Teknikprojekt. Broar. So le n Ht-17

Transkript

1 Teknikprojekt Broar So le n Ht-17

2 Historiskt broar Broar har spelat en stor roll vid underlättande av transporter, vid handel och krig. Broar över vattendrag och raviner. Naturliga broar gav oss lärdom om hur man kunde bygga/konstruera broar. Äldsta bron tror man byggdes 3200 f Kr. Äldsta bevarade bron byggdes 850 f Kr i Turkiet. Tidig bro- broar av trädstammar.

3 Vad räknas som en bro? En bro är ett byggnadsverk som leder en väg, järnväg, kanal eller vattenledning etc över ett hinder såsom korsande väg, järnväg, vattendrag eller ravin. I Sverige använder Vägverket beteckningen bro bara om den fria öppning som skall överbryggas är minst 3 meter. En konstruktion räknas som en bro om den teoretiska spännvidden i största spannet är 2 meter eller större. Spann betecknar den del av en bro som återfinns mellan två stödpunkter.

4 Broar kan indelas på olika sätt... Efter användning: gatubroar, vägbroar, järnvägsbroar, gångbroar och akvedukter. Efter typen av huvudbärverk (konstruktionstyp): balkbroar, valvbroar, bågbroar, hängbroar, snedkabelbro, öppningsbara broar, akvedukter. Beroende på läget i terrängen: högbroar och lågbroar. Efter byggnadsmaterial: träbroar, stenbroar, järn- och stålbroar och betong.

5 Konstruktionstyper

6 Balkbro t ex Ölandsbron Balkbro är den vanligaste brosorten i Sverige. De är enkla och billiga att bygga. De är det mest miljövänliga broalternativet eftersom stål har hög återvinningsbarhet Balkbroar består av raka, långa balkar som vilar på bropelare. Bropelarna håller tyngden uppe och för lasten vertikalt ner i marken. Underlaget, där bropelarna står, kan behöva förstärkning så att inte marken förskjuts och bropelaren ställer sig snett. Balkbroar utsätts för både tryck- och dragkrafter.

7 Bågbro t ex Sandöbron i Ångermanland En bågbro är bågformad och har landfästen i båda ändarna. Bågbron består av en eller två bågar som går parallellt med varandra. Det finns två sorters bågbroar, högbroar och lågbroar. I en högbros konstruktion läggs brobanan på pelare ovanför bågen. Båtar kan då passera i mitten där bågen är som högst. Lågbroarnas brobana hängs i bågen och det gör att höjden under bron är lika hög överallt. Då kan stora fartyg ha svårt att passera och man måste göra bron öppningsbar.

8 Valvbro t ex Ponte Veccio i Florense En valvbro är uppbyggd av stenar som låser varandra tack vare sin tyngd. Valvbron är mycket stabil och stadig bro och det finns många valvbroar som stått i mer än 2000 år och används fortfarande.

9 Hängbro t ex Akashi Kaikyo-bron, Höga kustenbron En hängbro hålls uppe av linor eller klablar som är spända mellan två bropelare. Bropelarna för tyngden vertikalt ner i marken. Den längsta bron är Akashi Kaikyo-bron i Japan har en total längd på meter och längsta spannet är meter (världens längsta), men det är tekniskt möjligt att bygga längre broar.

10 Snedkabelbro t ex Öresundsbron * En snedkabelbro är uppbyggd av en balkbro som ligger på två eller flera stöd och mellan stöden hålls balkbron upp av sneda kablar från en eller flera pyloner.

11 Öppningsbara broar t ex Danviksbron En öppningsbar bro är en bro som kan öppnas för att släppa fram sjöfart. Den vanligaste typen av öppningsbar bro är klaffbron, men även lyftbroar och vridbroar förekommer. Det finns också mer sällsynta konstruktioner, som viks, rullas ihop eller sänks.

12 Akvedukt bro som har till uppgift att föra en vattenledning med fri vattenyta eller en trafikkanal över en dalgång, en väg, en järnväg eller ett vattendrag. Den har till uppgift att föra fritt strömmande vatten till en tätorts vattenreservoarer från källor i t.ex. omgivande bergstrakter

13 Vilken konstruktionstyp är följande broar byggda efter? New River George Bridge i West Virginia Millaubron, Frankrike Donghai Bridge, Kina. Golden Gate-bron, San Fransisco Brooklyn Bridge, New York Sydney Harbour Bridge; Australien Pont du Gard, Frankrike Marieholmsbron, Göteborg

14 Byggmaterial för stora byggnader. * Natursten * Tegel * Betong * Stål

15 Natursten Ett av de äldsta byggmaterialen som använts till broar. Bryts i stora delar ur berg och fraktas till byggplatsen. Behöver ofta huggas till rätt form för att passa in i bron. Man bygger nästan enbart bågbroar med natursten.

16 Natursten Fördelar * Fina att se på. * Håller länge. Nackdelar * Svåra att bygga. * Tar lång tid att bygga. * Väldigt dyra att tillverka.

