สะพานโค้ง
สะพานโค้งเป็นสะพานที่มีฐานรองรับที่ปลายทั้งสองข้างเป็นรูปทรง โค้ง หลักการทำงานของสะพานโค้งคือการถ่ายเทน้ำหนักของสะพานและน้ำหนักบรรทุกบางส่วนเป็นแรงผลักในแนวนอนที่ถูกยึดไว้ด้วยฐานรองรับที่ปลายทั้งสองข้าง และบางส่วนเป็นแรงในแนวดิ่งบนส่วนรองรับโค้ง สะพานลอย(สะพานยาว) อาจสร้างจากชุดของส่วนโค้งหลายๆ ส่วน แต่ในปัจจุบันมักใช้โครงสร้างอื่นๆ ที่ประหยัดกว่า
ประวัติศาสตร์

สะพานโค้งที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงหลงเหลืออยู่ อาจเป็นสะพานอาร์คาดิโกสมัยไมซีเนียน ในประเทศกรีซ ซึ่งมีอายุราว 1300 ปีก่อนคริสตกาล ชาวบ้านยังคงใช้สะพานโค้งหินคานยื่น นี้อยู่ [ 1 ]สะพานเอลูเธอร์นาสมัยเฮลเลนิสติกที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีมีโครงสร้างโค้งคานยื่นรูปสามเหลี่ยม[ 2 ]สะพานคนเดินโรดส์ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลตั้งอยู่บนโครงสร้างโค้งหิน แบบโบราณ [ 3 ]
แม้ว่า ชาว เอตรัสกันและชาวกรีกโบราณจะรู้จักโครงสร้างโค้งที่แท้จริง อยู่แล้ว แต่ชาวโรมันก็เป็นชนชาติแรกที่ตระหนักถึงศักยภาพของโครงสร้างโค้งสำหรับการสร้างสะพานอย่างเต็มที่เช่นเดียวกับ โครงสร้าง โค้งและโดม[ 4 ] รายชื่อสะพานโรมันที่รวบรวมโดยวิศวกร Colin O'Connor ประกอบด้วยสะพานหินโรมันสำหรับสัญจร 330 แห่ง สะพานไม้โรมัน 34 แห่ง และสะพานส่งน้ำโรมัน 54 แห่ง ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงตั้งอยู่และเคยใช้สำหรับสัญจรยานพาหนะ[ 5 ]การสำรวจที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นโดยนักวิชาการชาวอิตาลี Vittorio Galliazzo พบสะพานโรมัน 931 แห่ง ส่วนใหญ่ทำจากหิน ใน 26 ประเทศ (รวมถึงอดีตยูโกสลาเวีย ) [ 6 ]
สะพานโค้งแบบโรมันมักเป็นรูปครึ่งวงกลมแม้ว่าจะมีสะพานโค้งแบบแบ่งส่วนอยู่บ้าง (เช่นสะพานอัลโคเนตาร์ ) ซึ่งมีส่วนโค้งที่โค้งน้อยกว่าครึ่งวงกลม[ 7 ]ข้อดีของ สะพานโค้ง แบบแบ่งส่วนคือช่วยให้น้ำท่วมปริมาณมากไหลผ่านใต้สะพานได้ ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้สะพานถูกพัดพาไปในระหว่างน้ำท่วม และตัวสะพานเองก็มีน้ำหนักเบากว่า[ 8 ]โดยทั่วไป สะพานโรมันจะมีหินโค้งหลัก ( voussoirs ) รูปทรงลิ่มที่มีขนาดและรูปร่างเดียวกัน ชาวโรมันสร้างทั้งท่อส่งน้ำ แบบช่วงเดียวและแบบหลายโค้งยาว เช่นสะพานปงต์ดูการ์ดและท่อส่งน้ำเซโกเวียสะพานของพวกเขามีช่องระบายน้ำในเสาตั้งแต่สมัยแรกเริ่ม เช่น ในสะพานปงส์ฟาบริเซียสในกรุงโรม (62 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งเป็นหนึ่งในสะพานหลักที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่ยังคงตั้งอยู่

วิศวกรชาวโรมันเป็นกลุ่มแรกและจนกระทั่งการปฏิวัติอุตสาหกรรมก็เป็นกลุ่มเดียวที่สร้างสะพานด้วยคอนกรีตซึ่งพวกเขาเรียกว่าOpus caementiciumโดยปกติแล้วด้านนอกของสะพานจะถูกหุ้มด้วยอิฐหรือหินขัดเช่นเดียวกับสะพานอัลกันตารา
