Vigas e arcos são duas das pontes mais antigas e simples da história e ainda são construídas hoje. Os estilos são facilmente diferenciados pelo formato do suporte. As pontes em viga usam postes verticais simples para suspender uma ponte horizontal reta, enquanto as pontes em arco usam uma estrutura de suporte curva.
Distribuição de peso da ponte de viga
Em sua forma básica, as vigas são o projeto de ponte mais simples com qualquer coisa, desde um trecho de rodovia elevada a pranchas de madeira sobre uma pequena vala formando uma ponte em viga. O peso colocado em uma ponte em viga é pressionado diretamente para baixo, em direção a qualquer suporte inferior, o que torna a parte do meio da ponte a mais fraca. As pontes de viga usam suportes verticais para proteger o peso em distâncias mais longas. Mas independentemente do número de apoios ou de como estão espaçados, o ponto mais fraco está sempre diretamente no meio, no ponto mais distante entre cada apoio.
Distribuição de peso da ponte em arco
Famosamente usada pelos romanos para aquedutos e passarelas, as pontes em arco utilizam uma estrutura arredondada para empurrar o peso do centro para fora em direção a cada extremidade. Em vez de ter qualquer ponto no peso de suporte da ponte por conta própria, os arcos empurram o peso uniformemente para os suportes. Por design, nenhum ponto de um arco é mais fraco do que qualquer outro, com o arco realmente trabalhando para se sustentar. Este modelo de distribuição de peso uniforme informa o desenho da ponte, com o ponto central da ponte sendo bastante estreito em comparação com qualquer outro ponto. Isso é mais perceptível em pontes arredondadas de arco único, onde o meio é o lugar mais alto e mais fino da estrutura.
Força
Uma ponte em arco é mais forte do que uma ponte em viga, simplesmente porque a viga tem um ponto fraco no centro onde não há suporte vertical enquanto os arcos pressionam o peso para fora em direção ao suporte. Esta é uma das razões pelas quais as pontes em viga são normalmente limitadas a vãos curtos, raramente mais de 250 pés, embora uma série de pontes em viga, chamada de "vão contínuo", seja frequentemente empregada para estender a ponte comprimento. As pontes em arco, por sua vez, têm sido usadas para cobrir distâncias muito longas, com até 800 pés para um único arco. A ponte de arco único mais longa (em maio de 2011), a Ponte Chaotianmen na China, tem um vão principal de mais de 1.800 pés e um total de mais de 5.700 pés. A ponte de vão contínuo mais longo do mundo, a Ponchartrain Causeway na Louisiana, se estende por 24 milhas de comprimento, mas os dois vãos da calçada usam 2.243 e 1.500 pontes de vigas individuais para cobrir isso comprimento.
Vantagens e desvantagens
Embora ambos os tipos de pontes possam ser construídos para oferecer suporte sólido em longas distâncias, geralmente é a estética, os materiais e a folga que fazem a diferença. Muitos suportes devem ser usados para esticar uma ponte em viga ao longo de uma longa distância, como visto com a calçada Ponchartrian, e as pontes de vigas são construídas baixas para usar menos materiais, tornando muito difícil para os barcos passarem por baixo do Ponte. A quantidade necessária de feixes também pode tornar a ponte feia. Os arcos, por sua vez, podem ser construídos mais altos com menos vigas de suporte, tornando a folga sob a ponte um grande benefício. A grande extensão do arco e a visão desobstruída abaixo dele podem fazer das pontes em arco uma visão espetacular. No entanto, os meios para construir uma ponte em arco, começando em ambas as extremidades e construindo para fora até se encontrar no meio, tornam-nos mais complicados e caros de construir.