Jak fungují mosty

Obloukový most

Po více než 2 000 letech architektonického využití oblouk stále zaujímá významné místo v mostních konstrukcích, a to z dobrého důvodu: jeho půlkruhová konstrukce elegantně rozkládá tlak v celém svém tvaru a odvádí váhu na dvě opěry, součásti mostu, které přímo přebírají tlak.

Naproti tomu tahová síla je u obloukových mostů prakticky zanedbatelná. Přirozené zakřivení oblouku a jeho schopnost rozptýlit sílu směrem ven výrazně snižuje účinky tahu na spodní straně oblouku.

Ale stejně jako u nosníků a příhradových nosníků ani mocný oblouk nemůže věčně předbíhat fyziku. Čím větší je stupeň zakřivení (čím větší je půlkruh oblouku), tím větší jsou účinky tahu na spodní stranu mostu. Postavte dostatečně velký oblouk a tah nakonec předstihne přirozenou pevnost nosné konstrukce.

Přestože v konstrukci obloukových mostů existuje poměrně velká kosmetická rozmanitost, základní konstrukce se nemění. Existují například římské, barokní a renesanční oblouky, které jsou všechny architektonicky odlišné, ale konstrukčně stejné.

Je to právě oblouk, který dává svému stejnojmennému mostu pevnost. Oblouk z kamene vlastně ani nepotřebuje maltu. Staří Římané stavěli obloukové mosty a akvadukty, které stojí dodnes. Obtížná je však stavba oblouku, protože obě sbíhající se části konstrukce nemají žádnou strukturální integritu, dokud se nesetkají uprostřed. Proto je obvykle zapotřebí další lešení nebo podpůrné systémy.

Moderní materiály, jako je ocel a předpjatý beton, nám umožňují stavět mnohem větší oblouky než staří Římané. Moderní oblouky mají obvykle rozpětí od 200 do 800 stop (61 až 244 metrů), ale most New River Gorge v Západní Virginii měří úctyhodných 1 700 stop (518 metrů)

Závěsný most

Jak už název napovídá, závěsné mosty, jako například Golden Gate Bridge nebo Brooklynský most, zavěšují vozovku pomocí lan, provazů nebo řetězů na dvou vysokých věžích. Tyto věže nesou většinu hmotnosti, protože tlak tlačí na mostovku zavěšeného mostu a pak putuje vzhůru po lanech, provazech nebo řetězech, aby se tlak přenesl na věže. Věže pak odvádějí tlak přímo do země.

Nosná lana naopak přijímají tahové síly mostu. Tato lana vedou vodorovně mezi dvěma vzdálenými kotevními body. Kotvení mostu jsou v podstatě pevné skalní nebo masivní betonové bloky, ve kterých je most uzemněn. Tahová síla přechází do kotev a do země.

Na téměř všech visutých mostech se kromě kabelů nachází pod mostovkou nosný příhradový systém, který se nazývá mostovka. Ten pomáhá ztužit mostovku a snižuje tendenci vozovky ke kývání a vlnění.

Závěsné mosty mohou snadno překonávat vzdálenosti od 2 000 do 7 000 stop (610 až 2 134 metrů), což jim umožňuje překlenout vzdálenosti, které přesahují možnosti jiných konstrukcí mostů. Vzhledem ke složitosti jejich konstrukce a materiálům potřebným k jejich stavbě jsou však často také nejnákladnější variantou mostu.

Ne každý visutý most je však inženýrským zázrakem moderní oceli. Ve skutečnosti byly ty nejstarší vyrobeny ze stočené trávy. Když španělští conquistadoři v roce 1532 pronikli do Peru, objevili říši Inků propojenou stovkami visutých mostů, které dosahovaly rozpětí více než 46 metrů (150 stop) přes hluboké horské soutěsky. Evropa se naproti tomu dočkala prvního visutého mostu až o téměř 300 let později

Visuté mosty z kroucených travin samozřejmě nevydrží tak dlouho a vyžadují neustálou výměnu, aby bylo zajištěno bezpečné cestování přes propast. Dnes se zachoval pouze jeden takový most, který měří 90 stop (27 metrů) v Andách.

Lanový most

Lanový most může na první pohled vypadat jen jako varianta visutého mostu, ale nenechte se zmást jejich podobnými věžemi a visutými vozovkami. Lanové mosty se od svých visutých předchůdců liší tím, že nepotřebují kotvení ani dvě věže. Místo toho vedou lana od vozovky až k jediné věži, která sama nese váhu.

Věž lanového mostu je zodpovědná za pohlcování a zvládání tlakových sil. Kabely se k vozovce připevňují různými způsoby. Například v radiálním uspořádání se kabely táhnou z několika bodů na vozovce do jediného bodu na věži, podobně jako četné rybářské vlasce připevněné k jedinému sloupu. Při paralelním uspořádání se kabely připojují k vozovce i k věži v několika samostatných bodech.

První lanové mosty v Evropě postavili inženýři po skončení druhé světové války, ale základní konstrukce pochází ze 16. století a od chorvatského vynálezce Fausta Vrančiče. Vrančič, současník astronomů Tychona Brache a Johannese Keplera, vytvořil první známý náčrt lanového mostu ve své knize „Machinae Novae“.

Dnes jsou lanové mosty oblíbenou volbou, protože nabízejí všechny výhody visutých mostů, ale s nižšími náklady pro rozpětí 500 až 2 800 stop (152 až 853 metrů). Vyžadují méně ocelových lan, jejich stavba je rychlejší a obsahují více betonových prefabrikátů.

Ne všechny mosty však vyžadují velké množství oceli a betonu. Někdy stačí kořen či dva stromy.

.