Un pod este o structură construită peste obstacole, cum ar fi râurile și văile. Acesta joacă un rol important în creșterea transportului, a comerțului local și mondial, precum și în răspândirea cunoștințelor.
Unul dintre cele mai vechi și mai simple tipuri de poduri este reprezentat de trepte. Primele poduri construite de om cu o deschidere substanțială au fost copaci tăiați intenționat. În secolul al XVIII-lea au existat mai multe inovații în proiectarea podurilor. Prima carte despre construcția podurilor a fost scrisă de inginerul francez Hubert Gautier în 1716.
La sfârșitul anilor 1770, oamenii au realizat o piatră de hotar în tehnologia podurilor odată cu dezvoltarea podului de fier din Shropshire, Anglia. Între secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, mii de poduri au fost construite în Statele Unite și Canada, amintind de modelele anterioare din Elveția și Germania.
Podurile de astăzi variază puternic în ceea ce privește aspectul lor, materialele de construcție, capacitatea portantă și secțiunile mobile. Toate acestea pot fi clasificate în mai multe moduri. Mai jos am enumerat cele mai populare tipuri de poduri din lume care servesc în diverse scopuri.
23. Pod cu clape
Podul poștal care datează din secolul al XIII-lea
Interval de deschidere: Scurt
Podul cu clape este o formă veche de pod în care plăci mari de piatră plată (adesea de șist sau granit) se sprijină pe grămezi de pietre. Cele mai multe dintre ele au fost construite în epoca medievală pentru a purta o cale ferată peste un râu.
Postbridge este un exemplu perfect, situat lângă râul East Dart, în țara engleză Devon. Lespezile sale au o lungime de peste 6 picioare (2 m) și peste 13 picioare (4 m). Fiecare dală cântărește peste 8 tone. Ea a fost construită în secolul al XIII-lea pentru a permite cailor de povară să traverseze râul, transportând staniol către orașul staniar Tavistock.
22. Podul natural
Un arc natural înalt de 92 de picioare, Azure Window
Intervalul de deschidere: Scurt
Multe formațiuni arcuite create în mod natural seamănă cu un pod. Aceste poduri ar fi putut fi formate în urma curgerii râurilor, a eroziunii eoliene sau a prăbușirii unor tuburi de lavă.
Azure Window, de exemplu, de pe insula Gozo, a fost creat prin prăbușirea unui caz de mare, probabil în secolul al XIX-lea. Un alt exemplu celebru este Natural Bridge din Virginia. Este o formațiune geologică ce cuprinde un arc natural înalt de 215 picioare, cu o deschidere de 90 de picioare.
21. Podul de grinzi
O pasarelă care folosește grinzi peste un curs de apă
Interval de deschidere: Scurt
Un pod cu grinzi (sau cu lonjeroane) este cea mai simplă formă structurală pentru deschideri de poduri susținute de un pilon la fiecare capăt. Pentru a construi un astfel de pod, tot ce aveți nevoie este o grindă (o structură orizontală rigidă) și două suporturi la fiecare capăt pe care să o sprijiniți. Aceste părți susțin direct greutatea descendentă a structurii și traficul care circulă pe ea.
Spre deosebire de podurile suspendate și podurile cu ferme, acestea sunt utilizate pentru distanțe relativ scurte. Deoarece suportul este asigurat doar de piloni, cu cât pilonii sunt mai depărtați, cu atât structura devine mai slabă. Astfel, astfel de poduri au rareori o întindere mai mare de 250 de picioare.
20. Poduri cu grinzi
Podul General Hertzog cu grinzi transversale | Wikimedia
Intervalul de deschidere: Scurt până la mediu
În loc ca o singură grindă să suporte toate forțele, se utilizează o serie de grinzi și ferme. O grindă este un cadru triunghiular care distribuie forțele de tensiune și compresiune de-a lungul podului.
Există numeroase moduri de a construi un pod cu ferme, dar toate au același scop: distribuirea forțelor de tensiune și compresiune astfel încât podul să nu se prăbușească. Deoarece grinzile puternice dispuse într-un triunghi nu pot fi deformate de tensiuni, o grindă tip “truss” oferă o formă stabilă capabilă să suporte sarcini externe grele pe o deschidere semnificativă.
Spre deosebire de alte modele, un pod cu grinzi poate purta carosabilul pe structura sa. Sarcina poate fi purtată pe partea inferioară (sub structura principală a fermei), de-a lungul mijlocului (fermei de trecere) și deasupra fermei (fermei de punte). Acest lucru face ca podul să fie atât versatil, cât și economic de construit.
