拱形橋

拱形橋

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

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拱形橋特點

拱式橋:
優點:跨越能力較大;與鋼橋及鋼筋砼梁橋相比,可以節省大量鋼材和水泥;能耐久,且養護、維修費用少;外型美觀;構造較簡單,有利於廣泛採用。
缺點:由於它是一種推力結構,對地基要求較高;對多孔連續拱橋,為防止一孔破壞而影響全橋,要採取特殊措施或設定單向推力墩以承受不平衡的推力,增加了工程造價;在平原區修拱橋,由於建築高度較大,使兩頭的接線工程和橋面縱坡量增大,對行車極為不利。
1從巨觀受力的角度分析,拱橋最大的特點是其構件主要是受壓,而直橋形式應該是這樣幾種結構:梁橋、懸鎖橋(吊橋)、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。
梁橋是車子到哪哪裡就受壓,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樑,同時加工建築材料造價低,但只抗壓不抗拉,合理的拱橋拱圈結構只受壓力不受拉力,加工建築材料能夠發揮最大的力學性能,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構承受拱圈傳遞的推力
【橋樑從建築材料角度來看,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於其受拉受彎能力。】
2橋樑從建築材料角度分析
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。 梁橋:受彎拉,簡單說只能用厚重的條石搭在橋墩上實現,所以跨徑小,浪費材料,也不便施工,而且橋下過水麵積小不便通航和瀉洪。 懸鎖橋(吊橋)受拉,自重輕,跨徑大,穩定性差,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條件限制套用不是很廣泛。
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,根據圓周運動公式可得出以下結論:
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樑更普遍,更實用。

拱形橋典範

坐落在河北省趙縣洨河上.建於隋代(公元581-618年)大業年間(公元605-618年),由著名匠師李春設計和建造,距今已有約1400年的歷史,是當今世界上現存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。1961年被國務院列為第一批全國重點文物保護單位

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