Wat kan beter wees?Pexels Sedert die Golden Gate-brug op 27 Mei 1937 vir verkeer oopgestel is, was dit 'n ikoniese simbool in die Amerikaanse landskap.
Teen 1870 het mense besef dat dit noodsaaklik is om 'n brug oor die Golden Gate-straat te bou om die stad San Francisco met Marin County te verbind. Dit was egter nog 'n halwe eeu voordat die struktuuringenieur Joseph Strauss sy brugvoorstel ingedien het. Die planne het ontwikkel en die finale projek is goedgekeur as 'n hangbrug wat uiteindelik geneem is meer as vier jaar te bou .
Toe die Golden Gate-brug opgaan, was dit die langste hangspan ter wêreld - kabels hou die ryvlak tussen twee torings op, sonder tussensteun. En die omgewing het 'n aantal inherente uitdagings gehad. Dit het ongeveer gekos US $ 37 miljoen op daardie stadium; die bou van dieselfde struktuur vandag sou ongeveer 'n miljard dollar kos. Hoe het die ontwerp dan die afgelope 80 jaar volgehou - en sou ons dinge anders doen as ons vandag van voor af begin? 
Skema van 'n hangbrug. Die rooi draende kabels dra kragte oor van die swart hangkabels na die blou torings en ankers.Gesprek
Langste hangbrug ter wêreld
Die Golden Gate-brug is 'n hangbrug, wat beteken dat dit afhanklik is van kabels en bretels onder spanning saam met torings onder druk om 'n lang afstand oor te steek sonder enige tussensteun. Die ryvlak dek aan vertikale bretels wat verbind word met die twee hoofkabels wat tussen die torings en die ankers aan die einde loop. Die bretels dra voertuigkragte en eie gewig oor na die steunkabels wat aan torings en op vaste grond geanker is. 
'N Eenvoudige geweefde hangbrug.Rutahsa Adventures
Die eerste brûe van hierdie tipe het waarskynlik twee kranse met buigsame toue verbind om 'n vallei of 'n rivier oor te steek. Honderde jare gelede is hierdie toue van plantvesel gemaak; yster kettings het later gekom. Die Brooklyn-brug in New York, wat in 1883 geopen is, was die eerste wat staalkabels gebruik, wat toe standaard geword het.
Die torings het waarskynlik as 'n eenvoudige rots aan weerskante van 'n vallei begin; uiteindelik het ingenieurs massiewe klip- of staalpale gebruik. Die Golden Gate-brug word byvoorbeeld ondersteun deur een grens aan elke kant en die twee torings wat oor fondamente in die seebodem geplaas word.
Die Golden Gate-brug se twee ondersteunende kabels is omtrent die enigste ding wat nog nie verander is sedert die brug in 1937 vir verkeer oopgestel is nie. Elke hoofkabel word gevorm deur 27 572 staaldrade met die geskatte dikte van 'n potlood. Konstruksiespanne het amper gehang 80.000 myl draadkabels van die een kant van die brug na die ander kant.
Dit is byna onmoontlik om 'n lang, dik kabel in een stuk te vervaardig sonder enige foute om hierdie werk te doen. En baie belangrik, as 'n enkele groot kabel die brug omhoog hou en daar iets met gebeur, sou daar 'n katastrofiese mislukking wees. Om op kleiner drade te vertrou, beteken dat enige mislukking stadiger sal wees, en dit sal tyd gee om die ramp af te lei.
Aangesien mense die eerste keer oor 'n brug in die baai van San Francisco begin nadink het, was daar groot kommer oor die vermoë van die struktuur om die sterk winde, onstuimige waters en moontlike aardbewingmagte van die plek te weerstaan. San Francisco is geleë op die kruising van twee aktiewe tektoniese plate - uiteraard wou niemand 'n aardbewing van die brug sien afneem wat tans ronddra nie 112 000 voertuie per dag .
Om hierdie probleem te vermy, het die bouers ook skokbrekers aan elke punt van die brug opgesit om die energie wat deur wind of seismiese kragte afkomstig is, op te neem. Hierdie spesiaal ontwerpte vibrasie-dempers is silinders met 'n diameter en gemaak van 'n loodkern wat deur rubber bedek is. Hulle word op strategiese plekke geplaas en absorbeer energie wat andersins die brug kan laat ineenstort.
Hou dit in 'n goeie toestand
Konvensionele wysheid dui daarop dat 'n infrastruktuurprojek kort na die inhuldiging daarvan gedoen word. Maar die behoud van die Golden Gate-brug in 'n tiptop-vorm vereis deurlopende streng onderhoud. Vir 80 jaar, toegewyde onderhoudspanne die brug versien het, die geverfde of gebreekte komponente oorverf en vervang waar nodig.
Hierdie werk moet volgens streng standaarde gedoen word. Byvoorbeeld, wanneer een van die duisende boute wat al die verskillende dele van die brug verbind, vervang moet word, word nie meer as twee gelyktydig uitgehaal om die brug teen sterk wind of aardbewings te beskerm nie.
