Überlegungen zum Brückendesign

Ingenieure entwerfen seit Tausenden von Jahren Brücken. Es wird viel darüber nachgedacht, die perfekte Brücke zu entwerfen, um sicherzustellen, dass die Struktur sicher und zuverlässig ist und dem Test der Zeit standhält. Natürlich haben Ingenieure heute Zugang zu präziseren Werkzeugen als die Brückendesigner von gestern, so dass sie unter anderem ihre Arbeit viel früher prototypisieren können. Obwohl CAD-Training historisch gesehen eine relativ neue Disziplin für Architektur- oder Ingenieurtechniker ist, ist es das Brückendesign nicht. Wenn Sie daran interessiert sind, CAD-Software zum Entwerfen einer Brücke zu verwenden, enthält die Wissenschaft des Brückendesigns eine Fülle von Erfahrungen und Informationen, die für einen computergestützten Zeichner sehr nützlich sein können, insbesondere auf der Ebene der Spezifikation, Standardisierung und Zuverlässigkeit.

Hier sind einige Elemente, die beim Entwurf einer Brücke in CAD zu berücksichtigen sind.

Überbau und Unterbau

Um das Brückendesign zu verstehen, müssen Sie den Unterschied zwischen dem Überbau und dem Unterbau der Brücke lernen. Mit dem Überbau der Brücke meinen wir alles über den Lagern, einschließlich der harten Oberflächentreiber, die verwendet werden, um von einer Seite zur anderen zu fahren. Unter der Unterkonstruktion verstehen wir das Fundament der Brücke einschließlich der sie tragenden Säulen. Der Überbau und der Unterbau arbeiten zusammen, haben aber unterschiedliche Ziele. Die Wahl der Form der Struktur Ihrer Brücke wirkt sich beispielsweise auf die Unterkonstruktion aus. Eine Brücke kann wie ein Bogen geformt sein, an Kabeln aufgehängt, hauptsächlich mit starken Balken und mehr gebaut werden. Diese Designüberlegungen sind natürlich komplexer, als nur zu fragen: “Welche Form bevorzugen Sie?” Selbst wenn Sie eine Scheinbrücke als Projekt für einen Kurs an Ihrer CAD-Schule entwerfen, sollten Sie sich die Zeit nehmen, die Umgebung um die Brücke und verschiedene wirtschaftliche Überlegungen, wie z. B. Materialkosten, zu berücksichtigen.

Zug und Druck

Unabhängig von der Form Ihrer Brücke bestehen die wichtigsten Strukturkomponenten aus Trägern, Bögen, Traversen und Aufhängungen. Wie Sie diese Elemente verwenden, bestimmt die Qualität Ihrer Brücke. Zwei Kräfte, die Sie verstehen sollten, sind Spannung und Kompression. Um die Spannung zu verstehen, stellen Sie sich ein Seil vor, das während eines Tauziehens von beiden Seiten gezogen wird. Dies ist Spannung, und es ist eine Kraft, die auf Ihre Brücke wirkt, um Stress hinzuzufügen. Um die Kompression zu verstehen, stellen Sie sich vor, was mit einer Feder passiert, wenn Sie Druck darauf ausüben. Das ist richtig – es bricht in sich zusammen, was seine Länge verkürzt. Druckspannung wirkt sich auch auf Ihre Brücke aus und wirkt direkt gegen Zugspannung. Die Konstruktion der Brücke muss daher in der Lage sein, diese Kräfte ohne Knicken oder Reißen zu bewältigen.

Resonanz

Resonanz ist eine weitere Kraft, die auf Ihre Brücke wirken kann. Stellen Sie sich einen Schneeball vor, der einen Hügel hinunterrollt und an Größe und Geschwindigkeit zunimmt. Das ist Resonanz. Es beginnt mit kleinen Vibrationen, z. B. wenn der Wind eine Brücke angreift, und diese Vibrationen können mit der Zeit weiter zunehmen, bis sie die gesamte Struktur zerstören! Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mit Resonanz umzugehen, aber eine der beliebtesten Methoden besteht darin, Dämpfer in das Brückendesign einzubauen, die die Resonanzwellen unterbrechen und deren Wachstum verhindern können.