Wie Floating Bridges Funktionieren

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Schwimmbrücken waren eine erfindung der römer, und sie werden noch heute benutzt. Erfahren sie bei WordsSideKick.com mehr über das engineering hinter schwebenden brücken.

Vielleicht werden wir eines Tages alle Autos haben, die im Transformer-Stil vom Autobahnmodus über den Hubschrauber zum Boot umrüsten können. Aber bis die Jetsons-Art von Großartigkeit abhebt, sitzen wir meistens nur auf Asphalt und Beton. Manchmal jedoch bewältigen die Autobahnen selbst ziemlich coole technologische Tricks, wie bei schwimmenden Brücken.

Schwimmende Brücken (auch genannt Pontonbrücken) sind nicht mit Segelmasten oder Außenbordmotoren ausgestattet. Obwohl Sie nicht mit ihnen durch die Wellen des Ozeans fahren können, können Sie tatsächlich mit ihnen im Auto fahren.

Der frivole Spaß steht jedoch hinter den eher nützlichen Zwecken der schwimmenden Brücken. Ohne diese nassen und wundervollen Autobahnen müssten einige Metropolregionen der Welt ohne jegliche Art von Brücke auskommen, was ihren Verkehrsfluss und die Bevölkerung und die Wirtschaft insgesamt stark beeinträchtigen würde.

Allerdings sind permanente Floating Bridges nach wie vor eine sehr ungewöhnliche Struktur. Weltweit gibt es nur etwa 20, und vier von ihnen befinden sich im Staat Washington [Quelle: Washington DOT], der aufgrund seiner hohen Bevölkerungszahl, seiner starken Wirtschaft und seiner wasserreichen Metropole mehr Schwimmbrücken als sonstwo benötigt.

Das Design von Floating Bridges variiert stark nach Standort und Zweck. Bei einigen handelt es sich um humane Konstruktionen aus Beton und Stahl, die das fast unvorstellbare Gewicht des unaufhörlichen Pendler- und Geschäftsverkehrs tragen können.

Andere sind einfache Anordnungen auf Holzbasis, die sich für leichtere Lasten eignen. Nehmen Sie zum Beispiel die berühmte Brücke in Brookfield, Vt. Diese 98 Meter lange Holzbrücke ist nur für Fußgänger geeignet. Die Brücke war jedoch zum Teil berühmt, weil die Räder der Fahrzeuge beim Überqueren oft nass wurden.

Temporäre Pontonbrücken sind viel häufiger als permanente. Diese Brücken können in Notfällen verwendet werden und sind oft nützlich, wenn Soldaten Menschen und Ausrüstung über Flüsse oder Seen bewegen müssen. Diese kurzlebigen Brücken könnten aus Holz oder Metall und sogar aufblasbaren Schläuchen bestehen.

Was auch immer ihr Material sein mag, schwimmende Brücken haben eines gemeinsam - sie schweben wirklich. Gehen Sie zur nächsten Seite über, und Sie werden sehen, dass diese speziellen Strukturen eine lange, faszinierende Geschichte haben, die alle Arten von Ingenieursgebieten überbrückt.

Eine bootartige Brücke zur Geschichte

Schwimmende oder Pontonbrücken (wie diese in Virginia) wurden im Bürgerkrieg häufig verwendet.

Schwimmende oder Pontonbrücken (wie diese in Virginia) wurden im Bürgerkrieg häufig verwendet.

Sicherlich mussten die alten Völker auf der anderen Seite der Flüsse sehnsüchtig nach unerreichbaren Ufern gesucht und sich Brücken gewünscht haben, um sie dorthin zu befördern. Wünsche allein konnten diese Brücken nicht bauen, aber Krieg konnte es.

Die meisten frühen Schwimmbrücken wurden zu Kriegszwecken gebaut. Chinesen, Römer, Griechen, Mongolen und andere Völker verwendeten alle Pontonbrücken, um Soldaten und Ausrüstung zu transportieren, normalerweise über Flüsse, die zu tief waren, um durchzufahren.

Die primitivsten schwebenden Brücken waren Holzboote, die in Reihen angeordnet waren und mit Brettern versehen waren, um den Fußverkehr zu unterstützen, Pferde und Rollwagen. An jedem Ufer waren diese Brücken mit Seilen gesichert, um zu verhindern, dass sie von der Strömung oder vom Wind abdriften.

Eine der berühmtesten alten Schwimmbrücken wurde auf Geheiß des persischen Königs Xerxes angelegt. Xerxes wollte 481 v. Chr. Griechenland erobern, doch zuerst musste seine riesige Armee den Hellespont überqueren, eine etwa 1,3 km breite Straße.

