NộI Dung
Dầm và vòm là hai trong số những cây cầu cổ nhất, đơn giản nhất trong lịch sử và vẫn được xây dựng cho đến ngày nay. Các phong cách dễ dàng phân biệt bởi hình dạng của hỗ trợ. Cầu dầm sử dụng các trụ đơn giản, thẳng đứng để treo một cây cầu thẳng, ngang, trong khi cầu vòm sử dụng cấu trúc hỗ trợ uốn cong.
Phân bố trọng lượng cầu dầm
Ở dạng cơ bản, dầm là thiết kế cầu đơn giản nhất với mọi thứ từ đoạn đường cao tốc trên cao đến ván gỗ trên một con mương nhỏ tạo thành cây cầu dầm. Trọng lượng đặt trên một cây cầu dầm được ép trực tiếp xuống dưới, về phía bất kỳ giá đỡ nào bên dưới, làm cho phần giữa của cây cầu yếu nhất. Cầu dầm sử dụng các giá đỡ thẳng đứng để đảm bảo trọng lượng trên khoảng cách xa hơn. Nhưng bất kể số lượng hỗ trợ hoặc cách chúng được đặt cách nhau, điểm yếu nhất luôn trực tiếp ở giữa, tại điểm xa nhất giữa mỗi hỗ trợ.
Phân phối trọng lượng cầu Arch
Nổi tiếng được sử dụng bởi người La Mã cho cống và lối đi, cầu vòm sử dụng một cấu trúc tròn để đẩy trọng lượng từ trung tâm ra ngoài về phía mỗi đầu. Thay vì có bất kỳ điểm nào trên cầu hỗ trợ trọng lượng của riêng mình, các vòm sẽ đẩy trọng lượng đồng đều ra các giá đỡ. Theo thiết kế, không có điểm nào của vòm yếu hơn bất kỳ điểm nào khác, với vòm thực sự hoạt động để tự giữ vững. Mô hình phân bổ trọng lượng thậm chí này cho biết thiết kế của cây cầu, với điểm trung tâm của cây cầu khá mỏng so với bất kỳ điểm nào khác. Điều này là đáng chú ý nhất trong các cây cầu vòm tròn, đơn trong đó phần giữa là nơi cao nhất và mỏng nhất trong cấu trúc.
Sức mạnh
Cầu vòm mạnh hơn cầu dầm, đơn giản là vì dầm có một điểm yếu ở trung tâm nơi không có giá đỡ thẳng đứng trong khi các vòm ép trọng lượng hướng ra ngoài về phía giá đỡ. Đây là một lý do tại sao cầu dầm thường bị giới hạn trong các nhịp ngắn, hiếm khi hơn 250 feet, mặc dù một loạt các cầu dầm, được gọi là "nhịp liên tục", thường được sử dụng để kéo dài chiều dài cầu. Cầu vòm, trong khi đó, đã được sử dụng để bao phủ khoảng cách rất dài, lên đến 800 feet cho một vòm. Cây cầu vòm dài nhất (tính đến tháng 5 năm 2011), cầu Chaotianmen ở Trung Quốc, có một nhịp chính dài hơn 1.800 feet và tổng cộng hơn 5.700 feet. Các nhịp cầu liên tục dài nhất trên thế giới, các Ponchartrain Causeway ở Louisiana, trải dài trên 24 dặm dài nhưng hai nhịp của đường đắp cao sử dụng 2.243 và 1.500 cầu chùm cá nhân để trang trải dài đó.
Ưu điểm và nhược điểm
Mặc dù cả hai loại cầu có thể được xây dựng để cung cấp sự hỗ trợ vững chắc trên một khoảng cách dài, nhưng nó thường mang tính thẩm mỹ, vật liệu và giải phóng mặt bằng tạo nên sự khác biệt. Nhiều hỗ trợ phải được sử dụng để kéo dài một cây cầu dầm trên một khoảng cách dài, như đã thấy với Đường đắp Ponchartrian, và những cây cầu dầm được xây dựng thấp để sử dụng ít vật liệu hơn, khiến tàu thuyền rất khó đi qua bên dưới cây cầu. Số lượng dầm cần thiết cũng có thể làm cho cây cầu khó coi. Arches, trong khi đó, có thể được xây dựng cao hơn với ít chùm hỗ trợ hơn, làm cho việc giải phóng mặt bằng bên dưới cây cầu là một lợi ích lớn. Nhịp lớn của vòm và tầm nhìn không bị cản trở bên dưới nó có thể làm cho các cây cầu vòm trở thành một cảnh tượng ngoạn mục. Tuy nhiên, các phương tiện để xây dựng một cây cầu vòm, bắt đầu từ cả hai đầu và xây dựng ra bên ngoài cho đến khi gặp nhau ở giữa, làm cho chúng phức tạp hơn và tốn kém để xây dựng.