19. Pod acoperit
Cel mai lung pod acoperit are o lungime de 1.282 de picioare | Podul Hartland din New Brunswick
Intervalul de deschidere: Scurt
Termenul “pod acoperit” se referă la un anumit tip de structură, nu la orice pod cu acoperiș. Este un pod cu grinzi din lemn care distribuie greutatea punții portante.
Acestea sunt acoperite pentru a proteja materialele din lemn de intemperii. Podurile din lemn neacoperite durează, de obicei, doar 20 de ani din cauza efectelor ploii și ale razelor solare. Atunci când sunt acoperite la exterior, durata lor de viață crește până la 100 de ani.
În prezent, în lume există aproape 1.600 de poduri acoperite (care sunt încă în uz). Cele mai multe dintre ele sunt construite pentru a traversa cursuri de apă și au o deschidere scurtă.
18. Pod cu arc
Un pod cu două arcuri de piatră (numit Meganebashi) în Japonia | Wikipedia
Intervalul de deschidere: Scurtă
Acestea au intrat în uz cu peste 30 de secole în urmă și au rămas populare până când revoluția industrială și știința materialelor au permis arhitecților să construiască poduri mai avansate și mai eficiente.
Partea inferioară a unui pod în arc arată foarte diferit față de alte tipuri de poduri. Toate podurile au o parte inferioară curbată, care arată ca și cum cineva ar fi tăiat un semicerc din partea inferioară a podului.
De fapt, designul curbat permite ca sarcina să se răspândească în loc să o împingă în direcția verticală descendentă. Sarcina se împrăștie până la suporturile de la fiecare capăt (cunoscute sub numele de piloni). Arcul și pilonii fac ca podul să fie suficient de puternic pentru a suporta sarcini grele.
17. Pod cu arc transversal
Al cincilea cel mai lung pod cu arc de oțel din lume | Bayonne Bridge | Wikimedia
Intervalul de deschidere: Lungă
Este cea mai comună formă de pod cu arc, al cărui vârf se ridică deasupra punții, iar baza rămâne sub sau la nivelul punții. Segmentul de mijloc al tablierului este susținut de arc prin bare de legătură sau cabluri de suspendare. Capetele podului sunt de obicei susținute de jos.
Podul Sydney Harbour Bridge (în Australia), podul Tyne Bridge (în nord-estul Angliei), podul Bayonne Bridge (în New York) sunt câteva exemple bine cunoscute de poduri cu arc trecător.
16. Podul Lunii
Podul centurii de jad din Beijing, China
Intervalul de deschidere: Scurt
Este un pod pietonal, al cărui arc semicircular completează un cerc de 360 de grade prin reflexia sa în apă și amintește de luna plină. Aceste structuri își au originea în cultura asiatică. Inițial, au fost construite în China și, ulterior, introduse în Japonia.
Podurile lunare sunt realizate în principal din piatră, lemn și metal. Deoarece sunt abrupte, au avantajul de a nu folosi spațiul de pe câmpurile adiacente. Este modalitatea perfectă de a permite traficul pietonal deasupra structurii și traficul de bărci dedesubt, fără a necesita o apropiere graduală pentru pod.
15. Pod mobil
Podul Tower Bridge din Londra
Interval de deschidere: Porțiune mobilă scurtă
După cum sugerează și numele, aceste poduri se deplasează pentru a permite trecerea bărcilor și a barjelor. Poate fi fie un pod cu ridicare verticală, un pod mobil, un pod oscilant (pod pivotant) sau un pod de transport.
Ele sunt acționate de motoare electrice, fie de pistoane hidraulice, fie de trolii de acționare, fie de angrenaje. Podurile mobile în întregime pot fi destul de lungi, dar lungimea părții mobile este, în general, limitată la câteva sute de metri din considerente tehnice și de costuri.
Dezavantajul major este că traficul rutier trebuie oprit atunci când podul este deschis pentru trecerea traficului pe calea navigabilă. De asemenea, necesită o întreținere considerabilă din cauza utilajelor grele și a elementelor mobile.
