拱、拱形梁和无推力拱是一组既相似又不同的概念,有些意思。
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理想的拱在承受均布或者对称荷载的时候只承受轴向压力,所以可以做得较为细薄。但是在现实中,如前所述,由于荷载的不确定性,拱也需要承受一定的弯矩,所以拱需要有一定的厚度或者刚度以对抗弯矩保持形状。但是拱在得到支座的水平反侧推力的支持帮助下,毕竟主要是承受均布荷载造成的轴向压力,与纯粹受弯的梁是不同的。所以拱不需要做得像梁那么厚实。
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梁式桥:
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拱桥:
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传统的砖石拱的拱肩部分显得非常厚实,主要是为了防止不对称荷载造成的变形。砖石拱是由原本松散的构件组成的,本身几乎不具备对抗这种变形的能力。
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现代钢拱或者钢筋混凝土拱则不需要有那样厚实的拱肩,甚至可以做成两铰拱,因为其自身是一个整体,具有对抗相对较弱的不对称荷载造成的变形的能力。
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而所谓的拱形梁,看上去虽然像拱,但由于它自身厚实无比,完全可以对抗各种荷载所形成的弯矩,其支座部分只受到垂直的重力,而丝毫不会感受到水平推力(热胀冷缩除外)。
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反映在外观上,两者恰成对比。拱形梁本身比较厚实,对支座没有特殊要求,需要的话可以做得较为轻盈,只需承受重力,而拱虽然本身比较轻薄,但支座却必须厚实,以承担水平推力。
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一般来说,拱都需要厚实的支座。不过无推力拱却不需要。这是因为,它的水平推力都由系于拱脚的拉杆承担。所以,无推力拱虽然属于拱的一族,但却可以像拱形梁一样拥有轻盈的只承受重力的支座,兼有拱形梁和拱的形态优点。
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无推力拱如果将受荷部位设置在拉杆上,就形成所谓“提篮”拱。
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