ఈ రోజు ఇంజనీర్లు గోల్డెన్ గేట్ వంతెనను ఎలా నిర్మిస్తారు?

మే 27, 1937 న గోల్డెన్ గేట్ వంతెన ట్రాఫిక్‌కు తెరిచినప్పటి నుండి, ఇది అమెరికన్ ప్రకృతి దృశ్యంలో ఒక చిహ్నంగా ఉంది.

1870 నాటికి, శాన్ఫ్రాన్సిస్కో నగరాన్ని మారిన్ కౌంటీతో అనుసంధానించడానికి గోల్డెన్ గేట్ జలసంధి విస్తరించి ఉన్న వంతెనను నిర్మించాల్సిన అవసరాన్ని ప్రజలు గ్రహించారు. అయితే, స్ట్రక్చరల్ ఇంజనీర్ జోసెఫ్ స్ట్రాస్ తన వంతెన ప్రతిపాదనను సమర్పించడానికి మరో అర్ధ శతాబ్దం ముందు. ప్రణాళికలు అభివృద్ధి చెందాయి, మరియు తుది ప్రాజెక్ట్ సస్పెన్షన్ వంతెనగా ఆమోదించబడింది, అది తీసుకోవడం ముగిసింది నిర్మించడానికి నాలుగు సంవత్సరాలలో .

గోల్డెన్ గేట్ వంతెన పైకి వెళ్ళినప్పుడు, ఇది ప్రపంచంలోనే అతి పొడవైన సస్పెండ్ వంతెన వ్యవధి - కేబుల్స్ రెండు టవర్ల మధ్య రహదారిని పట్టుకుంటాయి, ఇంటర్మీడియట్ మద్దతు లేదు. మరియు సెట్టింగ్ అనేక స్వాభావిక సవాళ్లను కలిగి ఉంది. దీని ధర US $ 37 మిలియన్ ఆ సమయంలో; ఈ రోజు అదే నిర్మాణాన్ని నిర్మించడానికి ఒక బిలియన్ డాలర్లు ఖర్చు అవుతుంది. కాబట్టి గత 80 సంవత్సరాలుగా డిజైన్ ఎలా ఉంది - మరియు మనం ఈ రోజు మొదటి నుండి మొదలుపెడితే భిన్నంగా పనులు చేస్తారా?

సస్పెన్షన్ వంతెన యొక్క స్కీమాటిక్. ఎరుపు సహాయక కేబుల్స్ బ్లాక్ సస్పెండ్ కేబుల్స్ నుండి బ్లూ టవర్స్ మరియు యాంకర్లకు బలగాలను బదిలీ చేస్తాయి.సంభాషణ

ప్రపంచంలోనే అతి పొడవైన సస్పెన్షన్ వంతెన

గోల్డెన్ గేట్ వంతెన ఒక సస్పెన్షన్ వంతెన, అనగా ఇది ఇంటర్మీడియట్ మద్దతు లేకుండా ఎక్కువ దూరం దాటడానికి కంప్రెషన్ కింద టవర్లతో పాటు టెన్షన్ కింద ఉన్న కేబుల్స్ మరియు సస్పెండర్లపై ఆధారపడుతుంది. రహదారి డెక్ నిలువు సస్పెండర్ల నుండి వేలాడుతోంది, ఇవి టవర్లు మరియు చివర వ్యాఖ్యాతల మధ్య నడుస్తున్న రెండు ప్రధాన కేబుళ్లకు అనుసంధానించబడతాయి. సస్పెండర్లు వాహన శక్తులను మరియు స్వీయ-బరువును టవర్లకు మరియు దృ ground మైన మైదానానికి లంగరు వేసిన సహాయక కేబుళ్లకు బదిలీ చేస్తారు. సరళమైన నేసిన సస్పెన్షన్ వంతెన.రుతాహ్సా అడ్వెంచర్స్

ది ఈ రకమైన మొదటి వంతెనలు ఒక లోయ లేదా నదిని దాటడానికి అనువైన తాడులతో రెండు శిఖరాలను అనుసంధానించవచ్చు. వందల సంవత్సరాల క్రితం, ఈ తాడులు మొక్కల ఫైబర్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి; ఇనుప గొలుసులు తరువాత వచ్చాయి. న్యూయార్క్ నగరంలోని బ్రూక్లిన్ వంతెన, 1883 లో ప్రారంభించబడింది, ఉక్కు తంతులు ఉపయోగించిన మొట్టమొదటిది, తరువాత అది ప్రామాణికమైంది.

