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中国古代的拱桥是美学和实用的结合,它是怎么建造出来的?怎么来计算桥体的承受力?  ,拱桥,古代

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回答人:65766699 - 泥土工 2级 - 提交时间:2015/3/5 18:47:00  举报
    首先,我们来基本了解一下拱桥的结构形式与受力特点。拱桥在竖向荷载的作用下,在合理的拱轴线的情况下,拱作为受力杆件,体现为主要蒙受轴向力,弯矩应该是要尽量制止的,这样才华富裕发挥拱肋断面作为轴向受力元件的特点,高效率得利用构件截面。
     既然我们知道了拱是轴向受力构件,那么,在拱的端部,也就是拱脚处,孕育产生了X向,和Y向的反力,
    所以,拱桥关键的受力问题要解决的是,拱肋自身的强度问题与拱脚处基础蒙受的水平与竖向力,这里拱桥更多的是体现在水平力上面,也就是拱桥最后其实应该是个推力结构。
    好了,了解完拱桥的基本受力状况后,我们来了解一下古代拱桥的结构特点,中国古代拱桥更多是上承式拱桥,也就是桥面系与传载结构是在拱圈之上的,也就是所说的拱上建筑,所谓上承式。桥面直接蒙受荷载,然后通报到下面拱圈之上,最后通报到拱脚处。
    因为没有查到具体的昔人怎么建造拱桥的施工设计要领,所以,我想做这样的推算,就是我只有我上面这些可以通过显罢了经经验所总结出来的理论,完全抛弃现代强度理论的知识,来推测一下昔人的建造思路。
    首先,拱肋是受压构件,古代的质料主要是木头与石块(我这里就主要讨论石拱桥了,木拱桥作罢),石头是很好的圬工质料,类似于现在的混凝土,由受压构件从而选择良好的圬工质料,这解释了昔人在质料方面选择方面的这一环节。
    然后,关于提到的拱轴线弧度的问题,我还要先解释一下,拱轴线的选择,在现今主要由,圆弧线,二次抛物线,高次曲线,悬链线等等,这里有个关键问题,问题中提到的,为什么古代拱肋的轴线弧度都比较大,因为弧度大,拱肋的拱的效应,也就是受压的特点才华体现过来,如果拱肋做得过于平坦,那么梁的效应就大大要现出来,弯矩的效应就大大增加,弯矩我们知道,会让拱肋断面上压下拉,圬工质料的软肋就体现出来了,受拉是绝对倒霉的,在现在,钢材是良好的受拉受压构件,二就算是现代的混凝土,受拉也是很费力的,所以这就解释了为什么昔人选择弧度比较大的拱轴线,也就是出于安定的考虑,虽然弧度越大,曲线美也能更多得体现出来。
    由于力学知识和质料特性的限制,古代拱桥是不可能建造得像现如今一样长的,但是桥作为一个跨越结构,特别上桥作为跨越水面的结构时,通航要求很多时候会成为左右桥梁外形的关键因素,如果细心一下一点就会发觉,古代石拱桥,中国南方的话由于水路运输比较发达,通航的要求就显得很明显,拱的线形就会显得非常夸张,完全是为了桥下的船只通过,中国古代北方的话主要是陆路运输,马车等等,所以出现的拱桥的线形就会比较平坦一点。

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