ชาวโรมันยังได้นำสะพานโค้งแบบแบ่งส่วนมาใช้ในการก่อสร้างสะพานด้วยสะพานลิมีราในตุรกี ตะวันตกเฉียงใต้มีความยาว 330 เมตร (1,080 ฟุต)ประกอบด้วยส่วนโค้งแบบแบ่งส่วน 26 ส่วน โดยมีอัตราส่วนช่วงต่อความสูงเฉลี่ย 5.3:1 [ 9 ]ทำให้สะพานมีลักษณะแบนราบผิดปกติ ซึ่งไม่มีใครเทียบได้มานานกว่าพันปีสะพานทราจันข้ามแม่น้ำดานูบมีส่วนโค้งแบบแบ่งส่วนเปิดที่ทำจากไม้ (ตั้งอยู่บน เสาคอนกรีตสูง 40 เมตร (130 ฟุต) ) นี่จะเป็นสะพานโค้งที่ยาวที่สุดในรอบพันปี ทั้งในแง่ของความยาวโดยรวมและความยาวช่วงแต่ละช่วง ในขณะที่สะพานโรมันที่ยาวที่สุดที่ยังคงเหลืออยู่คือสะพานปูเอนเตโรมาโนที่เมริดา ซึ่งมีความ ยาว790 เมตร (2,590 ฟุต) สะพานคารามาการาในแคปปาโดเซีย ใน ช่วงปลายสมัยโรมันอาจเป็นสะพานที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงเหลืออยู่ซึ่งมีส่วนโค้งแหลม[ 10 ]
ใน ยุโรป ยุคกลางช่างสร้างสะพานได้ปรับปรุงโครงสร้างของโรมันโดยใช้เสา ที่แคบกว่า ส่วนโค้งที่บางกว่า และอัตราส่วนช่วงต่อความสูงที่สูงกว่า นอกจากนี้ยังมีการนำส่วนโค้งแหลม แบบโกธิกมาใช้ซึ่งช่วยลดแรงผลักด้านข้าง และช่วงสะพานก็เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับสะพาน Puente del Diablo (1282) ที่มีลักษณะแปลกประหลาด ด้วยการออกแบบและเทคนิคการสร้างสะพานที่ก้าวหน้ามากขึ้น ชื่อเรียกอย่างไม่เป็นทางการอีกชื่อหนึ่งของสะพานปีศาจจึงแพร่หลายมากขึ้นทั่วทั้งยุโรป เนื่องจากหลายคนไม่เชื่อว่าโครงสร้างดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นและรับน้ำหนักได้มากขนาดนั้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในศตวรรษที่ 14 การสร้างสะพานได้ก้าวไปสู่ระดับใหม่ ความยาวช่วงสะพาน40 เมตร (130 ฟุต)ซึ่งไม่เคยมีมาก่อนในประวัติศาสตร์การก่อสร้างสะพานโค้งก่ออิฐ ได้ถูกสร้างขึ้นในสถานที่ต่างๆ เช่น สเปน ( สะพานซานมาร์ติน ) อิตาลี ( สะพานกัสเตลเวคคิโอ ) และฝรั่งเศส ( สะพานปีศาจและ สะพาน ปงต์แกรนด์ ) และมีรูปแบบโค้งที่แตกต่างกัน เช่น โค้งครึ่งวงกลม โค้งแหลม และโค้งส่วนสะพานที่เทรซโซ ซุลลาดาซึ่งถูกทำลายในศตวรรษที่ 15 มีความยาวช่วงสะพานถึง72 เมตร (236 ฟุต)ซึ่งไม่มีใครเทียบได้จนกระทั่งปี 1796 [ 11 ]

สิ่งก่อสร้างอย่างเช่นสะพานโค้งครึ่งวงกลมPonte Vecchio อันโด่งดัง ในฟลอเรนซ์ (ค.ศ. 1345) ผสมผสานวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยม (อัตราส่วนช่วงความยาวต่อความสูงมากกว่า 5.3:1) เข้ากับความสวยงาม สะพานโค้งสามแห่งอันสง่างามของPonte Santa Trinita ในยุคเรเนสซองส์ (ค.ศ. 1569) ถือเป็นสะพานโค้งวงรีที่เก่าแก่ที่สุดในโลก โครงสร้างที่สูงไม่มากเช่นนี้จำเป็นต้องมีฐานราก ขนาดใหญ่ ซึ่งที่สะพาน Rialto ในเวนิส (ค.ศ. 1591) และสะพาน Pegnitz หรือFleischbrückeในนูเรมเบิร์ก (ค.