టవర్లు ఒక లోయ యొక్క ప్రతి వైపు ఒక సాధారణ శిలగా ప్రారంభమయ్యాయి; చివరికి ఇంజనీర్లు భారీ రాయి లేదా ఉక్కు పైర్లను ఉపయోగించారు. ఉదాహరణకు, గోల్డెన్ గేట్ వంతెనకు ప్రతి చివరన ఒక అబూట్మెంట్ మరియు రెండు టవర్లు మద్దతు ఇస్తాయి, వీటిని సముద్రపు అడుగుభాగంలో పొందుపరిచిన పునాదులపై ఉంచారు.

గోల్డెన్ గేట్ వంతెన యొక్క రెండు సహాయక కేబుల్స్ 1937 లో వంతెనను ట్రాఫిక్‌కు తెరిచినప్పటి నుండి మార్చబడలేదు. ప్రతి ప్రధాన కేబుల్ 27,572 స్టీల్ వైర్లతో పెన్సిల్ యొక్క మందంతో ఏర్పడుతుంది. నిర్మాణ సిబ్బంది దాదాపుగా వేలాడదీశారు 80,000 మైళ్ల వైర్ కేబుల్స్ వంతెన యొక్క ఒక వైపు నుండి మరొక వైపు.

ఈ పని చేయడానికి లోపాలు లేకుండా ఒక ముక్కలో పొడవైన, మందపాటి కేబుల్‌ను తయారు చేయడం దాదాపు అసాధ్యం. మరియు చాలా ముఖ్యమైనది, ఒక పెద్ద కేబుల్ వంతెనను పట్టుకొని ఉంటే మరియు దానికి ఏదైనా జరిగితే, ఒక విపత్తు వైఫల్యం ఉంటుంది. చిన్న వైర్లపై ఆధారపడటం అంటే ఏదైనా వైఫల్యం నెమ్మదిగా ఉంటుంది, విపత్తును మళ్ళించడానికి సమయం మిగిలి ఉంటుంది.

ప్రజలు మొదట శాన్ఫ్రాన్సిస్కో బేలో ఒక వంతెన గురించి ఆలోచించడం మొదలుపెట్టినప్పటి నుండి, ఈ ప్రదేశం యొక్క బలమైన గాలులు, అల్లకల్లోల జలాలు మరియు భూకంప శక్తులను తట్టుకోగల నిర్మాణం యొక్క సామర్థ్యం గురించి చాలా ఆందోళన ఉంది. శాన్ ఫ్రాన్సిస్కో రెండు కూడలిలో ఉంది క్రియాశీల టెక్టోనిక్ ప్లేట్లు - స్పష్టంగా భూకంపం వంతెనను దించాలని ఎవరూ కోరుకోలేదు, ఇది ప్రస్తుతం చుట్టూ ఉంది రోజుకు 112,000 వాహనాలు .

ఈ సమస్యను నివారించడానికి, గాలి లేదా భూకంప శక్తుల నుండి వచ్చే శక్తిని గ్రహించడానికి బిల్డర్లు వంతెన యొక్క ప్రతి చివర షాక్ అబ్జార్బర్లను కూడా కలిగి ఉన్నారు. ఈ ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన వైబ్రేషన్ డంపర్లు మీటర్-వ్యాసం కలిగిన సిలిండర్లు, రబ్బరుతో కప్పబడిన సీస కోర్తో తయారు చేయబడ్డాయి. వ్యూహాత్మక ప్రదేశాలలో ఉంచబడిన అవి వంతెన కూలిపోయే శక్తిని గ్రహిస్తాయి.

మంచి స్థితిలో ఉంచడం

సాంప్రదాయిక జ్ఞానం ఒక మౌలిక సదుపాయాల ప్రాజెక్టు ప్రారంభించిన వెంటనే పూర్తి చేయాలని సూచిస్తుంది. కానీ గోల్డెన్ గేట్ వంతెనను టిప్‌టాప్ రూపంలో ఉంచడానికి కొనసాగుతున్న కఠినమైన నిర్వహణ అవసరం. 80 సంవత్సరాలు, అంకితమైన నిర్వహణ సిబ్బంది వంతెనకు సేవలు అందించారు, అవసరమైన చోట ముడతలు పెట్టిన లేదా విరిగిన భాగాలను తిరిగి పెయింట్ చేస్తారు.

