拱形原理,有关石拱桥的物理原理

1、拱形原理，有关石拱桥的物理原理？

石拱桥是我国传统桥梁的四大基本构型之一，相关物理原理主要有两点：

1 拱形结构可以将石拱桥受的竖直向下的压力转化为与拱桥石石块间相互的垂直的压力。建筑石拱桥的石块截面接近梯形，上底大于下底，此时受到垂直向下的压力会被分解为向两个侧面斜向压力，因此压力被转化为石块直接的压力，并沿着拱形传递到两侧的桥基。因此石拱桥只要不受到侧向的力，结构非常稳固可以历千年不倒。

2 拱形结构能够有效的缓解热胀冷缩效应，固体微小的热涨冷缩效应在拱形结构可以在拱形弧度少量变形下被消解，而平桥就必须使用伸缩缝等方法缓解。

2、赵州桥为什么是拱形的科学题？

行船是一个原因，但最重要的原因是为了增加桥梁的跨度和强度。

我国古代石桥拱形大多为半圆形，这种形式比较优美、完整，但也存在缺陷：交通不便，半圆形桥拱用于跨度比较小的桥梁比较合适，而大跨度的桥梁选用半圆形拱，就会使拱顶很高，造成桥高坡陡、车马行人过桥非常不便。

施工不利，半圆形拱石砌石用的脚手架就会很高，增加施工的危险性。

为此，李春和工匠们一起创造性地采用了圆弧拱形式，使石拱高度大大降低。

赵州桥的主孔净跨度为37.O2米，而拱高只有7.25米，拱高和跨度之比为1:5左右，这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平稳，车辆行人非常方便，而且还具有用料省、施工方便等优点。

当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。扩展资料：赵州桥又称安济桥，坐落在河北省赵县的洨河上，横跨在37米多宽的河面上，因桥体全部用石料建成，当地称做“大石桥”。

建于隋朝年间公元595年－605年，由著名匠师李春设计建造，距今已有1400多年的历史，是当今世界上现存第二早（还有一座小商桥）、保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥。

赵州桥是古代劳动人民智慧的结晶，开创了中国桥梁建造的崭新局面。2015年荣获石家庄十大城市名片之一。

它是中国第一石拱桥，该桥是一座空腹式的圆弧形石拱桥，是中国现存最早、保存最好的巨大石拱桥。赵州桥是入选世界纪录协会世界最早的敞肩石拱桥，创造了世界之最。

河北民间将赵州桥与沧州铁狮子、定州开元寺塔、正定隆兴寺菩萨像并称为“华北四宝”。

3、古代怎么建造拱形门？

第一步,一句话简答:古代拱形门的建造以石材为主,通过精确计算和匠心巧设计完成。

第二步,问题解释:古代拱形门是利用拱形结构在门道过道上搭建的门。拱形结构强调“承上启下”的原理,通过拱石之间的压力传递实现自我稳定,这种结构简单大气而又稳定,深受古代建筑师喜爱,用于城门、宫殿大门等要道入口处。

第三步,深入分析:

1. 拱形门选材以石材为主,青石、大理石等硬质石材为上。石材能长期保存,具有较高的结构强度,非常适合拱形结构。

2. 拱形门设计重点在于拱形,拱形的设计需要精密计算各拱石的形状、大小及位置,使之在负重后达到均衡,并传递力学软元而自我稳定。拱高和跨度的确定直接影响结构强度,这需要建筑师富有丰富的经验和超凡的匠心。

3. 拱形门施工过程复杂,需要专门的石匠进行。首先是基础,要打入深深基石以防止沉降。然后是垂直支架,用于支撑拱石头直至完成。 拱石和放置也是一门学问,需要火箭和滑轮等设备协助。拱石之间要使用铅水确保贴合,并填充石灰活性结合以增强节点强度。

4. 拱形门考虑的因素还包括美学,拱的比例、门楣的设计以及装饰雕刻都会影响美观度。拱形的变化如斜拱、马蹄拱等在美观性上各有优劣。装饰采用浮雕、壁画等手法以寓意吉祥。

第四步,更优质的建议:

1. 现代有相关古代建筑结构CAD工具可以用于拱形门设计,这能避免古代经验法带来的错误,设计更为科学精确。但设计师仍需理解古代匠人的智慧与匠心。

2. 拱形门施工可以借鉴现代桥梁拱桥的施工技术,使用钢筋混凝土等新材料替代石材,提高施工速度与质量。但材料选择也要考虑古代建筑的风格与韵味。

3. 拱形门的保护维护刻不容缓。需要定期检查拱石的完好性,防止开裂与损毁。环境控制也重要,温湿度的变化会对古建造物产生影响。

4.拱形门是古代建筑技艺的结晶,其建造过程值得现代研究与学习。相信现代建筑师能在理解古人匠心的基础上,运用现代科技手段来挖掘拱形门建造技法中的精髓,为现代建筑做出更大贡献。

综上,古代拱形门建造孕育着深厚的中华建筑文化底蕴,其最重要的遗产就是匠人智慧的完美结合与极致发挥。

4、拱桥为什么坚固？

中国拱挢为什么这么坚固因为为了减少自身重量，减少水流的冲击，使其更加坚固耐用，拱型成弧形，使用的材料形状成一定的楔形（材料角度逐步减小），上面承重时就越压越紧，当然有承受的最大载重的，几千年来，石拱桥遍布祖国山河大地，随着经济文化的日益发达而长足发展，它们是我国古代灿烂文化中的一个组成部分，在世界上曾为祖国赢得荣誉。迄今保存完好的大量古桥，可为历代桥工巨匠精湛技术的历史见证，显示出我国劳动人民的智慧和力量。一座古桥，能经得起天灾战祸的考验，历千百年而不坏，不仅是作为古迹而被保存，而且仍保持其固有的功能不变，可以称作奇迹

5、拱桥为什么不倒的原因？

拱桥不会倒塌的原理是是依靠拱圈自身形成的弧形拱式结构，当物体在拱形桥上运动时，由于其受到向心力的作用,桥面受到的压力会减少，从而减轻桥面的压力，使桥的寿命更长。

另一个原因就是它将竖向压力分解成轴向压力，然后传递到两侧岸坡拱脚，使桥身坚固不倒。拱桥为桥梁的基本体系之一，建筑历史悠久外形优美，古今中外名桥遍布各地，在桥梁建筑中占有重要地位。它适用于大、中、小跨公路或铁路桥，尤宜跨越峡谷，又因其造型美观，也常用于城市、风景区的桥梁建筑。