Кіріспе
Түйірдің түрі Қатты немесе түтік тәрізді арқалық (немесе қораптық арқалық) - бұл арқалық, ол көп қабырғалы жабық түтік құрастырады, немесе арқалықтан айырмашылығы. Бастапқыда олар бұрандамен біріктірілген балқытылған темірден жасалған, қазір олар доңғалатылған немесе дәнекерленген болаттан, алюминий экструзиясынан немесе алдын ала тартылған бетоннан жасалады. Бұрандамен салыстырғанда, қораптық арқалықтардың артықшылығы - бұрылуға жақсы төзімділігі. Бірнеше тік желіге ие болғандықтан, ол бірдей биіктіктегіге қарағанда көп жүктеме алады (бірақ ол бірдей сыйымдылықтағы биік арқалықтан көп материал қолданады). Қораптық арқалық пен құбырлы арқалық арасындағы атау айырмашылығы нақты емес. Әдетте, "қораптық арқалық" термині қолданылады, әсіресе егер ол тікбұрышты болса. Егер арқалық "қойманың" ішінде, мысалы, Британия көпіріне, "қойманың" ішіндегі "қойманы" алып жүрсе, онда ол түтік арқалық деп аталады. Түтік арқалық, егер арқалық көлденең қимасында дөңгелек немесе овал болса, сондай-ақ, Король Альберт көпірі сияқты қолданылады. Егер үлкен қораптық арқалықта екіден астам қабырға болса, яғни бірнеше қорап болса, онда ол жасушалық арқалық деп аталады.
A box girder or tubular girder (or box beam) is a girder that forms an enclosed tube with multiple walls, as opposed to an or beam. Originally constructed of wrought iron joined by riveting, they are now made of rolled or welded steel, aluminium extrusions or prestressed concrete. Compared to an beam, the advantage of a box girder is that it better resists torsion. Having multiple vertical webs, it can also carry more load than an of equal height (although it will use more material than a taller beam of equivalent capacity). The distinction in naming between a box girder and a tubular girder is imprecise. Generally the term box girder is used, especially if it is rectangular in section. Where the girder carries its "content" inside the "box", such as the Britannia Bridge, it is termed a tubular girder. Tubular girder is also used if the girder is round or oval in cross section, such as the Royal Albert Bridge. Where a large box girder contains more than two walls, i. e. with multiple boxes, it is referred to as a cellular girder.
Даму
Қораптық арқалықтардың теориялық негізі негізінен 1830 жылы математик Итон Ходжкинсонның көмегімен инженер сэр Уильям Фэрберннің еңбегі болды. Олар жаңа материалдан жасалған, бұрандалы, қапталған темір табақтардан мүмкіндігінше тиімді балқаны жасауды көздеді.
Ұяшықтық құрылымы
Көптеген арқалықтар статикалық жүктемеге ие, сондықтан бір желіні қысу, екіншісі кернеуде болады. Фейрберннің алғашқы крандары олардың қысылу бетінде жасушалық конструкцияны қолданды, бұл бүктелуге қарсы тұру үшін. Бұл қақпақ иілген, тігілген және бұрандалы темірден жасалған. Бұл арқалықтың қуыс (төменгі) бетінде тағы да қапталған пластиналардан тұратын үш камера пайда болды. Құбырлы арқалық көпірдің аралықтары ретінде пайдаланылғанда (яғни кран сияқты бір шетінен емес, ортасынан жүктеледі), қысым күші арқалықтың жоғарғы жағында болады, сондықтан жасушалар жоғарғы жағына орналастырылады. Динамикалық күштер (қозғалатын жүктемелер, жел) екі бетінің де жасушалық болуын талап етуі мүмкін. (Британия көпірінің сақталған бөлігі жоғары және төменгі флангалардың жасушалық конструкциядан екендігін көрсетеді, бірақ (Фейрбейннің айтуынша) төменгі фланганың жасушалық конструкциясы оған төзуге тура келген күштердің табиғаты бойынша емес, қабылданған. Кейбір жағынан бұл "жасушалық арқалық" емес (ғарыштық немесе геодезиялық конструкциямен салыстырғанда), өйткені жасушалар бүкіл арқалықтан жүктемелерді бөліспейді, бірақ тек бір пластинаны оқшаулау үшін жұмыс істейді. Мұндай күрделі интеграцияланған құрылымдарды жобалау Фейрберннің заманынан бұрын математикалық модельдеу әдістерін қажет етеді.
In some ways this isn't a "cellular girder" as such (compared to a spaceframe or geodesic construction) as the cells don't share loads from the entire girder, but merely act to stiffen one plate in isolation. Design of such complex integrated structures requires mathematical modelling techniques in advance of Fairbairn's day.
Көпірлерде
Фэрберннің теориялық арқауы ұзын теміржол көпірлеріне деген сұраныстың артуына орай дәл уақытында пайда болды. Роберт Стивенсон оны және Ходжкинсонды өзінің Британия және Конви көпірлеріне кеңесші ретінде жұмысқа алды, олардың екеуінде де үлкен түтікшелік арқалық ішінде темір жол болды. Көп ұзамай Брунел Chepstow-да үлкен конструкцияның бөлігі ретінде кіші диаметрлі дөңгелек арқалықтарды пайдалануды таңдады. Алайда, 1860 жылдары қолданылған көптеген ең ұзақ аралықтағы теміржол көпірлері түтікше немесе қораптық арқалықтарды қолданғанмен, Бенджамин Бейкер өзінің "Ұзын аралықтағы теміржол көпірлерінде" "ұзын аралықтағы теміржол көпірлері үшін ең қолайсыз тип" деп "көпірлік арқалықтарды" жоққа шығарды. Бізге зерттеу қажет болады ". Коронадо шығанағының көпірінде ең биік қораптық арқалық бар. Тез тікбұрышты қималы және аэрофольдық сипаттамалары бар қораптық арқалық көпірлер 1960 жылдардан бастап жол көпірлерінде кеңінен қолданыла бастады, мысалы, Северн көпірі, бұрынғы көпірлерде, мысалы, Алтын қақпа көпіріне қолданылған терең трасс типті арқалық құрылыстан әлдеқайда жеңіл.
Қораптық арқалық көпірлердің қауіпсіздігіне қатысты мәселелер
1970 жылдардың басында бірнеше қораптық арқалық көпірлер құрылыс кезінде құлады: Уэльстегі Кледдау көпірі, Австралиядағы Вест-Гейт көпірі және Германиядағы Кобленц көпірі. Бұл қораптық арқалықтарды пайдалануды жалғастыруға және олардың қауіпсіздігін зерттеуге байланысты үлкен алаңдаушылыққа әкелді, бұл компьютерлік модельдеуді ерте қолдануды қажет етті және құрылыс инженерлігінде шекті элементтер талдауын дамытуға түрткі болды.