Xerxes befahl seinen Männern, eine schwimmende Brücke zu bauen, doch ein heftiger Sturm zerstörte ihre Arbeit. Um seine Wut auf das Meer zu zeigen, befahl Xerxes seinen Männern, das Wasser 300 Mal symbolisch zu peitschen, und er hatte auch Beinfesseln ins Meer geworfen. Er bestrafte die Ingenieure der gescheiterten Brücke mit der Enthauptung.

Eine zweite Brücke wurde gebaut, und fast 400 Schiffe wurden verwendet, um die Oberfläche über Wasser zu halten. Die Boote waren alle mit schweren Flachs- und Papyrusseilen zusammengebunden und mit schweren Ankern belastet, um sie an Ort und Stelle zu halten, und es gab eine Öffnung, so dass kleine Schiffe, die die Meerenge befahren, die Brücke noch passieren können.

Für die Oberfläche der Brücke wurden Holzscheite verwendet, die mit Pinsel und Erde belegt wurden. Und auf jeder Seite gab es Barrieren, so dass Pferde (und vielleicht auch Männer) nicht so erschreckt werden würden, dass sie so nahe an ihre potentiellen wässrigen Enden gingen. Dieser überlebte und ließ Hunderttausende Soldaten die Straße überqueren. Letztendlich griff diese Armee Athen an und eroberte es.

Viele Kriege haben seitdem schwimmende Brücken gesehen, darunter den amerikanischen Bürgerkrieg und beide Weltkriege. Sie sind nach wie vor von entscheidender Bedeutung für Kampagnen, die Wasserkörper durchqueren müssen, um Feinde anzugreifen (oder vor ihnen wegzulaufen).

Moderne Pontonbrücken sind extrem tragbar und können oft mit einem Sattelschlepper gefahren werden. Sie kombinieren normalerweise einen aufblasbaren Unterbauch, der mit einer Metallstruktur gekrönt ist, die große Fahrzeuge und Männer unterstützt.

Nicht alle Pontonbrücken sind für die Kriegsführung gebaut. Lesen Sie weiter, und Sie werden sehen, wie dauerhaftere für friedlichere Zwecke konstruiert werden.

Schwimmende Brücke Design und Konstruktion

Pontons werden normalerweise in der Nähe der Brückenbaustelle zusammengefügt und dann an Ort und Stelle gezogen. Hier schweben im August 2008 Pontons aus dem Gussbecken der Concrete Technology Corporation in Tacoma, Washington.

Pontons werden normalerweise in der Nähe der Brückenbaustelle zusammengefügt und dann an Ort und Stelle gezogen. Hier schweben im August 2008 Pontons aus dem Gussbecken der Concrete Technology Corporation in Tacoma, Washington.

Schwimmbrücken sind zum großen Teil ungewöhnlich, da die Situationen und Umweltkriterien für sie ungewöhnlich sind.Diese Brücken werden meistens benötigt, um stark besiedelte Gebiete zu verbinden, in denen ein sehr breites und sehr tiefes Gewässer vorhanden ist, zusammen mit extrem weichem Boden im See- oder Meeresboden, was konventionelle Faktoren verbietet Brückenpfeiler (die Struktur, auf der die Brückenoberfläche ruht).

Sie sind kostengünstig im Vergleich zu herkömmlichen Brücken in Szenarien, in denen das Wasser mehr als 30 Meter tief und 900 Meter breit ist. In Gegenden mit sehr starken Winden oder Wellen sind Schwimmbrücken in der Regel nicht machbar.

Zeitgenössische Schwimmbrücken werden im Allgemeinen aus Stahl, Beton, Holz oder einer Fusion dieser Komponenten hergestellt. Da sich um einige Schwimmbrücken Meerwasser befindet, ist Beton besonders praktisch, da es Salzwasserkorrosion widersteht und Schwingungen von Verkehr, Wind und Wellen ausreichend dämpft.

Ingenieure müssen nicht nur die Längskräfte aus Wasser und Wind berücksichtigen, sondern auch das Gewicht aus dem Verkehr. Das ist wo Auftrieb kommt herein. Pontons sind einfach hohle, wasserdichte Schiffe. Wenn Sie eine große Anzahl von Pontons (oder eine große Größe) haben, sind sie sehr schwimmfähig und können ein Gewicht tragen, das der Wassermenge entspricht, die sie verdrängen, selbst wenn die Pontons aus schwerem Material wie Beton bestehen.