14. Podul cu panglică sub tensiune
Podul Leonel Viera | Primul pod cu panglici sub tensiune construit în Uruguay în 1965
Intervalul de deschidere: Mediu
Un pod cu panglică sub tensiune (numit și pod cu catenară) este o structură de tensiune. Are două sau mai multe cabluri de suspendare încorporate în tablier. Aceste cabluri urmăresc un arc catenar (o curbă formată de un fir care atârnă liber) între suporturi și asigură rigiditatea podului.
Structura este de obicei realizată din beton armat cu cabluri de întindere din oțel. Aceste poduri sunt structuri foarte estetice, economice și aproape fără întreținere.
13. Pod în spirală
Rampa în spirală a podului Nanpu din Shanghai, China | Credit imagine: Jakob Montrasio/Flickr
Intervalul de deschidere: Medie spre lungă
Un pod în spirală se înfășoară peste propriul drum și este util în terenuri abrupte. Structura se ridică pe o curbă constantă până când termină o buclă, trecând peste ea însăși pe măsură ce câștigă în înălțime, permițând vehiculelor să câștige înălțime pe o distanță orizontală relativ scurtă.
Este o alternativă mai bună la drumurile în zig-zag și evită necesitatea ca vehiculele să se oprească și să inverseze direcția în timp ce urcă/coboară. Forma structurii nu formează o spirală, ci un helix. Multe clădiri de parcări cu mai multe etaje prezintă un astfel de design.
12. Pod cu grinzi de tip box girder
Grindă trapezoidală deschisă din material compozit tip box girder în timpul construcției
Intervalul de deschidere: Medie și lungă
La aceste poduri, grinzile principale constau din grinzi în formă de cutie goală. Grinda cutie este realizată din oțel structural, beton precomprimat sau dintr-un compozit de beton armat și oțel.
Cutia are de obicei o secțiune transversală trapezoidală sau dreptunghiulară. Aceasta reduce grosimea plăcii, greutatea podului, precum și costurile de construcție, oferind în același timp o rezistență mai mare pe unitatea de suprafață de beton. Astfel de poduri sunt utilizate în principal pentru pasarelele de autostradă și pentru structurile moderne supraînălțate ale transportului feroviar ușor.
11. Pod segmentar
Construcția unui pod segmentar pe “Dallas High Five Interchange
Intervalul de deschidere: Lungă (peste 100 de metri)
Spre deosebire de tehnicile de construcție convenționale care construiesc structuri în secțiuni mari, podurile segmentare sunt construite în părți mici, numite segmente (se instalează câte o piesă pe rând).
Ele sunt realizate din părți de beton care fie sunt construite într-o altă locație și transportate la șantier, fie sunt construite integral la locația finală. Deși acest tip de proiectare este foarte economic pentru deschideri lungi, necesită utilaje de înaltă tehnologie și o mulțime de măsuri de siguranță în timpul construcției.
10. Viaduct
Viaductul Glenfinnan din Marea Britanie
Interval de deschidere: Lungă
Un viaduct este alcătuit dintr-o serie de travee mici între turnuri înalte. Scopul său este de a transporta un drum sau o cale ferată peste o vale sau o zonă umedă. Deși sunt mult mai eficiente din punct de vedere al costurilor decât podurile sau tunelurile cu deschideri mai mari, în general nu au spațiu liber vertical și orizontal pentru navele mari.
Cele care sunt construite peste apă se folosesc de arcuri succesive sau de insule. De obicei, acestea sunt îmbinate cu tuneluri sau alte tipuri de poduri pentru a traversa apele navigabile ca secțiuni de viaduct.
9. Pod în consolă
Podul Forth din estul Scoției
Intervalul de deschidere: Medie
Aceste poduri sunt construite cu ajutorul unor console, elemente structurale care se extind pe orizontală și sunt susținute la un singur capăt. În cazul podurilor mici, consolele pot fi simple grinzi. Cu toate acestea, pentru podurile cu consolă lungă, se folosesc grinzi-cutie (construite din beton precomprimat) sau ferme (construite din beton precomprimat).
Cantilerele sunt utile pentru a traversa o cale navigabilă fără a o împărți cu piloni de râu. Acestea sunt utilizate în principal pentru pietoni, autovehicule și trenuri.
Cel mai lung pod în consolă din lume este Pont de Québec. Acesta a fost construit în Lévis și Quebec, Canada, în 1917. Proiectul a eșuat de două ori și a avut nevoie de mai mult de trei decenii pentru a fi finalizat.
