Podul arcului

Ponte Pietra din Verona , un pod cu cinci arcuri care traversează Adige

Un pod arc este un pod fix a cărui punte este susținută de o structură arc . Această schemă statică vă permite să transferați o parte din greutatea și sarcinile sale (cum ar fi oameni, mașini sau trenuri) în forțe orizontale, contracarate de picioarele ambelor părți.

Poate fi realizat din lemn structural , așa cum sa făcut încă din zorii civilizației pentru poduri pe termen scurt, sau zidărie, beton armat sau oțel ; pe podurile mari singura alternativă viabilă este utilizarea grinzilor metalice.

Dezvoltarea arcului poate fi circulară (arcul unui cerc) sau poate urma o altă conică , cum ar fi o parabolă.

Poduri spre calea superioară

Ponte San Michele , în via di corsa Superiore

În podurile arcuite unde suprafața drumului este așezată deasupra arcului, podul se numește via Superiore ; puntea este susținută de arc prin intermediul unei serii de elemente verticale sau sub-verticale accentuate prin compresie și numite piloni . Aceste elemente sunt concepute pentru a rezista forțelor de compresie și pentru a transfera sarcinile la care este supus podul arcului de susținere. La rândul său, arcul, în formă adecvată, descarcă aceste forțe la sol distribuindu-le pe două componente: una verticală (greutatea) și una orizontală, numită „tracțiune”. Aceste forțe sunt mai consistente decât alte tipuri de poduri și, din acest motiv, sistemul este numit „arc de împingere”. Unul dintre cele mai semnificative poduri construite cu această tehnologie este istoricul Ponte San Michele din Paderno d'Adda .

Poduri în mod inferior

Același subiect în detaliu: Podul cu corzi .

Podul Gerola peste Po

O a doua soluție este de a face ca suprafața drumului să ruleze sub arcada de sprijin, ancorând-o cu tiranți. Puntea este suspendată de arcadă prin elemente verticale sau înclinate stresate de tracțiune și numite umerașe sau tiranți . Grinda de punte poate fi integrată cu capetele arcului și echilibrează complet sau parțial componentele orizontale ale acțiunilor transmise de arc; acest tip de structură ia numele de „arc de împingere eliminat” și permite transferul acțiunilor orizontale puțin sau deloc pe sol.

Un exemplu al acestui tip de structură este Podul Alb din Ahvaz , Iran.

Poduri intermediare

Tyne Bridge , Newcastle (Anglia)

În cele din urmă, există cazuri în care se preferă amplasarea suprafeței drumului la jumătate de înălțime în raport cu arcul de susținere.

Această categorie include podul peste Tyne din Newcastle ( Anglia ) și Podul Chaotianmen peste râul Yangtze din orașul Chongqing ( China ).

Podul lunii

Podul lunii într-o grădină japoneză

Podurile lunare sunt doar pentru uz pietonal și au origini chineze, răspândite în Japonia în secolul al XIII-lea. Acestea constau dintr-un arc rotund, pe care urcă calea, și proiectat pentru a permite oricărei bărci să treacă sub ele. În proiectarea grădinii este lăsat să se reflecte asupra apei formând un cerc care simbolizează Luna. ^{[1] [2] [3]}

Istorie

Era antică

Podul Micenian din Kazarma (1300 î.Hr.)

Porta Rosa din Elea , viaduct arcuit cu cheie din secolul al IV-lea î.Hr.

Podul cu arc este unul dintre cele mai simple tipuri de poduri, pentru care era deja cunoscut în antichitate. Cel mai vechi exemplu de pod arc care a ajuns în prezent este cel al podului micenian din Kazarma , datând din 1300 î.Hr. și încă parțial folosit.

Podurile arcuite, cu tehnica keystone , au fost folosite și de grecii italioti , după cum atestă așa-numita Porta Rosa di Elea , care le-a transmis folosirea etruscilor , dar au realizat o mare difuzie în arhitectura romană . tehnici de zidărie și au început să permită construirea de poduri și apeducte cu întinderi de câțiva metri lungime.