Es gibt zwei grundlegende Kategorien von Pontonbrücken: kontinuierlich und trennen Ponton. Wie der Name schon sagt, erstreckt sich ein durchgehender Ponton über die gesamte Länge der Brücke. Manchmal wird die Spitze des Pontons mit dem Deck überdeckt, das den Verkehr unterstützt. Separate Pontonbrücken verwenden mehrere Pontons, die entlang der Länge der Brücke angeordnet sind.

Brücken zum Schweben zu bringen ist der einfache Teil. Auf der nächsten Seite erfahren Sie mehr über das Design von Brücken und wie Land - nicht Wasser - eine Herausforderung für schwimmende Brückenpläne darstellt.

Die kritischen Verbindungen herstellen

Die SR 520-Brücke verfügt über eine Zugspanne, durch die Boote und Lastkähne die schwimmende Brücke passieren können. Die Ziehspanne bleibt für Schiffe geschlossen und für den Fahrzeugverkehr von 5 bis 21 Uhr geöffnet. Wochentage wegen des Pendlerverkehrs.

Die SR 520-Brücke verfügt über eine Zugspanne, durch die Boote und Lastkähne die schwimmende Brücke passieren können. Die Ziehspanne bleibt für Schiffe geschlossen und für den Fahrzeugverkehr von 5 bis 21 Uhr geöffnet. Wochentage wegen des Pendlerverkehrs.

Jedes geografische Gebiet ist anders. Daher wählen die Ingenieure einen Brückenstil, der für jeden Standort am besten geeignet ist. Wenn sie sich für eine schwimmende Brücke entscheiden, werden die Pontons normalerweise an der Küste in der Nähe der Baustelle gebaut und dann mit Lastkähnen an Ort und Stelle geschleppt und verankert. Dann werden die Stützelemente und das Deck der Brücke oben hinzugefügt.

In vielen Fällen müssen Ingenieure auch den Wasserverkehr berücksichtigen, wie z. B. Lastkähne oder Militärschiffe. Für diese Situationen kann die Brücke einen erhöhten Abschnitt haben (genannt a hoher Aufstieg) unter denen Boote fahren dürfen. Oder es gibt möglicherweise eine Drawbridge, die angehoben werden kann, obwohl in dieser Konfiguration der Bridge-Verkehr angehalten werden muss.

Ingenieure verwenden verschiedene Techniken, um schwimmende Brücken stationär und stabil zu halten. Die meisten verwenden eine Kombination aus Ankern und Festmacher. Die Anker wiegen viele Tonnen und lassen zusammen mit den Festmacherleinen die Brücke unter Spannung biegen, ohne zu brechen.

Das sind die einfachen Teile. Wenn es darum geht, brauchbare, dauerhafte Schwimmbrücken herzustellen, sind es oft die Küsten, die die meisten Kopfschmerzen verursachen. Das liegt daran, dass sich Ufer selten in der Nähe der Oberfläche des Wasserspiegels befinden, und oft ist das Ufer gezackt und in einer viel höheren Höhe.

Das heißt, Ingenieure müssen entwerfen Ansätze die sind nicht zu steil und lassen Fahrzeuge sicher auf die Brücke steigen. Oft bauen sie die Küste langsam auf, indem sie Erde oder Gestein hinzufügen, um einen sanfteren Aufstieg zu schaffen. Oder sie treiben Stützen in den Boden unter dem Wasser, um ein Deck zu tragen, das nach unten hin zu schwebenden Abschnitten geneigt ist. Wieder andere Brücken benutzen Tunnel, um sich dem wässrigen Teil ihrer Reise zu nähern.

Als Ingenieure ihre Wissensbasis verfeinert haben, sind ihre Leistungen immer beeindruckender geworden. Und nirgends gibt es eine beeindruckendere schwimmende Brücke als in Seattle. Auf der nächsten Seite lesen Sie alles über die größte Pontonbrücke.

Die größte schwimmende Brücke der Welt

Eine Ersatzbrücke für die Evergreen Point-Brücke ist in Arbeit. Hier ist eine Luftaufnahme der im Bau befindlichen Anlage für das Gussbecken von Washington State DOT / Kiewit General in Aberdeen, Washington.

Eine Ersatzbrücke für die Evergreen Point-Brücke ist in Arbeit. Hier ist eine Luftaufnahme der im Bau befindlichen Anlage für das Gussbecken des US-Bundesstaates Washington State DOT / Kiewit in Aberdeen, Washington.

