Tartalom
A gerendák és a boltívek a történelem legrégibb, legegyszerűbb hidai, amelyek ma is épülnek. A stílusok könnyen megkülönböztethetők a tartó alakja alapján. A gerendahidak egyszerű, függőleges oszlopokat használnak az egyenes, vízszintes híd felfüggesztésére, míg az ívhidak ívelt tartószerkezetet használnak.
A gerenda híd súlyeloszlása
Alapvető formájukban a gerendák a legegyszerűbb hídépítés, bármitől a megemelt autópálya szakaszától a fadeszkákig egy kis árok fölött egy gerendahídot képeznek. A gerendahídra helyezett súlyt közvetlenül lefelé nyomják, bármilyen alátámasztás felé, ami a híd középső részét a leggyengébbé teszi. A gerendák hidai függőleges tartókat használnak a súly nagyobb távolságokon történő rögzítésére. De a támaszok számától vagy az egymástól való távolságtól függetlenül, a leggyengébb pont mindig közvetlenül a közepén van, az egyes támaszok közötti legtávolabbi ponton.
Az Arch Bridge súlyeloszlása
A rómaiak által híresen alkalmazott vízvezetékekhez és sétányokhoz az ívhidak lekerekített szerkezetet használnak, hogy a súlyt a közepétől kifelé, mindkét végük felé tolják. Ahelyett, hogy a híd támasztóterületén bármilyen pont lenne, a boltívek egyenletesen tolják ki a súlyt a támaszokhoz. A formatervezés szerint a boltív egyetlen pontja sem gyengébb, mint bármelyik másnál, mivel az ív valójában úgy működik, hogy feltartsa magát. Ez az egyenletes súlyeloszlási modell megmutatja a híd tervezését, a híd középpontja meglehetősen vékony, mint bármely más pont. Ez leginkább a lekerekített, egy íves hidakban figyelhető meg, ahol a középső a legmagasabb és legvékonyabb hely a szerkezetben.
Erő
Az ívhíd erősebb, mint a gerendahíd, egyszerűen azért, mert a gerenda közepe gyenge pontja van, ahol nincs függőleges támasz, míg az ívek a súlyt kifelé nyomják a tartó felé. Ez az egyik oka annak, hogy a gerendahidakat tipikusan rövid, általában 250 lábnál hosszabb távolságra korlátozzák, bár a gerendahidak sorozatát, amelyet "folyamatos spannak" hívnak, gyakran alkalmazzák a hidak hosszának meghosszabbítására. Időközben az ívhidakat nagyon hosszú távolságok lefedésére használják, egyetlen ív akár 800 lábig is. A leghosszabb, egy íves híd (2011 májusa óta), a Kínai Chaotianmen-híd főtávja meghaladja 1800 lábát, összesen több mint 5700 lábát. A világ leghosszabb folyamatos átmérőjű hídja, a Louisiana állambeli Ponchartrain Causeway több mint 24 mérföld hosszú, de az átjáró két szakaszában 2243 és 1500 egyedi gerendahidat használnak e hosszúság lefedésére.
Előnyök és hátrányok
Bár mindkét típusú hidak építhetők úgy, hogy nagy távolságokon szilárd támogatást nyújtsanak, gyakran az esztétika, az anyagok és a hézag változtatják meg a különbséget. Számos támasztékot kell használni egy gerendahíd hosszú távolságban történő nyújtásához, amint azt a Ponchartrian Causeway szemlélteti, és a gerendahidakat kevesebb anyag felhasználására építették alacsonyra, ami nagyon megnehezíti a hajók számára a híd alatt történő áthaladást. A szükséges mennyiségű gerendák a híd csúnyavá is válhat. Időközben az ívek magasabbra építhetők kevesebb támasztógerendával, így a híd alatti távolság jelentős előnyt jelent. Az ív nagy átmérője és alatta lévő akadálymentes kilátás látványossá teheti az ívhidakat. Azonban a boltív híd felépítésének eszközei, mindkét végétől kezdve, és kifelé építve, amíg a közepén találkoznak, bonyolultabbá és drágábbá teszik az építkezést.