1
ΣΧΟΛΕΙΟ:5 ο ΓυµνάσιοΜυτιλήνης ΟΝΟΜΑ: Ευαγγελία-Θεοδώρα Λάµπρου ΤΜΗΜΑ: Α2 ΣΧΟΛΙΚΟΕΤΟΣ: 2013-2014 ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: κ. ηµοσθένηςξενιτέλλης 2
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΜΕΛΕΤΗΣ Η κρεµαστή γέφυρα της κατασκευής µας αποτελείται από διάφορα υλικά, οι όχθες του ποταµού είναι από φελιζόλ, στο κατάστρωµατηςγέφυραςχρησιµοποιήσαµεκόντρα-πλακέ, ενώ για τα στηθαία χρησιµοποιήθηκαν κοµµάτια ξύλινα κατάλληλα λειασµένα και κατεργασµένα και τέλος αντί για συρµατόσκοινα σπάγκος.. 3
Η γέφυρα που φτιάξαμε με αυτές τις διαστάσεις και τα υλικά αποτελεί αντικείμενο σχολικής μελέτης και εργασία του μαθήματος της τεχνολογίας. Αν όμως η κλίμακα της ήταν 1:1000 (δηλαδή οι διαστάσεις της ήταν 1000 φορές μεγαλύτερες) και τα υλικά της κατασκευήςτηςήτανπραγματικάδομικά υλικά, τότε θα μπορούσε να ήταν μια πραγματική κρεμαστή γέφυρα, μήκους 500 μέτρων και η λειτουργία της θα ήταν πολύ χρήσιμη και απαραίτητη για την περιοχή και το κοινωνικό σύνολο. 4
5
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΓΑΛΑΙΟ 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΣΧΕΔΙΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΚΡΕΜΑΣΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΜΗΚΟΣΓΕΦΥΡΑΣ: 500mm ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΥΨΟΣ ΓΕΦΥΡΑΣ: 250mm ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΠΛΑΤΟΣ ΓΕΦΥΡΑΣ : 60mm 6
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ: ΜΕΛΕΤΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΝΟΤΗΤΩΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ 7
Αναγνωρίζουμε όλα τα υλικά και γράφουμε πάνω τους τα κεφαλαία γράμματα.(α,β, Γ, Δ.Ε) Πάνω στα δύο καδρονάκια διαστάσεων 10 x και μήκους 500 mm, κομμάτια (Β), μεταφέρουμε το σχέδιο και ανοίγουμε τις 12 τρύπες διαμέτρου Φ(με τρυπάνι Νο 3) στο καθ ένα. Λειαίνουμε καλά με γυαλόχαρτο, (πρέπει να λειάνουμε και τις τρύπες τους ώστε να βλέπουμε δια μέσου των). Αφούλειάνουμετοκόντραπλακέπάχους3mm, διαστάσεων: 500 x 50 mmκομμάτι(γ), κολλάμε στιςδύοπλευρέςτουμεξυλόκολλα, ταδύο (Β) στο(γ) ), σύμφωνατο σχέδιοτηςγέφυρας** Σε κάθε ξύλινο δίσκου(διαμέτρου Φ 40 mm) (Ζ) ανοίγουμε από μία τρύπα διαμέτρου Φ10 mmστοκέντροτου. Γιατηνεργασίααυτήχρησιμοποιούμετρυπάνισεβάση. 8
