Un ponte ad arco è un tipo di struttura architettonica che si basa su una forma semicircolare curva per il supporto. La maggior parte degli archi distribuisce il peso equamente e rappresenta un’opzione interessante per i ponti perché possono coprire grandi distanze senza bisogno di pali o altri meccanismi di supporto per essere affondati nel terreno. La maggior parte dei ponti con pali e travi, invece, necessita di colonne o altri supporti posizionati a intervalli regolari. I ponti ad arco sono comuni in ampi fiumi, gole e altri luoghi in cui potrebbe non essere pratico installare supporti intermedi.
Fonte di forza
La forza di questo tipo di ponte deriva dalla sua forma. Mentre l’arco preme verso il basso dalla sua sommità, il terreno spinge verso l’alto con una forza uguale. Spesso viene posizionato anche un supporto aggiuntivo lungo le spalle, o lati, della struttura per evitare che l’arco si pieghi verso l’esterno quando carichi pesanti premono su di esso, ma nella maggior parte dei casi nulla deve toccare il suolo in alcun punto lungo la campata. Di conseguenza, l’arco è sempre in compressione, il che lo rende rigido e mantiene la sua forza.
Come sono costruiti?
Questi tipi di ponti devono essere costruiti in modo tale da gestire le forti forze di compressione che li aiutano a mantenere la loro forma, il che spesso richiede un po’ di esperienza ingegneristica. Esistono un paio di tecniche diverse, ma la maggior parte prevede l’inizio con una forma di base e l’aggiunta di supporti lungo il percorso. Alcuni costruttori iniziano con un telaio in legno, ad esempio, che aiuta a mantenere la forma dell’arco durante la costruzione. Questo è più comune per i ponti in pietra o cemento.
Una volta che l’arco completo è in posizione, la struttura in legno provvisoria può essere rimossa. Gli antichi ponti di pietra si affidavano alla pietra superiore finale, o chiave di volta, da mettere in posizione affinché il ponte sperimentasse la compressione che lo avrebbe reso forte. I supporti lungo il lato del ponte possono anche aiutare a mantenere la sua forma mentre i carichi premono dall’alto.
Tipi di materiale da costruzione
Molti dei più antichi ponti ad arco sono realizzati in pietra tagliata. Gli antichi romani e greci costruirono un certo numero di queste strutture così come le civiltà in tutta l’Asia, e molti di questi ponti esistono ancora oggi. Per alcuni aspetti questo può essere dovuto al materiale tanto quanto all’ingegneria. Le pietre sono alcuni dei migliori materiali per resistere alla compressione a causa del modo in cui assorbono e trasferiscono energia. La pietra e il mattone sono ancora certamente usati nella moderna costruzione di ponti, sebbene anche l’acciaio e il calcestruzzo gettato, che possono essere più facilmente modellati, siano abbastanza comuni.
I ponti moderni che si basano su cemento armato possono spesso mantenere la loro forza dal calcestruzzo stesso, il che significa che non sono necessari supporti aggiuntivi lungo i lati. I supporti sono molto comuni nella lavorazione dei metalli, tuttavia, in particolare se un ponte è progettato per supportare grandi pesi. I cavalletti dei treni, ad esempio, spesso devono essere molto più resistenti dei ponti utilizzati principalmente dai pedoni o persino dalle autovetture.
Varianti e usi
Esistono molti tipi di ponti ad arco e molti modi diversi in cui possono essere utilizzati. Sono forse più popolari sull’acqua poiché non richiedono che pali o supporti siano affondati a metà strada, il che può essere sia dannoso per il flusso d’acqua che costoso da installare e mantenere. A seconda di quanto è alto l’arco, possono anche consentire un facile passaggio di navi d’acqua come le barche.
È anche comune vedere questi ponti su gole ripide, valli di montagna o in qualsiasi altro posto in cui le auto o i treni debbano andare ma dove potrebbe essere difficile affondare i supporti. Se costruiti correttamente, di solito possono sostenere grandi carichi senza disturbare gran parte dell’ambiente circostante.
Una disposizione tradizionale ha la carreggiata sopra l’arco, mentre in altre l’arco si erge sopra la carreggiata. In alcuni casi possono anche essere costruiti uno sopra l’altro per coprire un’altezza molto più elevata. Questo è comune nel caso degli acquedotti, che spostano l’acqua da un luogo all’altro.