​拱形桥梁百年不倒，它是如何做到的？结构原理让人惊叹！

拱形桥梁百年不倒，它是如何做到的？结构原理让人惊叹！

颐和园的十七孔桥，初建于清乾隆年间；永定河上的卢沟桥，始建于宋代；四川达州的大风高拱桥，修建于清同治7年；这些桥梁屹立百年而不倒。

01悬链线结构

仔细观察它们的桥梁结构，有一个共同的特点，那就是拱形结构，为什么桥梁建造成拱形就如此坚固呢？让数百年之后我们，还能见证它的存在？

那就不得不提到悬链线了，而悬链线出现在建筑领域，最早是由十七世纪英国杰出的科学家罗伯特·胡克提出的，他认为当悬链线自然下垂时，处于最稳定的状态，反之如果把悬链线反方向放置，它也应该是一种稳定的状态，后来由此演变出了悬链线拱门。

而悬链线，在物理上是指悬在水平两点间，因均匀引力作用形成的软绳形状，那为什么悬链线被认为是最稳定的呢？

这里就要提到费马原理，科学家费马发现任何一个稳定的状态，都能找到一个与之对应的最小作用量，换句话说，也就是拥有了最小作用量就能呈现出最稳定状态。

而对于一根线来说，当它两头固定 中间自然垂落时，它的重心是最低，受到重力的均匀吸引，它此时的重力势能是最小的【EP=mgh】，便拥有了最小作用量，也就处于最稳定状态。

02桥梁施工

我们以世界最大跨径钢结构拱桥，广西平南三桥为例。

首先要做好拱桥搭建的前期准备工作，然后按照顺序进行拱肋不同分段的安装，通过计算选择适宜的温度进行合拢拱圈；

接着向拱肋管内注入混凝土，灌注完成后从两边向中间对称安装桥面梁；

在中间的位置进行合龙作业，紧接着对桥面进行施工同时拆掉先前的辅助设置；

然后进行桥梁建设的收尾工作，桥梁完全建成后进行荷载试验，最终全桥通车，至此一个完整的桥梁施工就完成了。

03桥梁建造材料

当然拱桥的主体除了采用钢结构建造，还能采用其他材料。

比如德余高速乌江特大桥，它是世界最大跨径上承式钢管混凝土拱桥，大桥总长1834米 其中主桥长504米。

还有丹河大桥，是全空腹式变截面石板拱桥，桥梁的栏杆上刻有200多幅，体现晋城市历史文化的石雕图案，以及大约300个的石狮子。

修建在苏州胥江古运河上的欢乐胥江桥，则是国内跨度最大的重型木结构拱桥，虽然它的桩基采用高强度的混凝土，但是桥体的部分则是木质结构，可承载195吨的重量。