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天天在忙碌中趕路,天天在大街上壓馬路,你有沒有注意過一個細(xì)節(jié),為什么窨井蓋為什么大多數(shù)是圓的呢?估計(jì)有人會馬上懟你說:“如果井蓋設(shè)計(jì)成方的,那你又要問它為什么是方的,它總得有個形狀吧!”這里不是非要去抬杠,而是生活中我們能看到的窨井蓋確實(shí)大多數(shù)是圓形的。
記得上世紀(jì)的上海,如果窨井蓋是做在綠化地或是非人行通道的地方,好像大多數(shù)還真是方形的,偶爾也會在靠街沿邊的馬路上有方形的井蓋,不過老的窨井蓋也絕大多數(shù)是水泥做的,而現(xiàn)在幾乎全部都換成了圓形鑄鐵窨井蓋,并且在窨井蓋的表面標(biāo)注了“專屬單位”。那窨井蓋能不能做成其他形狀,比如三角形、梯形之類?
如果仔細(xì)觀察,會發(fā)現(xiàn)圓形窨井蓋多用于地下水窨井,并可能出現(xiàn)在人行道、廣場甚至是機(jī)動車道上。當(dāng)機(jī)動車駛過的時候,不可能會像正常人走路時會故意避開井蓋,故而機(jī)動車的壓過會對窨井蓋施加一定的壓力。
窨井蓋的受力傳遞給圓環(huán)形的底座,然后再傳給圓環(huán)柱形的井壁。而圓環(huán)柱形正是井壁最能承受周圍的壓力的形狀,并且無論從哪個方向施加壓力,在忽略制造和施工導(dǎo)致的誤差前提下,都直接轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的壓力,因此基于圓環(huán)柱形設(shè)計(jì)圓形窨井蓋的經(jīng)濟(jì)性和安全性都比較高。再加上由于窨井蓋的直徑必然大于它的基座,井蓋沿周長均勻等邊擱置,無論從哪個角度翻轉(zhuǎn),井蓋都不會掉入窨井,故而能保證行人和車輛的安全。
至于方形井蓋,多用于電纜井蓋板和電纜溝蓋板,這類井多設(shè)置于人行道或者花壇等日常載荷不大的場景,并且這類井一般不深,故而井蓋對抗壓性的要求不如放置在機(jī)動車道的下水井蓋那么高。
常見的圓形窨井蓋可不單單是純厚鐵塊一塊,窨井蓋一般具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),除去我們經(jīng)常能見到的外表面,其朝井一側(cè)即背面一般分布著交錯的加強(qiáng)筋,以保證整個井蓋的強(qiáng)度,因此井蓋的體積并不小。
最常用于制造井蓋的材料之一是球墨鑄鐵,其具有密度大、硬度高、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)秀特質(zhì),十分適合制造用于高負(fù)荷場合的窨井蓋,例如放置在主干道路上。窨井蓋設(shè)計(jì)成圓形,也方便工人從裝運(yùn)車輛卸下窨井蓋后,將其“滾”至預(yù)定的位置,而且當(dāng)放置在窨井蓋基座上時,直接放置即可,不用像放置方形窨井蓋時那般必須對準(zhǔn)某條邊,如此大大簡化了施工過程,也降低了日常維護(hù)時對設(shè)備的要求。
此外,同周長下,圓形的面積最大,也就是說相同井口面積下,圓形井蓋最省材料。井蓋的使用取決于井口的大小,如果非要在上面按個面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于井口的方形井蓋,那么材料的利用和實(shí)用價值自然沒有直接使用圓形的井蓋更有效,既節(jié)約井蓋的材料,也保證了井口的安全。一般情況下,在市政施工時,深井需要在材料用量最少的基礎(chǔ)上,盡量提供給工人最大的井內(nèi)活動空間,而圓形的面積在同等周長的情況下,圓的面積最大,且圓環(huán)柱形受力特性具有獨(dú)特優(yōu)勢,所以在使用相同材料構(gòu)造深井時,圓環(huán)柱形的構(gòu)造方式能提供更大的井內(nèi)空間。
井蓋上的花紋和標(biāo)識五花八門,這是按各個市政公共基礎(chǔ)設(shè)施所需求設(shè)立的,比如電信通訊、電力、煤氣、污水、水務(wù)等等,而一些旅游城市或是景區(qū)的井蓋會特地設(shè)計(jì)成藝術(shù)化的模型,這樣的改變使得原本冰冷枯燥感的井蓋們顏值大大提升,成為城市中一道道靚麗的風(fēng)景線。
參考來源:
1、上海科技館公眾號《所以,窨(yìn)井蓋為什么是圓的呢?》
2、科普中國、澎湃新聞《科普資訊丨井蓋多就算了,還總在馬路中間!原來里面大有玄機(jī)》
3、搜狐網(wǎng)《科普|天天走過的井蓋,你了解多少?》