ศ. 1598) (อัตราส่วนช่วงความยาวต่อความสูง 6.4:1) นั้นสร้างขึ้นบนเสาเข็มไม้หลายพันต้น โดยบางส่วนตอกลงไปในพื้นดินในแนวเฉียงเพื่อต้านทานแรงดันด้านข้างได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในประเทศจีน สะพานโค้งที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังคงหลงเหลืออยู่คือสะพานจ้าวโจว สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 605 ซึ่งมีอัตราส่วนช่วงต่อความสูงที่ต่ำมากเพียง 5.2:1 ร่วมกับการใช้ส่วนโค้งแบบสแปนเดล (ค้ำยันด้วยเหล็กยึด) สะพานจ้าวโจวมีความยาว51 เมตร (167 ฟุต)และช่วงกว้าง37.4 เมตร (123 ฟุต)เป็นสะพานโค้งแบบแบ่งส่วนที่มีสแปนเดลเปิดโล่งที่สร้างจากหินทั้งหมดแห่งแรกของโลก ทำให้สามารถระบายน้ำท่วมได้มากขึ้น[ 12 ]สะพานที่มีสแปนเดลแบบเจาะรูสามารถพบได้ทั่วโลก เช่นสะพานอาร์ตา (ศตวรรษที่ 17) ในประเทศกรีซ และสะพานเซนาร์ท (ศตวรรษที่ 18) ในประเทศเวลส์
เมื่อการปฏิวัติอุตสาหกรรม มาถึง ในช่วงศตวรรษที่ 18 และ 19 สะพานโค้งที่ทำจากหินและอิฐยังคงถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยวิศวกรโยธาชาว อังกฤษที่มีชื่อเสียงหลายคน รวมถึงโทมัส เทลฟอร์ด , จอห์น เรนนีและต่อมาคืออิซัมบาร์ด คิง ดอม บรูเนล พวกเขายังเริ่มต้นการใช้วัสดุที่แตกต่างออกไปในยุคสมัยใหม่ เช่นเหล็กหล่อ — เทลฟอร์ดออกแบบสะพานแห่งแรกที่สร้างด้วยโลหะ ซึ่งแล้วเสร็จในปี 1781 คือสะพานเหล็ก (Iron Bridge)ซึ่งเป็นสะพานโค้งเดี่ยวที่ทำจากเหล็กหล่อหลายส่วนที่สร้างขึ้นด้วยเทคนิคการทำไม้แบบดั้งเดิม — จากนั้นก็ มีการใช้ เหล็กและคอนกรีตมากขึ้นเรื่อยๆ ในการก่อสร้างสะพานโค้ง จนแทบจะไม่มีการใช้วัสดุอื่นๆ อีกเลย ผู้บุกเบิกที่สำคัญคือฌอง-โรดอลฟ์ แปร์โรเนต์ซึ่งใช้เสาที่แคบกว่ามาก วิธีการคำนวณที่ได้รับการปรับปรุง และอัตราส่วนช่วงต่อความสูงที่ต่ำเป็นพิเศษ
สะพานฟันโค้งแบบรับแรงอัดอย่างง่าย
ข้อดีของวัสดุที่เรียบง่าย

หิน อิฐ และวัสดุอื่นๆ ที่คล้ายกันนั้นแข็งแรงในด้านการรับแรงอัดและค่อนข้างแข็งแรงในด้านแรงเฉือนแต่ไม่สามารถต้านทานแรงดึง ได้มากนัก ด้วยเหตุนี้ สะพานโค้งที่สร้างด้วยวัสดุก่อสร้างจึงถูกออกแบบมาให้รับแรงอัดอย่างต่อเนื่องให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ละส่วนโค้งจะถูกสร้างขึ้นบน โครงสร้าง ค้ำยัน ชั่วคราว ที่เรียกว่าโครงค้ำยันในสะพานโค้งรับแรงอัดแบบแรกๆ นั้นหินหลักที่อยู่ตรงกลางสะพานจะรับน้ำหนักของสะพานส่วนที่เหลือ ยิ่งน้ำหนักที่วางบนสะพานมากเท่าไร โครงสร้างของสะพานก็จะยิ่งแข็งแรงมากขึ้นเท่านั้น สะพานโค้งที่สร้างด้วยวัสดุก่อสร้างจะใช้ปริมาณวัสดุถม (โดยทั่วไปคือเศษหินบดอัด) เหนือส่วนโค้งเพื่อเพิ่มน้ำหนักคงที่บนสะพานและป้องกันไม่ให้เกิดแรงดึงในวงแหวนส่วนโค้งเมื่อน้ำหนักเคลื่อนผ่านสะพาน วัสดุอื่นๆ ที่ใช้ในการสร้างสะพานประเภทนี้ ได้แก่ อิฐและคอนกรีตที่ไม่เสริมเหล็ก เมื่อใช้วัสดุก่อสร้าง (หินตัด) มุมของหน้าตัดจะถูกตัดเพื่อลดแรงเฉือนให้น้อยที่สุด ในกรณีที่ใช้การก่ออิฐแบบสุ่ม (หินที่ไม่ได้ตัดและไม่ได้เตรียมการ) จะใช้ปูนก่อเชื่อมหินเข้าด้วยกัน และปล่อยให้ปูนแข็งตัวก่อนที่จะถอดโครงสร้างชั่วคราวออก