Κόβουμε τονκάθεξύλινοάξονα, διαμέτρουφ10 mmκαιμήκους500 mm, σταδύοκαιφτιάχνουμετατέσσερακομμάτια(δ), μήκους250 mm. Σφηνώνουμε και κολλάμε με ξυλόκολλα τα(δ) στις τρύπες των ξύλινων δίσκων, έτσι ώστε να σχηματιστούν οι τέσσερις κολώνες της γέφυρας. Πάνωσεκάθεκολώναβιδώνουμε απόμίαβίδαθηλιάστοπλάικαισε απόσταση6 mmαπότοπάνωμέροςκάθεκολόνας. Μπορούμεπρώτα, μεένατρυπάνιήσουβλί, νακάνουμεμίαμικρήτρύπαοδηγό. Η γέφυρα, θα συνδέει δύο όχθες. Τις όχθες τις φτιάχνουμε με φελιζόλ πάχους 25mm, διαστάσεων: 250 x 120 mm(ε). Απότοκομμάτιφελιζόλκόβουμε τέσσερα κομμάτια διαστάσεων 120 x. Κολλάμε με ξυλόκολλα, αυτά τα τέσσερα κομμάτια στις θέσεις τους στα άκρα του(α). ΠΡΟΣΟΧΗ ΔΕΝ χρησιμοποιούμεκόλλαπουλιώνειτοφελιζόλ. 9
Κολλάμε, με ξυλόκολλα, το κατάστρωμα της γέφυρας(γ), στην μέση της πάνω πλευράς των φελιζόλ. Μετά κολλάμε τις τέσσερις κολώνες στο(α) έτσι ώστε να εφάπτονται στο κατάστρωμα(γ) καινααπέχουναπόταάκρατουκατά125 mm. ΠΡΟΣΟΧΗ!Οι βίδες θηλιές των(δ), «βρεθούν» πάνω από τα διάτρητα(β) και αντικριστά ανά δύο. Τώρα μπορούμε να βάψουμε την κατασκευή μας. Επίσης μπορούμε να βάψουμε τηνβάση(α) μπλε, τιςόχθεςκαιταυπόλοιπακομμάτιαμεχρώματα που μας αρέσουν. 10
Κατόπιν κόβουμε το σπάγκο σε τέσσερα ίσα κομμάτια, δένουμε το ένα κομμάτι στην βίδαθηλιάμιαςκολώνας, καιστηνσυνέχεια τοπερνάμε τοαπότην1ητρύπαενός απότα(β). Τοπερνάμε απότητρύπατηςίδιαςβίδαςθηλιάςκαιμετάαπότην2η τρύπατουίδιου(β). Συνεχίζουμεμετονίδιοτρόπομέχριναπεραστείοσπόγγοςαπό τιςέξιτρύπεςενός(β). Στοτέλοςδένουμε τοκορδόνιστηνβίδαθηλιάκαικόβουμε με ένα ψαλίδι το κομμάτι που περισσεύει. ΠΡΟΣΟΧΗ!!!. ΔΕΝ τεντώνουμε πολύ το σπόγγο γιατίμπορείναανασηκωθείτοκατάστρωμα(γ). Μετονίδιοτρόποδένουμε καιτα υπόλοιπακομμάτιασπάγγουέτσιώστεναολοκληρωθείηκατασκευήμας. **Τοσχέδιοτηςγέφυραςβρίσκεταιστο κεφάλαιο2 τηςμελέτηςμας 11
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΚΡΕΜΑΣΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ Ταυλικάδόμησηςμέχριτον19οαιώναήτανξύλοκαιπέτρες. Οι γέφυρες στον 6 αιώνα π.χ. κατασκευάζονταν από ξύλο κυπαρισσιού και κέδρου. Την κατασκευή κυρτών γεφυρών κατείχαν οι Ρωμαίοι στα προχριστιανικά χρόνια και τα υλικά που χρησιμοποιούντανήτανφυσικοίλίθοικαισκυρόδεμα. Το 1779 κατασκευάστηκε η πρώτη γέφυρα από χυτοσίδηρο στην Αγγλία, πάνω από τον ποταμό Σέβερν (Severn) γνωστή και ωςironbridge. H επόμενηεξέλιξηήτανηαλυσόδετηκρεμαστήγέφυρα. Η πρώτη σημαντική γέφυρα αυτού του τύπου κατασκευάστηκε στηνουαλίατο1826: ηαπόστασητωνστηριγμάτωνήταν177 μ. καιτο συνολικό της μήκος 521 μ. Με την εξέλιξη του μπετόν δημιουργήθηκαν νέες δυνατότητες στην κατασκευή γεφυρών στις αρχές του 20ού αιώνα. 12
