南方澳大橋垮下來:認識懸吊拱橋的結構與斷橋緣由 | 魚的世界
2019年11月23日—拱橋的設計:拱肋、橋板、吊索、橋墩...拱橋為使用拱結構承重的橋梁,橋中央的部份高起,橋洞呈圓弧形,透過拱肋(即拱的主體)將橋梁和人車的重量,傳遞 ...
文/周中哲|臺灣大學土木工程系教授兼工學院副院長,國震中心組長,美國加州大學聖地牙哥分校結構工程博士。 文/林德宏|臺灣大學土木工程系博士生,國震中心助理研究員。
上(2019年10)月所發生的南方澳斷橋事件造成嚴重災情,而作為懸吊拱橋的南方澳大橋,到底結構如何設計?橋體本身又面臨了什麼樣的損毀與破壞?
橋梁是聯繫河川兩岸交通的主要媒介,因應各地環境的需求,橋梁的造型會有許多變化,相較於常見的梁橋,拱橋、斜張橋與懸吊橋更具美觀與力學巧思規劃。懸吊橋與斜張橋都是利用吊索將橋板及車載重量傳遞到塔柱,例如美國知名的金門大橋(Golden Gate Bridge)、新舊金山奧克蘭海灣大橋(New San Francisco-Oakland Bay Bridge)與臺灣社子大橋;而拱橋除一般傳統拱結構組成外,亦可利用吊索將橋板及車行載重吊掛至拱結構,例如關渡大橋及南方澳大橋等。
美國著名的地標金門大橋,利用吊索將重量傳遞到塔柱。圖/by Free-Photos@Pixabay[1][2] 斷裂前的南方澳大橋,利用吊索將橋板及車行載重吊掛至拱結構。圖/by玄史生 @ wikimedia CC BY-SA 3.0, 連結[3][4][5] 拱結構的力量傳遞傳統建築結構中,拱為常見的建築型式,用於拱門、拱橋、拱頂與拱壩等,外觀通常上部為圓弧曲線,另可依不同的建築美觀需求設計成優美的弧線。傳統所使用的石材和混凝土等建築材料,雖能承受極高的壓力,但幾乎不能承受拉力,導致當橋梁設計面臨大跨度的需求時並不適用,需透過拱結構的力學傳遞方式加以避免與改善。
拱的結構除了美觀,也是透過設計將承受的力轉成適合材料的承力角度。圖/pixabay[6]拱的特殊之處在於為純壓力的結構,可將所承受的外部力量轉換為拱結構內各元件的壓應力,因此特別適用於...
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