Podurile romane aveau în principal formă circulară și nu existau exemple rare de poduri compuse din mai multe arcade sau chiar din mai multe ordine de arcade dispuse pe mai multe niveluri. Podurile de zidărie romane erau foarte solide, caracterizate printr-o structură grea, compactă, potrivită pentru a rezista la inundații și vreme: până în prezent există încă cel puțin 330 de poduri de piatră romane, 34 în lemn și 54 de apeducte, dintre care unele există și astăzi. ^[4] . Un exemplu de pod roman încă în uz este Ponte dei Quattro Capi din Roma , datând din 62 î.Hr.

Evul Mediu

În Evul Mediu, evoluția metodelor de construcție a făcut posibilă creșterea potențialului tehnicii podului arc. Podurile au devenit mai subțiri și mai ușoare, câștigând în același timp o lungime utilă.

Podurile medievale au început, de asemenea, să se diferențieze în formă și să capete unele caracteristici specifice. Unele dintre ele, cum ar fi Ponte Vecchio din Florența, au clădiri construite pe marginea drumului pe span.

Un exemplu remarcabil de pod medieval este cel al lui Trezzo sull'Adda , construit în 1377 și distrus în 1416. Cu o lungime de 72 de metri, a fost egalat doar 380 de ani mai târziu, în 1796 .

Revoluția industrială

Sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul difuzării proceselor de producție industrială au adus un mare ferment în lumea ingineriei. Începând din a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, în ingineri se credea pe scară largă că, datorită noilor tehnici de prelucrare a oțelului, ar fi fost posibil să se construiască un pod cu o singură deschidere de peste o sută de metri lungime.

Între 1775 și 1779 a fost construit Podul de Fier în Coalbrookdale , primul pod cu arc metalic, din fontă: structura, cu un arc de 30 de metri, a fost prima structură în întregime metalică construită vreodată și este considerată unul dintre simbolurile istoricilor din Revoluția industrială.

Inginerul Thomas Telford, în 1800, a propus un proiect complet al unui pod cu o singură treaptă de 190 de metri cu secțiune variabilă pentru traversarea Tamisei în Londra, în timp ce cu unsprezece ani în urmă Vincent de Montpetit îi propusese lui Ludovic al XVI-lea proiectul unui pod de 120 de metri construit cu bare de fier forjat.

În 1796, Rowland Burton și Thomas Wilson au construit un pod peste râul Wear cu o anvergură de 72 de metri, urmat zece ani mai târziu de Podul Austerlitz al lui Corneille Lamandé din Paris , ambele inspirate din opera lui De Montpetit.

Podurile de cale ferată

Arcurile portului de agrement , pod de piatră cu arc lung, datând din 1869.

Motorul principal pentru dezvoltarea tehnicii podului cu arc metalic a fost introducerea căii ferate : erau necesare poduri care să poată rezista la greutatea tonelor locomotivelor, să nu se deformeze la trecerea trăsurilor, capabile să acopere distanțe de câteva sută de metri. și suficient de eficient pentru a fi realizat ori de câte ori este necesar rapid și rentabil.

În timp ce podurile de zidărie erau inerent inadecvate pentru distanțe lungi și erau foarte scumpe din punct de vedere al materialelor, podurile suspendate testate la mijlocul secolului al XIX-lea s-au dovedit fragile și periculoase în unele cazuri, justificând scepticismul generalizat cu privire la utilizarea lor. Mai mult, flexibilitatea podurilor suspendate de tip rutier a fost incompatibilă cu nevoile traficului feroviar.

Primul experiment de aplicare a căilor ferate pe un pod suspendat a fost realizat pe râul Tees de Robert Stephenson , care a fost impresionat: conform spuselor sale, greutatea tractorului ridica un fel de val pe punte înălțime de șaizeci de centimetri pe pod și podul a fost lăsat „în stare alarmantă”.