ఖచ్చితమైన ప్రమాణాలకు ఈ పని చేయాలి. ఉదాహరణకు, వంతెన యొక్క అన్ని రకాల ముక్కలను అనుసంధానించే వేలాది బోల్ట్లలో దేనినైనా భర్తీ చేయాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు, బలమైన గాలులు లేదా భూకంప శక్తుల నుండి వంతెనను సురక్షితంగా ఉంచడానికి, రెండు కంటే ఎక్కువ ఒకేసారి బయటకు తీయబడవు.

నిర్మాణాత్మక నిర్వహణ సమస్యలు కూడా ఉన్నాయి. సమయం గడిచేకొద్దీ మరియు కొనసాగుతున్న ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యం కారణంగా, తంతులు మరియు సస్పెండర్లు పొడిగించబడతాయి లేదా కుదించబడతాయి మరియు క్రమానుగతంగా తనిఖీ చేయడం మరియు పున en ప్రారంభించడం అవసరం. ఈ రకమైన సర్దుబాటును ట్యూనింగ్ అని పిలుస్తారు మరియు సంగీతకారుడు తీగ వాయిద్యం దాని ఉత్తమంగా వినిపించే విధానాన్ని పోలి ఉంటుంది.

ఈ రోజు మనం నిర్మించినట్లయితే ఏమి మారుతుంది?

భారీ కారణంగా నిర్వహణ ఖర్చులు , కొనసాగుతున్న నిర్వహణ మరియు ఆపరేషన్ బిల్లులను పరిమితం చేసే విధంగా గోల్డెన్ గేట్ వంతెనను పునర్నిర్మించాలని కొంతమంది సూచించారు. రాజకీయ సాధ్యాసాధ్యాలను పక్కన పెట్టి, ఇంజనీర్లు వంతెనను ఈ రోజు మొదటి నుండి నిర్మించబోతున్నట్లయితే వాటిని ఎలా డిజైన్ చేస్తారు?

కాలక్రమేణా, పరిశోధకులు తేలికైన పదార్థాలను అభివృద్ధి చేశారు. ఉక్కు లేదా కాంక్రీటు కంటే ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్స్ (ఎఫ్‌ఆర్‌పి) ను ఉపయోగించడం ఈ పరిమాణం యొక్క నిర్మాణం యొక్క బరువును తగ్గించడానికి ఒక మార్గం. ఈ స్వీయ-బరువు సాధారణంగా దాని నిరోధకతలో 70 నుండి 80 శాతం వరకు ఉపయోగించటానికి బాధ్యత వహిస్తుంది - ఇది విఫలమయ్యే ముందు భరించగల గరిష్ట లోడ్. దీన్ని తగ్గించడం ద్వారా, వంతెన యొక్క నిర్మాణానికి తక్కువ బలం అవసరం, ఇది తక్కువ మరియు సులభమైన ఎంపికలను అనుమతిస్తుంది.

ఉదాహరణకు, డిజైనర్లు వెస్ట్ వర్జీనియాలోని మార్కెట్ స్ట్రీట్ బ్రిడ్జ్ వంటి వంతెనలలో ఫైబర్ రీన్ఫోర్స్డ్ కాంపోజిట్ (ఎఫ్‌ఆర్‌పి) పదార్థాలను ఉపయోగించడం ప్రారంభించారు. గాజు లేదా కార్బన్ ఫైబర్‌లను కట్టివేయడానికి FRP ప్లాస్టిక్ రెసిన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇవి పదార్థానికి బలాన్ని ఇస్తాయి. కాంక్రీటు కంటే నాలుగు రెట్లు తేలికైనది కాబట్టి, ఎఫ్‌ఆర్‌పిలు ఐదు నుంచి ఆరు రెట్లు బలంగా ఉంటాయి.

ప్రత్యామ్నాయంగా గోల్డెన్ గేట్ వంతెనలో మార్పు కోసం డిజైనర్ యొక్క మొదటి లక్ష్యం తంతులు యొక్క కూర్పు. ప్రస్తుతం వాడుకలో ఉన్న ఉక్కు తినివేయు, క్రొత్త పదార్థాల కంటే నాలుగు రెట్లు భారీగా ఉంటుంది మరియు కఠినమైన తేమ మరియు ఉష్ణోగ్రత వాతావరణంలో విఫలం కావచ్చు - ఈ ప్రదేశంలో అది ఎదుర్కొన్నట్లే. కార్బన్ కేబుల్స్ మరింత జడమైనవి మరియు ఇప్పటికే ప్రపంచవ్యాప్తంగా వాడుకలో ఉన్నాయి.

