Truss Bridge Schwächen

Brückenbinder

Resonanz oder Ermüdung, Knicken, Torsion, seismische Wellen und Naturkatastrophen können Fachwerkbrücken auf verschiedene Weise belasten.

Knicken

Dachstuhl

Knicken ist eine Instabilität, die durch die Anwendung einer Kraft verursacht wird, die zum Versagen des Elements führt. Sollte eine extreme Druckkraft den Widerstand der Struktur überwinden, beeinträchtigt dies die Festigkeit der Brücke, so dass die vertikalen Elemente geschwächt werden und beim Knicken zerknittern. Ferner können sich die horizontalen Glieder bis zu dem Punkt erstrecken, an dem sie einrasten.

Ermüdungsrissbildung

Zwickelplattenverbinder

Resonanz erzeugt stehende Wellen, die durch das Fachwerk hin und her wandern und horizontale Elemente nach oben und unten biegen. Reibung führt dazu, dass sich Wärme in den Bauteilen ansammelt, wenn sie schwächer werden, reißen und sich dehnen, bis sie brechen. Wegen der Redundanz, die in den Binderentwurf errichtet wird, verursacht ein ausgefallenes Mitglied nicht einen Ausfall der gesamten Struktur, weil die restlichen Komponenten die Kraft absorbieren; es schwächt jedoch die Brücke. Da wiederholtes Biegen an den Knoten auftritt, an denen sich die Elemente treffen, können die Zwickelplatten reißen, was zu einem Versagen an den Fachwerkverbindungen führt.

Seismische Kräfte

Brückenbinder

Die Konstruktion von Fachwerkbrücken bietet wenig Widerstand gegen seismische Wellen, die durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche entstehen, wenn sie durch den Boden rasen, was zu Bewegungen in drei Richtungen führt: horizontal, vertikal und von Seite zu Seite. Verkehrsingenieure rüsten viele ältere Fachwerkbrücken nach, um sie während eines seismischen Ereignisses stabiler zu machen. Dies ist eine schwierige Aufgabe, da das Alter der Brücken und die zum Zeitpunkt ihres Baus angewandten Konstruktionsmethoden für einzelne Brücken unterschiedlich waren. Anstatt Strukturen zu zerstören und zu unerschwinglichen Kosten wieder aufzubauen, müssen Ingenieure jede Brücke individuell bewerten.

Torsion

Eisenbahnbock

Obwohl Fachwerkbrückenkonstruktionen dem Wind erlauben, durch die Struktur zu blasen, indem sie aufgrund der offenen Bereiche zwischen den Elementen wenig Widerstand bieten, können hohe Sturmwinde und Hurrikane Torsionskräfte erzeugen, die die Struktur verdrehen. Torsion ist eine Verformung der Struktur, die durch das Verdrehen eines Endes verursacht wird, während das andere bewegungslos bleibt.

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