Co mogło być lepiej?Pexels Odkąd most Golden Gate został otwarty dla ruchu 27 maja 1937 roku, jest kultowym symbolem amerykańskiego krajobrazu.
Do 1870 roku ludzie zdali sobie sprawę z konieczności zbudowania mostu nad cieśniną Golden Gate, aby połączyć miasto San Francisco z hrabstwem Marin. Jednak minęło kolejne pół wieku, zanim inżynier budownictwa Joseph Strauss przedstawił swoją propozycję mostu. Plany ewoluowały, a ostateczny projekt został zatwierdzony jako most wiszący, który ostatecznie zajął… ponad cztery lata na budowę .
Kiedy wznosił się most Golden Gate, był to najdłuższe podwieszane przęsło mostu na świecie – kable podtrzymują jezdnię między dwiema wieżami, bez podpór pośrednich. A sceneria miała wiele nieodłącznych wyzwań. Kosztowało około 37 mln USD wtedy; budowa tej samej konstrukcji dzisiaj kosztowałaby około miliarda dolarów. Jak więc projekt utrzymał się przez ostatnie 80 lat – i czy zrobilibyśmy to inaczej, gdybyśmy zaczynali dzisiaj od zera? 
Schemat mostu wiszącego. Czerwone liny nośne przenoszą siły z czarnych lin wiszących na niebieskie wieże i kotwice.Rozmowa
Najdłuższy most wiszący na świecie
Most Golden Gate jest mostem wiszącym, co oznacza, że opiera się na naprężonych linach i szelkach wraz ze ściskanymi wieżami, aby pokonywać duże odległości bez żadnych podpór pośrednich. Pokład jezdni zwisa z pionowych wsporników, które łączą się z dwoma głównymi linami biegnącymi między wieżami i kotwicami na końcu. Szelki przenoszą siły pojazdu i ciężar własny na liny nośne zakotwiczone na wieżach i na twardym podłożu. 
Prosty tkany most wiszący.Przygody Rutahsy
pierwsze tego typu mosty prawdopodobnie łączył dwa klify elastycznymi linami, aby przejść przez dolinę lub rzekę. Setki lat temu liny te były wykonane z włókien roślinnych; żelazne łańcuchy pojawiły się później. Most Brookliński w Nowym Jorku, otwarty w 1883 roku, był pierwszym, w którym zastosowano stalowe liny, które następnie stały się standardem.
Wieże prawdopodobnie zaczynały się jako prosta skała po obu stronach doliny; ostatecznie inżynierowie zastosowali masywne kamienne lub stalowe filary. Na przykład most Golden Gate jest wspierany przez jeden przyczółek na każdym końcu i dwie wieże, które są umieszczone nad fundamentami osadzonymi w dnie morza.
Dwie liny nośne mostu Golden Gate to jedyna rzecz, która nie została zmieniona od czasu otwarcia mostu dla ruchu w 1937 roku. Każdy główny lina składa się z 27 572 stalowych drutów o przybliżonej grubości ołówka. Ekipy budowlane wisiały prawie 80 000 mil kabli drucianych z jednej strony mostu na drugą.
Wyprodukowanie długiego, grubego kabla w jednym kawałku bez wad jest prawie niemożliwe. A co najważniejsze, gdyby jeden duży kabel podtrzymywał most i coś się z nim stało, doszłoby do katastrofalnej awarii. Poleganie na mniejszych przewodach oznacza, że każda awaria byłaby wolniejsza, pozostawiając czas na odwrócenie katastrofy.
Odkąd ludzie po raz pierwszy zaczęli zastanawiać się nad mostem w zatoce San Francisco, istniały ogromne obawy dotyczące zdolności konstrukcji do wytrzymania silnych wiatrów, wzburzonej wody i możliwych sił trzęsienia ziemi. San Francisco znajduje się na skrzyżowaniu dwóch aktywne płyty tektoniczne – oczywiście nikt nie chciał zobaczyć, jak trzęsienie ziemi zburzy most, który obecnie nosi 112 000 pojazdów dziennie .
Aby uniknąć tego problemu, budowniczowie umieścili również amortyzatory na każdym końcu mostu, aby pochłaniać energię pochodzącą z wiatru lub sił sejsmicznych. Te specjalnie zaprojektowane amortyzatory drgań to cylindry o średnicy metrowej wykonane z ołowianego rdzenia pokrytego gumą. Umieszczone w strategicznych miejscach pochłaniają energię, która w przeciwnym razie mogłaby spowodować zawalenie się mostu.
Utrzymywanie go w dobrej kondycji
Konwencjonalna wiedza sugeruje, że projekt infrastrukturalny jest realizowany wkrótce po jego inauguracji. Ale utrzymanie mostu Golden Gate w doskonałej formie wymaga ciągłej rygorystycznej konserwacji. Od 80 lat dedykowane ekipy konserwacyjne serwisował most, odmalowując i w razie potrzeby wymieniając skorodowane lub uszkodzone elementy.
