Mikä voisi olla parempi?Pexels Siitä lähtien, kun Golden Gate -silta avattiin liikenteelle 27. toukokuuta 1937, se on ollut ikoninen symboli Amerikan maisemissa.
Vuoteen 1870 mennessä ihmiset olivat ymmärtäneet, että on välttämätöntä rakentaa Kultaisen portin yli ulottuva silta yhdistää San Franciscon kaupunki Marin Countyn kanssa. Kuitenkin kului vielä puoli vuosisataa, ennen kuin rakennesuunnittelija Joseph Strauss toimitti siltaehdotuksensa. Suunnitelmat kehittyivät, ja lopullinen projekti hyväksyttiin riippusillaksi, joka lopulta otti yli neljä vuotta rakentaa .
Kun Kultaisen portin silta nousi, se oli maailman pisin riippusillan väli - kaapelit pitävät ajorataa kahden tornin välillä ilman välitukia. Ja asetuksella oli useita luontaisia haasteita. Se maksoi noin 37 miljoonaa dollaria tällä hetkellä; saman rakentaminen tänään maksaa noin miljardi dollaria. Joten miten muotoilu on pysynyt viimeisten 80 vuoden aikana - ja tekisimmekö asioita toisin, jos aloittaisimme tänään tyhjästä? 
Kaavio riippusillasta. Punaiset tukikaapelit siirtävät voimia mustista ripustuskaapeleista sinisiin torneihin ja ankkureihin.Keskustelu
Pisin riippusilta maailmassa
Golden Gate -silta on riippusilta, mikä tarkoittaa, että se perustuu jännitteisiin kaapeleihin ja henkseleihin yhdessä puristettujen tornien kanssa ylittäessään pitkän matkan ilman välitukia. Ajoradan kansi roikkuu pystysuorista henkseleistä, jotka yhdistyvät kahteen pääkaapeliin, jotka kulkevat tornien ja päässä olevien ankkurien välillä. Henkselit siirtävät ajoneuvojen voimat ja omapainon tukikaapeleihin, jotka on ankkuroitu torneihin ja kiinteään maahan. 
Yksinkertainen kudottu riippusilta.Rutahsa-seikkailut
ensimmäiset tämäntyyppiset sillat todennäköisesti liittänyt kaksi kalliota joustavilla köysillä laakson tai joen ylittämiseen. Satoja vuosia sitten nämä köydet valmistettiin kasvikuidusta; rautaketjut tulivat myöhemmin. Brooklynin silta New Yorkissa, joka avattiin vuonna 1883, käytti ensimmäisenä teräskaapeleita, joista tuli sitten vakio.
Tornit alkoivat todennäköisesti yksinkertaisena kalliona laakson kummallakin puolella; lopulta insinöörit käyttivät massiivisia kivi- tai teräslaitureita. Esimerkiksi Kultaisen portin siltaa tukee yksi pääty kummassakin päässä ja kaksi tornia, jotka on sijoitettu merenpohjaan upotettujen perustusten päälle.
Golden Gate -sillan kaksi tukikaapelia ovat ainoa asia, jota ei ole muutettu sillan avaamisen jälkeen liikenteelle vuonna 1937. Jokainen pääkaapeli on muodostettu 27 572 teräslangasta, joiden paksuus on likimääräinen. Rakennusryhmät roikkuivat melkein 80000 mailia kaapeleita sillan toiselta puolelta toiselle.
On melkein mahdotonta valmistaa pitkä, paksu kaapeli yhtenä kappaleena ilman virheitä tämän työn suorittamiseen. Ja mikä tärkeintä, jos yksi iso kaapeli pitäisi siltaa ylöspäin ja sille tapahtuisi jotain, tapahtuisi katastrofaalinen epäonnistuminen. Pienempiin johtimiin vedoten kaikki viat ovat hitaampia, jättäen aikaa katastrofin ohjaamiseen.
Koska ihmiset alkoivat pohtia ensin San Franciscon lahden siltaa, rakennuksen kyky kestää alueen voimakkaat tuulet, myrskyisät vedet ja mahdolliset maanjäristysvoimat olivat huolestuneita. San Francisco sijaitsee kahden risteyksessä aktiiviset tektoniset levyt - Kukaan ei tietenkään halunnut nähdä maanjäristyksen kaatavan sillan, joka kuljettaa tällä hetkellä 112000 ajoneuvoa päivässä .
Tämän ongelman välttämiseksi rakentajat sijoittivat sillan molempiin päihin myös iskunvaimentimet absorboimaan tuulesta tai seismisistä voimista tulevaa energiaa. Nämä erityisesti suunnitellut tärinänvaimentimet ovat halkaisijaltaan sylintereitä, jotka on valmistettu kumipäällysteisestä lyijysydämestä. Sijoitettuina strategisiin paikkoihin ne absorboivat energiaa, joka muuten saattaisi aiheuttaa sillan romahtamisen.
Pidä se hyvässä kunnossa
Perinteinen viisaus viittaa siihen, että infrastruktuurihanke tehdään pian sen vihkimisen jälkeen. Mutta Golden Gate -sillan pitäminen tiptop-muodossa vaatii jatkuvaa tiukkaa huoltoa. 80 vuoden ajan omistautuneet huoltohenkilöstöt olet huolloinut siltaa, maalannut ja vaihtanut ruostuneet tai rikkoutuneet osat tarvittaessa.
