Bridge Constructor與影響線

前言:

可能有人有玩過這款手機遊戲(也有電腦版的)。

遊戲方法就是玩家必須要用所提供的各種材料(每種材料的花費不同)，在花費最少的情況下搭出強度足夠強的橋車子能夠通過到對岸。

在遊戲遊玩過程中可以看到橋樑的桿件會隨著車子的移動位置不同而有不同的受力(如下圖)。

而在土木工程中有個叫影響線的方法與此現象相似。

影響線原理:

在土木的結構學中有一個影響線的章節，而影響線主要要處理的問題就是，一個移動的載重對於橋梁、輸送帶或者其他荷重沿著跨度移動所造成的影響，就像遊戲中可以看到當車輛行駛到橋梁的不同位置時，不同桿件所受到的力量大小不同，而如果超過桿件所能承受的力量大小，則可能導致橋梁有損壞的可能性。

影響線的原理為在牆梁的行駛橋面上的位置上施加1單位的力量，進行計算後得到各桿件的力量，再將這1單位的力量移至橋面的另一個位置上(如下圖所示，為簡化以簡支梁做範例)，一直重複上述步驟，將力量從橋面的起點移至橋面的終點，並將計算後的結果彙整起來畫圖即可得到車子移動時，桿件產生最大應力的地方，而這個載重之受力位置與桿件受力大小之關係曲線就是影響線。

圖.簡支梁影響線示意圖

從上圖中可以看出如果要求得A點的支承反力(VA)影響線圖，就會先從簡支梁的一邊施加1單位的外力求得A點的支承反力(VA)支受力大小為何(圓圈1之情形)，接著持續移動1單位的力，並且每隔一定距離求一次，一直至梁的另一端為止(圓圈2之情形)，即可畫出影響線圖形。

但因此例題梁上並無其他支承，因此求解圓圈1及圓圈2之數據並連線即可得。

上述計算影響線的方法為最基本的方法，在學結構學時會學到較快可以畫影響線的方法，不需要一個點一個點做計算，只需計算特定點，也可以知道不同的結構形式所畫出的影響線圖形大致長相為何。

最後推薦大家可以去玩玩看這款遊戲，尤其學土木工程的人