สะพานโค้งก่ออิฐแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปมีความทนทานและค่อนข้างทนต่อการทรุดตัวหรือการกัดเซาะ อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับทางเลือกสมัยใหม่ สะพานประเภทนี้มีน้ำหนักมาก จึงต้องใช้ฐานราก ที่แข็งแรง และ ยังมีค่าใช้จ่ายสูงในการก่อสร้างในพื้นที่ที่มีค่าแรงสูงอีกด้วย
ลำดับการก่อสร้าง


- ในกรณีที่โครงสร้างโค้งตั้งอยู่บนพื้นทางน้ำ (บนเสาหรือตลิ่ง) จะต้องเบี่ยงน้ำเพื่อให้สามารถขุดกรวดออกก่อนและแทนที่ด้วยฐานรากที่แข็งแรง (ทำจากวัสดุที่ทนทาน) จากนั้นจึง สร้าง เสา ฐานราก ขึ้นไปจนถึงระดับความสูงของฐานโค้งที่ต้องการ ซึ่งจุดนี้เรียกว่า จุดเริ่มต้น (springing )
- โครงสร้างค้ำยัน(ในภาษาอังกฤษแบบบริติช: arch frame) นั้นสร้างขึ้นโดยทั่วไปจากไม้และแผ่นไม้ เนื่องจากแต่ละโค้งของสะพานหลายโค้งจะสร้างแรงผลักไปยังโค้งข้างเคียง จึงจำเป็นต้องยกโค้งทั้งหมดของสะพานขึ้นพร้อมกัน หรือใช้เสาที่กว้างมาก แรงผลักจากโค้งปลายสะพานจะถูกรับลงสู่พื้นดินโดยฐานรากที่แข็งแรง (แนวตั้ง) ที่ผนังหุบเขา หรือโดยระนาบเอียงขนาดใหญ่ที่ก่อตัวเป็นทางลาดไปยังสะพาน ซึ่งอาจสร้างจากส่วนโค้งเช่นกัน
- มีการสร้างซุ้มโค้งหลายๆ ซุ้ม (หรือซุ้มโค้งเดียว) เหนือโครงสร้างหลัก เมื่อสร้างส่วนโค้ง พื้นฐานแต่ละส่วนเสร็จแล้ว ซุ้มโค้งเหล่านั้นจะถูกเสริมความแข็งแรงด้วยการก่ออิฐด้านบน ซึ่งอาจวางเรียงเป็นชั้น แนวนอนชั้นเหล่านี้อาจก่อตัวเป็นผนังด้านนอกสองด้าน เรียกว่า ส่วนโค้งปิดช่องว่าง ( spandrels ) ซึ่งจะถูกเติมเต็มด้วยวัสดุและเศษหินที่เหมาะสม
- ถนนลาดยางอย่างดี และ มีกำแพง กั้นเพื่อความปลอดภัยในการสัญจรบนสะพาน
ประเภทของสะพานโค้ง
สะพานโค้งแบบคานยื่น
- ซุ้มโค้งแบบคานยื่นที่สร้างจากหินขนาดยักษ์ในสะพานอาร์คาดิโก ของกรีก
- ซุ้มโค้งรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่วที่รองรับสะพานเอลูเธอร์นา ของกรีก
- ซุ้มโค้งยื่นที่ก่ออิฐแบบไม่ตกแต่ง
- ซุ้มโค้งยื่นที่ก่ออิฐเป็นรูปทรงโค้ง
สะพานโค้งแบบคานยื่นเป็นสะพานก่ออิฐหรือหิน โดยแต่ละชั้นที่สูงขึ้นไปจะยื่นออกมามากกว่าชั้นก่อนหน้าเล็กน้อย[ 13 ]ขั้นบันไดของการก่ออิฐอาจถูกตัดแต่งเพื่อให้ส่วนโค้งมีรูปทรงโค้งมน[ 14 ]ส่วนโค้งแบบคานยื่นไม่ก่อให้เกิดแรงผลักหรือแรงดันภายนอกที่ด้านล่างของส่วนโค้ง และไม่ถือว่าเป็นส่วนโค้งที่แท้จริงมันมีความมั่นคงมากกว่าส่วนโค้งที่แท้จริงเพราะไม่มีแรงผลักนี้ ข้อเสียคือส่วนโค้งประเภทนี้ไม่เหมาะสำหรับช่วงกว้างขนาดใหญ่[ 15 ]
ท่อส่งน้ำ
- ท่อส่งน้ำ — สะพานที่ใช้ลำเลียงน้ำและทางน้ำสำหรับการเดินเรือ
- ท่อส่งน้ำ โรมันแห่งเซโกเวียประเทศสเปน
- ท่อส่งน้ำวิลาโดคอนเดประเทศโปรตุเกส ที่มีลักษณะโค้งหักมุมอย่างเห็นได้ชัด
- ท่อส่งน้ำคาวัลลาของจักรวรรดิออตโตมันในศตวรรษที่ 16 ประเทศกรีซแสดงให้เห็นทั้งมุมหักเลี้ยวที่เด่นชัดและส่วนโค้งในโครงสร้าง ดังแสดงในภาพมุมสูง
