有关石拱桥的物理原理

Question

如题所述

Answer 1

石拱桥是我国传统桥梁的四大基本构型之一，相关物理原理主要有两点：
1 拱形结构可以将石拱桥受的竖直向下的压力转化为与拱桥石石块间相互的垂直的压力。
建筑石拱桥的石块截面接近梯形，上底大于下底，此时受到垂直向下的压力会被分解为向两个侧面斜向压力，因此压力被转化为石块直接的压力，并沿着拱形传递到两侧的桥基。因此石拱桥只要不受到侧向的力，结构非常稳固可以历千年不倒。
2 拱形结构能够有效的缓解热胀冷缩效应，固体微小的热涨冷缩效应在拱形结构可以在拱形弧度少量变形下被消解，而平桥就必须使用伸缩缝等方法缓解。

Answer 2

拱桥中的力学原理, 就是通过一个水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力.拱区别于梁的最大之处就是存在水平推力,如果这个水平推力和支座反力以及作用于其上的荷载的合力的作用点和方向刚好通过拱的轴线,这样的拱就是合理拱,而这样的拱是只受压应力的.如果两者不是重合的,那就存在一定的弯矩应力.但一般情况在拱的弯矩小于相同跨度的梁的.我们知道石材的抗压性能是很好的,而抗拉性能是较抗压性能差的,通过拱的原理,就可以把抗压性能好的石材在抗压方面的特点充分利用,并且能避免抗拉方面的不足.拱桥的抗压原理，作用于桥梁上的恒载、车道荷载、人群荷载均是方向向下的，而且拱脚受到竖向和水平向的约束，为了达到力系的平衡拱圈就必然有水平内力分力和竖直内力分力，两者在拱轴线切向的分力之和一般不为0，这个力就是轴力，而且该轴力一般为压力，因此拱圈受压，把受压的力，转化石块之间相互的力，并通过拱形传到基座，拱桥就非常稳固。

Answer 3

运用拱形结构，将 桥的受力转移到拱桥的两桥墩，进而将力移到地面。

拱结构，其特点是：杆轴为曲线 ，在竖向荷载作用下，支座（桥 墩）将产生水平反力。

建造材料可用抗压强度高抗拉强 度低的石或混凝土等！

Answer 4

拱形结构可以将石拱桥受的竖直向下的压力转化为与拱桥石石块间相互的垂直的压力。