โครงสร้างแบบ Howe

สะพานพาร์คส์แกป (Park's Gap Bridge) , เบิร์กลีย์เคาน์ตี้, เวสต์เวอร์จิเนีย
ช่วงระยะ	สั้นถึงปานกลาง
วัสดุ	ไม้เหล็กเหล็กกล้า​​
เคลื่อนย้ายได้	เลขที่
ความพยายามในการออกแบบ	ต่ำ
ต้องใช้โครงสร้างชั่วคราว	ใช่

สะพานโครงถักแบบฮาว ( Howe truss)เป็นสะพานโครงถักที่ประกอบด้วยคอร์ด เสาแนวตั้ง และเสาแนวทแยง โดยที่เสาแนวตั้งรับแรงดึง และเสาแนวทแยงรับแรงอัด โครงถักแบบฮาวถูกคิดค้นโดยวิลเลียม ฮาวในปี ค.ศ. 1840 และถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสะพานในช่วงกลางถึงปลายศตวรรษที่ 19

สะพานที่เก่าแก่ที่สุดในอเมริกาเหนือสร้างจากไม้ ซึ่งมีอยู่มากมายและราคาถูกกว่าหินหรืออิฐ สะพานไม้ในยุคแรกๆ มักใช้ โครงสร้างแบบ Towne lattice trussหรือBurr trussสะพานในยุคหลังบางแห่งใช้โครงสร้างแบบ McCallum truss (ซึ่งเป็นการดัดแปลงจาก Burr truss) ประมาณปี 1840 ได้มีการเพิ่มเหล็กเส้นเข้าไปในสะพานไม้ โครงสร้าง แบบ Pratt trussใช้ชิ้นส่วนไม้แนวตั้งรับแรงอัดร่วมกับเหล็กค้ำยันแนวทแยง โครงสร้างแบบ Howe truss ใช้เหล็กเส้นแนวตั้งรับแรงดึงร่วมกับไม้ค้ำยันแนวทแยง โครงสร้างทั้งสองแบบใช้เหล็กค้ำยันแบบเคาน์เตอร์ค้ำยัน ซึ่งกำลังกลายเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากรถไฟบรรทุกหนักเริ่มใช้สะพาน^{[ 1 ]}

ในปี ค.ศ. 1830 Stephen Harriman Longได้รับสิทธิบัตรสำหรับสะพานโครงถักไม้แบบขนานทั้งหมด สะพานของ Long ประกอบด้วยค้ำยันแนวทแยงซึ่งรับแรงดึงล่วงหน้าด้วยลิ่ม โครงถักของ Long ไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อระหว่างแนวทแยงกับโครงถัก และสามารถคงอยู่ในสภาวะรับแรงอัดได้แม้ว่าไม้จะหดตัวลงบ้างก็ตาม^{[ 2 ]}

วิลเลียม โฮว์เป็นผู้รับเหมาก่อสร้างในรัฐแมสซาชูเซตส์เมื่อเขาจดสิทธิบัตรการออกแบบโครงสร้างแบบโฮว์ทรัสในปี พ.ศ. 2483 ^{[ 3 ]}ในปีเดียวกันนั้น เขาได้ก่อตั้งบริษัท Howe Bridge Works เพื่อสร้างสะพานโดยใช้การออกแบบของเขา^{[ 4 ]}โครงสร้างแบบโฮว์ทรัสแรกเป็นสะพานเลนเดียว ยาว 75 ฟุต (23 เมตร) ในรัฐคอนเนตทิคัต ซึ่งเป็นสะพานสำหรับถนน^{[ 1 ]} สะพาน ที่สองเป็นสะพานรถไฟข้ามแม่น้ำคอนเนตทิคั ต ในเมืองสปริงฟิลด์ รัฐแมสซาชูเซตส์สะพานนี้ซึ่งได้รับคำชมและความสนใจอย่างกว้างขวาง^{[ 3 ]}มีเจ็ดช่วงและยาว 180 ฟุต (55 เมตร) ^{[ 1 ]}สะพานทั้งสองแห่งสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2483 ^{[ 3 ] [ 1 ]}อมาซา สโตนหนึ่งในคนงานของโฮว์ซื้อสิทธิ์ในการออกแบบสะพานที่จดสิทธิบัตรของโฮว์ ในราคา 40,000 ดอลลาร์ ^{[ 5 ] (1,290,000 ดอลลาร์ในปี พ.ศ. 2568) ในปี พ.ศ. 2485 ด้วยการสนับสนุนทางการเงินจากอาซาเรียห์ บูดี สโตนได้ก่อตั้งบริษัทสร้างสะพานชื่อ บูดี สโตน แอนด์ โค [ 6 ]}ซึ่งได้สร้างสะพานโครงสร้างแบบโฮว์จำนวนมากทั่วภูมิภาคนิวอิงแลนด์^{[ 5 ]}โฮว์ได้ทำการปรับปรุงสะพานของเขาเพิ่มเติม และจดสิทธิบัตรการออกแบบโครงสร้างแบบโฮว์ที่สองในปี พ.ศ. 2489 ^{[ 7 ]}

