拱形桥力学原理

拱形桥力学原理

拱桥：这种桥在竖直荷载作用下，拱端不仅有竖直反力，还有水平推力，适用于深谷大跨、地基坚实地区的桥梁。拱桥由拱圈、拱上结构、墩台及基础等部分组成,拱圈是桥跨结构的主要承载部分。拱圈以上的桥跨结构部分称为拱上结构，用以支承道碴桥面及活载。设计得合理的拱主要承受压力，而承受的弯矩和剪力较小。

拱形桥的物理解释

桥是不是不应该设计成拱形向上的,而应该设计成凹形的为好.因为汽车在向下行驶之前具备一定的势能,这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那一端.可是拱形向上的桥却没有这个优点.
桥设计成向上的理由,是因为汽车经过桥中部时,桥所承受的压力较小；而相比之下,凹形桥承受的压力较大.
由于汽车经过一个弧形的时候,需要有一个向心力F,它是由重力Mg和支承力N合成的.
在拱形桥：F=Mg-N ∴ N=Mg-F
在凹形桥：F=N-Mg ∴ N=F-Mg
由上述两个式子可见,拱形桥的N较小,N是桥对汽车的支承力,其大小等于汽车对桥的压力.所以拱形桥对桥的结构强度设计上有利.至于茜露的理由是对汽车而言,为了汽车能利用势能节约一点汽油,反而改变桥的设计,这岂不是本末倒置了吗?

拱形的原理 好点

拱形承受压力，由顶点扩散到两端，如拱形是圆柱的一部分，有时球形的一部分也算。
石拱桥球形承受压力，由顶点扩散，而收于另外一点或两三点。且许多桥都是的拱形
两个半球形可以组合成一个球形，球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形硌个方向上都是拱形的。球形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，所以球形比任何形状都更坚固。巨大的贮油罐做成球形就是这个道理。电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形，它就比较坚固了。

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