17 Tegel Tegel tillverkas av lera som formas till klossar och bränns i ugn. Tegel är lättare att tillverka och frakta än natursten. Man sammanfogar tegelstenarna med murbruk.

18 Tegel Fördelar Nackdelar * Fina att se på. * Tar lång tid att bygga. * Väldigt dyra att tillverka.

19 Betong Betong består av cement, fyllmaterial (sten o grus) och vatten. Betong gjuts till önskad form. Betong är billigt och tämligen miljövänligt. Betong står emot väder och vind ganska länge.

20 Betong - innehåll Betongen binds samman av cement som har blandats med vatten. Cement består av kalk (kalciumhydroxid) och lera (kiseldioxid). Dessa reagerar när det tillförs vatten och bildar hård cementpasta (kalciumsilikathydrat). Betongen utfylls med sten och grus. Det gör att det inte går åt så mycket cement, och höjer hållfastheten väldigt mycket.

21 Betong Fördelar Nackdelar * Billigt. * Fult, kan man tycka. * Enkelt att bygga med. * Väldigt dålig motståndskraft mot dragkrafter. * Relativt miljövänligt.

22 Stål Stål tillverkas av järn. Järnet renas från kol och legeras med andra metaller. Stål är lättbearbetat. Borras, svetsas och monteras till önskad form. Stål är ganska dyrt att tillverka. Stål rostar lätt i utsatta miljöer.

23 Stål Fördelar Nackdelar * Väldigt dragstark. * Fult, kan man tycka. * Enkelt att bygga med. * Väldigt dålig motståndskraft mot tryckkrafter. * Rostar lätt i utsatta miljöer.

24 Beautiful bridges...

25 Broar i vårt närområde Stockholm med omnejd Vilka broar finns i vårt närområde? Vilken typ av bro är det? När byggdes den? Vilka material är den byggd av? Bild

26 Stål - böjs lätt vid tryck

27 Stål - balkar * För att få stålet styvt (så att det inte böjs lätt) formar man det som en balk. * Det finns olika balkprofiler: I-balk, U- balk, H-balk, C-balk, L-balk osv. Namnet beskriver formen. I-balk

28 Stål och betong - en vinnande kombination Genom att kombinera egenskaperna hos stål och betong kan man bygga ganska otroliga byggnader! Milleniumbron i Newcastle, England.

29 Stål och betong - betongen armeras med stålstänger Stålstängerna gjuts in i betongen för att göra konstruktionen starkare.

30 Armering Armering betyder att man förstärker ett material med ett annat. Även det material som man förstärker med kallas armering. De förstärkta materialen går under namnet kompositer. Det vanligaste material man armerar är betong. Visste du att till och med fönsterrutor som sitter på utsatta ställen kan armeras med ståltrådsnät ingjutet i glaset. 30

31 Stål och betong - betongen armeras med stålstänger Armeringsjärn rostar ganska lätt ute i luften. När det gjuts in i betong så skyddas de däremot av betongen. Då rostar de inte alls. Armeringsjärn är räfflade stålstänger som gjuts in i betongen.

32 Stål och betong - kompletterar varandra. Betong böjs inte vid tryck, stål spricker inte vid drag. Betongen skyddar stålet mot rost så att byggnaden håller mycket längre.

33 Fler tekniska begrepp

34 Ram En metod att förstärka något är att göra en ram som får svara för hållfastheten. Ramen består ofta av balkar, stänger, pelare eller vajrar styvt förenade med varandra. I byggnader utförs en ram i allmänhet av stål med svets- eller skruvförbindningar, av armerad betong med hopgjutna och hoparmerade förbindningar eller av trä med spik- eller skruvförbindningar.

35 Fackverk -bygger en stadig och lätt stålkonstruktion Ett fackverk är stänger som byggs ihop till trianglar. Trianglarna sätts ihop tillsammans likt ett nät. Detta nät blir till en stark och tålig konstruktion eftersom trianglarna kan ta emot krafter från olika håll. Stängerna är oftast ihåliga vilket gör konstruktionen lätt. Triangelformen gör att det alltid är någon balk som utsätts för drag (istället för tryck) och håller ihop konstruktionen.

36 Fackverk Olika typer av fackverkskonstruktioner

37 Hållfasthet hållfasthet är en beskrivning av hur mycket ett fast material tål att tryckas ihop, dras ut, böjas och vridas utan att det blir någon skada på det. Läran om hållfasthet kallas hållfasthetslära. Hållfastheten för olika material kan vara väldigt olika. När man ska göra en konstruktion så vill man naturligtvis välja ett material som klarar de påfrestningar som den kan bli utsatt för. Därför provar man många olika material på ett bestämt (standardiserat) sätt t ex provstav i maskiner. 37

38 Tekniska begrepp Fundera på vilka tekniska begrepp vi har pratat om/gått igenom. Skriv ner dem i en lista. Beskriv broarna eller en valfri bro med så många tekniska termer du kan. 38