I ponti, specialmente quelli progettati e costruiti dagli esseri umani, sono stati fonte di infinita meraviglia e fascino sin da quando le persone hanno trovato il modo per costruirli. Forse tu e i tuoi amici avete giocato a piccoli ruscelli da giovani e avete provato istintivamente a costruire piccoli ponti di fortuna con bastoncini e tronchi disponibili. Se è così, puoi forse immaginare il modo in cui i tuoi antenati di tanto tempo fa si sono avvicinati allo stesso compito ma per necessità piuttosto che per svago e su scala più ampia.
Nel mondo moderno, ovviamente, enormi ponti che trasportano più di una dozzina di corsie di traffico e presentano più impalcati stradali sono le norma nelle grandi città che includono fiumi considerevoli o si collegano attraverso piccole strisce di acqua oceanica o lacustre per connettersi a un'altra massa di terra. Questi eleganti colossi sono disponibili in una varietà di tipi, con il design di ciascuno scelto per adattarsi alla specifica disposizione del terreno e alle esigenze di trasporto dell'insediamento in questione.
I ponti sono un tipo collaudato e consacrato dal tempo di un progetto scolastico per la fiera della scienza o per le lezioni di scienze. Se vuoi impressionare i tuoi mentori e colleghi, dovresti scegliere un design che sia particolarmente forte. Alcuni tipi di bridge e le loro sottoclassi si prestano a questo compito più facilmente di altri.
Tipi di ponti
Esistono cinque tipi principali di ponti, che variano principalmente nella forma di base e quindi in termini di come lo stress che sperimentano, sia per il loro peso considerevole che per quello del loro traffico, è distribuito. Le probabilità sono buone se vivi in una grande città che hai fatto uso di alcuni o forse di tutti questi tipi di ponte, probabilmente senza essere in grado di nominarne più di uno.
ponte trave: Questo è il tipo più semplice di ponte, che richiede solo un rettilineo span, che sopporta tutta la tensione ("tirando") del carico del ponte, e moli, che sopportano le forze di compressione. Questi sono economici e più facili da costruire rispetto ad altri ponti, ma sono poco adatti per grandi corsi d'acqua perché le loro campate individuali tra i moli non possono essere molto lunghe. Inoltre, sebbene economici, sono considerati esteticamente privi di fascino nella maggior parte degli ambienti.
Ponte ad arco: Questo tipo di ponte risale all'epoca romana. È favorito per la sua bellezza, ma in molti casi il terreno da colmare non consente l'ampia base di contatto di questo tipo di ponte. Questi possono raggiungere dimensioni impressionanti. Un ponte ad arco sul Nuovo fiume in West Virginia costruito nel 1978 ha un'unica forte campata che supera i 3.000 piedi.
Ponte a traliccio: Esistono in realtà almeno quattro diversi progetti di ponti a travatura reticolare, il numero dipende dalla fonte consultata. Questi, come i ponti a travi, sono economici e più facili da costruire rispetto alla maggior parte dei tipi di ponti, ma lo sono poco attraente da vedere e poco adatto per i corsi d'acqua per lo stesso motivo per cui i ponti a travi sono: a breve distanza tra i moli.
Ponte sospeso: Se sei riuscito a nominare un singolo tipo di bridge prima di approfondire questo articolo, è molto probabile che sia il ponte sospeso, venerato dal mondo per la sua grandezza e dagli ingegneri per la sua matematica e fisica intelligenza. Il ponte di Brooklyn e altri ponti sospesi hanno cavi che corrono lungo l'impalcato e ancorati a terra a ciascuna estremità per compensare la tensione; due (solitamente) pilastri giganti chiamati torri assorbono la compressione e l'impalcato è sospeso da una serie di cavi verticali dell'altro set.
Ponte strallato: Il Ponte Zakim a Boston è un affascinante esempio di questo tipo di ponte. Come un ponte sospeso, fa uso di cavi e le singole campate possono essere enormemente lunghe, oltre un miglio (1,6 km). I cavi, tuttavia, corrono dalle sommità delle torri all'impalcato stradale invece che a ciascuna estremità del ponte.
