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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節,為什麼窨井蓋為什麼大多數是圓的呢?估計有人會馬上怼你說:“如果井蓋設計成方的,那你又要問它為什麼是方的,它總得有個形狀吧!”這裡不是非要去擡杠,而是生活中我們能看到的窨井蓋确實大多數是圓形的。
記得上世紀的上海,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是水泥做的,而現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标注了“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?
如果仔細觀察,會發現圓形窨井蓋多用于地下水窨井,并可能出現在人行道、廣場甚至是機動車道上。當機動車駛過的時候,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形的底座,然後再傳給圓環柱形的井壁。而圓環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緻的誤差前提下,都直接轉化為結構體内部的壓力,因此基于圓環柱形設計圓形窨井蓋的經濟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,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,多用于電纜井蓋闆和電纜溝蓋闆,這類井多設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動車道的下水井蓋那麼高。
常見的圓形窨井蓋可不單單是純厚鐵塊一塊,窨井蓋一般具有複雜的結構,除去我們經常能見到的外表面,其朝井一側即背面一般分布着交錯的加強筋,以保證整個井蓋的強度,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、強度高、耐腐蝕等優秀特質,十分适合制造用于高負荷場合的窨井蓋,例如放置在主幹道路上。窨井蓋設計成圓形,也方便工人從裝運車輛卸下窨井蓋後,将其“滾”至預定的位置,而且當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某條邊,如此大大簡化了施工過程,也降低了日常維護時對設備的要求。
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遠大于井口的方形井蓋,那麼材料的利用和實用價值自然沒有直接使用圓形的井蓋更有效,既節約井蓋的材料,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上,盡量提供給工人最大的井内活動空間,而圓形的面積在同等周長的情況下,圓的面積最大,且圓環柱形受力特性具有獨特優勢,所以在使用相同材料構造深井時,圓環柱形的構造方式能提供更大的井内空間。
井蓋上的花紋和标識五花八門,這是按各個市政公共基礎設施所需求設立的,比如電信通訊、電力、煤氣、污水、水務等等,而一些旅遊城市或是景區的井蓋會特地設計成藝術化的模型,這樣的改變使得原本冰冷枯燥感的井蓋們顔值大大提升,成為城市中一道道靓麗的風景線。
參考來源:
1、上海科技館公衆号《所以,窨(yìn)井蓋為什麼是圓的呢?》
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!原來裡面大有玄機》
3、搜狐網《科普 | 天天走過的井蓋,你了解多少?》
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