Jenis Jembatan Mana yang Lebih Kuat: Lengkungan atau Balok?

Balok dan lengkungan adalah dua jembatan tertua dan paling sederhana dalam sejarah dan masih dibangun sampai sekarang. Gaya mudah dibedakan dengan bentuk dukungan. Jembatan balok menggunakan tiang vertikal sederhana untuk menahan jembatan horizontal lurus, sedangkan jembatan lengkung menggunakan struktur pendukung melengkung.

Dalam bentuk dasarnya, balok adalah desain jembatan paling sederhana dengan segala sesuatu mulai dari bentangan jalan raya yang ditinggikan hingga papan kayu di atas parit kecil yang membentuk jembatan balok. Beban yang ditempatkan pada jembatan balok ditekan langsung ke bawah, menuju penyangga di bawahnya, yang membuat bagian tengah jembatan menjadi yang paling lemah. Jembatan balok menggunakan penyangga vertikal untuk menahan beban pada jarak yang lebih jauh. Tetapi terlepas dari jumlah dukungan atau bagaimana jaraknya, titik terlemah selalu berada tepat di tengah, pada titik terjauh di antara setiap dukungan.

Terkenal digunakan oleh orang Romawi untuk saluran air dan jalan setapak, jembatan lengkung menggunakan struktur bundar untuk mendorong beban dari pusat ke luar menuju setiap ujungnya. Alih-alih memiliki titik pada beban penyangga jembatan sendiri, lengkungan mendorong beban secara merata ke penyangga. Secara desain, tidak ada titik lengkungan yang lebih lemah dari yang lain, dengan lengkungan yang benar-benar bekerja untuk menopang dirinya sendiri. Model distribusi berat yang merata ini menginformasikan desain jembatan, dengan titik tengah jembatan yang cukup tipis dibandingkan dengan titik lainnya. Ini paling terlihat di jembatan lengkung tunggal yang bundar di mana bagian tengahnya adalah tempat tertinggi dan tertipis dalam strukturnya.

Jembatan lengkung lebih kuat dari jembatan balok, hanya karena balok memiliki titik lemah di tengah di mana tidak ada penopang vertikal sementara lengkungan menekan beban ke luar menuju penopang. Inilah salah satu alasan mengapa jembatan balok biasanya terbatas pada bentang pendek, jarang lebih dari 250 kaki, meskipun serangkaian jembatan balok, yang disebut "bentang kontinu," sering digunakan untuk memperpanjang jembatan panjangnya. Jembatan lengkung, sementara itu, telah digunakan untuk menempuh jarak yang sangat jauh, hingga 800 kaki untuk satu lengkungan. Jembatan lengkung tunggal terpanjang (per Mei 2011), Jembatan Chaotianmen di Cina, memiliki bentang utama lebih dari 1.800 kaki dan total lebih dari 5.700 kaki. Jembatan bentang terpanjang di dunia, Ponchartrain Causeway di Louisiana, membentang lebih dari 24 mil panjangnya tetapi dua bentang jalan lintas menggunakan 2.243 dan 1.500 jembatan balok individu untuk menutupinya panjangnya.

Meskipun kedua jenis jembatan tersebut dapat dibangun untuk memberikan dukungan yang kokoh pada jarak yang jauh, seringkali estetika, material, dan jarak yang membuat perbedaan. Banyak penyangga harus digunakan untuk meregangkan jembatan balok dalam jarak yang jauh, seperti yang terlihat pada Ponchartrian Causeway, dan jembatan balok dibangun rendah untuk menggunakan lebih sedikit bahan, sehingga sangat sulit bagi kapal untuk lewat di bawahnya jembatan. Jumlah balok yang diperlukan juga dapat membuat jembatan tidak sedap dipandang. Lengkungan, sementara itu, dapat dibangun lebih tinggi dengan balok pendukung yang lebih sedikit, membuat jarak di bawah jembatan menjadi keuntungan besar. Rentang lengkungan yang besar dan pemandangan yang tidak terhalang di bawahnya dapat membuat jembatan lengkung menjadi pemandangan yang spektakuler. Namun, sarana untuk membangun jembatan lengkung, mulai dari kedua ujungnya dan bangunan ke luar hingga bertemu di tengah, membuatnya lebih rumit dan mahal untuk dibangun.