Οι πρώτες τεχνητές γέφυρες κατασκευάστηκαν από τον άνθρωπο με δύο τρόπους: α)με την τοποθέτηση μεγάλων, επίπεδων λίθων, πάνω από τις φυσικές ροές. β) με μεγάλους κορμούς δέντρων, που γεφύρωναν μικρά ρεύματα. Σχετικά σύντομα θα έγινε αντιληπτό ότι η τοποθέτηση δύο ή και περισσοτέρων κορμών δεμένων μεταξύ τους με σχοινιά έδινε μια πολύ πιο αποτελεσματική κατασκευή. Και οι δύο τρόποι παρείχαν ιδιαίτερα περιορισμένες δυνατότητες. 13
Οάνθρωποςτηςνεολιθικήςεποχήςπιστεύεταιότιτο4.000 π.χ. ήτανήδηώριμοςναμιμηθείταφυσικάτόξα. Έτσι, επεξεργάζεται μεγάλους λίθους και τους τοποθετεί σε μορφές τόξων. Πολύπιοπρόσφατα, απότιςαρχέςτου19 ου αιώνα, χρησιμοποιήθηκε στη γεφυροποιία και ο σίδηρος, αρχικά ως χυτοσίδηρος, αλλά πολύ πιο γρήγορα ως χάλυβας. Οι πολύ υψηλές αντοχές του χάλυβα επέτρεψαν, ήδη από το δεύτερομισότου19 ου αιώνα, τηνκατασκευήπολύμεγάλων γεφυρών. Σημαντικότερη επίδραση στη γεφυροποιία άσκησε η ανάπτυξη του σιδηροδρόμου. Είναι βέβαιο ότι η ανάπτυξη της γεφυροποιίας και του σιδηροδρόμου αλληλοστηρίχθηκαν και συμβάδισαν χρονικά. 14
Περίπουστοτέλοςτου19 ου αιώνακαιστιςαρχέςτου 20 ου ένανέουλικόχρησιμοποιήθηκε: τοοπλισμένο σκυρόδεμα. Το υλικό αυτό και η χρονικά παράλληλη εμφάνιση και ανάπτυξη του αυτοκινήτου έδωσαν νέες σημαντικές δυνατότητες κατασκευής γεφυρών. Όμως, οιβασικοίτύποιγεφυρώνδενάλλαξαν. Βέβαια η ποικιλία των νέων υλικών και οι εξαιρετικές δυνατότητες τους επέτρεψαν θαυμαστά επιτεύγματα, φθάνοντας σε γέφυρες με άνοιγμα μεγαλύτερο από 1 χιλιόμετρο. 15
Κρεμαστές και Καλωδιωτές γέφυρες Αποτελούνται από τρία κυρίως μέρη: πυλώνες που στηρίζουν το βάρος της, ένα κατάστρωμα που τοποθετείται πάνω στους πυλώνες και καλώδια που σηκώνουν το βάρος του καταστρώματος και είναι στερεωμένα πάνω στους πυλώνες και σε δυο αντίβαρα εκατέρωθεν της γέφυρας. Στις δύο πλευρές της κοιλάδας ή του ποταμού, τηνοποίαήτονοποίοπερνάειηγέφυρα, έχουν κατασκευαστεί δύο εργοστάσια. Εκεί οι εργάτες συναρμολογούν τα τμήματα του καταστρώματος(οδοστρώματος). Όταν ολοκληρώνουν ένα κομμάτι, οι μηχανές το σπρώχνουν προς την κοιλάδα. Έτσι το άκρο του καταστρώματος προχωρά σιγά σιγά πάνωαπότοκενό. Ηγέφυραμετακινείταικατάτμήματα60 εκατοστών. Οι μηχανικοί ελέγχουν την κίνηση με μετρήσεις μέσω δορυφόρου(περιθώριο λάθους 5 χιλιοστά). Όταν φυσάει με πάνω από 70 χλμ./ ώρα οι εργασίες σταματούν. Η καλωδιωτή γέφυρα αποτελείται από έναν οι περισσότερους στύλους οι οποίοι στηρίζουν με καλώδια το οδόστρωμα. Η ιδέα προέρχεται από τις κρεμαστές γέφυρες. 16
