Hvilken type Bridge Er Stronger: Arch eller Beam?

Hvilken type Bridge Er Stronger: Arch eller Beam?


Bjelker og buer er to av de eldste, enkleste broer i historien og er fortsatt bygget i dag. Stilene er lett differensieres ved formen av bæreren. Beam broer bruke enkle, vertikale innlegg å suspendere en rett, horisontal bro, mens erke broer bruke en kurvet underlag.

Beam Bridge Vektfordeling

I sin grunnleggende form, bjelker er den enkleste bro design med alt fra en strekning av forhøyet motorveien til planker av tre over en liten grøft danner en bjelke bro. Vekten plassert på en bjelke bro trykkes direkte nedover, mot hvilket som helst underlagsstøtte, noe som gjør det midtre parti av broen de svakeste. Bjelkebroer bruke vertikale støtter for å sikre vekten over lengre avstander. Men uavhengig av antallet støtter eller hvordan de er adskilt, er det svakeste punktet alltid direkte i midten, ved det fjerneste punktet mellom hver støtte.

Arch Bridge Vektfordeling

Kjent brukt av romerne for akvedukter og gangveier, bue broer utnytte en avrundet struktur å presse vekten fra midten og utover mot hver ende. Snarere enn å ha et punkt på broen støtte vekt på egen hånd, buene presse vekten jevnt ut til støttene. Ved design, ikke noe poeng i en bue er svakere enn noen annen, med buen faktisk jobber for å holde seg opp. Dette jevn vektfordeling modell informerer utformingen av brua, med midtpunktet av broen er ganske tynn i forhold til andre punkt. Dette er mest merkbart i avrundede, enkelt-bue broer hvor det midterste er den høyeste og tynneste sted i strukturen.

Styrke

En bue bro er sterkere enn en bjelke bro, rett og slett fordi strålen har et svakt punkt i sentrum der det ikke er vertikal støtte mens buer trykker vekten utover mot støtte. Dette er en grunn til at bjelkebroer er vanligvis begrenset til korte spenn, sjelden mer enn 250 fot, selv om en rekke bjelkebroer, som kalles en "kontinuerlig spenn," blir ofte anvendt for å forlenge broens lengde. Arch broer, i mellomtiden, har blitt brukt til å dekke svært lange avstander, med opp til 800 fot for en enkelt bue. Den lengste single-bue bro (som i mai 2011), den Chaotianmenbroen i Kina, har et hovedspenn på mer enn 1800 fot og totalt mer enn 5.700 fot. Den lengste sammenhengende span bro i verden, Ponchartrain Causeway i Louisiana, strekker seg over 24 miles lang, men de to spenn på moloen bruke 2.243 og 1.500 individuelle bjelkebruer for å dekke den lengden.

Fordeler og ulemper

Mens begge typer broer kan bygges til å tilby fast støtte over lange avstander, er det ofte estetikk, materialer og avstand som gjør forskjellen. Mange støtter må brukes til å strekke en bjelke bro over en lang avstand, sett med Ponchartrian Causeway, og bjelkebruer er bygget lavt til å bruke færre materialer, noe som gjør det svært vanskelig for båter å passere under broen. Den nødvendige mengden av bjelker kan også gjøre broen skjemmende. Arches, i mellomtiden, kan bygges høyere med færre støttebjelker, noe klaring under broen en stor fordel. Det store spennet av buen og uhindret utsikt under det kan gjøre bue bro et spektakulært skue. Men midlene til å bygge en bue bro, som starter i begge ender og bygge utover til møte i midten, gjøre dem mer komplisert og dyrere å bygge.