Boltíves híd

Az ívhíd olyan híd, amelynek mindkét végén íves ív alakú támpillérek vannak. Az ívhidak úgy működnek, hogy a híd súlyát és terheléseit részben a kétoldali támaszok által tartott vízszintes tolóerőre helyezik át. A viadukt (hosszú híd) ívek sorozatából is készülhet. Manapság azonban jellemzően más, kevésbé költséges szerkezeteket használnak.

Kőíves híd a McCormick's Creek felett Indianában. A híd szerepel a nemzeti műemléki jegyzékben.

Történelem

A legrégebbi létező ívhíd a mükénéi Arkadiko híd lehet Görögországban. Ez i. e. 1300 körül épült. A kőből épült korabeli ívhíd ma is használatban van. A jó állapotban fennmaradt hellenisztikus Eleutherna híd háromszög alakú korabeli ívvel rendelkezik. A Kr. e. 4. századi rodoszi gyaloghíd egy korai voussoir boltozaton nyugszik.

Az etruszkok és az ókori görögök is ismerték az íveket. De a rómaiak használták először az íveket hídépítésre.

A római ívhidak általában félkörívesek voltak. Számos szegmensíves ívhíd is volt (mint például az Alconétar híd), ami azt jelenti, hogy a félkörívnél kisebb ívű ívvel rendelkezik. Az ilyen szegmentíves ívhíd lehetővé tette, hogy nagy mennyiségű árvizet engedjen át alatta. Ez megakadályozta, hogy a hidat árvíz idején elsodorja a víz. Emellett maga a híd is könnyebb lehetett. A római hidak általában ék alakú, azonos méretű és alakú elsődleges ívkövekkel (úgynevezett voussoir-okkal) rendelkeztek. A rómaiak egynyílású és hosszú, több íves vízvezetékeket is építettek. A hídjaikon a pillérekben árvízi nyílások voltak.

A középkori Európában a hídépítők keskenyebb pillérek alkalmazásával továbbfejlesztették a római szerkezeteket. A hidakon vékonyabb ívhordókat és alacsonyabb fesztáv-emelkedés arányokat alkalmaztak. A gótikus csúcsíveket is bevezették, csökkentve az oldalirányú tolóerőt. Különösen a 14. században a hídépítés új csúcsokat ért el. A falazott ívek építésében korábban ismeretlen volt a 40 méteres (130 láb) fesztávolság.

A 19. században az acél olcsóbbá vált, és még hosszabb hidakat tett lehetővé. A kötött ívű hidak általánossá váltak, mivel nem igényelnek olyan nagy és drága alapokat. A 20. század végén néhányat 500 méteresnél is hosszabbra építettek.

Egyszerű kompressziós ívhidak

Az egyszerű anyagok előnyei

A kő, a tégla és más hasonló anyagok tömörítésre erősek. Nyírószilárdságuk meglehetősen erős. Húzásban azonban nem tudnak nagy erőnek ellenállni. Ennek eredményeképpen a falazott ívhidakat úgy tervezik, hogy folyamatosan nyomófeszültség alatt legyenek. Minden egyes boltív egy ideiglenes álszerkezeti keret, az úgynevezett centrírozás fölé épül. Az első nyomott ívű hidaknál a híd közepén lévő zárókövek viselték a híd többi részének súlyát. Minél nagyobb súlyt helyeztek a hídra, annál erősebb lett a szerkezete. A falazott ívhidak a boltív fölött töltőanyagot (általában tömörített törmeléket) használnak, hogy növeljék a hídra nehezedő önsúlyt. Ez azt is megakadályozza, hogy az ívgyűrűben feszültség keletkezzen, amikor a terhek a hídon áthaladnak. Vasalatlan betont is használtak. Ha falazatot (vágott kő) használnak, az oldalak szögeit a nyíróerők minimalizálása érdekében vágják. Ahol véletlenszerű falazatot (vágatlan és előkészítetlen köveket) használnak, azokat összeillesztik. A habarcsot hagyják megszilárdulni, mielőtt a falazatot eltávolítják.

Építési sorrend

Ahol az íveket vízfolyás medrében (pilléreken vagy parton) helyezik el, ott a vizet elterelik. Ez azért van, hogy a kavicsot előbb ki lehessen ásni, és jó talapzattal (erős anyagból) lehessen helyettesíteni. Ezekből építik vagy emelik az alap pilléreket az ívek tervezett talapzatának magasságáig. Ez az a pont, amelyet rugózásnak nevezünk.
Falsework centrírozás (angolul: arch frame) épül, jellemzően fűrészáruból. Egy több íves híd minden egyes íve tolóerőt hoz létre a mellette lévő ívekre. Emiatt vagy a híd összes ívét egyszerre kell megemelni, vagy nagyon széles pilléreket kell használni. A végső ívekből eredő nyomást a kanyon falainál lévő jelentős (függőleges) talapzatok veszik fel a földbe.
A több ív (vagy egyetlen ív) a központozás fölé épül. Miután minden egyes alap ívhordó megépült. Az íveket kitöltött falazattal stabilizálják (vagy az ívet). Ezeket vízszintesen futó kötésfolyamatokban (rétegekben) lehet fektetni. Ezek két külső falat alkothatnak, az úgynevezett spandrellákat, amelyeket aztán megfelelő laza anyaggal és törmelékkel töltenek ki.
Az út aszfaltozott, és a hídra szalagkorlátok irányítják a forgalmat.

Munkafolyamatok a Limyrai Római hídon: az alsó ívborda elkészülte után az álmunkát egy másik nyílásba helyezték át.

Galéria

A Puente del Diablo csúcsíves boltíve Spanyolországban

Ponte Vecchio, egy középkori bolthíd

Késő középkori Krämerbrücke, amely két házsort támaszt alá

Ponte Santa Trinita. Az első elliptikus ívű híd

Egy kínai holdhíd, amely a boltív vízszintes tolóerejét felvevő, támasztékként szolgáló megközelítési rámpákat mutatja.

Fredrikstad híd Fredrikstadban, Norvégia

A Main Street híd a Columbusban, OH-ban az egyetlen ferde ívű függőhíd Észak-Amerikában.

A kínai Csungkingban található Chaotianmen-híd a világ leghosszabb ívhídja.

Artai híd Arta, Görögország

Az amerikai jogi normák szerint ez az olasz áteresz ívhídnak minősül.

A Garabit viadukt egy kovácsoltvas rácsos ívhíd.

Kérdések és válaszok

K: Mi az az ívhíd?

V: Az ívhíd olyan hídtípus, amelynek mindkét végén íves ív alakú támaszok vannak.

K: Hogyan működnek az ívhidak?

V: Az ívhidak úgy működnek, hogy a híd súlyát és terheléseit részben a kétoldali támaszok által tartott vízszintes tolóerőre helyezik át.

K: Készülhetnek viaduktok ívekből?

V: Igen, viaduktok (hosszú hidak) készíthetők ívek sorozatából.

K: Ma jellemzően más szerkezeteket is használnak viaduktokhoz?

V: Igen, ma jellemzően más, kevésbé költséges szerkezeteket használnak ívek helyett viaduktokhoz.