- สะพานส่งน้ำคาวาลา ใกล้จัตุรัสนิโคตสารา แสดงให้เห็นส่วนโค้งของโครงสร้างเมื่อมองจากระดับถนน
- ท่อส่งน้ำสมัยอาณานิคมเทโปตโซตลันรัฐเม็กซิโก
- สะพาน ส่งน้ำปอนต์ซีซิลต์ (Pontcysyllte Aqueduct) ซึ่ง เป็นแหล่งมรดกโลกของยูเนสโก และ เป็นส่วนหนึ่งของ คลองลลังโกเลน (Llangollen Canal)ออกแบบโดยวิศวกรโยธา โทมัส เทลฟอร์ดและวิลเลียม เจสซอปในเวลส์มีทางข้ามสำหรับเรือแคบ
- สะพานส่งน้ำอัลมอนด์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ คลองเอดินบะระและกลาสโกว์ยูเนียนข้ามแม่น้ำอัลมอนด์ที่ราโธโดยมีช่องระบายน้ำล้นที่แข็งตัวเป็นน้ำแข็งในช่วงภาวะน้ำแข็งเกาะครั้งใหญ่ในปี 2010
- ช่องเขาดาวลีย์ หรือสะพานส่งน้ำเซเว่นอาร์ช ออกแบบโดยวิศวกรโยธา เจมส์ บรินด์ลีย์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ คลองลีดส์และลิเวอร์พูลที่ทอดข้ามแม่น้ำแอร์ในยอร์กเชียร์
- สะพาน ส่งน้ำดัน ดาส (Dundas Aqueduct)สร้างด้วยหินบาธ (Bath Stone)ออกแบบโดยวิศวกรโยธาจอห์น เรนนี (John Rennie)ใช้สำหรับส่ง น้ำจากคลองเคนเน็ต และเอวอน (Kennet and Avon Canal)ข้ามแม่น้ำเอวอน (Avon)และทางรถไฟสายหลักเวสเซ็กซ์ (Wessex Main Line) ที่ ลิมพลีย์ สโตก (Limpley Stoke ) ใกล้เมืองบาธประเทศอังกฤษ
- สะพานส่งน้ำเอ็นจิ้นอาร์มออกแบบโดยวิศวกรโยธา โทมัส เทลฟอร์ดและหล่อโดยโรงงานเหล็กฮอร์สลีย์ทำหน้าที่รองรับ ท่อส่งน้ำ เอ็นจิ้นอาร์มซึ่ง เป็นท่อ ส่งน้ำป้อนของบริษัทเดินเรือคลองเบอร์มิงแฮมข้าม ทางรถไฟ สายหลักของ BCN
- ภาพระยะใกล้ของท่อส่งน้ำ Engine Arm Aqueduct แสดงให้เห็นส่วนโค้งจากด้านล่าง
ในบางพื้นที่ จำเป็นต้องสร้างสะพานข้ามช่องว่างกว้างในระดับความสูงที่ค่อนข้างสูง เช่น เมื่อต้องสร้างคลองหรือทางน้ำข้ามหุบเขา แทนที่จะสร้างซุ้มโค้งขนาดใหญ่มากหรือเสาค้ำสูงมาก (ซึ่งสร้างได้ยากด้วยหิน) จึงมีการสร้างโครงสร้างโค้งซ้อนกันหลายชั้น โดยมีโครงสร้างที่กว้างกว่าอยู่ที่ฐานวิศวกรโยธา ชาวโรมัน ได้พัฒนาการออกแบบและสร้างโครงสร้างที่ประณีตมากโดยใช้วัสดุ อุปกรณ์ และคณิตศาสตร์อย่างง่ายๆ โครงสร้างประเภทนี้ยังคงใช้ในสะพานข้ามคลองและถนนในปัจจุบัน เนื่องจากมีรูปทรงที่สวยงาม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อข้ามน้ำ เพราะเงาสะท้อนของซุ้มโค้งจะสร้างภาพลวงตาเป็นวงกลมหรือวงรี
สะพานโค้งดาดฟ้า
- สะพานโค้งดาดฟ้า
- แผนภาพแสดงส่วนโค้งแบบโรมันของสะพานโค้งพื้นหินที่มีส่วนโค้งปิด— สะพานที่ลิมีรา
- แผนภาพของสะพานโค้งแบบเปิดช่วง
- โรมันปงต์-แซงต์-มาร์แตง
- สะพานโกรสเวเนอร์ (เชสเตอร์)สะพานโค้งปิดช่องว่าง
- สะพานอเล็กซานเดอร์ แฮมิลตันสะพานโค้งแบบเปิดช่องว่าง
- สะพานกาเลนาครีกสะพานโค้งทรงวิหาร
