科学课堂|石拱桥千年不倒的奥秘

科学，听起来高深莫测，其实它就在我们身边。为了让更多读者朋友体验到科学的神奇与魅力，我们开设了“科学课堂”栏目，有专业的老师为各位大小朋友准备了简单好学的家庭科学实验，让我们一起动手学科学吧！

你知道中国石拱桥千年不倒的奥秘吗？斜拉桥为何有那么多拉索？为什么桥建得越高，引桥就越长？为什么盘山路修得弯弯曲曲？为什么刀刃的夹角越小越锋利？这些都跟力的分解有关。

拱桥是用拱作为桥身主要承重结构的桥，拱桥主要承受轴向压力，可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造。拱桥具有跨越能力较大、可节省钢材和水泥、养护、维修费用少、外形美观、构造较简单，利于广泛采用等特点。

赵州桥，位于河北省石家庄市赵县城南洨河之上，因赵县古称赵州而得名。由隋朝匠师李春建造，是世界上现存年代久远、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥，其建造工艺独特，具有较高的科学研究价值，历经千年风雨仍岿然无恙。

漫长岁月中，经过无数次洪水冲击、风吹雨打、冰雪风霜的侵蚀和8次地震的考验，却安然无恙，巍然挺立在清水河上。这是因为建筑石拱桥的石块截面接近梯形，依靠自身弧形拱式结构可将拱桥受到的竖直向下的压力分解转化为与拱桥石块间相互垂直的侧面斜向压力，并沿着拱形传递到两侧的桥基，再将力转移到地面，因此石拱桥只要不受到侧向力，结构可非常稳固。拱形结构能够有效地缓解热胀冷缩效应，建造材料可用抗压强度高抗拉强度低的石块或混凝土等。

下面，让我们一起通过动手做实验，来了解石拱桥的奥秘吧！

◎作者：黄才发

# 设计教师：黄才发 #

江西省赣州市寻乌县寻乌中学物理教师，

“2019年最美科技工作者”荣誉称号获得者。

第二届全国创新争先奖章获得者，

中国科协第十次代表大会委员。

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