Koska sillat ja muut rakenteet eivät ole staattisia esineitä. Niiden on annettava taipua vaihtelevissa kuormituksissa, ja niiden on myös mukautettava lämpölaajenemisen pituuden muutoksiin. Saranatappi sallii kulman muutokset. ja ylemmän saranalevyn ja palkin pohjassa olevan tasaisen levyn välinen liukunivel mahdollistaa pituuden muutokset.

Jos liitännät olisivat jäykät, nämä voimat voisivat tuhota rakenteen ajan myötä.

Syy on melko yksinkertainen. Teräs on huomattavasti vahvempi kuin betoni.

Nykyään meillä on korkean suorituskyvyn betoneja, joissa on $ f_c > 100 ~ \ text {MPa} $ (ja erittäin korkean suorituskyvyn, joka on huomattavasti korkeampi), mutta tavallisimmat rakenteissa ei käytetä niin lujaa betonia. Tämä silta näyttää suhteellisen haalistuneelta, joten betoni on todennäköisesti korkeintaan $ f_c > 40 ~ \ text {MPa} $ (todennäköisesti vielä vähemmän).

Toisaalta teräksellä on nykyään vähintään $ f_y > 250 ~ \ text {MPa} $, usein jopa enemmän. En usko, että teräksen lujuus on kehittynyt yhtä nopeasti kuin betoni (korjaa minua, jos olen väärässä), joten sillalla käytetty teräs on todennäköisesti ainakin yhtä suuri.

Kyseisen sillan teräs on siis noin 7-8 kertaa vahvempi kuin betoni. Joten riippumatta siitä, mitä betonia tarvitaan kuorman turvalliseen siirtämiseen teräkselle (levyjen kautta), teräs tarvitsee itse asiassa paljon vähemmän, joten se voi turvallisesti pienentää omia mittojaan. Taipumista hallitaan saranan ympärillä olevilla kiinnityksillä.

Miksi saranaa käytetään ollenkaan, se liittyy sillan suunnitteluun, kuten @ DaveTweedin vastauksessa kuvataan.

Jos palaat takaisin insinöörin peruskursseille ja katsot palkkien taivutusmomenttikaavioita, ne havainnollistetaan usein tapiteloilla. Kiinnitetty vain yhteen päähän, mikä sallii vain pyörimisen, ja rullayhteys toisessa mahdollistaa pyörimisen ja vaakasuoran siirtymisen. Tämä tekee säteestä staattisesti määräävän.

Kun tämä silta alun perin rakennettiin, elastomeeri- / kumilaakerityynyjä ja muutamia muita ei ollut olemassa vaihtoehtona. Tämä malli jäljittelee kaavojamme, joita käytämme suunnittelussa, tai pikemminkin kaavat toimivat tämän järjestelyn kanssa. Joten tällainen kokoonpano on hyvä. Se antaa meille mahdollisuuden käyttää kaavojamme tarkoitetulla tavalla, pitää suunnittelun yksinkertaisena ja käyttää ajan tekniikkaa. Lisäksi, kuten muissa pylväissä mainitaan, se sallii pyörimisen tuella elävän kuormituksen, kuolleiden vaihteluiden tai taipumisen seurauksena rungon poistamisen jälkeen (oletetaan, että runko on rakennettu. Jos palkki nostettiin paikalleen valamisen jälkeen, suuri betoniin upotettu teräslevy sallii joitain epätarkkuuksia mittausalueen mittauksessa ja tasaisessa sijoittelussa. Se sallii myös tuen, jos palkki siirtyy hieman tärinän tai maanjäristyksen vuoksi.

Huomaa, näet myös samanlaisen kokoonpano teräspalkkeilla erityyppisissä laakereissa. Uskon, että termi kenkä tai kenkälevy tottuu, vaikka se saattaa olla enemmän rakennuksille kuin silloille.

Sivuunpäin

Kun se tulee "RAUTA" -silloista, valtaosa AREMAlle suunnitelluista Pohjois-Amerikasta koostuu yksinkertaisista jännevälistä riippumatta siitä, ovatko ne yksi- vai monisäikeisiä siltoja. Löysin tämän lausunnon hauskana ollessani AREMA-kurssillani juuri päättäessäni tarkastella noin kymmenkunta rautatiesillaa kaupungissani valtaosalla ei noudata tätä sääntöä. Maanteiden siltojen kohdalla on taipumus nähdä jatkuvaa jännitekuormitukselle, ja nämä sillat eivät sen vuoksi ole staattisesti määrääviä.