สะพานประเภทนี้มีลักษณะเป็นซุ้มโค้งโดยมีพื้นสะพานอยู่เหนือซุ้มโค้งทั้งหมด บริเวณระหว่างซุ้มโค้งกับพื้นสะพานเรียกว่าสแปนเดรลหากสแปนเดรลเป็นแบบทึบ ซึ่งมักพบในสะพานโค้งที่ทำจากอิฐหรือหิน สะพานนั้นจะเรียกว่าสะพานโค้งพื้นสะพานแบบปิดสแปนเดรลหากพื้นสะพานได้รับการรองรับโดยเสาแนวตั้งหลายต้นที่ยื่นออกมาจากซุ้มโค้ง สะพานนั้นจะเรียกว่าสะพานโค้งพื้นสะพานแบบเปิดสแปนเดรล สะพาน อเล็กซานเดอร์ แฮมิลตันเป็นตัวอย่างของสะพานโค้งแบบเปิดสแปนเดรล สุดท้าย หากซุ้มโค้งรองรับพื้นสะพานเฉพาะที่ด้านบนเท่านั้น สะพานนั้นจะเรียกว่าสะพานโค้งแบบวิหาร[ 16 ]
ผ่านสะพานโค้ง

สะพานประเภทนี้มีส่วนโค้งที่ฐานอยู่ระดับเดียวกับหรือต่ำกว่าพื้นสะพาน แต่ส่วนบนสูงขึ้นเหนือพื้นสะพาน ทำให้พื้นสะพานลอดผ่านส่วนโค้งนั้น ส่วนกลางของพื้นสะพานได้รับการรองรับโดยส่วนโค้งผ่านสายเคเบิลแขวนหรือเหล็กยึด เช่นเดียวกับสะพานโค้งแบบมีเหล็กยึดส่วนปลายของสะพานอาจได้รับการรองรับจากด้านล่าง เช่นเดียวกับสะพานโค้งแบบพื้นสะพาน ส่วนใดๆ ที่ได้รับการรองรับจากส่วนโค้งด้านล่างอาจมีส่วนโค้งปิดหรือเปิดก็ได้
สะพานซิดนีย์ฮาร์เบอร์และสะพานบายอนน์เป็นสะพานโค้งแบบผ่านที่ใช้โครงสร้างโค้งแบบโครงถัก
สะพานโค้งผูกยึด
สะพานโค้งแบบนี้ หรือที่รู้จักกันในชื่อสะพานโค้งแบบคันธนู มีเหล็กยึดเชื่อมระหว่างปลายทั้งสองข้างของส่วนโค้ง โดยปกติเหล็กยึดนี้จะเป็นพื้นสะพานและสามารถรับแรงผลักในแนวนอนที่ปกติจะกระทำต่อฐานรองรับของสะพานโค้งได้
พื้นสะพานถูกแขวนไว้จากส่วนโค้ง ส่วนโค้งนั้นอยู่ในสภาวะรับแรงอัด ซึ่งแตกต่างจากสะพานแขวนที่ส่วนโค้งแคทเทนารีอยู่ในสภาวะรับแรงดึง สะพานแบบส่วนโค้งยึดตรึงอาจเป็นสะพานแบบส่วนโค้งทะลุผ่าน ก็ได้
- พื้นสะพานฟรีมอนต์ทอดผ่านส่วนโค้งโดยช่วงกลางสะพานถูกแขวนไว้และยึดติดกับส่วนโค้งในขณะที่ช่วงด้านข้างของพื้นสะพานได้รับการรองรับ
สะพานโค้งบานพับ
สะพานโค้งที่มีบานพับเพื่ออนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวระหว่างองค์ประกอบโครงสร้าง สะพานบานพับเดี่ยวจะมีบานพับอยู่ที่ส่วนยอดของโค้งสะพานบานพับคู่จะมีบานพับอยู่ที่จุดสปริงทั้งสองจุด และสะพานบานพับสามจุดจะมีบานพับอยู่ที่ทั้งสามตำแหน่ง[ 17 ]
แกลเลอรี่
- สะพานโค้งประเภทต่างๆ
- สะพานหินแห้งหรือที่เรียกว่าปอร์ตา โรซา (Porta Rosa) (ศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช) ในเมืองเอเลียจังหวัดซาเลร์โน แคว้นคัมปาเนียประเทศอิตาลี
- สะพานในเมืองเชสกี้ครุมลอ ฟ สาธารณรัฐเช็ก
- ซุ้มโค้งแหลมของสะพานซานต์บาร์โตเมวหรือปูเอนเตเดลดิอาโบล (ค.ศ. 1282) ในสเปน — หนึ่งในสะพานปีศาจหลายแห่ง ซึ่งส่วนใหญ่พบได้ทั่วทวีปยุโรป
- สะพาน เครเมอร์บรุค (1325) – สะพานที่มีผู้คนอาศัยอยู่ต่อเนื่องยาวนานที่สุดในยุโรป
- สะพานโค้งเดี่ยวสมัยออตโตมัน "สตารี โมสต์" ข้ามแม่น้ำเนเรต วา ในเมืองโมสตาร์ประเทศบอสเนียและเฮอร์เซโกวีนา
- สะพานปอนเต ซานตา ตรินิตา (ค.ศ. 1569) — สะพานแห่งแรกที่มีซุ้มโค้งรูปวงรี
- สะพานอาร์ตาในเมืองอาร์ตา ประเทศกรีซ — สะพานที่สร้างขึ้นใหม่โดยจักรวรรดิออตโตมันในศตวรรษที่ 17 โดยจำลองมาจากสะพานโรมันโบราณ
- สะพานโค้งก่ออิฐที่แสดงให้เห็นทางลาดค้ำยันที่รับแรงผลักในแนวนอนของส่วนโค้ง
