Kuris tiltas yra stipresnis: arka ar sija?

Sijos ir arkos yra du seniausi, paprasčiausi tiltai istorijoje ir yra statomi iki šiol. Stiliai lengvai atskiriami pagal atramos formą. Sijų tiltai naudoja paprastus, vertikalius statramsčius, kad pakabintų tiesų, horizontalų tiltą, o arkos tiltams - kreivinė atraminė konstrukcija.

Pagrindinės formos sijos yra paprasčiausias tilto dizainas, pradedant nuo padidinto greitkelio ruožo iki medinių lentų per mažą griovį, suformuojantį sijų tiltą. Svoris, uždėtas ant sijų tilto, spaudžiamas tiesiai žemyn, link bet kurios apačios atramos, todėl tilto vidurinė dalis tampa silpniausia. Sijos tiltuose naudojamos vertikalios atramos, užtikrinančios svorį didesniais atstumais. Nepaisant atramų skaičiaus ar jų išdėstymo, silpniausia vieta visada yra tiesiai viduryje, tolimiausiame taške tarp kiekvienos atramos.

Romėnai garsiai naudoja akveduktams ir takams. Arkos tiltai naudoja suapvalintą konstrukciją, kad svoris iš centro stumtųsi į kiekvieno galą. Lankai, užuot turėję bet kurį tiltelio atramos svorio tašką, tolygiai išstumia svorį prie atramų. Pagal konstrukciją nė vienas arkos taškas nėra silpnesnis už bet kurį kitą, o arka iš tikrųjų dirba, kad galėtų save išlaikyti. Šis tolygus svorio pasiskirstymo modelis atspindi tilto dizainą, o centro tiltas yra gana plonas, palyginti su bet kuriuo kitu tašku. Tai labiausiai pastebima suapvalintuose, vienos arkos tiltuose, kur vidurys yra aukščiausia ir ploniausia konstrukcijos vieta.

Arkos tiltas yra stipresnis už sijų tiltą vien todėl, kad sija turi silpną tašką centre, kur nėra vertikalios atramos, o arkos spaudžia svorį į išorę link atramos. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl sijų tiltai paprastai apsiriboja trumpais tarpais, rečiau nei 250 pėdų, nors tilto pratęsimui dažnai naudojama sijų tiltų serija, vadinama „ištisine atkarpa“ ilgio. Tuo tarpu arkos tiltai buvo naudojami norint įveikti labai didelius atstumus, o vienai arkai - iki 800 pėdų. Ilgiausio vieno arkos tilto (2011 m. Gegužės mėn.) - Chaotianmeno tilto Kinijoje - pagrindinis ilgis viršija 1800 pėdų ir iš viso daugiau nei 5700 pėdų. Ilgiausias ištisinis pasaulyje tiltas „Ponchartrain Causeway“ Luizianoje tęsiasi virš 24 m mylių ilgio, tačiau dviejuose tako ruožuose tam padengti naudojami 2 243 ir 1 500 atskirų spindulių tiltų ilgio.

Nors abiejų tipų tiltai gali būti pastatyti taip, kad užtikrintų tvirtą atramą dideliais atstumais, dažnai tai lemia estetika, medžiagos ir atstumas. Daugelis atramų turi būti naudojamos norint ištiesti sijų tiltą dideliu atstumu, kaip matyti iš Ponchartrian Causeway, o sijų tiltai pastatyti žemai, kad būtų sunaudota mažiau medžiagų, todėl valtims labai sunku prasilenkti po jūra tiltas. Būtinas sijų kiekis taip pat gali padaryti tiltą negražų. Tuo tarpu arkas galima pastatyti aukščiau, turint mažiau atraminių sijų, todėl pranašumas yra po tiltu. Didelis arkos tarpas ir netrukdomas vaizdas po juo gali padaryti arkos tiltus įspūdingu vaizdu. Tačiau priemonės, skirtos arkiniam tiltui statyti, pradedant abiem galais ir statant į išorę iki susitikimo viduryje, daro juos sudėtingesnius ir brangesnius.