Sild: definitsioon, tüübid, ehitus ja ajalugu

Avasta sildade definitsioon, tüübid, ehitus ja ajalugu — alates varastest puidu- ja kivisildadest kuni tänapäeva teras- ja sõiduteede konstruktsioonideni.

Sild on konstruktsioon, mis võimaldab ületada avatud ruumi või lõhet, näiteks jõgede, orgude või teede. Sildade peamine ülesanne on kanda koormust — inimeste, sõidukite, rongide või torustike raskust — ja edastada see ohutult maapinnale läbi tugistruktuuride (nt vundamentide, tarandite ja postide). Tänapäeval on enamik suuri sildu projekteeritud sõidukite või rongiliikluse jaoks, kuid jalakäijate sillad on samuti laialt levinud. Maanteeülesõitudeks nimetatud sillad viivad ühe tee üle teise, et vältida ristmike ja parandada liiklusvoogu.

Sõjalised sillad on sageli teisaldatavad, nii et neid saab kiiresti paigutada sinna, kus neid vajatakse. See muudab need palju keerulisemaks kui enamik tsiviilsildasid: nad peavad olema kerged, kiiresti monteeritavad, samas piisavalt tugevad ja vastupidavad rasketes oludes. Tuntud näide on modulaarne Bailey-sild ja eri tüüpi pontoon‑sillad, mida kasutatakse ajutiseks ületamiseks üle veekogu.

Esimesed inimtekkelised sillad olid tõenäoliselt tehtud lõigatud puidust või lahtistest kividest. Mõned kivisillad on kestnud tuhandeid aastaid ning kohati on säilinud rooma aegsed kaarsillad. Viimastel sajanditel on suured sillad valmistatud enamasti terasest ja betoonist ning tänapäeval kasutatakse ka eelkõige eelsurvestatud (prestressed) betooni ning komposiitmaterjale. Terasest sillad ei pruugi kesta nii kaua kui mõned vanad kivisillad, kui neid ei hooldata korralikult — paljud terassillad on roostetanud või lagunenud hoolduse puudumise tõttu.

Tüübid

• Talad- või talasild (beam/girder) – lihtsaim ja levinum tüüp, kus koormus kantakse otse taladele.
• Kaarsild (arch) – koormus kantakse kaare kaudu tugidele; väga vana ja vastupidav lahendus.
• Rippsild (suspension) – pikad vahed sadamate ja jõgede ületamiseks; kate riputatud kaabeltele.
• Kaabliga tõstetud sild (cable-stayed) – sildiväätmed või tek toetuvad otse reelingutest lähtuvatele kaablitele ja mastidele.
• Ristik (truss) – kolmnurksete elementidega karkass, mis on hästi sobiv lühikesteks kuni keskmisteks vahemaadeks ja väga tugev suurte koormuste jaoks.
• Kere- või kanderõhusild (cantilever) – osa sillast ulatub tugist välja nagu kinnitusvardad; kasutatakse tihti suurema sissepikkusega vahede korral.
• Liikuvad sillad – pöörlevad (swing), tõstetavad (lift) või ülestõstetavad (bascule) sillad, mis lubavad laevadel mööduda.
• Pontoon- ehk ujuvsild – toetub ujuvatele kanduritele, kasutatakse ajutiste või ajutiste ühenduste loomiseks.
• Jalakäija- ja rattasild – spetsiaalselt jalakäijatele ja ratturitele mõeldud kerged konstruktsioonid.
• Viadukt – pikk rida sildedest või sildetailidest, mis kannavad teed või raudteed üle nõlvade või orude.

Ehitus ja põhikomponendid

Sildade ehitamine algab keerukast planeerimisest ja geotehnilistest uuringutest: pinnase tugevus, veetasemed, tuule- ja seismilised koormused määravad vundamentide ning tugistruktuuride disaini. Peamised komponendid on:

• Vundamentid (piles, caissons) – kannavad kogu silda maapinnale.
• Tugipostid ja tarandid (piers, abutments) – toetavad teki ja hoiavad silla külgi.
• Sildatek – pind, millel liiklus liigub (betoon, metall või komposiit).
• Kinnitus- ja ülekandeelemendid – kinnitusdetailid, liigendused, laiendusliigesed (expansion joints) ja laagrid (bearings), mis lubavad materjalidel termiliselt laieneda ja liikumisi kompenseerida.
• Korrosioonikaitse – värvimine, katteprotektid ja drenaaž, tähtsad teras- ja raudbetoonkonstruktsioonide pikaealisuse tagamiseks.

Ajalugu

Sildade ajalugu on sama vana kui inimasustus ja liikumine veekogude ning orgude vahel. Varased sillad olid sageli lihtsad puidust latid või kivikoorme toetavad rajatised. Roomlased arendasid välja tugevaid kaarsildu ja kasutusele tuli tsementeerimine, mis võimaldas ehitada püsivamaid kivisildasid. Keskajal rajati palju kivikaari ja sildatorne, mis mõnikord teenisid ka kaitseehitistena.

Industriaalajastu tõi raua ja hiljem terase laialdase kasutuse: 19. sajandil tekkisid suured raud– ja terassildad, raudteede levik nõudis tugevaid ja pikaealisi konstruktsioone. 20. sajandil võimaldasid betoonitehnoloogia areng ja eelsurvebetooni kasutuselevõtt uute kujundite, pikemate vahede ja odavamat hooldust. Kaabelsillad ja rippsillad arenesid ning tänapäeval kasutatakse üha enam arvutipõhist disaini (CAD/FEA) ja uusi materjale.

Materjalid ja hooldus

Traditsioonilised sillamaterjalid on puit, kivi, teras ja betoon. Iga materjalil on omad eelised ja piirangud: puit on kergesti töödeldav ja odav, kuid vähem vastupidav; kivi on väga vastupidav, kuid kaalukas ja keeruline rajada; teras annab suure tugevuse ja suured vahed, kuid vajab korrosioonikaitset; betoon on hästi vormitav ja vastupidav, eriti kui kasutatakse eelsurvet. Moodne inseneritehnika kombineerib sageli materjale optimaalse tugevuse, eluiga ja hoolduse suhte saavutamiseks.

Hooldus on sillade pikaealisuse seisukohast kriitiline: regulaarne kontroll, terase värvimine, pragude remont betoonis, drenaažisüsteemide puhastus ja koormuspiirangute järgimine hoiavad silla ohutuna. Sildade ebaõnnestumised on sageli seotud ülekoormuse, korrosiooni, materjaliväsimuse või põhjapoolsete jääoludega.

Kokkuvõte

Sillad on tehniliselt keerukad, ajalooliselt olulised ja olulised ühenduslüli inimese liikumisele ja kaupade transpordile. Nende kujundus, materjalid ja ehitustehnikad on arenenud läbi sajandite, ent põhimõte jääb samaks: kanda koormust ohutult üle takistuse. Hea projekteerimine ja järjepidev hooldus tagavad, et sild teenib oma eesmärki aastaid või isegi sajandeid.

Küsimused ja vastused

K: Mis on sild?

K: Milleks on sillad enamasti tehtud?

K: Milleks on enamik suuri sildu tehtud?

K: Mis on maantee ülesõidud?

K: Mis on sõjalised sillad?

K: Millest valmistati tõenäoliselt esimesed inimtekkelised sillad?

K: Millest on viimastel sajanditel valmistatud enamik suuri sildu?

Otsing