สะพานโครงสร้างแบบ Howe ประกอบด้วยคอร์ด บนและคอร์ดล่าง [ ^{a ]}โดยแต่ละคอร์ดประกอบด้วยคานขนานสองคาน และแต่ละคอร์ดขนานกัน ส่วนเว็บ^{[ b ]}ประกอบด้วยเสาแนวตั้ง คานค้ำยัน และคานค้ำยันเสริม เสาแนวตั้งเชื่อมต่อคอร์ดบนและคอร์ดล่างเข้าด้วยกัน และสร้าง^เป็นแผงคานค้ำยันแนวทแยงในแต่ละแผงช่วยเสริมความแข็งแรงของสะพาน และคานค้ำยันเสริมแนวทแยงในแต่ละแผงช่วยเสริมความแข็งแรงนี้^{[ 10 ]}สะพานโครงสร้างแบบ Howe อาจทำจากไม้ทั้งหมด ผสมไม้และเหล็ก หรือทำจากเหล็กทั้งหมด^{[ 11 ]}ไม่ว่าจะใช้การออกแบบแบบใด ไม้ที่ใช้ควรมีปลายเหลี่ยมโดยไม่มีเดือยและร่อง [ ^{12 ] การ}ออกแบบโครงสร้างแบบ Howe ที่ทำจากโลหะทั้งหมดเป็นไปตามแบบโครงสร้างไม้^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้ว คานขนานในแต่ละคอร์ดจะสร้างขึ้นจากคานขนาดเล็ก โดยคานขนาดเล็กแต่ละอันจะยึดติดกันเพื่อสร้างคานต่อเนื่อง^{[ 13 ]}ในโครงสร้าง Howe ที่ทำจากไม้ คานเรียวเหล่านี้มักจะมีความกว้างไม่เกิน 10 ถึง 15 นิ้ว (250 ถึง 380 มม.) และลึก 6 ถึง 8 นิ้ว (150 ถึง 200 มม.) ^{[ 1 ]}ในโครงสร้างเหล็ก คานคอร์ดด้านบนมีความยาวเท่ากับแผง คานคอร์ดด้านบนมักทำจากเหล็กหล่อในขณะที่คานคอร์ดด้านล่างทำจากเหล็กดัด [ ^{1 ] จะ}ใช้คานขนาดเล็กอย่างน้อยสามอัน^{[ 14 ]}แต่ละอันมีความกว้างและความลึกที่สม่ำเสมอ^{[ 13 ]} โดยทั่วไปจะใช้ แผ่นเหล็กยึดเพื่อต่อคานเข้าด้วยกัน^{[ 14 ]} (คานคอร์ดล่างอาจมีรูที่ปลายแต่ละด้าน ซึ่งในกรณีนี้จะยึดเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียวหมุดหรือหมุดย้ำ ) ^{[ 1 ]}ในโครงถักไม้ จะใช้ สลักและสลักเกลียวเหล็กทุกๆ 4 ฟุต (1.2 ม.) เพื่อเชื่อมต่อคานของคอร์ดบนเข้าด้วยกัน^{[ 1 ] [ c ]}ในคอร์ดล่างของสะพานไม้ จะใช้ แคลมป์เพื่อเชื่อมต่อคานเข้าด้วยกัน^{[ 1 ]}

แม้ว่าโดยทั่วไปจะมีความยาวเท่ากัน^{[ 12 ]}คานจะถูกจัดวางเพื่อให้จุดต่อ (จุดที่ปลายคานสองอันมาบรรจบกัน) อยู่ใกล้จุดที่แผงสองแผงมาบรรจบกัน^{[ 14 ]}แต่ไม่อยู่ติดกับจุดต่อในคานคู่ที่อยู่ติดกัน^{[ 13 ] [ 14 ]}

คานขนาดเล็กแต่ละชิ้นที่ประกอบกันเป็นแนวขนานในคอร์ดจะถูกแยกออกจากกันตามด้านยาวด้วยช่องว่างที่เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของเสาแนวตั้ง^{[ 13 ]}โดยปกติประมาณ 1 นิ้ว (25 มม.) ^{[ 1 ]}ซึ่งทำให้เสาแนวตั้งสามารถผ่านแนวขนานในคอร์ดได้^{[ 13 ]}แผ่นไม้ระแนง^{[ d ]}จะถูกวางในแนวทแยงระหว่างชิ้นส่วนของคอร์ด และตอกตะปูยึดไว้เพื่อลดการโค้งงอและทำหน้าที่เป็นแผ่นรองเพื่อระบายอากาศระหว่างชิ้นส่วนของคอร์ด^{[ 16 ]}

