Γέφυρα

Η γέφυρα είναι μία αρχιτεκτονική ή τεχνική κατασκευή με την οποία επιτυγχάνεται ζεύξη δύο ή περισσοτέρων σημείων υπεράνω μεσολαβούντος εμποδίου (φυσικού ή τεχνητού).

Ιστορία

Η γέφυρα του Αρκαδικού είναι μία από τις τέσσερις μυκηναϊκές γέφυρες που αποτελούν μέρος ενός παλαιού δικτύου δρόμων που προοριζόταν να φιλοξενήσει άρματα, ανάμεσα στο φρούριο της Τίρυνθας και την πόλη της Επιδαύρου στην Πελοπόννησο της νότιας Ελλάδας. Χρονολογείται στην Ελληνική Εποχή του Χαλκού (13ος αιώνας π.Χ.) και είναι μία από τις αρχαιότερες γέφυρες που σήμερα υπάρχουν και χρησιμοποιούνται. Στην Πελοπόννησο υπάρχουν πολλά άθικτα τοξωτά πέτρινα γεφύρια από την Ελληνιστική εποχή.
Οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές γέφυρας της αρχαιότητας ήταν οι αρχαίοι Ρωμαίοι. Οι Ρωμαίοι έχτισαν γερανογέφυρες. Μερικές σώζονται μέχρι και σήμερα.  Ένα παράδειγμα είναι η γέφυρα Alcántara, που χτίστηκε πάνω από τον ποταμό Τάγο, στην Ισπανία. Οι Ρωμαίοι χρησιμοποίησαν επίσης τσιμέντο, το οποίο μείωσε τη μεταβολή της αντοχής που βρέθηκε σε φυσική πέτρα. Ένας τύπος τσιμέντου, που ονομάζεται ποζολάννα, αποτελείται από νερό, ασβέστη, άμμο και ηφαιστειακό πέτρωμα. Γέφυρες από τούβλα και κονίαμα κατασκευάστηκαν μετά τη Ρωμαϊκή εποχή, καθώς η τεχνολογία για το τσιμέντο χάθηκε (και ξανανακαλύφθηκε ανακαλύφθηκε αργότερα).
Στην Ινδία, το έργο του Arthashastra από τον Kautilya αναφέρει την κατασκευή φραγμάτων και γεφυρών. Η γέφυρα Mauryan κοντά στο Girnar ερευνήθηκε από τον James Princep. Η γέφυρα ζάρωσε κατά τη διάρκεια μιας πλημμύρας και αργότερα επισκευάστηκε από τον Puspagupta, τον αρχιτέκτονα του αυτοκράτορα Chandragupta Ι. Η χρήση ισχυρότερων γεφυρών με τη χρήση πλεγμένης αλυσίδας από μπαμπού και σιδήρου ήταν ορατή στην Ινδία περίπου τον 4ο αιώνα. Ορισμένες γέφυρες, τόσο για στρατιωτικούς όσο και για εμπορικούς σκοπούς, κατασκευάστηκαν από τη διοίκηση του Mughal στην Ινδία.
Αν και μεγάλες κινέζικες γέφυρες ξύλινων κατασκευών υπήρχαν την εποχή των Αγωνιστικών Κρατών, η παλαιότερη σωζόμενη πέτρινη γέφυρα στην Κίνα είναι η Γέφυρα Zhaozhou, που χτίστηκε από το 595 έως το 605 μ.Χ. κατά τη διάρκεια της Δυναστείας Sui. Αυτή η γέφυρα είναι επίσης ιστορικά σημαντική καθώς είναι η παλαιότερη γέφυρα αψιδωτής πέτρινης αψίδας στον κόσμο. Οι ευρωπαϊκές τμηματικές γεφυροπλάστιγγες χρονολογούνται τουλάχιστον στην γέφυρα Alconétar (περίπου 2ος αιώνας μ.Χ.), ενώ η τεράστια ρωμαϊκή εποχή του Τραϊανάν Γέφυρα (105 μ.Χ.) χαρακτηριζόταν από ανοιχτές καμάρες με τμηματικές καμάρες σε ξύλινες κατασκευές.
Οι γέφυρες από σχοινί, ένας απλός τύπος γέφυρας ανάρτησης, χρησιμοποιήθηκαν από τον πολιτισμό της Ίνκας στα βουνά των Άνδεων της Νότιας Αμερικής, λίγο πριν από τον ευρωπαϊκό αποικισμό τον 16ο αιώνα.
Κατά τον 18ο αιώνα υπήρξαν πολλές καινοτομίες στο σχεδιασμό γεφυρών ξυλείας από τους Hans Ulrich Grubenmann, Johannes Grubenmann και άλλους. Το πρώτο βιβλίο για τη μηχανική γέφυρας γράφτηκε από τον Hubert Gautier το 1716.
Μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία της γέφυρας ήρθε με την ανέγερση της σιδερένιας γέφυρας στο Shropshire της Αγγλίας το 1779. Χρησιμοποίησε χυτοσίδηρο για πρώτη φορά ως τόξα για να διασχίσει τον ποταμό Severn.
Με τη Βιομηχανική Επανάσταση του 19ου αιώνα, αναπτύχθηκαν συστήματα από σφυρήλατο σίδηρο για μεγαλύτερες γέφυρες, αλλά ο σίδηρος δεν έχει την αντοχή σε εφελκυσμό για να υποστηρίξει μεγάλα φορτία. Με την έλευση του χάλυβα, η οποία έχει μεγάλη αντοχή εφελκυσμού, κατασκευάστηκαν πολύ μεγαλύτερες γέφυρες, πολλοί χρησιμοποιώντας τις ιδέες του Gustave Eiffel.
Το 1927 ο πρωτοπόρος συγκόλλησης Stefan Bryła σχεδίασε την πρώτη συγκολλημένη οδική γέφυρα στον κόσμο, τη γέφυρα Maurzyce η οποία αργότερα χτίστηκε κατά μήκος του ποταμού Słudwia στο Maurzyce κοντά στο Łowicz της Πολωνίας το 1929. Το 1995, η Αμερικανική Εταιρεία Συγκόλλησης παρουσίασε το βραβείο Historic Welded Structure τη γέφυρα προς την Πολωνία.