8. Pod suspendat
Podul Akashi Kaikyō din Japonia
Intervalul de deschidere: Medie spre lungă
În cazul podurilor suspendate, cablurile care susțin puntea sunt suspendate vertical (numite suspensii) de cablul principal. Acest cablu principal este ancorat la ambele capete ale podului, deoarece orice sarcină aplicată structurii se transformă într-o forță de întindere.
Construirea unui pod suspendat necesită mai puțin material și se pot obține deschideri mai mari în comparație cu alte tipuri de poduri. De asemenea, poate rezista mai bine la cutremure decât podurile mai grele și mai rigide.
7. Pod suspendat cu cabluri
Proiectarea unui pod suspendat (sus) și a unui pod cu cabluri (jos)
Interval de deschidere: Mediu
Podurile suspendate cu cabluri au fost utilizate pe scară largă încă din secolul al XIX-lea. Acestea constau din unul sau mai multe coloane (sau turnuri) cu cabluri care susțin direct tablierul podului. Coloanele absorb și se ocupă de forțele de compresiune.
Spre deosebire de podurile suspendate, aceste poduri au cabluri care merg direct de la turn la tablier, formând o serie de linii paralele sau un model în formă de evantai. Ele sunt optime pentru deschideri mai scurte decât podurile suspendate și mai lungi decât podurile în consolă. În acest interval, podul cu cabluri rămâne economic și pare elegant datorită adâncimii relativ mici a grinzii.
6. Pod de transport
Podul Transporter din Middlesbrough construit în 1911
Intervalul de deschidere: Scurt
Podurile transportoare transportă un segment de șosea peste un râu. Acestea au fost utilizate pentru a traversa râuri navigabile sau alte corpuri de apă, unde este necesar ca traficul naval să poată trece.
Este un tip de pod rar: mai puțin de 30 de structuri au fost construite până în prezent. Dintre acestea, doar douăsprezece poduri sunt folosite în prezent. Podul de transport din Middlesbrough, de exemplu, este o structură din oțel de 2.600 de tone construită peste râul Tees, în Anglia. Acesta oferă o deschidere de 570 de picioare pentru a găzdui navele cu vele.
5. Pod cu grinzi
Tablier de pod cu grinzi de tablă cu plăci multietajate pe piloni de beton
Intervalul de deschidere: Scurt până la mediu
După cum sugerează și numele, aceste poduri utilizează grinzi din oțel sau beton. Grinda este principalul suport orizontal al podului care susține grinzile mai mici de pe tablier. Cele mai multe grinzi au o secțiune transversală de grindă în I care conține două flanșe portante separate de o inimă stabilizatoare.
Podurile cu grinzi au parcurs un drum lung de la aplicațiile lor limitate pe distanțe scurte la forma funcțională rentabilă, devenind unul dintre cele mai utilizate tipuri de poduri din această epocă. Progresele în știința materialelor și în tehnicile de construcție continuă să promoveze utilizări mai răspândite ale acestor poduri în aplicații care erau de neconceput în urmă cu câteva decenii.
4. Pod extradosat
Podul Ganter din Elveția
Intervalul de deschidere: Mediu
Podul extradosat combină principalele elemente ale unui pod suspendat pe cabluri și ale unui pod cu grinzi casetate pretensionate. Utilizează piloni mai mici decât podul cu cabluri și o structură de grinzi/punte semnificativ mai subțire decât cea utilizată la podul cu grinzi.
Acestea sunt relativ scumpe și ineficiente din punct de vedere material. Aproape orice deschidere care ar putea fi construită de un pod extradosat ar putea fi traversată mai eficient (cu mai puțin material) cu un pod cu cabluri sau mai ieftin cu un pod cu grinzi continue. Cu toate acestea, ele sunt utilizate atunci când cerințele privind spațiul liber total de navigație, înălțimea sau estetica fac ca alternativele cu grinzi sau cu cabluri să fie mai puțin fezabile.
3. Podul cu grinzi
Podul cu trepied din Montana | Credit imagine: Wikimedia
Intervalul de deschidere: Scurt
Un pod cu trestie conține mai multe deschideri scurte susținute de cadre foarte apropiate. Trepiedul, care este folosit ca suport al podului, este un cadru rigid realizat fie din lemn, fie din fier.
Cablurile de fier și de lemn au fost utilizate pe scară largă în întreaga lume în secolul al XIX-lea. De fapt, podurile din lemn reprezentau cândva până la 3% din lungimea totală a unei căi ferate medii. Deși aceste poduri sunt în mare parte depășite, ele sunt încă de neprețuit pentru sistemele de infrastructură. De exemplu, cablurile din oțel sau din lemn sunt adesea construite în zone în care un pod umplut ar putea bloca potențialele ape de inundație.