ส่วนกลางของคอร์ดล่างจะได้รับการเสริมแรงด้วยคานอย่างน้อยหนึ่งชิ้นที่ยึดด้วยสลักเข้ากับคอร์ด การเสริมแรงนี้โดยทั่วไปจะมีขนาดหนึ่งในหกของความกว้างของหน้าตัดของคอร์ดล่าง^{[ 17 ]}หากคอร์ดไม้ต้องการการเสริมแรงเพิ่มเติม อาจมีการยึดคานเรียวเล็กเพิ่มเติมเข้ากับส่วนกลางของแต่ละด้านของคอร์ดล่างด้วยสลัก^{[ 12 ]}เมื่อการก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ คอร์ดบนของสะพานโครงสร้างแบบ Howe จะอยู่ในสภาวะรับแรงอัดในขณะที่คอร์ดล่างอยู่ในสภาวะรับแรงดึง^{[ 13 ]}

เสาแนวตั้งเชื่อมต่อคอร์ดบนและล่าง และแบ่งโครงถักออกเป็นแผง^{[ 13 ]}โครงถัก Howe มักใช้เสาแนวตั้งที่ทำจากเหล็กหรือเหล็กกล้า^{[ 18 ]}เสาเหล่านี้มีลักษณะตรงและกลม^{[ 1 ]}มีเส้นรอบวงลดลงเล็กน้อยที่ปลาย และมีเกลียวสกรูเพิ่มเข้ามา^{[ 18 ]}โดยปกติเสาแนวตั้งจะผ่านตรงกลางของบล็อกมุม^{[ 1 ]}แล้วผ่านช่องว่างที่เหลืออยู่ในคอร์ดบนและล่าง^{[ 14 ]}ใช้น็อตเพื่อยึดเสาแนวตั้งเข้ากับคอร์ด ใช้แผ่นหรือแหวนรอง พิเศษ ที่ทำจากไม้หรือโลหะเพื่อช่วยกระจายแรงเค้นที่เกิดจากเสาแนวตั้งไปยังคอร์ด^{[ 18 ] [ 1 ] [ e ]}เสาแนวตั้งอยู่ในสภาวะดึง^{[ 13 ]}ซึ่งเกิดจากการขันน็อตบนแท่งแนวตั้งให้แน่น^{[ 19 ]}

ค้ำยันเป็นคานแนวทแยงที่เชื่อมต่อด้านล่างของเสาแนวตั้งกับด้านบนของเสาแนวตั้งถัดไป^{[ 13 ]}โดยจะวางอยู่ในระนาบเดียวกับคอร์ด^{[ 14 ]}แตกต่างจากค้ำยันเหล็กหรือเหล็กกล้าที่ประกอบขึ้น ค้ำยันไม้จะถูกตัดตามความยาว^{[ 1 ]}ในกรณีที่ส่วนขนานในคอร์ดมีความหนาเท่ากับxจำนวนคาน ค้ำยันแต่ละอันควรมีความหนาเท่ากับx – 1 คาน^{[ 13 ] [ f ]}อัตราส่วนความลึกต่อความกว้างของแต่ละส่วนของค้ำยันแนวทแยงไม่ควรมากกว่าอัตราส่วนของค้ำยันทั้งหมด^{[ 16 ]}ค้ำยันอาจเป็นชิ้นเดียวหรือหลายชิ้นที่ต่อกันด้วยแผ่นเหล็กยึด^{[ 14 ]}ค้ำยันอยู่ในสภาวะรับแรงอัด^{[ 13 ]}เนื่องจากการขันน็อตบนเสาแนวตั้งให้แน่น^{[ 19 ] [ 2 ]}

