Hvilken slags bro er stærkere: Arch eller Beam?

Beam Bridge Vægtfordeling

I deres grundlæggende form er bjælker den enkleste bro design med alt fra en strækning af forhøjet motorvej til træplanker over en lille grøft, der danner en strålebro. Vægten placeret på en bjælkebro er presset direkte nedad mod enhver understøtte, hvilket gør broens midterste del den svageste. Bjælkebroer bruger lodrette understøtninger til at sikre vægten over længere afstande. Men uanset antallet af understøtninger eller hvordan de er adskilt, er det svageste punkt altid direkte i midten, i det fjerneste punkt mellem hver understøtning.

Arch Bridge Vægtfordeling

Famously anvendt af romerne for akvedukker og gangbroer, bue broer udnytte en afrundet struktur for at skubbe vægten fra midten udad mod hver ende. I stedet for at have noget punkt på brostøttens vægt, skubber buerne vægten jævnt ud til støtterne. Ved design er det ikke svagere end nogen anden bog, hvor buen rent faktisk arbejder for at holde sig op. Denne jævne vægtfordelingsmodel informerer broens design, med broens centrumpunkt ganske tyndt sammenlignet med andre punkter. Dette er mest mærkbart i afrundede, enkeltbue broer, hvor midten er det højeste og tyndeste sted i strukturen.

Styrke

En buebro er stærkere end en strålebro, simpelthen fordi strålen har et svagt punkt i midten, hvor der ikke er nogen lodret støtte, mens buer presser vægten udad mod støtten. Dette er en af ​​grundene til at strålebroer typisk er begrænset til korte spændinger, sjældent mere end 250 fod, selv om en række strålebroer, kaldet en "kontinuerlig spænding", ofte anvendes til at forlænge broens længde. Arch broer, i mellemtiden har været brugt til at dække meget lange afstande, med op til 800 fod for en enkelt bue. Den længste enkeltbuebro (fra maj 2011), Chaotianmen Bridge i Kina, har et hovedspænd på mere end 1.800 fod og i alt mere end 5.700 fod. Den længste kontinuerlige spanbro i verden, Ponchartrain Causeway i Louisiana, strækker sig over 24 miles lang, men de to spænd af kausvejen bruger 2.243 og 1.500 individuelle strålebroer til at dække denne længde.

Fordele og ulemper

Selv om begge typer broer kan bygges for at tilbyde solid støtte over lange afstande, er det ofte æstetik, materialer og clearance, der gør forskellen. Mange understøtninger skal bruges til at strække en strålebro over en lang afstand, som ses med Ponchartrian Causeway, og strålebroer er bygget lavt til at bruge færre materialer, hvilket gør det meget svært for både at passere under broen. Den nødvendige mængde bjælker kan også gøre broen vred. Bue, i mellemtiden, kan bygges højere med færre støttebjælker, hvilket gør clearance under broen en stor fordel. Buens store spændvidde og uhindret udsigt under det kan gøre buebroer et spektakulært syn. Men midlerne til at bygge en buebro, der starter i begge ender og bygger udadtil, indtil de møder i midten, gør dem mere komplicerede og dyre at bygge.