Quale tipo di ponte è più forte: arco o trave?

Travi e archi sono due dei ponti più antichi e semplici della storia e vengono costruiti ancora oggi. Gli stili sono facilmente differenziabili dalla forma del supporto. I ponti a trave utilizzano semplici montanti verticali per sospendere un ponte dritto e orizzontale, mentre i ponti ad arco utilizzano una struttura di supporto curva.

Nella loro forma di base, le travi sono il progetto di ponte più semplice con qualsiasi cosa, da un tratto di autostrada sopraelevata a tavole di legno su un piccolo fossato che forma un ponte a travi. Il peso posto su un ponte di travi viene premuto direttamente verso il basso, verso qualsiasi supporto sottostante, il che rende la parte centrale del ponte la più debole. I ponti di travi utilizzano supporti verticali per fissare il peso su lunghe distanze. Ma indipendentemente dal numero di supporti o da come sono distanziati, il punto più debole è sempre direttamente nel mezzo, nel punto più lontano tra ciascun supporto.

Notoriamente utilizzati dai romani per acquedotti e passerelle, i ponti ad arco utilizzano una struttura arrotondata per spingere il peso dal centro verso l'esterno verso ciascuna estremità. Piuttosto che avere qualsiasi punto sul ponte di supporto del peso da solo, gli archi spingono il peso in modo uniforme verso i supporti. In base alla progettazione, nessun punto di un arco è più debole di qualsiasi altro, con l'arco che effettivamente lavora per sostenersi. Questo modello di distribuzione uniforme del peso informa il design del ponte, con il punto centrale del ponte piuttosto sottile rispetto a qualsiasi altro punto. Ciò è più evidente nei ponti arrotondati ad arco singolo in cui il centro è il punto più alto e più sottile della struttura.

Un ponte ad arco è più forte di un ponte a travi, semplicemente perché la trave ha un punto debole al centro dove non c'è supporto verticale mentre gli archi premono il peso verso l'esterno verso il supporto. Questo è uno dei motivi per cui i ponti a travi sono in genere limitati a brevi campate, raramente più di 250 piedi, sebbene una serie di ponti a travi, chiamata "campata continua", sia spesso impiegata per estendere il ponte bridge lunghezza. I ponti ad arco, nel frattempo, sono stati utilizzati per coprire distanze molto lunghe, fino a 800 piedi per un singolo arco. Il ponte ad arco singolo più lungo (a partire da maggio 2011), il ponte Chaotianmen in Cina, ha una campata principale di oltre 1.800 piedi e un totale di oltre 5.700 piedi. Il ponte a campata continua più lungo del mondo, il Ponchartrain Causeway in Louisiana, si estende per 24 miglia di lunghezza, ma le due campate della strada rialzata utilizzano 2.243 e 1.500 singoli ponti a travi per coprirlo lunghezza.

Sebbene entrambi i tipi di ponti possano essere costruiti per offrire un solido supporto su lunghe distanze, spesso sono l'estetica, i materiali e lo spazio a fare la differenza. Molti supporti devono essere usati per allungare un ponte di travi su una lunga distanza, come si vede con la Ponchartrian Causeway, e i ponti a travi sono costruiti in basso per utilizzare meno materiali, rendendo molto difficile il passaggio delle barche sotto il ponte. La quantità necessaria di travi può anche rendere il ponte antiestetico. Gli archi, nel frattempo, possono essere costruiti più in alto con un minor numero di travi di supporto, rendendo lo spazio sotto il ponte un grande vantaggio. L'ampia campata dell'arco e la visuale libera al di sotto di esso possono rendere i ponti ad arco uno spettacolo spettacolare. Tuttavia, i mezzi per costruire un ponte ad arco, partendo da entrambe le estremità e costruendo verso l'esterno fino a incontrarsi nel mezzo, li rendono più complicati e costosi da costruire.