คานค้ำยันแนวทแยงเป็นคานที่เชื่อมต่อส่วนล่างของเสาแนวตั้งกับส่วนบนของเสาแนวตั้งถัดไป และวิ่งตั้งฉากกับคานค้ำยันโดยประมาณ^{[ 13 ]}คานค้ำยันแนวทแยงจะอยู่ในระนาบเดียวกับคอร์ด^{[ 14 ]}โดยทั่วไปจะมีขนาดสม่ำเสมอ^{[ 17 ]}และควรมีความหนาน้อยกว่าคานค้ำยันหนึ่งคาน^{[ 13 ]}ต่างจากคานค้ำยัน คานค้ำยันแนวทแยงเป็นชิ้นเดียว^{[ 14 ]}โดยทั่วไปแล้ว สะพานที่มีแผงหกแผงหรือน้อยกว่า (ยาวประมาณ 75 ฟุต (23 ม.)) ไม่จำเป็นต้องมีคานค้ำยันแนวทแยง โครงสร้างแบบแปดแผงต้องมีคานค้ำยันแนวทแยงในทุกแผงยกเว้นแผงปลาย และคานค้ำยันเหล่านี้ควรมีความแข็งแรงอย่างน้อยหนึ่งในสี่ของคานค้ำยัน โครงสร้างแบบสิบแผงต้องมีคานค้ำยันแนวทแยงในทุกแผงยกเว้นแผงปลาย และคานค้ำยันเหล่านี้ควรมีความแข็งแรงอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของคานค้ำยัน สะพานโครงสร้างแบบ Howe สามารถเสริมความแข็งแรงเพื่อให้ได้ อัตราส่วน น้ำหนักบรรทุกจรต่อน้ำหนักบรรทุก คง ที่ที่ 2 ต่อ 1 หากอัตราส่วนนี้เป็น 2 ต่อ 1 หรือมากกว่า โครงสร้างแบบหกแผงจะต้องมีคานค้ำยัน และคานค้ำยันเหล่านี้จะต้องมีความแข็งแรงอย่างน้อยหนึ่งในสามของคานค้ำยัน คานค้ำยันในโครงสร้างแบบแปดแผงจะต้องมีความแข็งแรงอย่างน้อยสองในสามของคานค้ำยัน และคานค้ำยันในโครงสร้างแบบสิบแผงจะต้องมีความแข็งแรงอย่างน้อยเท่ากับคานค้ำยัน^{[ 12 ]}หากคาดว่าจะมีน้ำหนักบรรทุกจรเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในอัตราส่วนใดๆ บนโครงสร้างแบบ Howe คานค้ำยันที่ใช้ในแผงตรงกลางควรมีความแข็งแรงเท่ากับคานค้ำยัน และแผงถัดจากแผงปลายควรมีคานค้ำยันที่มีความแข็งแรงอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของคานค้ำยัน^{[ 17 ]}

บริเวณที่ค้ำยันแนวทแยงและค้ำยันแนวรับมาบรรจบกัน มักจะยึดเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียว^{[ 14 ]}

ค้ำยันและค้ำยันเสริมยึดอยู่กับที่ด้วยบล็อกมุม^{[ 13 ]}บล็อกมุมมีหน้าตัดเป็นรูปสามเหลี่ยม^{[ 13 ]}และควรมีความสูง^{[ 13 ]}และความกว้างเท่ากับเส้นขนานของคอร์ด^{[ 1 ]}บล็อกมุมอาจทำจากไม้หรือเหล็ก^{[ 13 ]}แม้ว่าโดยทั่วไปจะใช้เหล็กสำหรับโครงสร้างถาวร^{[ 12 ]}บล็อกมุมจะติดคว่ำกับคอร์ดด้านบน และติดตั้งตรงกับคอร์ดด้านล่าง^{[ 1 ]}บล็อกมุมมีหูยึด ซึ่ง เป็นปีก หรือส่วนที่ยื่นออกมาใช้สำหรับบรรทุก วาง หรือรองรับสิ่งของ^{[ 15 ]}ปลายของค้ำยันและค้ำยันเสริมควรตัดหรือหล่อให้วางแนบสนิทกับบล็อกมุม^{[ 10 ] [ 1 ]}หูยึดด้านบนอาจเป็นหน้าแปลนเดี่ยวที่พอดีกับร่องที่ตัดลงบนพื้นผิวของแนวทแยง^{[ 1 ]}หรืออาจมีหูยึดสองถึงสี่อันซึ่งก่อให้เกิดช่องเปิดที่ยึดค้ำยันและค้ำยันเสริมไว้ ค้ำยันจะถูกยึดไว้โดยการขันน็อตบนเสาแนวตั้งให้แน่น^{[ 12 ]} สามารถตอก ตะปูยึดไม้ค้ำยันเข้ากับบล็อกมุมไม้เพื่อช่วยยึดค้ำยันและค้ำยันเสริมไว้ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง อาจเจาะรูในหูยึดและค้ำยัน/ค้ำยันเสริม แล้ว เสียบ เดือยเพื่อยึดคานไว้^{[ 12 ] [ g ]}บล็อกมุมเหล็กควรมีรูหล่อในหูยึดด้านบนเพื่อให้สลักเกลียวสามารถผ่านหูยึดและค้ำยัน/ค้ำยันเสริม ยึดค้ำยันไว้กับที่^{[ 14 ]}หูยึดด้านล่างในบล็อกมุมก็มีรูหล่อเช่นกัน เพื่อให้สามารถยึดบล็อกมุมเข้ากับคอร์ดด้วยสลักเกลียว^{[ 14 ]}เจาะรูสองรูขึ้นไปตรงกลางบล็อกมุม เพื่อให้เสาแนวตั้งผ่านเข้าไปยึดที่อีกด้านหนึ่งของคอร์ด^{[ 1 ]}

