任何桥梁都受到压力和张力,设计桥梁 时处理好这些作用力,才能防止桥梁变形或 断裂。当压力的作用比物体的抗压力大时,物体就会发生变形;当物体抵抗张力的能力 比张力小时,物体就会发生断裂。通过耗散或转移作用力来建造桥梁是桥 梁设计的目标。对力进行耗散,是指把力扩 展到一个较大的区域,这样就不会产生集中 受力。对力进行转移,是指把较弱的受力区 的力转移到较强的受力区。拱式桥可以很好 地说明力的耗散,而悬索桥则可以很好地说 明力的转移。在本质上,梁式桥有着一种两端架设在 桥墩上的刚性水平结构1桥的自重及桥上所 通过人或物的重量都压在桥墩上,桥的自重 和交通流量会产生向下的直接作用力,压力 对梁式桥的桥面(或路面)表层会产生挤压作 用^在压力的作用下,桥面的表层会缩短,而此压力又导致桥的里层产生了张力。在张力 的作用下,桥的钢梁下端会伸长。
为了避免 桥发生变形或断裂,必须将桥面的压力分 散掉。 你会发现,过街天桥的梁式桥的承重梁 通常是用混凝土或钢梁建造的。梁的尺寸,特别是高度,决定了梁的跨径。增加梁的高 度,梁就能有更多的材料来耗散张力。为了 建造更高的梁,可以将一种格状结构加入梁 中,这种结构称为桁架。辅助桁架帮助增加 梁的刚性,有利于分散梁上的压力和张力。一旦梁下压时,压力就会被桁架进行耗散。尽管桁架的添加很有创意,但梁式桥的 跨径是有限的。跨径的增大要求桁架的尺寸 也必须增大,直到桥梁的重量超过桁架所能 承受的限度。