Daar is ook strukturele instandhoudingskwessies. As gevolg van die tydsverloop en die voortdurende temperatuurveranderlikheid, verleng die kabels en die bretels of trek dit saam, en moet dit gereeld gekontroleer word. Hierdie tipe verstelling word 'tuning' genoem en is soortgelyk aan hoe 'n musikant 'n snaarinstrument op sy beste laat klink.
Wat sou verander as ons dit vandag sou bou?
As gevolg van groot onderhoudskoste , het sommige mense voorgestel om die Golden Gate-brug te konstrueer op 'n manier wat die lopende onderhouds- en bedryfsrekeninge sou beperk. As die politieke uitvoerbaarheid ter syde gestel word, hoe sou ingenieurs die brug ontwerp as hulle dit vandag van nuuts af sou bou?
Met verloop van tyd het navorsers ligter materiale ontwikkel. Die gebruik van veselversterkte polimere (FRP's) eerder as staal of beton is 'n manier om die gewig van 'n struktuur van hierdie omvang te verminder. Hierdie selfgewig is gewoonlik verantwoordelik vir die gebruik van tot 70 tot 80 persent van sy weerstand - dit is die maksimum lading wat dit kan dra voordat dit misluk. Deur dit te verminder, sal die brug se struktuur minder krag benodig, wat goedkoper en makliker opsies moontlik maak.
Ontwerpers het byvoorbeeld veselversterkte saamgestelde materiaal (FRP) in brûe soos die Market Street Bridge in Wes-Virginia begin gebruik. FRP gebruik 'n plastiese hars om glas- of koolstofvesels saam te bind wat die materiaal sterkte gee. Omdat hulle vier keer ligter is as beton, is die FRP's vyf tot ses keer sterker.
Waarskynlik sou die samestelling van die kabels die eerste mikpunt van 'n ontwerper vir verandering in 'n plaasvervanger Golden Gate Bridge wees. Die staal wat tans gebruik word, is korrosief, is vier keer swaarder as nuwer materiale en kan in moeilike vog- en temperatuuromgewings misluk - net soos dié wat dit op hierdie plek teëkom. Koolstofkabels is meer inert en word reeds regoor die wêreld gebruik. 
In 'n brug met kabelstutte verbind die kabels direk vanaf die dek na die torings.Gesprek
Hierdie ligter-as-staal-materiale kan ook gebruik word in ander elemente van die brug, soos die verkeersweg. Die gebruik van saamgestelde plastiekbedekkings kan die dek van die Golden Gate Bridge se eie gewig met 'n faktor van vyf verminder. Dit sou ingenieurs in staat stel om 'n kabelbrug eerder as 'n hangbrug te ontwerp en te konstrueer. Die voordeel daarvan is die vermoë om die bretels uit die weg te ruim; in 'n kabelbrug word kragte direk van die dek na die torings deur die kabels oorgedra. Die eerste brug op die snelweg met kabels met CFRP-kabels is die Stork Bridge in Switserland, wat in 1996 geopen is.
'N Kabelbrug kan 'n langer omvang hê as 'n hangbrug, dus kan die struktuur tussen die steun en die oewer eenvoudiger wees. Die bou van die torings nader aan die oewer, waar die waterbed vlak is, kan help om een van die grootste probleme te verlig toe die Golden Gate-brug die eerste keer gebou is: dit is baie moeilik en duur om aan die toringfondamente in diep water te werk. met sterk strome.
Die dempingstelsel kan ook met 'n nuwe ontwerp aangespreek word. Die hoofkerngebaseerde dempers wat in die konstruksie van die Golden Gate gebruik is, kan vervang word deur nuwer tegnologieë wat beter in staat is om wind-, verkeer- en seismiese kragte te weerstaan. Hierdie verbetering sou verseker dat 'n mislukking soos die aan die Tacoma Narrows Bridge voorkom word - wanneer die wind die sy sywaarts gewaai het, het dit gedraai en platgeval.
Met dit gesê, vaar die Golden Gate-brug steeds goed. Selfs met ander haalbare en goedkoper opsies is niemand besig om die Art Deco-ikoon en sy wêreldbekende internasionale oranje verfwerk realisties te vervang nie. Die Golden Gate-brug word noukeurig dopgehou om seker te maak dat dit nie sy spanninggrense oorskry nie weens verkeer, wind en seismiese vragte. Ons kan uitsien na nog 80 jaar van hierdie ingenieursmeesterstuk.
Hota GangaRao is 'n professor in Siviele en Omgewingsingenieurswese aan Wes-Virginia Universiteit en Maria Martinez de Lahidalga de Lorenzo is 'n Nagraadse Navorsingsassistent by Wes-Virginia Universiteit . Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek . Lees die oorspronklike artikel .