แผงปลายคือแผงทั้งสี่แผงที่อยู่ด้านข้างของปลายสะพานโครงสร้างแบบ Howe แผงเหล่านี้ควรมีความสูงเท่ากับคอร์ด แต่ไม่สูงกว่า^{[ 12 ]}คอร์ดด้านบนจะไม่ยื่นเลยประตู^{[ 17 ]} (ช่องว่างที่เกิดจากเสาแนวตั้งสี่ต้นสุดท้ายที่ปลายสะพานแต่ละด้าน) ^{[ 20 ]}แผงปลายต้องการเพียงคานค้ำยันที่เชื่อมต่อจากด้านบนของเสาแนวตั้งต้นสุดท้ายไปยังปลายคอร์ดด้านล่าง^{[ 17 ]}

คานค้ำยันใช้สำหรับเชื่อมต่อแนวขนานสองแนวของคอร์ดเพื่อป้องกันการโค้งงอในแนวด้านข้างและลดการสั่นสะเทือน คานเฉียงสองอันเชื่อมต่อกับด้านบนของเสาแนวตั้ง โดยคานเฉียงอันหนึ่งควรเป็นชิ้นเดียว ในขณะที่อีกอันหนึ่งถูกประกอบเข้ากับชิ้นแรกหรือทำจากสองชิ้นที่เชื่อมต่อกัน^{[ 21 ]}คานค้ำยันรูปตัว X ^{[ h ]}ซึ่งมักทำจากแท่งโลหะบางๆ ที่มีปลายเกลียว จะถูกติดตั้งระหว่างเสาแนวตั้งเพื่อช่วยลดการแกว่ง^{[ 14 ]}คานค้ำยันรูปเข่า^{[ i ]}ซึ่งมักเป็นแท่งแบนที่มีห่วงที่ปลายทั้งสองข้าง ใช้สำหรับเชื่อมต่อคานค้ำยันอันสุดท้ายและเสาแนวตั้งอันสุดท้ายที่ปลายทั้งสองข้างของสะพาน^{[ 14 ]}

แผงแต่ละแผงอาจผลิตสำเร็จรูปนอกสถานที่^{[ 11 ]}เมื่อแผงเชื่อมต่อกันที่ไซต์งาน จะใช้แผ่นรองเพื่ออุดช่องว่างและยึดด้วยสลักเกลียว^{[ 16 ] [ j ]}

คานพื้นจะทอดยาวระหว่างแนวขนานของคอร์ดและใช้เพื่อรองรับคานขวางและพื้น คานพื้นอาจวางอยู่บนคอร์ดด้านล่าง หรืออาจแขวนจากเสาแนวตั้ง โดยทั่วไปคานพื้นจะมีขนาดความลึกมากที่สุดในบรรดาคานทั้งหมดในสะพาน คานพื้นมักจะวางไว้ตรงจุดที่แผ่นสองแผ่นมาบรรจบกัน หากวางไว้ตรงกลางแผ่น คอร์ดจะต้องเสริมแรงเพื่อต้านทานการดัดการโก่งงอและแรงเฉือน^{[ 18 ]}

คานค้ำยันเป็นคานที่วางอยู่บนคานพื้น ขนานกับคอร์ด อัตราส่วนความลึกต่อความกว้างของคานค้ำยันอาจอยู่ระหว่าง 2 ต่อ 1 ถึง 6 ต่อ 1 ควรหลีกเลี่ยงอัตราส่วนที่มากกว่า 6 ต่อ 1 เพื่อป้องกันการโก่งงอ ในทางปฏิบัติ คานค้ำยันไม้ส่วนใหญ่มีความกว้าง 16 นิ้ว (410 มม.) เนื่องจากข้อจำกัดในการกัดขึ้นรูป โดยทั่วไปสะพานจะมีคานค้ำยันหกอัน^{[ 18 ]}

การสร้างพื้นสะพานรถไฟจำเป็นต้องมีคานรองรับอยู่ใต้รางแต่ละรางโดยตรง และต้องมีคานรองรับรองรับปลายแต่ละด้านของหมอนรองราง หมอนรองรางมักมีหน้าตัดขนาด 6 x 8 นิ้ว (150 x 200 มม.) และยาว 9 ถึง 12 ฟุต (2.7 ถึง 3.7 ม.) โดยจะวางอยู่บนคานรองรับโดยตรง ห่างกันประมาณ 12 นิ้ว (300 มม.) ราวกั้นขนาดหน้าตัด 6 x 8 นิ้ว (150 x 200 มม.) จะติดตั้งห่างจากกึ่งกลางของหมอนรองราง 20 นิ้ว (510 มม.) และยึดด้วยสลักกับหมอนรองรางทุกๆ สามอัน^{[ 18 ]}

