拱桥

拱桥是指两端有基台的桥梁,形状为弧形拱门。拱桥的工作原理是将桥梁的重量及其负荷部分转移到两侧基座的水平推力上。高架桥(长桥)可以由一系列的拱门组成。然而,今天通常使用其他不太昂贵的结构。

印第安纳州麦考密克河上的石拱桥。被列入国家历史遗迹名录。Zoom
印第安纳州麦考密克河上的石拱桥。被列入国家历史遗迹名录。

历史

现存最古老的拱桥可能是希腊的迈锡尼Arkadiko桥。它建于大约公元前1300年。这座石制的拱桥仍然被使用。保存完好的希腊化Eleutherna桥有一个三角形的corbel拱门。公元前4世纪的罗得岛人行桥依靠的是一个早期的伏丝拱门。

伊特鲁里亚人和古希腊人都知道拱门。但罗马人是第一个将拱门用于桥梁建设的人。

罗马拱桥通常是半圆形的。也有一些是分段式拱桥(如Alconétar桥),意思是它的弧形拱门小于半圆形。这样的分段式拱桥允许大量的洪水从它下面通过。这可以防止桥梁在洪水中被冲走。另外,桥本身也可以更轻。一般来说,罗马桥的楔形主拱石(称为voussoirs)的大小和形状都是一样的。罗马人既建造了单跨桥,也建造了冗长的多拱水渠。他们的桥梁在桥墩上开有泄洪口。

中世纪的欧洲,建桥者通过使用更窄的桥墩来改进罗马的结构。他们在桥梁上使用更薄的拱桶和更低的跨度-高度比。哥特式的尖拱也被引入,以减少侧向推力。特别是在14世纪,桥梁建设达到了新的高度。跨度高达40米(130英尺)的砖石拱门建筑是以前闻所未闻的。

在19世纪,钢铁变得更便宜,允许更长的桥梁。捆绑式拱桥变得很普遍,因为它们不需要这么大的、昂贵的地基。在20世纪末,有些桥的长度超过500米(1600英尺)。

简单的压缩拱桥

简单材料的优势

石头、和其他类似的材料在压缩方面很强。它们在剪力方面也相当强。但它们在拉力方面不能抵抗很多力量。因此,砖石拱桥被设计为持续受压。每座拱桥都是在一个临时的假山框架上建造的,被称为中心点。在最早的压缩拱桥中,桥中央的一个基石承担了桥的其他部分的重量。桥的重量越大,其结构就越坚固。砖石拱桥在拱门上方使用填充材料(通常是压实的碎石),以增加桥梁的自重。这也防止了拱圈在负载移动时出现张力。还使用了非钢筋混凝土。当使用砖石(切割的石头)时,面的角度被切割以减少剪切力。在使用随机砌体(未切割和未准备好的石头)的地方,它们被灌注在一起。在拆除假山之前,要让砂浆凝固。

施工顺序

  • 当拱门被放置在河床上时(在桥墩或河岸上),水会被引开。这样就可以先挖出碎石,用良好的地基(坚固的材料)代替。在此基础上,竖起基墩或提高到拱门的预定基座高度。这是一个被称为弹簧的点。
  • Falsework centering(英式英语:拱形框架)的建造,通常由木材制成。多拱桥的每个拱门都会对旁边的拱门产生推力。由于这个原因,有必要将桥梁的所有拱门同时抬高,或者使用非常宽的桥墩。端部拱门的推力由峡谷壁上的实质性(垂直)基座吸收到土中
  • 几个拱门是(或单拱门是)在居中的位置上建造的。一旦每个基本的拱桶建成。拱门是(或拱门是)用填充的砖石来稳定。这些可以在水平方向上铺设债券课程(层)。它们可以形成两道外墙,被称为翼板,然后用适当的松散材料和碎石填满。
  • 道路是铺设的,护墙将交通导向桥梁。
利米拉罗马桥的工作流程:下层拱肋完成后,假工被移到另一个开口处Zoom
利米拉罗马桥的工作流程:下层拱肋完成后,假工被移到另一个开口处

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问题和答案

问:什么是拱桥?
答:拱桥是一种两端有基座的桥梁,形状为弯曲的拱形。

问:拱桥是如何工作的?
答:拱桥的工作原理是将桥的重量及其负荷部分转移到两边的桥台所承受的水平推力上。

问:高架桥可以用拱门制作吗?
答:是的,高架桥(长桥)可以由一系列的拱门组成。

问:今天的高架桥通常使用其他结构吗?
答:是的,今天通常用其他不那么昂贵的结构代替拱门做高架桥。

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