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人が作ったコンストラクトはほとんどありませんが、すぐに(敬の念を抱かせることができます。 つり橋 できる。非常に長くエレガントな対称構造のこのカテゴリには、ニューヨーク市のブルックリン橋、サンフランシスコのゴールデンゲート橋、日本の明石海峡橋など、世界で最も有名な橋が含まれます。
吊り橋を壮大な長さ(2019年時点で4 kmまたは2.5マイルに近い距離)で構築できる理由は、独自のタワーとケーブルのサポートシステムにより、橋が横方向に変位するために耐えなければならない力の一部を許容するためですケーブルは、橋の両側の土地にポイントを固定します。日曜大工の実験で、この原理を自分で調べることができます。
吊り橋の設計
吊り橋には特徴的な外観があり、最も注目すべき特徴は 塔 地面に固定されています(通常は川、湖、または海水の下)。これらは、2つのメインパラレルをサポートします ケーブル 橋の端から端まで、塔の頂上を走り、数学的に放物線として知られる中央にU字型の曲線を形成します。
垂直ケーブルの配列がメインケーブルから吊り下げられ、 デッキ これは、ギャップを通過できるようにするというブリッジの主な機能を果たします。通常、ここには少なくとも1つの道路があります。塔の間のデッキの長さは メインスパン。多くの場合、このスパンの両側のブリッジの長さは、メインスパンの長さとほぼ同じです。
吊り橋の一般的な概念
自分と同じサイズのコンパニオンが約15フィート(約3メートル)の距離で向かい合って立っていることを想像してください。あなたのそれぞれが両手を頭上に高く掲げており、各手(あなたの間に4つある)があなたの間にある床にほとんど掛かる長いロープを支えていると想像してください。
あなたのそれぞれの後ろに立っている人々がゆっくりと等しい水平を適用する場合 テンション 両方のロープの端まで、この即興物理学パーティーの中心から引き離すと、ロープはあなたとあなたの友人の手を通って後方にスライドし、ロープの「U」はあなたとあなたの仲間の手の水平線に徐々に近づきます。
次に、両側の2本のメインロープに一連の小さなロープが掛けられ、長さ20フィートの軽量のボードがあなたと友人の足の間に床に座っているのを想像してください。 張力が十分である場合、メインロープがよりぴんと張るようになったため、ボードが床から持ち上げられます。 あなたとあなたの友人が膝の間にボードを「クランプ」する場合、この「デッキ」はタワーとケーブルの両方で支えられます。
吊り橋の利点
吊り橋は 軽くて柔軟なぜなら、それらの多くはケーブルで構成されており、風やその他のストレスで揺れるように作られているからです。過度の剛性(およびこれは直感に反する可能性があります)は、せん断応力やその他の異常な力を受けるブリッジやその他の構造物の欠点です。
デッキは、圧縮可能で張力(伸張)に耐えることができる素材で作られているため、破損することなくわずかに上下に曲げることができます。もちろん、過度の揺れはそれ自体で危険をもたらします。
吊り橋の短所
吊り橋の主な欠点は、その影響を受けやすいことです 風害、これらのブリッジの驚異的なサイズと軽量構造の結果。
安定性を高めるために、吊り橋には、メインウェイの下に下部デッキとして機能するボックストラスが取り付けられることがあります。これにより、ブリッジが強化されるだけでなく、より多くのトラフィックがブリッジを通過できる場合もあります。
ケーブル吊橋キット
デッキ用のストロー、ケーブル用のひも、マスキングテープ、ペーパークリップなど、日常の家庭用および教室用の材料から簡単な吊り橋モデルを作成できます。 「参考文献」に、中学生向けの教室形式のアクティビティのサンプルがあります。