โครงสร้างภายในของโครงถัก Howe นั้นไม่สามารถกำหนดได้ทางสถิตมีเส้นทางสองเส้นทางสำหรับความเค้นระหว่างการรับน้ำหนัก คือ เส้นทแยงมุมคู่หนึ่งอยู่ในสภาวะอัด และเส้นทแยงมุมคู่หนึ่งอยู่ในสภาวะดึง ซึ่งทำให้โครงถัก Howe มีความซ้ำซ้อนในระดับหนึ่ง ทำให้สามารถทนต่อการรับน้ำหนักที่มากเกินไปได้ (เช่น การสูญเสียแผงเนื่องจากการชน) ^{[ 23 ]}

การอัดแรงเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานที่ถูกต้องของโครงสร้าง Howe ในระหว่างการก่อสร้างขั้นต้น แนวทแยงจะเชื่อมต่อกับข้อต่ออย่างหลวมๆ และอาศัยการอัดแรงที่ทำในภายหลังเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง ยิ่งไปกว่านั้น แนวทแยงที่รับแรงดึงสามารถทนต่อแรงดึงได้ต่ำกว่าระดับการอัดแรงเท่านั้น (ขนาดของชิ้นส่วนไม่สำคัญเนื่องจากแนวทแยงเชื่อมต่อกับข้อต่ออย่างหลวมๆ) ดังนั้น การอัดแรงที่เหมาะสมในระหว่างการก่อสร้างจึงเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานที่ถูกต้องของสะพาน^{[ 24 ]}

ความเค้นสูงสุดจะเกิดขึ้นที่จุดศูนย์กลางของคอร์ดเมื่อน้ำหนักบรรทุกจรมาถึงจุดศูนย์กลางของสะพาน หรือเมื่อน้ำหนักบรรทุกจรขยายไปตามความยาวของสะพาน เสาแนวตั้งและค้ำยันที่ปลายสะพานจะรับความเค้นสูงสุด^{[ 12 ]}

ความเครียดที่ส่งผลต่อค้ำยันขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของน้ำหนักบรรทุกจรต่อน้ำหนักบรรทุกคงที่ต่อหน่วยความยาวและวิธีการกระจายน้ำหนักบรรทุกจรไปทั่วสะพาน การกระจายน้ำหนักบรรทุกจรอย่างสม่ำเสมอจะไม่ทำให้เกิดความเครียดต่อค้ำยัน ในขณะที่การวางน้ำหนักบรรทุกจรไว้เพียงบางส่วนของสะพานจะทำให้เกิดความเครียดสูงสุดบนค้ำยันตรงกลาง^{[ 12 ]}

เนื่องจากความเครียดที่เกิดขึ้นกับสะพาน โครงสร้างแบบ Howe truss จึงเหมาะสำหรับช่วงสะพานที่มีความยาว 150 ฟุต (46 เมตร) หรือน้อยกว่า^{[ 17 ]}โครงสร้างแบบ Howe truss ไม่ได้คำนึงถึงการขยายตัวหรือการหดตัวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ^{[ 14 ]}

โครงสร้างแบบ Howe truss มีความประหยัดสูงเนื่องจากสร้างได้ง่าย ชิ้นส่วนไม้สามารถออกแบบได้โดยใช้เพียงแค่ไม้บรรทัดเหล็กและเหล็กแหลมและโครงสร้าง truss สามารถสร้างได้โดยใช้เพียงแค่ขวานสว่านและเลื่อย^{[ 1 ]} แผ่นไม้สามารถผลิตล่วงหน้า และขนส่งไปยังสถานที่ก่อสร้างได้ และบางครั้งโครงสร้าง truss ทั้งหมดก็สามารถผลิตและประกอบนอกสถานที่และขนส่งทางรถไฟไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้^{[ 11 ]} จำเป็นต้องมี โครงสร้างค้ำยันชั่วคราวซึ่งโดยปกติอยู่ในรูปของโครงสะพานเพื่อสร้างสะพาน^{[ 21 ]}