Γέφυρες με μεγάλα ανοίγματα (Κρεμαστές και Καλωδιωτές)

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, την οποία ή τον οποίο περνάει η γέφυρα, 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 πάνω από το κενό. Η γέφυρα μετακινείται κατά τμήματα 60 εκατοστών. Οι μηχανικοί ελέγχουν την κίνηση με μετρήσεις μέσω δορυφόρου (περιθώριο λάθους 5 χιλιοστά). Πολύ σημαντικός παράγοντας αποτελεί ο αέρας αφού όταν φυσάει με πάνω από 70 χλμ./ ώρα οι εργασίες σταματούν. Σημαντικές γέφυρες ανά το παγκόσμιο αποτελούν οι Ακάσι-Καϊκιό (κρεμαστή γέφυρα στην Ιαπωνία) και η γέφυρα του Μιγιό στην Γαλλία (καλωδιωτή γέφυρα στην Γαλλία, η ψηλότερη γέφυρα παγκόσμια). Το πιο ψηλό της σημείο φτάνει τα 1,125 πόδια, 343 μέτρα.

Κρεμαστές Γέφυρες

Σε αυτόν τον τύπο γέφυρας είναι τα καλώδια που σηκώνουν το βάρος του καταστρώματος κάθετα ως προς το κατάστρωμα. Γέφυρα αυτού του τύπου χρησιμοποιείται περισσότερο για τη διάβαση υδάτινων εμποδίων τα οποία διασχίζονται από πλοία. Η πιο γνωστή κρεμαστή γέφυρα αυτού του τύπου είναι η Γέφυρα της Χρυσής Πύλης στο Σαν Φρανσίσκο.

Καλωδιωτή Γέφυρα

Τα καλώδια σε αυτό τον τύπο γέφυρας είναι λοξά ως προς το 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 και 1000 μέτρων. Μια από τις πιο γνωστές αυτού του τύπου, 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 έτσι την Ρίο-Αντίρριο πολύ "μικρότερη" γέφυρα).

Γέφυρα σε δοκούς

Ο τύπος αυτός είναι ο πιο συνήθης για το λόγο ότι η κατασκευή είναι σχετικά απλή. Είναι πολύ διαδεδομένος στο σιδηροδρομικό δίκτυο της Ελλάδας.

Πλωτή γέφυρα

Οι γέφυρες αυτές είναι πολύ φτηνές και εύκολες στην κατασκευή τους, αν και δεν έχουν τη σταθερότητα άλλων τύπων γεφυρών. Χρησιμοποιούνται και από τον στρατό.

Αμφίβια γέφυρα

Γέφυρες αυτού του είδους, χωρίζουν συνήθως ποταμούς μικρού μεγέθους οι οποίες με την βοήθεια ανυψωτικών μηχανημάτων χωρίζουν με αποτέλεσμα να περάσουν τα πλοία από κάτω. Είναι οι πιο δαπανηρές ως προς την κατασκευή τους, ενώ χρειάζονται και προσωπικό για να λειτουργήσουν. Μοιάζουν ιδιαίτερα με τις καλωδιωτές, ενώ το μεγαλύτερό τους μέρος είναι χάλυβας.