Costruzione di ponti modello
È possibile utilizzare materiali diversi per diversi stili di ponti in scala ridotta. Di seguito vengono forniti suggerimenti per l'utilizzo di normali carte da gioco, ma sentiti libero di improvvisare purché il tuo bridge soddisfi la definizione per il suo tipo.
Per tutti i tipi di ponte, puoi usare rotoli di carta igienica o asciugamani di carta o qualcos'altro che sia economico e facile da acquistare. Avrai anche bisogno di una buona scorta di scotch, forbici, una cucitrice, uno spago, un righello e forse un perforatore.
Modello del ponte del fascio: Piega le tue carte ad angolo retto per creare i piloni e fissa insieme con cura le estremità delle altre carte per creare la trave (mazzo). Nota come posizionare gli svincoli in punti diversi rispetto ai piloni sottostanti influisca su ciò che accade quando "prova" la forza del tuo ponte premendolo attentamente con un dito. Dove dovrebbero essere le giunzioni e cosa succede quando ne usi troppo poche?
Modello del ponte ad arco: Questo richiede un po' di pazienza e molto nastro adesivo, ma fai riferimento a una foto di un ponte ad arco esistente come guida. Puoi creare singoli "mattoni" piegando le singole carte in piccole scatole e chiudendole con del nastro adesivo. Assicurati di includere monconi per contrastare le notevoli forze dirette lateralmente alle estremità inferiori del ponte.
Modello del ponte di travatura reticolare: Di seguito, imparerai i vari tipi di ponti a traliccio, ma l'aspetto importante è la stabilità del triangolo come costrutto geometrico. Nota che se costruisci un "box truss" con "campate" quadrate invece di triangoli ad incastro, la struttura è meno stabile.
Modello di ponte sospeso: Questo è difficile da portare a termine da soli a meno che tu non abbia molto tempo e pazienza. È più facile costruire prima le torri e il ponte e poi giocare con le regolazioni della lunghezza e della tensione del cavo per vedere cosa "sente" il più forte. Immagina di essere il project manager del primo ponte sospeso!
Modello a ponte strallato: Anche in questo caso, si tratta di una scelta di modello piuttosto elaborata, ma offre una buona possibilità di giocare con la lunghezza ideale dei cavi che scendono dalle cime delle torri. Cosa pensi che accadrebbe se un ponte di questo tipo fosse realizzato con cavi di dimensioni asimmetriche tra le due torri?
Progetti di ponti a traliccio
Esistono diversi stili di ponti a traliccio in uso. Puoi creare ponti a traliccio più facilmente usando i bastoncini per ghiaccioli che usando le carte da gioco; basta avere a disposizione la colla per legno.
Visto di lato, un traliccio sembra un trapezio: un rettangolo con estremità simmetricamente inclinate piuttosto che parallele. Le parti di questo telaio a quattro lati sono la parte superiore e inferiore accordi e le estremità sono chiamate post. I pezzi interni del traliccio sono chiamati membri.
- Warren: Questo modello utilizza membri che formano triangoli equilateri, ma non ci sono membri verticali.
- Pratt: Questa varietà ha una serie di rettangoli sottili contenenti membri inclinati verso l'interno per formare coppie di triangoli nelle singole unità.
- Come: Questo è molto simile al Pratt, ma nel mezzo, i membri "appoggiati" si incontrano sull'accordo superiore invece che sull'accordo inferiore. È migliore del Pratt in termini di gestione della compressione, tutto il resto è lo stesso, ma più costoso.
- traliccio K: Come suggerisce il nome, questo complesso design a traliccio include unità a forma di lettera K e la sua immagine speculare.
Quale ponte di travatura reticolare è il più resistente? Ciò dipende dai materiali e da altri fattori oltre al design di base, allo stesso modo in cui alcuni ciclisti possono viaggiare più velocemente di un povero guidatore in un'automobile scassata. Ma in ogni caso, nel corso del tempo è stato fatto un grande lavoro su tutti questi ponti e sui loro progetti.
