ทำไมสะพานต้องโค้งครับ ?

กระทู้คำถาม
ทำไมสะพานต้องโค้งครับ ?

ผมเห็นบางคลองขนาดก็ไม่ใหญ่มากแต่มักจะมีสะพานโค้ง ซึ่งเสียพื้นที่บริเวณรอบๆไปเปล่าประโยชน์ไหมครับ




ทำไมถึงไม่ทำให้มันตรงๆไปเลยหล่ะครับเพราะอะไร ?



ป.ล.ความรู้รอบตัวครับ
คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 1
แบบโค้งรับแรงได้ดีกว่า

จากผม  วิศวเกิน
สุดยอดความคิดเห็น
ความคิดเห็นที่ 18


ถ้าเป็นสะพานเรียบตามแนวราบ จะเกิดโมเมนต์สูงสุดตามรูปเป็น (W/2) x L
ขณะที่สะพานโค้ง จะเกิดโมเมนต์ตามรูปเป็น {(W/2) x L} - {F x h}

ทำให้สะพานโค้งมีความแข็งแรงมากกว่าเพราะต้านโมเมนต์น้อยกว่า ดังนั้นถ้าเป็นสะพานที่ต้องการให้มีระยะช่วงเสาห่างกันมากจึงควรสร้างให้มีโครงสร้างที่โค้งมาช่วยรับแรงครับผม โดยยิ่งโค้ง arc สูงมากก็ยิ่งดี แต่ไม่ดีสำหรับรถปีนขึ้น !   หรืออาจสร้างเป็นโครงสร้าง arc สูงขึ้นข้างบนแล้วแขวนลงมาให้รถวิ่งตามแนวระดับ แบบสะพานซิดนีย์ฮาร์เบอร์ ก็ย่อมแข็งแรงและเก๋อีกแบบ

นอกจากนี้หากเป็นสะพานที่มีคานเป็นรูป arc เช่นกัน แต่เกิดจากความลึกของคานที่ไม่เท่ากัน โดยเริ่มสร้างคานออกมาจากเสาแต่ละต้นแล้วมาเชื่อมต่อกันกลางสะพาน ก็คือโครงสร้างสะพานแบบ cantilever ที่มีปลายยื่นมาชนกันกลางสะพานนั่นเอง  โครงสร้างเช่นนี้ย่อมมีคานส่วนล่างลงไปที่แข็งแรงยิ่งขึ้น เพราะต้องรับโมเมนต์มากยิ่งขึ้น

และในทางกลับกัน เราสามารถเปลี่ยนจากโครงสร้าง arc รับแรงกด มาเป็นสายเคเบิลหย่อนโค้งรับแรงดึง ซึ่งก็คือโครงสร้างแบบสะพานแขน โดยยิ่งเคเบิลแขวนได้สูงก็ยิ่งรับแรงได้ดี แต่ก็ต้องสร้างเสา pylon สูง

ปัจจุบันสะพานขนาดใหญ่หลายแห่งไม่ง้อโครงสร้างแบบโค้ง ก็จะสร้างเป็นสะพานขึง(คนละแบบกับสะพานแขวน) เช่นสะพานพระราม 8 โดยมีเคเบิลมาช่วยกันขึงรับน้ำหนักหลายๆเส้นแล้วมายึดรวมกันที่เสา pylon

จากวิศวะคับ (วิศวะซิ่ว 2 สถาบัน -_-")


(เพิ่มเติม)
สะพานโค้งหรือสะพานรูป arc ทั่วไป รู้สึกฝรั่งเขาเขียนว่า arch bridge ไม่ใช่ arc bridge



(เพิ่มเติมกันอีกเรื่อง continuous beam bridge  เอาให้พอ ! 55)
โดยถ้า beam หรือคานนั้นแยกขาดกันในแต่ละช่วงเสา ก็คือเป็น simple beam ธรรมดา   แต่ถ้าคานนั้นยึดเป็นเนื้อเดียวต่อเนื่องกันไปได้ยาวและมีจุดวางอยู่บนแต่ละเสา ก็จะเป็นลักษณะของคานต่อเนื่องหรือ continuous beam ซึ่งโดยทั่วไปมักออกแบบให้มีความเป็นโค้ง arc เช่นกันตามความเหมาะสมในการต้านแรงและต้านโมเมนต์  นอกจากนี้ continuous beam นั้นจะมีส่วนช่วยต้านโมเมนต์ภายในคานให้กันและกันได้(จึงแข็งแรงกว่า simple beam ธรรมดา)

และถ้าสมมุติว่า continuous beam นั้นไม่ได้แค่วางบนเสา แต่ยึดเชื่อมติดเป็นเนื้อเดียวกับเสา ก็ย่อมมีความเป็น cantilever beam bridge (ที่ผสมผสานกับลักษณะของ continuous beam) ซึ่งจะมีส่วนช่วยต้านโมเมนต์ยิ่งขึ้นหรือช่วยเพิ่มระยะช่วงเสาได้ แค่อธิบายตามหลักพื้นฐาน แต่รายละเอียดก็ต้องเป็นไปตามการวิเคราะห์ออกแบบโดยผู้เชี่ยวชาญนั่นเองครับ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่