1. Βαρυτική Δύναμη (Αυτο-βάρος):
- Αυτό αναφέρεται στο βάρος της ίδιας της δομής της γέφυρας, συμπεριλαμβανομένων του καταστρώματος, των καμάρων και των στοιχείων στήριξης. Η βαρυτική δύναμη ασκεί ένα φορτίο προς τα κάτω στη γέφυρα.
2. Φορτία κυκλοφορίας:
- Αυτά αντιπροσωπεύουν τα φορτία που επιβάλλονται στη γέφυρα λόγω κινούμενων οχημάτων, όπως αυτοκίνητα, φορτηγά και πεζοί. Τα κυκλοφοριακά φορτία μπορούν να προκαλέσουν δυναμικά φαινόμενα και δονήσεις στη δομή της γέφυρας.
3. Φορτία ανέμου:
- Ο άνεμος ασκεί πλευρικές δυνάμεις στα στοιχεία της γέφυρας, με αποτέλεσμα να λυγίζουν ή να ταλαντεύονται. Τα φορτία ανέμου είναι ιδιαίτερα σημαντικά για τοξωτές γέφυρες μεγάλου ανοίγματος που είναι πιο ευαίσθητες σε δονήσεις που προκαλούνται από τον άνεμο.
4. Θερμικές επιδράσεις:
- Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν θερμική διαστολή και συστολή των υλικών της γέφυρας, οδηγώντας σε αλλαγές στη δομική γεωμετρία και εσωτερικές τάσεις. Τα θερμικά φορτία είναι ιδιαίτερα κρίσιμα σε περιοχές με σημαντικές διακυμάνσεις θερμοκρασίας.
5. Σεισμικές Δυνάμεις:
- Σε σεισμογενείς περιοχές, οι τοξωτές γέφυρες πρέπει να είναι σχεδιασμένες ώστε να αντέχουν σε σεισμικές δυνάμεις. Αυτές οι δυνάμεις είναι δυναμικές και εξαρτώνται από το μέγεθος, τη συχνότητα και τη διάρκεια του σεισμού.
6. Υδροστατικά φορτία:
- Για τοξωτές γέφυρες που κατασκευάζονται πάνω από υδάτινα σώματα, ισχύουν υδροστατικά φορτία. Αυτά τα φορτία περιλαμβάνουν την πίεση του νερού που επενεργεί στις προβλήτες της γέφυρας και τις δυνάμεις άνωσης που δρουν στα βυθισμένα μέρη της κατασκευής.
7. Αλληλεπίδραση εδάφους-δομής:
- Η αλληλεπίδραση μεταξύ της θεμελίωσης της γέφυρας και του υποκείμενου εδάφους ή βράχου επηρεάζει τη μεταφορά φορτίου και τη σταθερότητα ολόκληρης της κατασκευής. Παράγοντες όπως η καθίζηση του εδάφους, το δυναμικό ρευστοποίησης και οι πλευρικές πιέσεις γης πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό.
8. ερπυσμός και συρρίκνωση:
- Με την πάροδο του χρόνου, οι τοξωτές γέφυρες από σκυρόδεμα παρουσιάζουν ερπυσμό (σταδιακή παραμόρφωση υπό παρατεταμένα φορτία) και συρρίκνωση (μείωση όγκου λόγω απώλειας υγρασίας). Αυτά τα φαινόμενα μπορούν να αλλάξουν τη δομική συμπεριφορά της γέφυρας και την κατανομή της τάσης.
Η κατανόηση και ο υπολογισμός αυτών των διαφόρων δυνάμεων είναι κρίσιμη κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, της κατασκευής και της συντήρησης τοξωτών γεφυρών για να διασφαλιστεί η δομική ακεραιότητα, η ασφάλεια και η αντοχή τους κάτω από διαφορετικές συνθήκες φόρτωσης και περιβαλλοντικούς παράγοντες.
