Silta – määritelmä, tyypit, rakentaminen ja historia

Tutustu siltojen määritelmään, tyyppeihin, rakentamiseen ja historiaan — silloista kertova opas kivisilloista teräs- ja sotilassiltoihin nykyaikaan.

Silta on rakenne, jolla ylitetään avoin tila tai aukko. Siltoja käytetään useimmiten jokien, laaksojen tai teiden ylittämiseen. Nykyään useimmat suuret sillat on tehty kulkuneuvojen kuljettamiseen, mutta ihmiset ovat myös kävelleet siltojen yli tuhansien vuosien ajan. Valtateiden ylikulkusillat kulkevat tien yli toisen tien yli.

Sotilassillat ovat siirrettäviä, joten ne voidaan helposti siirtää sinne, missä niitä tarvitaan. Tämän vuoksi ne ovat paljon monimutkaisempia kuin useimmat siviilisillat.

Ensimmäiset keinotekoiset sillat tehtiin todennäköisesti leikatusta puusta tai kivistä. Jotkut kivisillat ovat kestäneet tuhansia vuosia. Viime vuosisatoina suuret sillat on tehty enimmäkseen teräksestä. Ne eivät kestä yhtä kauan. Monet sillat ovat huonokuntoisia.

Siltojen tyypit

• Palkkisillat (palkkisilta) – yksinkertaisin tyyppi, jossa kannen kantavat poikittaiset palkit (teräs-, betoni- tai puupalkit). Sopivat lyhyille ja keskipitkille jänteille.
• Kaarisillat – kuormitus siirtyy kaaren kautta perustuksiin. Kivikaarisillat ovat historiallisia ja kestäviä; teräs- tai betonikaaret mahdollistavat pidemmät jänteet.
• Riippu- ja jännesillat – riippusilloissa roikkuva kaapeli kannattelee kansirakennetta, jännesilloissa kaapelit kulkevat suoraan pylväiden ja kannen välillä. Nämä mahdollistavat hyvin pitkät jännevälit.
• Ristikkosillat (truss) – ristikkorakenteet jakavat kuormat moniin pienempiin jäseniin; käytetty paljon rautatie- ja teollisuussilloissa.
• Kääntö-, nostos- ja avattavat sillat – liikkuvat sillat (kääntyvä, nosto-, bascule-tyyppi) mahdollistavat laivaliikenteen kulun kanaaleissa ja joissa.
• Ponttonisillat (lautat) – kelluvia rakenteita, joissa kansi lepää ponttoneilla; käytetään tilapäisissä tai matalissa vesistöissä.
• Jalankulku- ja pyöräsillat – pienemmät erikoissillat, usein kevytrakenteisia, joskus maisemallisesti merkittäviä.
• Rautatie- ja maantiesillat – suunniteltu kestämään erilaisia kuormia; rautatiesillat vaativat yleensä pienemmät taipumat ja tiukemmat toleranssit.

Siltojen pääosat ja suunnittelun periaatteet

Silta koostuu tyypillisesti seuraavista osista: kansi (aer), kannattimet (palkit, kaaret, kaapelit), pilarit ja tukikivet (pylväät, pilarit), alueen päätytukien (abutment), sekä liitos- ja hallintalaitteet kuten laakerit ja liikuntasaumat. Suunnittelussa otetaan huomioon:

• Kuormat: oma paino (dead load), ajoneuvo- ja ihmisliikenteen aiheuttamat elävät kuormat (live load), tuuli-, lumi- ja mahdolliset seismiset kuormat.
• Materiaalin kestävyys ja väsymiskäyttäytyminen (fatigue)
• Lämpölaajeneminen ja liikuntasaumat
• Vedenvirtaus ja perustusten suojelu (pilarien huuhtoutumisen estäminen)
• Turvallisuus, saavutettavuus ja huollettavuus

Rakentaminen ja materiaalit

Siltojen rakentaminen alkaa sijaintitutkimuksilla, maaperä- ja vesitutkimuksilla sekä liikennetarveselvityksillä. Perustukset voivat olla paalutettuja, kartioperustuksia, tai uppokaivannon (kaivonkannat, cofferdam) avulla tehtyjä valettavia kaivo- tai pontoniperustuksia. Yleisiä materiaaleja ovat puu, kivi, rauta, teräs, raudoitettu betoni ja esijännitetty betoni.