Τακαλώδιασεαυτότοντύπογέφυραςείναιλοξάωςπροςτο κατάστρωμα. Αυτές οι γέφυρες αποδείχτηκαν ιδανικές για μεγαλύτερες αποστάσεις, τόσο τεχνικά όσο και οικονομικά, αν και οι κρεμαστές είναι ιδανικότερες για ακόμα μεγαλύτερες αποστάσεις, εάν θεωρήσουμε ότι μία καλωδιωτή γέφυρα δεν αποτελείται από πολλαπλούς πυλώνες, καθιστώντας την τεχνικά ομάδα γεφυρών σε σειρά. Η απόσταση των πυλώνων είναι μεταξύ 200 και1000 μέτρων. Μιααπότιςπιογνωστέςαυτούτουτύπου, είναι η γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου, έχει 4 πυλώνες και η απόσταση μεταξύ των πυλώνων είναι 560 μέτρα, είναι η δεύτερη μεγαλύτερη γέφυρα αυτού του τύπου στο κόσμο. Ενώ συχνά το μήκος μιας γέφυρας τέτοιου τύπου αναφέρεται ότι είναι το σύνολο των καταστρωμάτων της(π.χ. στο Ρίο-Αντίρριο όπου υπάρχουν πολλαπλά), στην πραγματικότητα επιστημονικά κατά την στατική ανάλυση(και σε πολλές διεθνείς λίστες μεγαλύτερων γεφυρών), το ενεργό της μήκος θεωρείται μόνο το μεγαλύτερο από τα οδοστρώματα από ένα"κατάρτι" (κάνοντας έτσιτηνρίο-αντίρριοπολύ"μικρότερη" γέφυρα). 17
18
19
20
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΘΕΩΡΙΕΣ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΟ ΕΡΓΟ ΠΟΥ ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ-ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙΑΣ Στη μελέτη και κατασκευή μιας κρεμαστής γέφυρας βασικό ρόλο παίζουν: Η σταθερότητα του εδάφους, του βυθού της θάλασσας ή του ποταμού, η σεισμικότητα και οι καιρικές συνθήκες της περιοχής που θα κατασκευαστεί η κρεμαστή γέφυρα π.χ συχνοί κεραυνοί, ταχύτητα των ανέμων. Είναι μερικά στοιχεία βάσει των οποίων πρέπει να μελετηθεί και να σχεδιαστεί η κατασκευή μιας ασφαλούς και λειτουργικήςκρεμαστήςγέφυρας. 21
22
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΓΙΑ ΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ: Από τα πανάρχαια χρόνια η αποκατάσταση της συνέχειας μιας οδού πάνω από μια υδάτινη ροή αποτελούσε σημαντικό πρόβλημα. Πολλές φορές χρειάζοντανώρες, ήκαιμέρεςολόκληρεςγιανα ξεπεράσει κάποιος τα φυσικά εμπόδια και να φτάσει απότοένασημείοσεέναάλλο. Ηλογικήτης γεφύρωσης δυο σημείων διευκόλυνε πάντα τη διέλευση και σμίκρυνε κατά πολύ το χρόνο της. 23
Όσο περισσότερο εξελίσσεται στο πέρασμα των χρόνων η τεχνική και η κατασκευή γεφυρών τόσο μεγαλύτερα και δυσκολότερα ανοίγματα γεφυρώνονται. Βρίσκονται τρόποι ολοένα και πιο εφυείςγιαναυπάρξειζεύξηδυοσημείωνκαιοι άνθρωποι απολαμβάνουν την ευκολία που τους παρέχεται γιατί χρειάζονται σίγουρα λιγότερο χρόνο γιαναπεράσουναπότοένασημείοστοάλλοαλλάκαι λιγότεραχρήματα. ΣεόλατασημείατηςΓηςαπότο πιομικρόχωριόμέχριτηνπιομεγάληπόλη εκατομμύρια άνθρωποι απολαμβάνουν καθημερινά παρόμοια παραδείγματα από την κατασκευή γεφυρών και σίγουρα είναι ευγνώμονες για το μεγάλο αυτό επίτευγματηςτεχνολογίας. 24