Difuzarea masivă a tehnicilor de desen pentru grinzi și performanțele excelente garantate de acestea din urmă păreau, așadar, să favorizeze răspândirea podurilor de arc, care a devenit alegerea preferată pentru structurile feroviare: cu toate acestea, s-au dovedit a fi foarte sensibile la îmbătrânire ca și s-au subliniat prin îndoirea arcului, tindea să acumuleze fracturi și să slăbească structurile. Ponte d'Austerlitz a fost demolat în 1856 în urma acestor probleme, unele altele au fost închise sau demolate.

Soluția problemei a venit din vechiul proiect realizat niciodată de Thomas Telford, care a rezolvat problema a priori prin poziționarea unei perechi de diagonale de întărire în interiorul cadrului compus din carlări și prin plasarea unei structuri de fronton reticular între arc și punte. Telford a folosit acest sistem pe alte poduri mai mici pe care le-a construit (cum ar fi cele de la Bonar și Craigellachie , de 46 de metri lungime).

Telford a fost, de asemenea, responsabil pentru proiectul inovator al podului suspendat peste Menai , datând din 1810 și 152 de metri lungime, caracterizat prin utilizarea unor bonturi de armare pe care erau ancorate tiranții care susțineau deschiderea. Podul a rămas în stadiul de proiectare și nu a fost niciodată construit, iar în locul său în 1850 a fost construit Podul Britannia , un pod tubular realizat în întregime din grinzi metalice cu țepi.

Tehnica grinzii metalice a fost adusă și la podurile cu arcuri, abandonându-se tehnica sârmelor: podurile arcuite de lungime medie au fost construite cu grinzi și cuie, unele de asemenea de către ingineri celebri precum Isambard Kingdom Brunel sau Stephenson; cu toate acestea, distanțele mari, datorită Britannia și altor lucrări inovatoare, cum ar fi podul Dirshau, au devenit sinonime cu podul de structură tubulară.

Podurile cu arc de zăbrele de mare anvergură

Abia în 1874, această concepție a eșuat: în ciuda căutării înflăcărate a primatului în rândul tehnicienilor britanici și francezi, primul pod de oțel cu "lungime mare" a fost construit în Statele Unite , în St. Louis, când inginerul James Eads și-a construit podul peste Mississippi , format din trei arcade a câte 150 de metri de lumină fiecare.

Podul Eads a fost un proiect uimitor pentru vremea respectivă, dar cu siguranță nu la limitele imposibilului: în decurs de douăzeci de ani au fost construite numeroase alte poduri mai îndrăznețe în Europa, iar tehnica de construcție a fost considerabil rafinată.

Arhitectul principal al acestor structuri a fost Gustave Eiffel , care doar trei ani mai târziu, Eads și-a inaugurat podul Ponte Maria Pia peste Douro din Porto : 160 de metri lungime cu o singură deschidere. La mai puțin de un deceniu după Eads, alte două lucrări uimitoare: o altă lucrare la Porto, Luiz I de Teófilo Seyrig (coautor al podului Maria Pia) și podul Garabit de Eiffel.

În 1889 , Ponte San Michele a fost inaugurat la Paderno d'Adda , considerat o capodoperă cu lungimea totală de 266 metri, dar cu o distanță centrală principală de 150 de metri de lumină.

Era modern

În secolul al XX-lea , podurile cu arcuri au rămas în uz, deși noile tehnologii au pus la dispoziție multe tehnici noi și soluții de construcție.

Îmbunătățirea tehnologiei cimentare a eliminat oțelul ca tehnică dominantă, permițând printre altele o utilizare largă a clădirilor prefabricate: studiul staticii a făcut posibilă construirea unor structuri mai ușoare și mai rezistente. Astăzi este posibil să construim poduri care absorb o parte din efort intern, permițând reducerea nevoii de suporturi masive la sol.

Notă

Bibliografie

• Podul Paderno. Istorie și structură , Electa Mondadori, ISBN 88-435-3078-X

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe podul arcului

linkuri externe

• Evoluția podurilor de arc în secolul al XIX-lea uniroma2.it

Portal de arhitectură

Portal de inginerie