కేబుల్ బస చేసిన వంతెనలో, కేబుల్స్ డెక్ నుండి టవర్లకు నేరుగా కలుపుతాయి.సంభాషణ

ఈ ఉక్కు కంటే తేలికైన పదార్థాలను ట్రాఫిక్ రహదారి వంటి వంతెన యొక్క ఇతర అంశాలలో కూడా ఉపయోగించుకోవచ్చు. ప్లాస్టిక్ కాంపోజిట్ డెక్కింగ్ ఉపయోగించడం గోల్డెన్ గేట్ బ్రిడ్జ్ యొక్క డెక్ స్వీయ-బరువును ఐదు కారకాలతో తగ్గించగలదు. ఇది ఇంజనీర్లకు సస్పెన్షన్ వంతెన కాకుండా కేబుల్-బస చేసిన వంతెనను రూపొందించడానికి మరియు నిర్మించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అక్కడ ఉన్న ప్రయోజనం సస్పెండర్లను తొలగించే సామర్ధ్యం ఉంటుంది; కేబుల్-బస చేసిన వంతెన దళాలలో డెక్ నుండి నేరుగా టవర్లకు కేబుల్స్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి. CFRP కేబుళ్లతో మొట్టమొదటి హైవే కేబుల్-స్టే వంతెన స్విట్జర్లాండ్ యొక్క కొంగ వంతెన, ఇది 1996 లో ప్రారంభించబడింది.

కేబుల్-బస చేసిన వంతెన సస్పెన్షన్ వంతెన కంటే ఎక్కువ వ్యవధిని కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి మద్దతు మరియు తీరం మధ్య దాని నిర్మాణం సరళంగా ఉంటుంది. వాటర్‌బెడ్ మరింత నిస్సారంగా ఉన్న తీరానికి దగ్గరగా టవర్లను నిర్మించడం, గోల్డెన్ గేట్ వంతెనను మొదటిసారి నిర్మించినప్పుడు ప్రధాన సమస్యలలో ఒకదాన్ని తగ్గించడానికి సహాయపడుతుంది: లోతైన నీటిలో టవర్ పునాదులపై పనిచేయడం చాలా కష్టం మరియు ఖరీదైనది బలమైన ప్రవాహాలతో.

డంపింగ్ వ్యవస్థను కొత్త డిజైన్‌తో కూడా పరిష్కరించవచ్చు. గోల్డెన్ గేట్ నిర్మాణంలో ఉపయోగించిన లీడ్ కోర్-ఆధారిత డంపర్లను గాలి, ట్రాఫిక్ మరియు భూకంప శక్తులను నిరోధించగలిగే కొత్త సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలతో భర్తీ చేయవచ్చు. ఈ మెరుగుదల టాకోమా నారోస్ వంతెనపై ఉన్న వైఫల్యం - గాలి వంతెనను పక్కకి పేల్చినప్పుడు, అది వక్రీకరించి కూలిపోయింది - నిరోధించబడుతుంది.

అన్నీ చెప్పడంతో, గోల్డెన్ గేట్ వంతెన ఇంకా బాగానే ఉంది. ఇతర సాధ్యమయ్యే మరియు చౌకైన ఎంపికలతో కూడా, ఆర్ట్ డెకో ఐకాన్ మరియు దాని ప్రపంచ ప్రఖ్యాత అంతర్జాతీయ ఆరెంజ్ పెయింట్ జాబ్‌ను భర్తీ చేయడానికి ఎవరూ వాస్తవికంగా పని చేయడం లేదు. ట్రాఫిక్, గాలి మరియు భూకంప భారాల కారణంగా గోల్డెన్ గేట్ వంతెన దాని ఒత్తిడి పరిమితిని మించకుండా చూసుకోవడానికి నిశితంగా పరిశీలించబడుతుంది. ఈ ఇంజనీరింగ్ మాస్టర్ పీస్ యొక్క కనీసం 80 సంవత్సరాల కోసం మనం ఎదురు చూడవచ్చు.

హోటా గంగారావు వద్ద సివిల్ అండ్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్ వెస్ట్ వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయం మరియు మరియా మార్టినెజ్ డి లాహిడాల్గా డి లోరెంజో వద్ద గ్రాడ్యుయేట్ రీసెర్చ్ అసిస్టెంట్ వెస్ట్ వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయం . ఈ వ్యాసం మొదట ప్రచురించబడింది సంభాషణ . చదవండి అసలు వ్యాసం .