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拱形橋
來源:互聯(lián)網(wǎng)

拱形橋是半圓凸弧的橋梁,主要材料是工、鋼筋砼,適用范圍視材料而定。跨徑從幾十米到三百多米都有,目前中國最大跨徑鋼筋砼拱橋為170米。拱肋為主要承重構(gòu)件,受力特點為拱肋承壓、支承處有水平推力。

特點

拱式橋:

優(yōu)點:跨越能力較大;與鋼橋及鋼筋砼梁式橋相比,可以節(jié)省大量鋼材和水泥;能耐久,且養(yǎng)護、維修費用少;外型美觀;構(gòu)造較簡單,有利于廣泛采用。

缺點:由于它是一種推力結(jié)構(gòu),對地基要求較高;對多孔連續(xù)拱橋,為防止一孔破壞而影響全橋,要采取特殊措施或設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力,增加了工程造價;在平原區(qū)修拱橋,由于建筑高度較大,使兩頭的接線工程和橋面縱坡量增大,對行車極為不利。

1從宏觀受力的角度分析,拱橋最大的特點是其構(gòu)件主要是受壓,而直橋形式應(yīng)該是這樣幾種結(jié)構(gòu):梁式橋、懸鎖橋懸索橋)、斜拉橋,斜拉橋,梁橋的受力主要是跨中彎矩,懸鎖橋(吊橋)主要是受拉。

通過比較,可以得出拱形橋是最實用的橋。

梁橋是車子到哪哪里就受壓,拱橋是周圍的都在受力,懸索橋除了自身以外還有繩索的力,所以,拱橋是受力最合理的橋梁,同時加工建筑材料造價低,但只抗壓不抗拉,合理的拱橋拱圈結(jié) 構(gòu)只受壓力不受拉力,加工建筑材料能夠發(fā)揮最大的力學(xué)性能,橋上荷載通過拱圈傳遞推力給拱座,拱座一般為大體積重力式結(jié)構(gòu)承受拱圈傳遞的推力

【橋梁從建筑材料角度來看,最主要是石材和木材,木材在強度和耐久性上遠不及石材,石材的受壓能力大大強于其受拉受彎能力。】

2橋梁從建筑材料角度分析

拱橋:利用石材的受壓,可以通過一塊一塊的小石塊擠壓形成較大跨徑,受力合理,適用廣泛。梁式橋:受彎拉,簡單說只能用厚重的條石搭在橋墩上實現(xiàn),所以跨徑小,浪費材料,也不便施工,而且橋下過水面積小不便通航和瀉洪。懸鎖橋(懸索橋)受拉,自重輕,跨徑大,穩(wěn)定性差,一般由鐵鏈、藤鎖類等材料建造,受材料地域和耐久性以及地質(zhì)條件限制應(yīng)用不是很廣泛。

3從微觀受力角度分析:

拱形橋是半圓凸弧,頂端F合=G-F壓(即向心力),Vmax=根號GR ,到達頂端時,向心力全部由重力充當(dāng),根據(jù)圓周運動公式可得出以下結(jié)論:

車輛行人上橋到下橋過程中

1.線速度V=s/t=2πR/T

始終不變

2向心力F心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R

始終不變

3對橋的壓力比平地時要小

F合=G-N

所以N=G-F合〈G (F合=mg-ma)

綜上所述,拱形橋在多方面比其他橋梁更普遍,更實用。

典范

趙州橋

坐落在河北省趙縣河上。建于隋朝(公元581-618年)大業(yè)年間(公元605-618年),由著名匠師李春設(shè)計和建造,距今已有約1400年的歷史,是當(dāng)今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。1961年被國務(wù)院列為第一批全國重點文物保護單位。

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)