การพัฒนาโครงสร้างสะพานเหล็กแบบแพรตต์และโฮว์กระตุ้นให้เกิดการสร้างสะพานเหล็กในสหรัฐอเมริกา จนกระทั่งปี 1850 สะพานเหล็กในประเทศส่วนใหญ่มีความยาวไม่เกิน 50 ฟุต (15 เมตร) การออกแบบที่เรียบง่าย ผลิตง่าย และก่อสร้างง่ายของโครงสร้างสะพานเหล็กแบบแพรตต์และโฮว์กระตุ้นให้เบนจามิน เฮนรี ลาทรอเบที่ 2หัวหน้าวิศวกรของทางรถไฟบัลติมอร์และโอไฮโอสร้างสะพานเหล็กจำนวนมาก หลังจากเหตุการณ์สะพานเหล็กถล่มที่มีชื่อเสียงสองครั้ง (ครั้งหนึ่งในสหรัฐอเมริกา อีกครั้งในสหราชอาณาจักร ) จึงมีการสร้างสะพานเหล็กในภาคเหนือ น้อยลง นั่นหมายความว่าสะพานเหล็กส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นก่อนสงครามกลางเมืองอเมริกาตั้งอยู่ในภาคใต้ประมาณปี 1867 การสร้างสะพานเหล็กก็เพิ่มขึ้นอย่างมากทั่วสหรัฐอเมริกา แบบที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด ได้แก่ โครงสร้างสะพานเหล็กแบบโฮว์ โครงสร้างสะพานเหล็กแบบแพรตต์ โครงสร้างสะพานเหล็กแบบบอลแมนโครงสร้างสะพานเหล็กแบบฟิงค์และโครงสร้างสะพานเหล็กแบบวอร์เรน^{[ 1 ] [ k ]}โครงสร้างคาน Howe และ Pratt ได้รับความนิยมเนื่องจากใช้ชิ้นส่วนน้อยกว่ามาก^{[ 28 ]} สะพาน ไม้คลุมหลังคาที่ Bridgeport Stage Park รัฐแคลิฟอร์เนีย ใช้โครงสร้างโค้ง Burr ร่วมกับโครงสร้างคาน Howe เพื่อให้ได้ช่วงความยาว 210 ฟุต (64 เมตร) สร้างขึ้นในปี 1962 นับเป็นสะพานไม้คลุมหลังคาช่วงเดียวที่ยาวที่สุดในโลก

การบำรุงรักษาเพียงอย่างเดียวที่โครงสร้าง Howe ต้องการคือการปรับน็อตบนเสาแนวตั้งเพื่อกระจายแรงดึงให้เท่ากัน^{[ 1 ]}การปรับแนวทแยงในโครงสร้าง Pratt ที่ทำจากไม้ทำได้ยาก ดังนั้นโครงสร้าง Howe จึงกลายเป็นแบบที่นิยมสำหรับสะพานไม้^{[ 1 ]}หรือสำหรับสะพาน "เปลี่ยนผ่าน" ที่ทำจากไม้โดยมีเสาแนวตั้งเป็นเหล็ก^{[ 2 ]}ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรม Horace R. Thayer เขียนไว้ในปี 1913 ว่าโครงสร้าง Howe เป็นรูปแบบที่ดีที่สุดของสะพานโครงสร้างไม้ และเชื่อว่าเป็นสะพานโครงสร้างที่ใช้กันมากที่สุดในสหรัฐอเมริกาในเวลานั้น^{[ 29 ]}

โครงสร้างเหล็กแบบ Howe truss เริ่มสร้างขึ้นราวปี พ.ศ. 2388 ^{[ 2 ]}ตัวอย่างเช่น โครงสร้างเหล็กแบบ Howe truss ยาว 50 ฟุต (15 ม.) สร้างขึ้นสำหรับทางรถไฟบอสตันและโพรวิเดนซ์^{[ 2 ] [ 30 ]}และสะพานรถไฟยาว 30 ฟุต (9.1 ม.) ข้ามคลองโอไฮโอและอีรีในคลีฟแลนด์^{[ 31 ] [ 32 ]}

อย่างไรก็ตาม เหล็กเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในการสร้างสะพานสำหรับรถยนต์และรถไฟ และโครงสร้างแบบ Howe truss ก็ไม่เหมาะกับการก่อสร้างด้วยเหล็กทั้งหมด^{[ 1 ]}ระบบค้ำยันแนวทแยงมุมเดี่ยวของโครงสร้างแบบ Pratt truss หมายถึงต้นทุนที่ต่ำกว่า และความสามารถในการใช้คานเหล็กดัดใต้รางรถไฟและหมอนรองราง ทำให้ผู้สร้างสะพานนิยมใช้โครงสร้างแบบ Pratt มากกว่าแบบ Howe ^{[ 28 ] [ l ]}น้ำหนักบรรทุกที่มากขึ้น โดยเฉพาะจากทางรถไฟ ทำให้ผู้สร้างสะพานนิยมใช้ สะพาน แบบแผ่นเหล็กและโครงสร้างแบบ Towne lattice สำหรับช่วงความยาวน้อยกว่า 60 ฟุต (18 เมตร) และสะพานแบบ Warren girder สำหรับช่วงความยาวอื่นๆ ทั้งหมด^{[ 28 ]}

โครงสร้างคานรับน้ำหนักถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานสถาปัตยกรรมตั้งแต่สมัยโบราณ^{[ 33 ]}โครงสร้างคานรับน้ำหนักแบบ Howe ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาคารไม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรองรับหลังคา^{[ 34 ]}

