• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Vilken typ av bro är starkare: Arch eller Beam?

    Balkar och bågar är två av de äldsta, enklaste broarna i historien och är fortfarande konstruerade idag. Stilren är lätt differentierade av stödets form. Beambroar använder enkla, vertikala stolpar för att skjuta upp en rak, horisontell bro, medan bågbroar använder en krökt stödstruktur.

    Beam Bridge Weight Distribution

    I sin grundläggande form är balkar den enklaste broen design med allt från en sträcka av förhöjd motorväg till plankor av trä över en liten grus som bildar en strålbrygga. Vikten placerad på en strålbrygga pressas direkt nedåt mot något underlag, vilket gör broens mittparti svagast. Strålbroar använder vertikala stöd för att säkra vikten över längre avstånd. Men oavsett antal stöd eller hur de är åtskilda, är den svagaste punkten alltid direkt i mitten, längst bort mellan varje stöd.

    Arch Bridge Viktfördelning

    Famously används av Romarna för akvedukter och gångbanor, bågebroar använder en rundad struktur för att driva vikten från centrum utåt mot varje ände. I stället för att ha någon punkt på broviktens vikt på egen hand trycker bågarna jämnt ut till stöden. Med hjälp av designen är ingen punkt på en båge svagare än någon annan, med bågen faktiskt arbetar för att hålla sig uppe. Denna jämn viktfördelningsmodell informerar broens design, med broens mittpunkt ganska tunna jämfört med någon annan punkt. Detta är mest märkbart i rundade, enbågsbroar där mitten är den högsta och tunnaste platsen i strukturen.

    Styrka

    En bågbro är starkare än en strålbrygga, helt enkelt för att strålen har en svag punkt i mitten där det inte finns något vertikalt stöd medan bågar pressar tyngden utåt mot stödet. Detta är en orsak till att strålbroar typiskt är begränsade till korta spänningar, sällan mer än 250 fot, även om en serie strålbroar, kallad "kontinuerlig spänning", ofta används för att förlänga broens längd. Bågbroar har under tiden använts för att täcka mycket långa avstånd, med upp till 800 fot för en enda båge. Den längsta enbågsbroen (från maj 2011), Chaotianmen Bridge i Kina, har en huvudspänning på över 1.800 fot och totalt mer än 5 700 fot. Den längsta kontinuerliga spanbroen i världen, Ponchartrain Causeway i Louisiana, sträcker sig över 24 miles lång, men de två spannarna på kajbanan använder 2.243 och 1.500 enskilda strålbroar för att täcka den längden.

    Fördelar och nackdelar

    Medan båda typerna av broar kan byggas för att erbjuda solidt stöd över långa avstånd, är det ofta estetik, material och klarhet som gör skillnaden. Många stöd måste användas för att sträcka en strålbrygga över ett långt avstånd, som ses med Ponchartrian Causeway, och strålbroar är byggda låga för att använda färre material vilket gör det mycket svårt för båtar att passera under bron. Den nödvändiga mängden strålar kan också göra bron otäck. Arches, under tiden, kan byggas högre med färre stödbalkar, vilket gör clearance under bron en stor fördel. Bågens stora spänn och obegränsad utsikt under den kan göra båtbroar en spektakulär syn. Men sättet att bygga en bågebro börjar i båda ändarna och byggas utåt tills de möter i mitten, gör dem mer komplicerade och dyra att bygga.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com