在線微課：長虹臥波系列課程之拱橋（貳）

02.橋之秘

拱橋的特別之處在于它的拱形結(jié)構(gòu)。拱形結(jié)構(gòu)是一種古老又年輕的結(jié)構(gòu)，說他古老，是因為它能經(jīng)受住時間的考驗，例如，我國著名的趙州橋，已有1500年左右的歷史，仍完好的保存著；說它年輕，是因為它在今天也被廣泛的運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)之中，如有“世界第一拱”稱號的重慶朝天門長江大橋，以552米的跨度屹立在長江之上。

河北趙縣趙州橋，始建于隋朝

重慶朝天門長江大橋，于2009年通車

拱形結(jié)構(gòu)之所以如此堅固，是因為它可以將垂直的壓力轉(zhuǎn)化為側(cè)推力，使結(jié)構(gòu)擺脫彎曲變形和受剪破壞。

我們可以通過一個簡單的實驗來了解。

用A4紙搭橋，一座有拱，一座無拱，看看誰更能承重呢？

柔軟無力的紙，做成拱形怎么就變“堅硬”了？

①拱形可以把壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結(jié)合得更加緊密。

②利用拱座抵住拱形在受壓時產(chǎn)生的向外推的力，拱就能承載很大的重量。

箭頭表示作用在結(jié)構(gòu)上的力

拱形結(jié)構(gòu)由于其抗壓性能好，跨越能力較強(qiáng)，被廣泛運(yùn)用于大跨度、大空間結(jié)構(gòu)之中，如橋梁、隧道等。此外，拱的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其穩(wěn)定性能是其極限承載力的關(guān)鍵。因此材料不同，拱的搭建形式也有所區(qū)別。

參考文獻(xiàn)：

【1】傅學(xué)怡.拱結(jié)構(gòu)平面內(nèi)穩(wěn)定性能研究[J].深圳土木與建筑，2007，（3）：VOL.4,NO.1

【2】方欣欣等，《汴水虹橋式木拱橋結(jié)構(gòu)復(fù)原介紹》

【3】公眾號“中國公路”

來源：開放部