- สะพาน Fredrikstad ในเมือง Fredrikstadประเทศนอร์เวย์
- สะพานเมนสตรีทในเมืองโคลัมบัส รัฐโอไฮโอเป็นสะพานแขวนแบบโค้งเอียงแห่งเดียวในทวีปอเมริกาเหนือ
- สะพานการาบิต เป็น สะพานโค้งโครงสร้างเหล็กดัด
- สะพานริชมอนด์ (สร้างในปี ค.ศ. 1825) ใกล้เมืองโฮบาร์ตรัฐแทสเมเนียเป็นสะพานที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังใช้งานอยู่ในออสเตรเลีย
- สะพานยูเนียนอาร์ช (ค.ศ. 1864) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทางส่งน้ำวอชิงตันและถนนแมคอาเธอร์ที่แคบินจอห์นมณฑลมอนต์โกเมอรีรัฐแมริแลนด์สหรัฐอเมริกา
- สะพานแม่น้ำต้าซีของทางรถไฟความเร็วสูงจินฮวา-เหวินโจว
การใช้วัสดุสมัยใหม่
สะพานโค้งสมัยใหม่ส่วนใหญ่สร้างจากคอนกรีตเสริมเหล็กสะพานประเภทนี้เหมาะสำหรับกรณีที่สามารถติดตั้งโครงสร้างค้ำยันชั่วคราวเพื่อรองรับแบบหล่อ เหล็กเสริม และคอนกรีตที่ยังไม่แข็งตัว เมื่อคอนกรีตแข็งตัวได้ที่แล้ว ก็จะถอดแบบหล่อและโครงสร้างค้ำยันออก นอกจากนี้ยังสามารถสร้างสะพานโค้งคอนกรีตเสริมเหล็กจากคอนกรีตสำเร็จรูปได้ โดยสร้างสะพานโค้งเป็นสองส่วน แล้วนำมาพิงกัน
สะพานสมัยใหม่หลายแห่งที่สร้างจากเหล็กหรือคอนกรีตเสริมเหล็ก มักรับน้ำหนักบางส่วนด้วยแรงดึงภายในโครงสร้าง ซึ่งช่วยลดหรือขจัดแรงผลักในแนวนอนที่กระทำต่อฐานรองรับสะพาน และช่วยให้สามารถสร้างสะพานบนพื้นดินที่อ่อนแอได้ ในทางโครงสร้างและการวิเคราะห์ สะพานเหล่านี้ไม่ใช่ส่วนโค้งที่แท้จริงแต่เป็นคานที่มีรูปทรงคล้ายส่วนโค้ง ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสะพานประเภทนี้ได้ที่ สะพานโค้งโครงสร้างแบบโครงถัก (truss arch bridge)
สะพานโค้งแบบช่วงยาวเป็นวิวัฒนาการสมัยใหม่ของสะพานโค้ง แบบปกติ ซึ่งเป็นไปได้ด้วยการใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรงรับแรงดึงได้ดี เช่น เหล็กและคอนกรีตอัดแรง
ขนาดแผ่นเสียง
ณ ปี 2026สะพานโค้งที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือสะพานเทียนเอ๋อหลงถานข้ามแม่น้ำหงสุ่ยมีความยาว2,488 เมตร (8,163 ฟุต)และช่วงกว้าง600 เมตร (1,969 ฟุต)สะพานนี้เปิดใช้งานเมื่อวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2024 ในกวางซี ประเทศจีน[ 18 ]สะพานโค้งก่ออิฐที่ใหญ่ที่สุด (สร้างจากหินตัดโดยใช้คอนกรีตที่ไม่เสริมเหล็กเท่านั้น) คือสะพานตานเหอในจินเฉิงประเทศจีน มีความยาว356 เมตร (1,168 ฟุต)และช่วงกว้าง146 เมตร (479 ฟุต ) [ 19 ]
ดูเพิ่มเติม
เชิงอรรถ
- ↑กระทรวงวัฒนธรรมแห่งกรีก: สะพานไมซีเนียนที่คาซาร์มาเก็บถาวรเมื่อวันที่ 8 เมษายน 2551 ที่Wayback Machine
- ↑ Nakassis, Athanassios (2000): "สะพานแห่งเอลูเธอร์นาโบราณ",วารสารประจำปีของโรงเรียนอังกฤษในเอเธนส์ , เล่มที่ 95, หน้า 353–365
- ↑ Galliazzo 1995 , หน้า36 ; Boyd 1978 , หน้า91
- ↑ Robertson, DS: สถาปัตยกรรมกรีกและโรมัน ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 เคมบริดจ์ 1943 หน้า 231:
"ชาวโรมันเป็นผู้สร้างกลุ่มแรกในยุโรป หรืออาจจะเป็นกลุ่มแรกในโลก ที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงข้อดีของซุ้มโค้ง เพดานโค้ง และโดม"
- ↑ O'Connor, Colin: "สะพานโรมัน", สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ 1993, หน้า 187 เป็นต้นไป ISBN 0-521-39326-4
- ↑กัลลิอาซโซ, วิตโตริโอ (1994), อิปอนติ โรมานี. แคตตาล็อกทั่วไปเล่มที่ 2, เตรวิโซ: Edizioni Canova, ISBN 88-85066-66-6ดูที่ดัชนี
- ↑ Beall, Christine (1988). "การออกแบบส่วนโค้งแบบแบ่งส่วน" (PDF) . ebuild.com. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2021 . สืบค้นเมื่อ 8 พฤษภาคม 2010 .
- ↑เทมเปิล, โรเบิร์ต. อัจฉริยภาพของจีน: 3,000 ปีแห่งวิทยาศาสตร์ การค้นพบ และสิ่งประดิษฐ์ นิวยอร์ก: ทัชสโตน, 1986
- ↑ O'Connor, Colin: "สะพานโรมัน", สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ 1993, หน้า 126 ISBN 0-521-39326-4
- ↑กัลลิอาซโซ 1995 , หน้า92, 93 (รูปที่ 39)
- ↑โตรยาโน, เลโอนาร์โด เฟอร์นันเดซ: วิศวกรรมสะพาน. มุมมองระดับโลก, สำนักพิมพ์ Thomas Telford, ลอนดอน 2003, ISBN 0-7277-3215-3หน้า 49
- ↑นีดแฮม, โจเซฟ.วิทยาศาสตร์และอารยธรรมในจีนฉบับย่อ . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, 1994. ISBN 0-521-29286-7หน้า 145–147
- ↑ Richman, Steven M. (2005), The Bridges of New Jersey , Rutgers University Press, หน้า23, ISBN 978-0-8135-3510-4
- ↑ Harris, Cyril M. (1983), Illustrated Dictionary of Historic Architecture , Courier Dover Publications, หน้า137, ISBN 978-0-486-24444-0
- ↑ Simpson, Frederick Moore (1913), ประวัติการพัฒนาสถาปัตยกรรม , Longmans, Green, and Co., หน้า25
- ↑ Durski, Brad F. (ฤดูหนาว 2010). "สะพาน Galena Creek ของเนวาดา" (PDF) . Aspire . สถาบันคอนกรีตสำเร็จรูป/คอนกรีตอัดแรง. เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2010. สืบค้นเมื่อ18 มิถุนายน 2012 .
- ↑ Reynolds, Charles E.; Steedman, James C.; Threlfall, Anthony J. (7 สิงหาคม 2550). คู่มือผู้ออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก ฉบับที่สิบเอ็ด . สำนักพิมพ์ CRC. หน้า41. ISBN 978-0-203-08775-6.
- ↑ Zheng, Jielian (2024-10-01). "นวัตกรรมและแนวปฏิบัติ ทางเทคโนโลยีการก่อสร้างล่าสุดสำหรับสะพานโค้งช่วงใหญ่ในประเทศจีน"วิศวกรรม41 : 110– 129. doi : 10.1016 /j.eng.2024.05.019 . ISSN 2095-8099 .
- ↑ "สะพานโค้ง" . www.arch-bridges.cn . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2012-02-13 . เรียกดูเมื่อ2026-04-17 .
ลิงก์ภายนอก
- NOVA Online – สะพานขนาดใหญ่ – สะพานโค้ง
- บริษัท มัตสึโอะ บริดจ์ จำกัด – สะพานโค้ง
- สะพานประวัติศาสตร์แห่งมิดเวสต์
- สะพานรถไฟโค้งประวัติศาสตร์ในรัฐแมสซาชูเซตส์ตะวันตก
- เครื่องคำนวณสะพานโค้ง