25
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΗΣ ΚΡΕΜΑΣΤΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ 1 κομμάτιξύλουκόντραπλακέπάχους7mm, (Α) διαστάσεων: 500 x, γιατηνβάση της κατασκευής 1 κομμάτιξύλουκόντραπλακέπάχους3mm, (Γ) διαστάσεων: 500 x, γιατο οδόστρωμα(δρόμο) της γέφυρας 2 καδρονάκιαδιαστάσεων10 x καιμήκους500 mm, (Β) γιαταστηθαία(τοίχους στις δύο μεριές) του δρόμου. (Σε αυτά δένονται τα σχοινιά) 2 ξύλινουςάξονεςδιαμέτρουφκαιμήκους, γιατις4 κολώνες(δ) τηςγέφυρας. 4 ξύλινουςδίσκουςδιαμέτρουφ, γιατις4 βάσειςτωνκολωνών(ζ) τηςγέφυρας. 1 κομμάτιφελιζόλπάχους25mm, διαστάσεων: 250 x 120 mmγιατα4 κομμάτια (Ε) που αναπαριστούν το έδαφος. 4 βίδες θηλιές 15m σπάγκο 26
ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Λίμα Γυαλόχαρτο Επιτραπέζιο δράπανο Ηλεκτρική σέγα Μεγγένη Γωνία Χάρακας Σφυρί Πριόνι Πιστόλι σιλικόνης Πινέλο Ψαλίδι Πένσα Τρυπάνι 3mm. 27
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΓΕΦΥΡΑΣ ΥΛΙΚΑ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΤΙΜΗ ΜΟΝΑ ΑΣ 1 κομμάτιξύλουκόντραπλακέπάχους 7mm, (Α) διαστάσεων: 500 x, γιατηνβάσητης 1κομμάτι 0,8 0,8 κατασκευής 1 κομμάτιξύλουκόντραπλακέπάχους 3mm, (Γ) διαστάσεων: 500 x, γιατοοδόστρωμα 1κομμάτι 1,9 1,9 (δρόμο) τηςγέφυρας 2 καδρονάκιαδιαστάσεων 10 x καιμήκους 500 mm, (Β) για τα στηθαία (τοίχους στις δύο 2 κομμάτια 0,5 μεριές) τουδρόμου. (Σεαυτάδένονται τα 1 σχοινιά) 2 ξύλινουςάξονεςδιαμέτρουφκαιμήκους, για τις 4 κολώνες (Δ) της γέφυρας. 2 κομμάτια 0,7 1,4 ΜΕΡΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΥΛΙΚΟΥ 4 ξύλινουςδίσκουςδιαμέτρουφ, γιατις 4 βάσεις των κολωνών (Ζ) της γέφυρας. 4 κομμάτια 0,6 2,4 1 κομμάτιφελιζόλ πάχους 25mm, διαστάσεων: 250 x 120 mm για τα 4 κομμάτια (Ε) που 1 κομμάτι 0,4 0,4 αναπαριστούν το έδαφος. 4 βίδεςθηλιές 4 κομμάτια 0,2 0,8 15m σπάγκο 1 κομμάτι 1,1 1,1 Εργασία (ώρες) 9 ώρες 4 36 Σύνολο Κόστους 45,8 28
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΔΟΜΗ- Τόμος 6-Κρεμαστές γέφυρες-σελ.466 Τεχνολογική εγκυκλοπαίδεια-επιστημη-τόμος 4 σελ.732 Οι φωτογραφίες είναι από διάφορες σελίδες του διαδικτύου http://el.wikipedia.org/wiki/ http://www.gefyra.gr/?page_id=262 29
30
31
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ 32
33