain dasar, dengan cara yang sama beberapa pengendara sepeda dapat melakukan perjalanan lebih cepat daripada pengemudi yang buruk di mobil gelandangan. Tapi bagaimanapun, banyak pekerjaan yang kuat telah dilakukan ke semua jembatan ini dan desainnya dari waktu ke waktu.