• White Mountain Central Railroadเป็นทางรถไฟสายประวัติศาสตร์ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ที่มี "สะพานรถไฟ Howe ดูเหมือนจะเป็นสะพานรถไฟ Howe แห่งเดียวที่เหลืออยู่ในโลก" ^{[ 35 ]} (แม้ว่าสะพาน Amtrak Susquehanna River Bridgeที่ยังใช้งานอยู่จะถูกอธิบายว่าเป็นสะพาน "Howe deck truss" เช่นกัน)

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างคานแบบฮาว (Howe truss )

• โอเคสสัน, บียอร์น (2008) ทำความเข้าใจเรื่องสะพานถล่ม ลอนดอน: เทย์เลอร์และฟรานซิส. ไอเอสบีเอ็น 9780415436236.
• แอมโบรส, เจมส์ อี. (1994). การออกแบบโครงสร้างหลังคาแบบโครงถัก . นิวยอร์ก: จอห์น ไวลีย์. ISBN 9780471558422.
• กองทัพบกฝ่ายวิศวกรรม (1917). คู่มือภาคสนามของวิศวกร. ตอนที่ 1-7. เอกสารวิชาชีพของกองทัพบกฝ่ายวิศวกรรม กองทัพบกสหรัฐฯ ฉบับที่ 29. ฉบับแก้ไขครั้งที่ 5.วอชิงตัน ดี.ซี.: กระทรวงสงครามสหรัฐฯ
• เบอร์โลว์, ลอว์เรนซ์ (1998). คู่มืออ้างอิงเกี่ยวกับสิ่งก่อสร้างทางวิศวกรรมที่มีชื่อเสียงของโลก: สะพาน อุโมงค์ เขื่อน ถนน และโครงสร้างอื่นๆชิคาโก: สำนักพิมพ์ดิออริกซ์ISBN 9780897749664.
• "โครงสร้างส่วนบนของสะพาน"ข่าววิศวกรรม 28 มิถุนายน 1879 หน้า  204–206 สืบค้นเมื่อ4กุมภาพันธ์2020
• บร็อคแมนน์, อาร์. จอห์น (2005). รางบิดเบี้ยว เรือจม: วาทศิลป์ของรายงานการสืบสวนอุบัติเหตุเรือกลไฟและทางรถไฟในศตวรรษที่ 19, 1833-1879 . อามิตี้วิลล์, นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์เบย์วูดISBN 9780895032911.
• Gasparini, Dario A.; Fields, Melissa (พฤษภาคม 1993). "การพังทลายของสะพาน Ashtabula เมื่อวันที่ 29 ธันวาคม 1876". วารสารประสิทธิภาพ ของสิ่งก่อสร้าง7 (2): 109– 125. doi : 10.1061/(ASCE)0887-3828(1993)7:2(109) . ISSN  0887-3828 .
• ฮัดดาด, แกลดิส (2007). ฟลอร่า สโตน มาเธอร์: บุตรีแห่งถนนยูคลิดในคลีฟแลนด์และเขตสงวนตะวันตกในโอไฮโอเคนต์ โอไฮโอ: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคนต์สเตท ISBN 978-0-87338-899-3.
• จอห์นสัน, คริสฟิลด์ (1879). ประวัติศาสตร์ของเคาน์ตีคูยาโฮกา รัฐโอไฮโอ: พร้อมด้วยภาพบุคคลและประวัติโดยย่อของบุคคลสำคัญและผู้บุกเบิก . ฟิลาเดลเฟีย: DW Ensign.
• Knoblock, Glenn A. (2012). สะพานเหล็กและเหล็กกล้าเก่าแก่ในรัฐเมน นิวแฮมป์เชียร์ และเวอร์มอนต์ . เจฟเฟอร์สัน, นอร์ทแคโรไลนา: McFarland & Company. ISBN 9780786448432.
• เคอร์เรอร์, คาร์ล-ยูเกน (2018). ประวัติศาสตร์ของทฤษฎีโครงสร้าง: การค้นหาสมดุล . เบอร์ลิน: เอิร์นสต์ แอนด์ โซห์น. ISBN 9783433032299.
• Merriman, Mansfield; Jacoby, Henry S. (1919). ตำราเรียนเรื่องหลังคาและสะพาน ตอนที่ 1: แรงเค้นในโครงสร้างคานแบบง่าย ฉบับที่ 6นิวยอร์ก: John Wiley & Sons
• Thayer, Horace R. (1913). การออกแบบโครงสร้าง เล่มที่ 1: องค์ประกอบของการออกแบบโครงสร้าง ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 ปรับปรุงแก้ไขนิวยอร์ก: D. Van Nostrand Company.
• Waddell, JAL (1916). วิศวกรรมสะพาน เล่มที่ 2นิวยอร์ก: John Wiley & Sons.