Tämä työ on tehtävä tiukkojen standardien mukaisesti. Esimerkiksi, kun jokin tuhannesta pultista, jotka yhdistävät kaikki sillan osat, tarvitsee vaihtaa, korkeintaan kaksi otetaan ulos samanaikaisesti, jotta silta pysyisi turvassa voimakkaalta tuulelta tai maanjäristyksiltä.
Myös rakenteellisissa kunnossapitokysymyksissä. Ajan kulumisen ja jatkuvan lämpötilavaihtelun vuoksi kaapelit ja henkselit pidentyvät tai supistuvat ja tarvitsevat säännöllisiä tarkastuksia ja kiristyksiä. Tämän tyyppistä säätöä kutsutaan viritykseksi ja se on samanlainen kuin muusikko pitää kielisoittimen kuulostavan parhaimmillaan.
Mikä muuttuisi, jos rakennamme sen tänään?
Koska valtava ylläpitokustannukset Jotkut ihmiset ovat ehdottaneet Golden Gate -sillan rekonstruointia tavalla, joka rajoittaisi käynnissä olevia huolto- ja käyttölaskuja. Poliittisen toteutettavuuden ohella miten insinöörit suunnittelevat sillan, jos he aikovat rakentaa sen alusta alkaen?
Ajan myötä tutkijat ovat kehittäneet kevyempiä materiaaleja. Kuituvahvisteisten polymeerien (FRP) käyttö teräksen tai betonin sijasta on tapa vähentää tämän suuruisen rakenteen painoa. Tämä omapaino on tyypillisesti vastuussa 70-80 prosentin vastustuskyvyn käytöstä - se on suurin kuormitus, jonka se voi kantaa ennen kuin se epäonnistuu. Pienentämällä sillan rakenne tarvitsisi vähemmän lujuutta, mikä mahdollistaisi halvemmat ja helpommat vaihtoehdot.
Esimerkiksi suunnittelijat ovat alkaneet käyttää kuituvahvisteisia komposiittimateriaaleja silloissa, kuten Market Street -sillassa Länsi-Virginiassa. FRP käyttää muovihartsia sitomaan yhteen lasi- tai hiilikuidut, jotka antavat materiaalille lujuutta. Koska FRP on neljä kertaa kevyempi kuin betoni, se on viisi-kuusi kertaa vahvempi.
Todennäköisesti suunnittelijan ensimmäinen muutoskohde korvaavassa Golden Gate -sillassa olisi kaapeleiden koostumus. Tällä hetkellä käytössä oleva teräs on syövyttävää, neljä kertaa raskaampaa kuin uudemmat materiaalit, ja se voi epäonnistua ankarissa kosteus- ja lämpötilaolosuhteissa - aivan kuten ne, joita se kohtaa tässä paikassa. Hiilikaapelit ovat inertimpiä ja niitä käytetään jo ympäri maailmaa. 
Vanhassillassa kaapelit kytkeytyvät suoraan kannelta torneihin.Keskustelu
Näitä terästä kevyempiä materiaaleja voitaisiin käyttää myös sillan muissa osissa, kuten liikenneväylällä. Muovikomposiittilevyjen käyttö voisi vähentää Golden Gate -sillan kannen omapainoa viisi kertaa. Se antaisi insinööreille mahdollisuuden suunnitella ja rakentaa riippusillan sijaan riippusilta. Etuna olisi kyky irrottaa henkselit; vaijerisillassa voimat siirtyvät suoraan kannelta torneihin kaapeleilla. Ensimmäinen CFRP-kaapeleilla varustettu valtatieyhteyssilta on Sveitsin haikarasilta, joka avattiin vuonna 1996.
Vaijerisillalla voi olla pidempi jänneväli kuin riippusillalla, joten sen rakenne tukien ja rannan välillä voi olla yksinkertaisempi. Myös tornien rakentaminen lähemmäksi rantaa, jossa vesipohja on matalampi, auttaisi lievittämään yhtä suurimmista ongelmista, kun Kultainen portti -silta rakennettiin ensimmäistä kertaa: Tornin perustuksilla työskenteleminen syvässä vedessä on erittäin vaikeaa ja kallista voimakkailla virtauksilla.
Vaimennusjärjestelmään voitaisiin myös puuttua uudella rakenteella. Kultaisen portin rakentamisessa käytetyt lyijysydänpellit voidaan korvata uudemmilla tekniikoilla, jotka pystyvät paremmin vastustamaan tuulen, liikenteen ja seismiset voimat. Tämä parannus varmistaisi, että Tacoma Narrows -sillan kaltainen vika estettäisiin - kun tuuli puhalsi sillan sivuttain, se kiertyi ja romahti - estettäisiin.
Kaiken tämän sanottuaan Golden Gate -silta toimii edelleen hyvin. Jopa muiden toteutettavissa olevien ja halvempien vaihtoehtojen avulla kukaan ei todellakaan työskentele korvaamaan Art Deco -kuvaketta ja sen maailmankuulua kansainvälistä oranssimaalia. Kultaisen portin siltaa seurataan tarkasti sen varmistamiseksi, että se ei ylitä liikenne-, tuuli- ja seismisestä kuormituksesta johtuvia rasitusrajoja. Voimme odottaa vielä vähintään 80 vuotta tätä teknistä mestariteosta.
Hota GangaRao on rakennus - ja ympäristötekniikan professori Länsi-Virginian yliopisto ja Maria Martinez de Lahidalga de Lorenzo on tutkintoavustaja Länsi-Virginian yliopisto . Tämä artikkeli julkaistiin alun perin Keskustelu . Lue alkuperäinen artikkeli .
