桥梁里的“小心思”

彭皓

你知道吗，在最新的“世界十大最高桥梁榜”中，中国的桥梁占了九座，几乎霸榜。我们的祖国越来越强大了！

但是这些上榜的桥大多为悬索桥、斜拉桥，那我们平时常见的拱桥都去哪儿了？而且老师教过我们，三角形是最稳定的结构，可是为什么没有三角形的桥呢？那样建出来的桥不是更稳固吗？别着急，今天就由我来带大家了解一下桥梁里的“小心思”吧！

三角形为什么稳定？

如果我们用木条和钉子做一个三角形，然后扭动它，会发现它是固定的，无法扭动。这是为什么呢？

确定一条直线需要两个点。

确定一个平面只需要三个点。

也就是说，一个三角形只能存在于一个平面中。当三角形三条边的长度都确定的时候，三角形的面积和形状就完全确定了，这个性质叫作三角形的稳定性。

三角形的三条边中，任意一条边与其他两条边之间分别只有一个交点。如果其中一条边变化，则其他两条边都会相应变化，并且这种变化具有唯一性。因此无论三角形的两条边怎样变化，第三条边都不会弯折。这就是三角形“稳如泰山”的秘密。

“长寿”桥

我们见到的中国古代桥梁多为拱桥，难道古人对拱形情有独钟？为什么不选用更稳定的三角形呢？

拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁，因为桥身是弯曲的，所以也叫曲桥。拱桥外形优美，我们经常能在园林中看见它。

拱桥不仅美观，还很牢固。车辆经过拱桥的时候，由车辆的重力（G）和桥的支撐力（FN）提供了一个向心力F，这能减少拱桥所承受的压力，延长桥的寿命。所以，并不是古人偏心，独“宠”拱桥，而是因为拱桥那顽强的“生命力”，使它得以大量地留存至今。而且拱形的表面比三角形的表面更加平缓，方便游人和车辆通行。

湖北省四渡河大桥是世界上第二高的桥，高560米，约有180层楼那么高。更特别的是，这是世界上首座有火箭参与修建的桥梁。

通往未来的桥

既然拱形有这么多优点，那为什么世界上第二高的桥——四渡河大桥不是拱形的呢？现在请你仔细回想一下，当你行走在拱桥上时，是不是比走平路更加费力？

这是因为拱形有一个爬升高度，会比平坦的地面让人消耗更多的能量。与拱桥相比，平坦笔直的桥面更适合汽车高速行驶。

工程师们给四渡河大桥设计了鱼鳍形的主梁。鱼鳍形的主梁能改善受力结构，不仅节约钢材，稳定性也更强，还可以抵挡峡谷里大风没日没夜的“骚扰”。如果大桥建成拱形结构，不仅会损耗大量钢材，并且不如鱼鳍形稳定。

你发现了吗，四渡河大桥侧面的钢索与桥连成的图形，正是一个个三角形！这也是四渡河大桥如此稳固的秘密之一。没想到四渡河大桥的“小心思”竟然藏得这么深。

话说回来，修建这种新式桥梁的投资非常高，工程难度非常大，费时又费力。那么在全国各地修建这么多桥，真的值得吗？

当然值得！这些高难度的大桥大多修建在崎岖的山间，修建好大桥后，以前需要跋山涉水走好几天的路，现在只需要几个小时。这样，山里的农作物能更快卖到山外，农民伯伯的钱袋子就能鼓起来了。