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圖A(圖:香港天文台)
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圖B(圖:香港天文台)
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【明報專訊】■考考你

為何兩圖中,橋的設計不同,當中拱形一個向上彎,一個向下彎?

A. 用途不同

B. 長度不同

C. 材質不同

D. 位處地區的氣候不同

(答案見另文)

石頭 vs. 鋼索造橋大比併

你平常有留意行車橋的設計嗎?同樣是行車橋,可是設計卻不同,有些拱形方向朝下(如圖A);有些拱形方向朝上(如圖B的青馬大橋),原來兩者的設計分別有很重要的原因!

圖A是以石頭為材料的石橋,圖B則是以鋼鐵為材料製成的鐵橋。這兩種材質,有不同的特性,也因此影響橋的拱形設計:

石頭

特性:堅硬 / 能承受壓力 / 遇上拉力較易碎

由於石頭易因拉力破碎,如果將石橋作向上拱形的設計,就不夠穩固了!但如將石頭擠壓在一起,作向下拱形設計,石橋便會很堅固,而且不易破碎,能夠承受讓人、貨和車經過的壓力。

鋼索

特性:堅硬 / 拉得緊也堅固

鋼鐵製成的鋼索一個有趣的特性,就是當它被張力拉緊時,會特別堅固!鐵橋的架構一般是用懸吊鋼索,做法是會將懸吊鋼索兩側向上拱起,原因是要將鋼索拉緊,令鋼索經常保持在張力之下,這樣鐵橋便會穩固了。所以,「考考你」的答案是C。

最「堅」組合 混凝土+鋼筋=預加應力混凝土

混凝土像石頭,能承受壓力,而且也和石頭一樣,在受擠壓時特別堅固。雖然同樣和鋼鐵有相反特性,但當它和鋼鐵兩者結合,卻能成為相當堅固的物料:預加應力的混凝土!

預加應力混凝土是指在混凝土堶戛I藏鋼筋。結合的過程並不複雜,就是趁混凝土變硬之前,將受張力拉緊的鋼筋放進去,讓混凝土受壓。待混凝土變硬後,鋼筋不能收縮,一直保持受荓i力的狀態,如此一來,混凝土因為承受鋼筋帶來的擠壓而變得堅固,鋼筋也因混凝土的「定型」而一直處於拉緊的堅固狀態。

20世紀建築大進步

預加應力的混凝土比加強混凝土更強,並且比全鋼鐵建築便宜,它在1950年代出現,被視為二十世紀建築的一大進步,現已廣泛地應用於很多高樓大廈呢!

圖及資料來源:香港天文台

整理:大海

[常識天下 第98期]

 
 
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