Ta praca musi być wykonana zgodnie z wymagającymi standardami. Na przykład, gdy którykolwiek z tysięcy śrub łączących wszystkie elementy mostu wymaga wymiany, nie więcej niż dwie są wyjmowane jednocześnie, aby zabezpieczyć most przed silnymi wiatrami lub trzęsieniami ziemi.
Są też problemy z konserwacją strukturalną. Ze względu na upływ czasu i ciągłą zmienność temperatury liny i szelki wydłużają się lub kurczą i wymagają okresowej kontroli i ponownego napinania. Ten rodzaj regulacji jest określany jako strojenie i jest podobny do tego, w jaki sposób muzyk utrzymuje najlepszy dźwięk instrumentu strunowego.
Co by się zmieniło, gdybyśmy zbudowali go dzisiaj?
Ze względu na ogromne koszty utrzymania , niektórzy sugerowali odbudowę mostu Golden Gate w sposób, który ograniczyłby bieżące rachunki za konserwację i eksploatację. Pomijając polityczną wykonalność, w jaki sposób inżynierowie zaprojektowaliby most, gdyby mieli go dzisiaj zbudować od zera?
Z biegiem czasu naukowcy opracowali lżejsze materiały. Stosowanie polimerów wzmocnionych włóknem (FRP) zamiast stali lub betonu jest sposobem na zmniejszenie ciężaru konstrukcji tej wielkości. Ten ciężar własny jest zwykle odpowiedzialny za zużycie od 70 do 80 procent jego oporu – to maksymalne obciążenie, jakie może wytrzymać, zanim ulegnie awarii. Zmniejszając go, konstrukcja mostu wymagałaby mniejszej wytrzymałości, co pozwoliłoby na tańsze i łatwiejsze opcje.
Na przykład projektanci zaczęli używać materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem (FRP) w mostach, takich jak Market Street Bridge w Zachodniej Wirginii. FRP wykorzystuje plastikową żywicę do wiązania włókien szklanych lub węglowych, które nadają materiałowi wytrzymałość. Będąc cztery razy lżejsze od betonu, FRP są od pięciu do sześciu razy mocniejsze.
Prawdopodobnie pierwszym celem projektanta do zmiany w zastępczym mostku Golden Gate byłby skład kabli. Stosowana obecnie stal jest korozyjna, czterokrotnie cięższa niż nowsze materiały i może zawieść w trudnych warunkach wilgotności i temperatury – podobnie jak te, które spotyka się w tym miejscu. Kable węglowe są bardziej obojętne i są już używane na całym świecie. 
W mostku wantowym kable łączą się bezpośrednio z pokładu z wieżami.Rozmowa
Te lżejsze od stali materiały można by również wykorzystać w innych elementach mostu, takich jak jezdnia. Zastosowanie desek z kompozytu z tworzywa sztucznego może pięciokrotnie obniżyć ciężar własny mostu Golden Gate Bridge. Umożliwiłoby to inżynierom zaprojektowanie i zbudowanie mostu wantowego zamiast mostu wiszącego. Zaletą byłaby możliwość usunięcia szelek; w moście wantowym siły przenoszone są bezpośrednio z pokładu na wieże za pomocą lin. Pierwszym mostem wantowym na autostradzie z kablami CFRP jest szwajcarski most bocianowy, otwarty w 1996 roku.
Most wantowy może mieć większą rozpiętość niż most wiszący, więc jego konstrukcja między podporami a brzegiem może być prostsza. Również budowanie wież bliżej brzegu, gdzie dno wodne jest płytsze, pomogłoby złagodzić jeden z głównych problemów, kiedy most Golden Gate został zbudowany po raz pierwszy: praca na fundamentach wieży w głębokiej wodzie jest bardzo trudna i kosztowna z silnymi prądami.
System tłumienia można również rozwiązać za pomocą nowego projektu. Tłumiki oparte na rdzeniu ołowianym, które zostały użyte w konstrukcji Golden Gate, można by zastąpić nowszymi technologiami, które są bardziej odporne na wiatr, ruch uliczny i siły sejsmiczne. To ulepszenie zapewniłoby uniknięcie awarii, takiej jak ta na moście Tacoma Narrows – kiedy wiatr rozerwał most na boki, skręcił się i zawalił.
Biorąc to wszystko pod uwagę, most Golden Gate nadal ma się dobrze. Nawet w przypadku innych wykonalnych i tańszych opcji, nikt realistycznie nie pracuje nad zastąpieniem ikony Art Deco i jej światowej sławy międzynarodowej farby pomarańczowej. Most Golden Gate jest ściśle monitorowany, aby upewnić się, że nie przekracza limitów naprężeń z powodu ruchu, wiatru i obciążeń sejsmicznych. Możemy spodziewać się co najmniej kolejnych 80 lat tego arcydzieła inżynierii.
Hota GangaRao jest profesorem inżynierii lądowej i środowiskowej na Uniwersytet Zachodniej Wirginii i Maria Martinez de Lahidalga de Lorenzo jest asystentem ds. badań podyplomowych w Uniwersytet Zachodniej Wirginii . Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w dniu Rozmowa . Przeczytać oryginalny artykuł .
