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        為什么井蓋是圓的?

        2023-03-31 02:45:42趙財貓金鈴兒
        奧秘(創(chuàng)新大賽) 2023年1期
        關(guān)鍵詞:內(nèi)切圓圓柱形方形

        ●趙財貓 文 金鈴兒 編

        漫步在任何一條繁忙的街道上,都可以看到圓形井蓋,無處不在。井蓋是通向地下公共設(shè)施的入口,工程師、維修工人需要通過這一入口定期檢修城市排水系統(tǒng)等隱藏在地下的設(shè)施。看多了不同城市、不同道路的井蓋,有個疑問難免呼之欲出:為什么井蓋都是圓形的?

        一個人順著梯子爬下去的橫截面基本是圓形的,所以圓形自然而然成為通道井入口的形狀。

        便于人順著梯子進(jìn)入地下井

        其實并不是所有的井蓋都是圓形,比如,電纜井為了更好預(yù)防雨水等液體滲入,采用的是方形井蓋。只不過圓形井蓋占了大多數(shù),且應(yīng)用場景散布在我們生活的方方面面,于是引起了“特別關(guān)注”。

        井蓋的歷史可以追溯到19世紀(jì)中葉,當(dāng)時世界各地的城市都在建造地下污水系統(tǒng)。工程師們意識到,他們?nèi)蘸笮枰ㄆ谶M(jìn)入這一系統(tǒng)檢修維護(hù)。因此,他們開始挖掘能夠容納工程師、維修工人等進(jìn)入地下的通道井。而一個人順著梯子爬下去的橫截面基本是圓形的,所以圓形自然而然成為通道井入口的形狀。

        圓形井蓋能沿用至今,肯定不止約定俗成這么簡單。關(guān)于這個問題,還有很多合理的解釋。

        較強(qiáng)的承壓能力

        日常生活里,圓形井蓋常常出現(xiàn)在人行道、廣場,甚至機(jī)動車道上。機(jī)動車行駛過程中,不可能刻意避開井蓋,這就要求與井蓋相連的通道井有較強(qiáng)的承壓能力。

        而圓柱形通道井的設(shè)計可以很好地解決這個問題,因為圓柱形受到任何角度施加的壓力,都能直接轉(zhuǎn)化且均勻分散為結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的壓力。

        此外,通道井在制造過程中,多采用旋轉(zhuǎn)挖掘方式,最終呈現(xiàn)為圓柱形就不難理解了。而基于通道井形狀設(shè)計井蓋為圓形,安全性和施工便利性更高。

        圓形井蓋不會掉到井底

        對比方形井蓋,圓形井蓋安全性也更高。圓形最大的特點是半徑長度相等,因此當(dāng)把圓形的井蓋放到井口時,井蓋就不會掉到井底。

        圓形最大的特點是半徑長度相等,因此當(dāng)把圓形的井蓋放到井口時,井蓋就不會掉到井底。

        如果井蓋是方形,井蓋的寬度就不是一定的,方形的對角線明顯長于其每條邊長,井蓋很容易沿井口的對角線方向掉進(jìn)井中,造成安全隱患。

        圓形井蓋方便維修

        最常用于制造井蓋的材料之一是球墨鑄鐵,由于其密度大、硬度高,整個井蓋非常重,日本曾發(fā)布井蓋強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),要求井蓋厚度不低于17厘米,重量不低于40公斤。

        這樣一來,安裝井蓋、或者有井蓋損壞需要更換時,對維修工人的要求就會很高。如果設(shè)計為圓形,他們只需要滾動井蓋就可以將其移動到一邊。如此便大大降低了施工和維修難度。

        圓形井蓋更省錢

        還有很重要的一點,對比方形井蓋,圓形井蓋制造成本更低。要能保證井蓋蓋住通道井,那么井蓋面積需要略大于井口切面。

        如果使用方形井蓋,為了滿足以上要求,就需要方形的內(nèi)切圓面積略大于井口截面,通過比較可以發(fā)現(xiàn),內(nèi)切圓以外的部分并無實際意義,反而浪費制造材料、增加制作成本。

        當(dāng)然,關(guān)于這個問題,也許還有其他的答案。沒想到,一個平凡的井蓋,背后會有這么復(fù)雜的原因。

        井蓋已成為特殊文化現(xiàn)象

        今天,井蓋也從解決實際問題演變?yōu)榱私诸^藝術(shù),甚至不斷普及發(fā)展成為一種特殊的文化現(xiàn)象。

        世界上最著名的井蓋當(dāng)屬《羅馬假日》里的真理之口,采用大理石雕刻,類似人的面孔,有鼻有眼,張著一張大嘴,位于意大利羅馬希臘圣母堂的門廊?;蛟S也有許多人不知道,這其實是一個古羅馬時代的井蓋。

        在日本,井蓋已成為鮮明的城市名片,人們將它設(shè)計得五花八門,上面的圖案會告訴你這個城市什么最著名,什么最好玩,或這座城市的歷史故事。每一座城市、每一個小鎮(zhèn)都有著獨一無二的井蓋。

        此外,還有其他國家的井蓋,也設(shè)計得十分精致,當(dāng)大家四處游玩時,不妨低頭看看。

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