Rakentamismenetelmiä ovat muun muassa:

• Muotti- ja tukirakenteet (falsework) – käytetään kaari- ja palkkisilloissa, kunnes rakenne kantaa itse.
• Siirtotekniikat ja liukuporaus (incremental launching) – kannen osia liu'utetaan pilarien yli.
• Prekastien elementtien käyttö – säästää työmaalla tehtävää työmäärää ja nopeuttaa rakentamista.
• Köysityö ja lankankehäsidonta – riippu- ja jännesiltojen rakentamisessa kaapelin asennus ja venytys ovat keskeisiä vaiheita.
• Vesirakentaminen – ponttonit ja kelluvat laitteet mahdollistavat pilarien asennuksen syviin vesiin.

Siltojen historia lyhyesti

Ihmiset ovat rakentaneet siltoja varhaisista ajoista lähtien. Ensimmäiset rakenteet olivat todennäköisesti yksinkertaisia puusahkoja tai kivihautoja. Antiikin roomalaiset kehittivät kivikaari- ja holvisillat, jotka ovat säilyneet paikoin tähän päivään asti. Keskiajalla puiset silta- ja tukirakenteet sekä kivikaaret olivat yleisiä.

1800-luvulla rautatien ja teollistumisen myötä rauta- ja myöhemmin terässillat kehittyivät nopeasti. 1900-luvulla raudoitettu betoni ja esijännitetty betoni muuttivat sillanrakennusta tarjoamalla uusia muotoja ja pidempiä jännevälejä. Toisen maailman sodan aikana kehitettiin nopeasti pystytettäviä sotilas- eli telttasiltoja, kuten tunnettu Bailey-silta, joka mahdollisti väliaikaiset ja nopeasti asennettavat ylitykset.

Myös tietokoneiden ja laskentaohjelmien käyttöönotto 1900-luvun loppupuolella on mahdollistanut monimutkaisempien ja kevyempien rakenteiden suunnittelun ja analysoinnin. Nykyään rakennetaan sekä teknisesti vaativia pitkiä jännevälejä että arkkitehtonisesti näyttäviä kaupunkisiltoja.

Kunnossapito, turvallisuus ja ympäristö

Siltojen elinkaaren pituus riippuu suunnittelusta, käytetyistä materiaaleista ja kunnossapidosta. Säännölliset tarkastukset, korroosionesto, maalaukset, saumojen vaihto ja rakenteelliset korjaukset ovat olennaisia siltojen turvallisuuden ylläpidossa. Monissa maissa siltoihin liittyvä infrastruktuuri on ikääntynyttä, mikä vaatii investointeja peruskorjauksiin tai uusien siltojen rakentamiseen.

Ympäristönäkökohdat, kuten vesieliöstön suojeleminen, maisemaan sopivuus ja meluntorjunta, ovat nykyään tärkeä osa sillan suunnittelua. Lisäksi pyritään minimoimaan rakentamisen aikaiset haittavaikutukset ja käyttämään kestäviä materiaaleja sekä energiatehokkaita rakennusmenetelmiä.

Merkitys ja kulttuuri

Sillat eivät ole pelkästään toiminnallisia rakenteita: ne voivat olla kaupunkikuvallisesti ja kulttuurisesti merkittäviä maamerkkejä. Tunnetut sillat toimivat usein symboleina, matkailukohteina ja arkkitehtonisina näyttämöinä.

Yhteenvetona: silta on monipuolinen rakenne, jonka suunnittelu ja rakentaminen yhdistävät teknistä osaamista, materiaali- ja ympäristötuntemusta sekä usein myös esteettisiä tavoitteita. Hyvin suunniteltu ja ylläpidetty silta palvelee turvallisesti ja tehokkaasti vuosikymmeniä tai jopa vuosisatoja.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on silta?

K: Mitä varten sillat useimmiten tehdään?

K: Mitä suurimmat sillat kuljettavat?

K: Mitä ovat moottoriteiden ylikulkusillat?

K: Mitä ovat sotilassillat?

K: Mistä ensimmäiset ihmisen rakentamat sillat todennäköisesti tehtiin?

K: Mistä useimmat suuret sillat on tehty viime vuosisatoina?

Hae kirjaimella