Citește și: 15 cele mai înalte clădiri din lume
2. Podul cu cabluri de tip “Cantilever Spar Cable-Stayed Bridge
Podul Assut de l’Or din Spania
Intervalul de deschidere: Scurt spre mediu
Este o variantă modernă a podului suspendat pe cabluri. La astfel de poduri, distribuția forțelor nu depinde în întregime de acțiunea în consolă a lonjeroanelor (turnul de susținere). Distribuția greutății în lonjeron și unghiul de îndepărtare a lonjeronului față de pod joacă un rol semnificativ în reducerea forțelor de răsturnare aplicate fundației lonjeronului.
La unele poduri, lonjeronul este înclinat până la un unghi în care este contrabalansat de o coadă structurală. Multe proiecte prezintă un lonjeron posterior curbat pentru a susține greutatea punții.
1. Pod cu lonjeroane laterale cu cabluri
Esplanada Riel din Manitoba
Intervalul de deschidere: Mediu
Este un pod destul de neobișnuit, în care suportul de cabluri nu se întinde peste carosabil, ci este în consolă pe o parte. Traseele cablurilor sunt de obicei aliniate cu linia mediană a podului. Forțele sunt transmise prin stâlpii cablurilor (forțe de întindere), apoi în turn (forțe de compresiune) și apoi în fundație.
Citește și: 12 cele mai lungi poduri din lume
Astfel de poduri ar fi potrivite pentru regiunile în care drumul merge în direcția amonte, traversează un curs de apă și se întoarce pe partea cealaltă în sens descendent. Prin construirea unei porțiuni din curbă pe structură, virajul poate fi făcut mai ușor, permițând traficului să se deplaseze mai repede.
Întrebări frecvente
Care este cel mai eficient și mai rezistent tip de pod?
Prioritatea principală a oricărui proiect de construcție de poduri este ca structura să fie cât mai sigură și mai eficientă din punct de vedere al costurilor. Podurile cu grinzi sunt cele mai puternice și extrem de eficiente din punct de vedere al costurilor dintre toate modelele de poduri, deoarece au un raport ridicat rezistență-greutate.
Experimentele pe model arată că podul cu ferme Howe poate suporta sarcina maximă. Acesta conține coarde, verticale și diagonale: elementele verticale sunt în tensiune, în timp ce elementele diagonale sunt în compresie.
Care este cel mai slab tip de pod?
Rezistența unui pod depinde de mai mulți factori, cum ar fi materialele utilizate în structură și viteza de construcție, dar în ceea ce privește proiectarea, podurile cu grinzi au o distribuție mai neuniformă a greutății în comparație cu alte tipuri de poduri. Greutatea este presată direct în jos, spre orice suport de dedesubt, ceea ce face ca partea centrală a podului să fie cea mai slabă.
Care este cel mai scump pod construit vreodată?
Partea estică a emblematicului pod din Golful San Francisco-Oakland se deteriorase într-o asemenea măsură încât să fie înlocuit complet. Proiectul de înlocuire a costat peste 6,5 miliarde de dolari (de 260 de ori mai mult decât estimarea inițială de 250 de milioane de dolari), ceea ce îl face cel mai scump pod din lume.
Acest pod suspendat autoancorat traversează Golful San Francisco între insula Yerba Buena și Oakland. Pasajul de înlocuire, finalizat în 2013, are o lungime de 2,2 mile și se așteaptă să dureze cel puțin 15 decenii cu o întreținere adecvată.
Citește: Podul Manhattan: Fapte | Design | Istorie
Care este orașul cu cele mai multe poduri din lume?
Hamburg, al doilea oraș ca mărime din Germania, are cel mai mare număr de poduri din lume. Râul și canalele sale sunt traversate de aproape 2.500 de poduri, mai multe decât Veneția, Londra și Amsterdam la un loc.
Câte poduri are SUA?
În SUA există peste 600.000 de poduri. Aproximativ 45% dintre acestea se află sub jurisdicția financiară a guvernelor de stat, iar 38% sunt gestionate de autoritățile județene.
Potrivit raportului Statista, există aproape 54.600 de poduri rutiere în Texas, 27.000 în Ohio, 26.800 în Illinois și 25.800 în California.
