Как делают тросы для подвесных мостов?

18 Ноя
2015

После изобретения подвесного моста можно соединять берега невероятно широких рек, перекрывать ущелья и даже моря. Из чего делают такие прочные тросы, способные выдерживать подвесной мост весом 40 тысяч тонн?

Великолепный Хамберский подвесной мост на северо-востоке Англии, его длина 2220 метров и высота в наивысшей точке – около 160 метров, он четвертый по протяженности мост в мире. Мост такой высокий, что опоры сверху имеют дополнительное отклонение на 36 мм, чтобы соответствовать изгибам местности.

Невероятно, но конструкция весом 40 тысяч тонн на всем протяжении удерживается всего двумя тросами, они состоят из стальной проволоки, весящей 11 тысяч тонн, этого достаточно, чтобы обогнуть Землю полтора раза.

Проблема в том, что чем длиннее мост, тем значительнее утяжеляются удерживающие его тросы. Может случить так, что если он слишком длинный, то может обрушиться только из-за веса троса. Поэтом производство тросов – довольно прочных и в то же врем легких, способных выдержать конструкцию наподобие Хамберского подвесного моста — главная инженерная задача.

Брайдон – одна из крупнейших фирм-производителей тросов в Британии. Здесь берут высококачественную стальную проволоку, укрепляют ее, затем скручивают сотни жил, чтобы изготовить очень эластичный трос для некоторых крупнейших в мире подвесных мостов.

На этом заводе производят проволоку любого назначения, какое только можно представить. Но чтобы сделать что-то настолько прочное, чтобы держать мост, надо превратить проволоку в трос.

Процесс начинается с высокоуглеродистой стали, которая доставляется со сталеплавильных заводов в виде проволоки в огромных бухтах, каждая весом 2 тонны. Проблема в том, что любая царапина на тросе на данном этапе может вызвать дальнейшее повреждение или уменьшение прочности. Никому не хочется, чтобы мост поддерживал трос хотя бы с одним единственным непрочным проводом.

Сначала проволоку для закалки погружают в соляную кислоту, чтобы удалить с витков ненужные абразивные остатки. Только на эту процедуру уходит 45 тонн кислоты, заливаемой в ванны.

Следующая проблема – как укрепить очищенный провод? Это делается путем волочения, при котором проволока протягивается через ряд отверстий, такое приспособление называется волока. Каждое отверстие меньше предыдущего, поэтому при прохождении через них проволока сильно спрессовывается.

Затем провод надо поместить в ванну. Не потому, что он плохо пахнет, а чтобы он был устойчив к коррозии. Для этого его погружают в горячий расплавленный цинк. Его называют «жертвенным» металлом: суть в том, что цинковое покрытие будет оберегать от ржавчины и таким образом защитит сталь.

Но даже после такого усовершенствования отдельные жилы явно недостаточно прочные, чтобы самостоятельно удерживать мост. Единственный способ хорошо усилить эти жилы, чтобы они смогли удерживать мост весом 40 тысяч тонн – это соединить их. Поэтому почти 15 тысяч проводков толщиной полсантиметра скручивают друг с другом, чтобы получить один суперпрочный трос толщиной 68 см.

Готовый трос должен служить до 100 лет, что справедливо, так как если вы хотите заменить его, то нужно также снести весь мост и начать все заново.

Но даже имея самый лучший в мире трос, есть один пустячок, который может разрушить мост целиком – ржавчина. Дело в том, что и цинковое покрытие не может бесконечно защищать трос. Поэтому инженеры по эксплуатации регулярно проверяют каждое соединение между главным и вспомогательными тросами.

Когда будете в следующий раз проезжать по подвесному мосту, взгляните на канаты наверху и восхититесь самыми удивительными несущими тросами в мире.


 

Комментарии:

наверх