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跨海大橋的橋墩很大,但與橋面接觸的部位卻很小,這樣的設計真牢靠嗎?

在我們籠統的印象中橋樑是一個整體的結構,橋面和橋墩應該是緊密地結合在一起的。但是隨著我國公路和橋樑密度越來越高,人們更有機會近距離觀察現代橋樑。這時細心的人會發現,看似穩重粗大的橋墩並不是直接和橋樑緊密結合而是通過一小部分結構連接在一起。這似乎使外行人覺得很多沒有安全感,為什麼不直接落在橋墩上呢?

若要解答這個問題,則要從橋樑的實際使用情況說開去。雖然橋面在我們平時看來都是筆直平坦的,那時因為我們肉眼不能看出細微的變化。假設橋面和橋樑是一個整體,橋面在承重的時候,會下沉變形,則相鄰的兩個橋墩會受到橋面變形而產生的牽拉,向下沉中心彎曲靠攏,使橋墩產生彎曲形變。還有一種情況是熱脹冷縮,若是不受拘束橋面受到熱脹冷縮只會水平的變長或者變短。但是受到橋墩的束縛,橋面想伸伸不開,想縮縮不回,這就會引起橋面彎曲變形,進而作用到橋墩,使橋墩產生形變。

而橋墩的材質特性是用來稱重抗壓,它並不能抗形變。長期在這種形變作用下,橋墩肯定會加速開裂損壞,進而危及使用安全。所以科學家們想出一個很巧妙的辦法,用一種能承受形變的材料來作為橋墩和橋面的連接。你可以吧它理解為橋面和橋墩之間的潤滑劑(當然橋樑本身需要一定穩固性,誇張是為了便於理解),橋面只是放在橋墩之上,橋面不論在承重的時候下沉還是熱脹冷縮的水平伸縮,不再會引起橋墩的形變,而僅僅只是給它垂直上的壓力。其實形變還在,只是由橡膠支座代替橋墩承擔。橡膠支座的抗變形能力要好的多,這樣就保護了橋墩的安全。

那麼為什麼不用支座這座材質直接代替橋墩?橋墩要體現的作用出了承壓還有穩。如果橋墩能夠變形,那麼不像極了一個彈簧?那麼橋整體的穩定性大打折扣。而足夠的直徑粗度則是穩定性的保障。這樣橋墩和橡膠支架的組合就是「剛柔並濟」,更好的保障了橋樑的安全。


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