Loại thiết kế cầu nào là mạnh nhất?

Cầu vòm chống nén cực tốt, trong khi cầu treo cung cấp độ bền kéo tốt nhất. Vì lực nén và lực căng có bản chất trái ngược nhau, nên không thể đảm bảo rằng một loại cầu là mạnh nhất chống lại cả hai.

Sức mạnh của một cây cầu chỉ có thể được xác định bằng khả năng chống lại sự kết hợp của các lực: lực nén và lực căng. Lực nén là lực kéo cả hai đầu cầu lại với nhau, trong khi lực căng là lực kéo chúng ra xa nhau. Khi lực nén vượt qua sức cản của cầu đối với lực của nó, hiện tượng vênh xảy ra và cầu bị hỏng. Khi lực căng kéo cả hai đầu của cây cầu ra xa nhau, cây cầu bị gãy làm đôi. Những cây cầu lớn cũng gặp phải các vấn đề về lực cắt và cộng hưởng do gió hoặc dòng chảy mạnh.

Các kỹ sư dân dụng thiết kế những cây cầu để hoạt động trong các điều kiện môi trường cụ thể mà họ đang được xây dựng. Ví dụ: một cây cầu treo hoạt động tốt khi được kéo ra bởi trọng lượng nặng ở mỗi bên, nhưng có thể bị phá hủy bởi gió lớn.

Vật liệu được sử dụng để xây dựng một cây cầu là một yếu tố quan trọng khác để xác định độ bền của thiết kế của nó. Bê tông là vật liệu tuyệt vời cho cầu vòm, do khả năng chịu nén của nó, nhưng lại là một lựa chọn không tốt cho cầu treo.