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石拱桥的建筑学原理是什么?
石拱桥的建筑学原理是是依靠拱圈自身形成的弧形拱式结构,将竖向压力分解成轴向压力,然后传递到两侧岸坡拱脚的。
石拱桥,用天然石料作为主要建筑材料的拱桥,这种拱桥有悠久的历史,桥梁又多有附属小品建筑,如桥头常立牌坊,著名者如北京北海琼华岛前的石拱桥,两端就各有一座规模甚大而美丽的牌坊。
石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一,石拱桥这一体系多种多样,在中国桥梁发展史上一经出现,发展很快,在1880年近代铁路公路桥梁工程技术传入中国以后,它仍然保持其旺盛的生命力,显示了中国古代劳动人民的聪明才智和古代桥梁建造的辉煌成就。
扩展资料:
石拱桥的特征特点
1、历史悠久(记载的最早的石拱桥“旅人桥”大约建成于公元282年)
2、几乎到处都有(既多而且分布广)
3、形式优美结构坚固大小不一
4、施工技术巧妙绝伦
参考资料:百度百科-石拱桥
拱形桥百年不倒,它的原理是什么?
拱桥是一种像弓形状的桥的建筑结构。在桥的事情中,拱桥是最常见的一种形状。他之所以从古至今被历代的建筑家所钟爱是有一定原因的。
首先在外观方面,拱桥满足了人们对于美观的需求,从远远看上去拱桥以一个弧度和衡量的结构出现,让人有美的享受,搭配上拱桥旁边的建筑和流水。能自然而然的形成一幅美丽的画卷.第二拱桥在修筑的时候能够很大程度上减少建材的耗用,不像住行桥或者木桥。会使用很多的建筑材料,第三时是拱桥有很好的实用性,拱形中间的空洞也能够让底下的轮船或者客船通行自如,加大河水的利用效率。
我国的拱桥历史非常的悠久,其中最著名的就是赵州桥,赵州桥实现成历史上保存最早。保存最完好的石拱桥距今已经有1500年左右的历史。是隋朝时期李春建造的。并且赵州桥经过了十多次的水灾以及数次的地震。都没有。收到,破坏。他之所以这样坚固的原因就在于拱形结构自身就可以承受很大的晃动,再加上其建造的内部结构和材料又十分的坚固,就使得这座桥成为了中国乃至世界建桥史上的一个奇迹。
首先这涉及到一个物理学的原理。拱桥大部分都是由一个桥面加一个主拱圈。主拱圈的两端是两个墩台。在桥面和主拱圈中有若干吊杆儿相连接。拱桥在桥面的作用下,支撑处不仅产生竖着的返利,而且会产生水平的推力。由于这个水平推力的存在,所以拱桥的弯矩就比相同跨度的衡量的桥距要小的很多,所以拱面主要承受的压力就会变小,因此拱桥能够实现千年不倒是因为其受力的原理很巧妙。
拱桥设计原理
拱桥(archbridge)指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。拱桥在容器内的粉料层中如果形成能承受上方粉料的压力而不将此压力传递给下方的面,此面即称为拱桥。拱桥是向上凸起的曲面,其最大主应力沿拱桥曲面作用,沿拱桥垂直方向的最小主应力为零。在重力作用下进行的粉料流出过程中可能反复出现拱桥的形成和崩解过程,此种拱桥称为动拱桥。最早出现的拱桥是石拱桥,借着类似梯形石头的小单位,将桥本身的重量和加诸其上的载重,水平传递到两端的桥墩。各个小单位互相推挤时,同时也增加了桥体本身的强度。近现代的拱桥则更多的使用混凝土或钢材建造。
中国的拱桥始建于东汉中后期,已有一千八百余年的历史。它是由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。在形成和发展过程的外形都是曲的,所以古时常称为曲桥。在古文献中,还用“囷”、“窌”、“窦”、“瓮”等字来表示拱。
拱桥。造型优美,曲线圆润,富有动态感。单拱的如北京颐和园玉带桥,拱券呈抛物线形,桥身用汉白玉,桥形如垂虹卧波。多孔拱桥适于跨度较大的宽广水面,常见的多为三、五、七孔,著名的颐和园十七孔桥,长约150米,宽约6.6米,连接南湖岛,丰富了昆明湖的层次,成为万寿山的对景。河北赵州桥的“敞肩拱”是中国首创,在园林中仿此形式的很多,如苏州东园中的一座。
拱桥特点
我国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年,但我国的拱桥却独具一格。形式之多,造型之美,世界少有。有驼峰突起的陡拱,有宛如皎月的坦拱,有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥,也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的(如大拱上加小拱,现称空腹拱)和不敞开的(现称实腹拱)。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形,可说应有尽有。
孔数上有单孔与多孔,多孔以奇数为多,偶数较少,多孔拱桥,如果当某孔主拱受荷时,能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去,这样的拱桥称为连续拱桥,简称连拱;江浙水乡的三、五、七、九孔石拱桥,一般是中孔最大,两边孔径依次按比例递减,桥墩狭薄轻巧,具有划一格局,令人钦佩。由于桥孔搭配适宜,全桥协调匀称,自然落坡既便于行人上下,又利于各类船只的航运。杭州市城北的拱辰桥是三孔的一例,建于明崇祯四年(1631年)。有的桥孔多达数十孔,甚至超过百孔,如1979年发现的徐州景国桥,就有104孔,估计它是明清桥梁。多跨拱桥又有连续拱和固端拱,固端拱采用厚大桥墩,在华北、西南、华中、华东等地都可见到,连续拱只见于江南水乡。按建拱的材料分有石拱、木拱、砖拱、竹拱和砖石混合拱。
以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济,结构简单,施工方便,是普遍采用的形式,但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。