Die Gouverneur Albert D. Rossellini Bridge-Evergreen Point-Brücke (oft nur SR 520-Brücke genannt) in Seattle ist die längste schwimmende Brücke der Welt. Es ist 7.497 Fuß (2.285 Meter) oder 1,4 Meilen (metrisch) lang und erstreckt sich über den Lake Washington, wobei Fahrzeuge von und nach Seattle und Bellevue, Washington, gelassen werden.

Nach drei Jahren Bauzeit wurde 1963 die vierspurige Mautbrücke eröffnet. Es war nicht die erste schwimmende Brücke am Lake Washington. Das war eigentlich die Lake Washington Floating Bridge, die 1940 gebaut und als Teil der Interstate 90 abgewickelt wurde. Die SR 520-Brücke ist jedoch wesentlich größer als ihr Vorgänger.

Es ist vier Bahnen und 60 Fuß breit und wird von 33 Pontons unterstützt. Diese einzelnen Pontons sind mit zweieinhalb Stockwerken enorm groß und mit einer Länge von 110 Metern (360 Fuß) lang - das sind mehr als vier Tankauflieger, die durchgängig angeordnet sind. Die Pontons sind mit 62 Ankern gesichert, die jeweils rund 77 Tonnen wiegen.

Wenn diese Zahlen nicht im Boot Ihres Gehirns schweben, sollten Sie dies bedenken - die SR 520 erhält ein umfangreiches Upgrade. Eine neue Version der Brücke wird sechs Spuren und einen Radweg haben. Es wird 115 Fuß breit sein und 77 Pontons haben, von denen jeder 360 Fuß lang, 75 Fuß hoch und 28 Fuß hoch sein wird. Am unglaublichsten ist jedoch, dass jeder Ponton rund 11.000 Tonnen wiegt, was 23 Boeing 747-Jets entspricht [Quelle: Washington DOT].

Die Brücke ist auch aufrüstbar.Derzeit werden die beiden Mittelstreifen nur für HOV (High-Occupancy-Fahrzeuge) sein, in Zukunft könnte hier jedoch ein Stadtbahnsystem installiert werden (obwohl dies noch mehr Pontons erfordern würde, um das zusätzliche Gewicht zu tragen).

Sie fragen sich vielleicht, warum der Staat Washington eine solche Mammutstruktur bauen würde. In der Metropolregion Seattle befinden sich große Unternehmen mit ebenso großen Mitarbeitern. Alle diese Menschen benötigen effiziente Transportmöglichkeiten, und die direkte Route über den Lake Washington ist die schnellste. Diese Route ist jedoch kurvig, was eine Hängebrücke unmöglich macht, und der See ist zu tief für eine herkömmliche Brücke.

Aber die Brücke wird nicht billig sein. Das Budget für den neuen Übergang beträgt derzeit 4,65 Milliarden US-Dollar [Quelle: Washington DOT].

Hoffen wir für diese Art von Preisschild, dass diese Brücke sehr lange dauert. Aber weil sich Murphys Gesetz am Ende immer zu behaupten scheint, wird etwas brechen - schwebende Brücken sind keine Ausnahme. Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr über berühmte Brücken und ihre berüchtigten Momente.

Diese Brücken brennen nicht (aber sie sinken)

Die Hood Canal Bridge hatte im Laufe der Jahre einige Probleme.

Die Hood Canal Bridge hatte im Laufe der Jahre einige Probleme.

Naturkatastrophen können viele menschliche Kreationen ruinieren, und schwebende Brücken sind keine Ausnahme. Wind, Wellen und Korrosion sind die Hauptgegner dieser meist aus Beton und Stahl bestehenden Brücken. Unabhängig davon, wie viel Planung in den Brückenbau einbezogen wird oder wie viel Konstrukteure von Ingenieuren "überdesign" gemacht werden, um unerwartet extremen Umständen Rechnung zu tragen, können schwebende Brücken versagen.

Wenn Ingenieure schwimmende Brücken planen, berücksichtigen sie die örtlichen Gegebenheiten, indem sie versuchen, die Eigenschaften der Wind- und Wellenbewegung vorwegzunehmen. Sie müssen auch die Möglichkeit ungewöhnlicher Ereignisse in Betracht ziehen, wie z. B. Schiffsschläge oder wilde Stürme. Normalerweise entwerfen Designer Brücken, die einem Sturm so stark sind, dass er nur alle 100 Jahre auftritt. Die Brücken selbst sind absichtlich so gebaut, dass sie sich bei Temperatur, Wind und Wellen etwas biegen.

