Rippsild: definitsioon, ajalugu ja maailma pikimad rippsillad

Avasta rippsildade definitsioon, rikkalik ajalugu ja maailma pikimad rippsillad — tehnoloogia, rekordid ja ikoonilised näited Akashi Kaikyō'st kuni kaasaegsete meistriteosteni.

Rippsild on sillatüüp, kus kandevõime on saavutatud peamiselt üleval rippuvate kaablite või köite abil. Rippsillad võivad olla lihtsad köiesillad jalakäijatele või suured teras- ja betoonsillad autoliikluseks ja raudteele. Neid on ehitatud väga ammustest aegadest; teateid rippsildadest on teada juba alates umbes 100. aastast pKr.

Lihtsad köiesillad, mida kasutavad jalakäijad ja kariloomad, põhinevad sageli traditsioonilistel lahendustel — näiteks inkade köiesilla tüüpi konstruktsioonidel, mida mõnes piirkonnas tänapäevani ehitatakse või taastatakse. Sellised sillad on tavaliselt painduvad ja sobivad jämeda maastiku, jõgede või mudaste orgude ületamiseks.

Kahest kõrgest kohast jõe või kanjoni kohal rippuvad lihtsad rippsillad on tavaliselt tugevalt allapoole kaarduvad ja madala kandekõrgusega; need ei sobi aga otse kaasaegsete maanteede ja raudteede raskete režiimide jaoks. Kaasaegne rippsilla konstruktsioon, nagu me seda tavaliselt tunneme — kõrged tornid, peamine kaabel ja üleval rippuv teesild — töötati välja 19. sajandil ning seda täiustati järk-järgult raud- ja terasketast ning teraskaablite kasutuselevõtuga.

Peamised komponendid ja ehitus

• Tornid (mastid) — kannavad peakaablite pingeid ja viivad koormuse aluspinnale.
• Peakaablid — tera- või terasniitidest koosnevad kaablid, mis ulatuvad masti tipust ankrusse; need kandvad peamise vertikaalkoormuse.
• Riputussidemed (vertikaalkaablid) — ühendavad peakaablid teesillaga ja kannavad sõidutee raskuse peakaablitele.
• Sõidutee/teesild — sillapõhja kandv osa, mida võivad toetada teras- või betoonkonstruktsioonid; see võib olla palk-, plaat- või truss-konstruktsioon.
• Ankrud — massiivsed betoon- või maa-alused konstruktsioonid, mis hoiavad peakaableid paigal ja taluvad suuri pingeid.

Materjalid ja ehitustehnikad

19. sajandi lõpu ja 20. sajandi jooksul asendusid varasemad kett- ja köiesillad peamiselt teraskaablitega, mille leiutasid näiteks John A. Roebling ja teised insenerid. Tänapäeval kasutatakse sulami- ja kõrgtsingitud terast kaablite jaoks ning betooni ankrute ja tornide osades. Peakaablite paigaldamiseks kasutatakse sageli kaabelkeerutamise (cable spinning) meetodit; suuremate sildade puhul ehitatakse mastaapsed ajutised tugistruktuurid ja kaabli keerutamisega moodustatakse lõplik kandevõime.

Eelised ja puudused

• Plussid: rippsillad võimaldavad väga pikki vahemaid ilma tugisammasteta keskel, sobivad üle lahtiste vetesoonte ja sügavate orgude; neil on visuaalselt õhuline ja esteetiline kujundus.
• Miinused: rippsillad on tundlikud tuule- ja dünaamilise koormuse mõjudele — vajavad aeroelastilisust arvestavaid lahendusi, tuulevastaseid profiile ja amortisaatoreid; hooldus- ja korrosioonikaitse on kulukad.

Olulised ajaloosammud ja näited

Esimesed tööstusajastu rippsillad arenesid 19. sajandil: James Finley ja Thomas Telford olid olulised pionäärid kett- ja rippsildade varasemates versioonides ning John A. Roebling tähistas teraskaablite kasutuselevõttu suuremate sillaehituste seas. Menai sild (Wales, 1826) oli üks varasemaid kaasaegse konstruktsiooniga rippsildu, Brooklyn Bridge (New York, avatud 1883) aga üks tuntumaid Roeblingi päranditest. Ajalooliselt on ka tuntud Tacoma Narrowsi sild (USA), mis lagunes 1940. aastal aerodünaamilistel põhjustel — see juhtum aitas tugevdada arusaamist tuule- ja vibratsiooniaspektidest sillakonstruktsioonides.

Tänapäeva pikima rippsillana nimetatakse sageli Akashi Kaikyō silda Jaapanis: selle peavahe (main span) on 1 991 meetrit ja kogu sild on ligikaudu 3 911 meetrit pikk; sild avati 1998. aastal. Teised kuulsad rippsillad on Golden Gate Bridge (San Francisco, peavahe ~1 280 m) ja Brooklyn Bridge (New York, peavahe ~486 m).

Tulevik ja arengud

Tulevikus võib oodata materjaliteaduse ja arvutusmeetodite arengut (nt kõrgjõudlus- või süsinikkiust kaablid), mis võimaldavad veel pikemaid ja kergemaid rippsildu või hübriidlahendusi (köiesildade ja kaabelkandvate sildade kombinatsioonid). Samas jäävad aeroelastilisus, hooldus ning keskkonnamõjud jätkuvalt olulisteks kaalutlusteks igas suuremas projekteerimises.

Otsing