Bei einem starken Sturm mit starkem Wind und Wellen ist der Verkehr häufig ausgesetzt. Wenn die Brücke eine Navigationsöffnung hat, beispielsweise eine Zugbrücke, wird sie geöffnet, um Stress abzubauen. Das ist es, was Besitzer der Hood Canal Bridge 1979 bei einem Sturm im Februar 1979 ohne Erfolg taten.

Während des Sturms sprengten die Türen zu den westlichen Pontons der Brücke entweder auf oder wurden bei einem Unfall offen gelassen. Wasser aus Regen und Wellen von 10 bis 15 Fuß Höhe füllte langsam die Pontons, während Wellen stundenlang gegen die Brücke prallten, bis sie auseinanderbrach und schließlich zerstört wurde.

Und im November 1990 arbeiteten Renovierungsmannschaften auf der Lake Washington Bridge, und als die Crews zum Thanksgiving-Wochenende aufbrachen, kam ein heftiger Sturm auf. Mit der Erlaubnis der Ingenieure hatten Arbeitsteams Abwässer ihres Projekts in einigen der riesigen Betonpontons der Brücke gespeichert. Dafür hatten sie die wasserdichten Türen der Pontons vorübergehend entfernt. Als sich der Sturm durchzog, füllten Meerwasser und Regen die Pontons, und als das Live-Fernsehen die Katastrophe festhielt, riss die Brücke auseinander und sank.

Beide Brücken wurden schließlich unter Verwendung aktualisierter Ingenieurkenntnisse und Bautechniken ersetzt. Es bestehen jedoch weiterhin Befürchtungen, dass massive schwimmende Brücken nicht langlebig genug sind, um ihre hohen anfänglichen Kosten zu rechtfertigen. Schwimmende Brücken sind auch dafür bekannt, dass sie extrem teuer zu warten sind. Sie sind so vielen Naturkräften ausgesetzt, dass sie ständig auf Risse und andere Mängel überwacht werden müssen, die Zeit und Ausrüstung für die Reparatur erfordern.

Diese Art von Problemen hindern Ingenieure nicht daran, schwimmende Brücken vorzuschlagen und zu errichten. Lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr über berühmte Brücken rund um den Globus.

Eine weltweite Versammlung von Pontons

Obwohl der Bundesstaat Washington für die zahlreichsten und größten schwimmenden Brücken Null ist, ist dies keineswegs der einzige Ort, an dem Sie sie finden. Länder auf der ganzen Welt unterhalten ihre eigenen permanenten, auf Pontons basierenden Konstruktionen.

Wie in der Gegend um Seattle in Georgetown (Guyana) machte Wasser (in Form des Demerara-Flusses) es der Stadt schwer, wirtschaftlich zu wachsen. So baute Guyana 1978 die Demerara Harbour Bridge, um die Gemeinden miteinander zu verbinden und eine weitere kommerzielle Expansion zu ermöglichen.

Mit einer Länge von 2 km ist sie die viertlängste Pontonbrücke der Welt. Es unterstützt eine zweispurige Straße und umfasst 122 Stahlpontons. Wie ihre Vetter in Washington hat diese Brücke eine Reihe von Problemen zu beklagen: Verschlechterung durch mangelnde Wartung, Schiffskollisionen und Versenken von Sektionen durch schwere Gezeiten.

Wie in Washington hat Norwegen seinen Anteil an Wasser in der Nähe von Bevölkerungszentren. Diese Tatsache hat dazu beigetragen, dass die Nordhordland-Brücke benötigt wurde, die über einen schwimmenden Abschnitt mit einer Länge von 1.288 Metern verfügt. Unter der Brücke befinden sich 10 Pontons unterschiedlicher Größe, die dem Deck einen Fjord überqueren und eine Verbindung zu einer traditionelleren Schrägseilbrücke herstellen.

Derzeit sind nicht alle Brücken so groß oder so neu. Die Dongjin-Brücke in China ist beispielsweise seit der Song-Dynastie in Betrieb, die zwischen 960 und 1279 stattfand. Diese (400 Meter) Brücke verwendet immer noch Holzboote - etwa 100 davon -, um dem Holz Auftrieb zu verleihen Plankendeck. Die Boote sind mit Ketten aneinander befestigt.

Unabhängig von ihrer Bauart oder ihrem Alter waren Schwimmbrücken seit Jahrhunderten Teil des menschlichen Transports. Sie haben nicht nur viele Winde und Wellen erobert, sondern auch die Zeit bestanden. Und sie werden noch lange Zeit in der Nähe sein, solange sich die Menschen noch durch tiefe Gewässer bewegen müssen.


Videoergänzungsan: Wie die VIBRANT SOUNDBRIDGE funktioniert.




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