Kaarisilta on eräänlainen arkkitehtoninen rakenne, joka tukeutuu kaarevaan, puolipyöreään muotoon. Useimmat kaaret jakavat painon tasaisesti ja ovat houkutteleva vaihtoehto siltoille, koska ne voivat ulottua pitkiä matkoja tarvitsematta pylväitä tai muita painoa kantavia mekanismeja upottamaan maahan. Useimmat pylväs- ja palkkisillat tarvitsevat sitä vastoin pylväitä tai muita tukia, jotka on sijoitettu säännöllisin väliajoin. Kaarisillat ovat yleisiä leveillä joilla, rotkoilla ja muissa paikoissa, joissa välitukien asettaminen ei ehkä ole käytännöllistä.
Voiman lähde
Tämän tyyppisen sillan lujuus johtuu sen muodosta. Kun kaari painaa alaspäin ylhäältä, maa työntyy ylöspäin samalla voimalla. Usein ylimääräistä tukea on myös sijoitettu rakenteen vasteisiin tai sivuihin, jotta kaari ei taipuisi ulospäin, kun raskaat kuormat painavat sitä alas, mutta useimmissa tapauksissa mitään ei tarvitse koskea maahan missään kohdassa jänneväliä. Tämän seurauksena kaari on aina puristettuna, jolloin se tulee jäykäksi ja säilyttää lujuutensa.
Miten ne on rakennettu
Tällaiset sillat on rakennettava siten, että ne kestävät voimakkaita puristusvoimia, jotka auttavat heitä säilyttämään muodonsa, mikä vaatii usein hieman teknistä asiantuntemusta. On olemassa muutamia erilaisia tekniikoita, mutta useimmat sisältävät aloittamisen perusmuodosta ja sitten tukien lisäämisen matkan varrella. Jotkut rakentajat aloittavat esimerkiksi puukehyksellä, joka auttaa säilyttämään kaaren muodon rakentamisen aikana. Tämä on yleisin kivestä tai betonista valmistetuille siltoille.
Kun koko kaari on paikallaan, väliaikainen puurakenne voidaan poistaa. Muinaiset kivisillat luottivat viimeiseen yläkiveen tai kulmakiveen, joka asetettiin paikalle, jotta silta kokisi puristuksen, joka tekisi siitä vahvan. Sillan sivussa olevat tuet voivat myös auttaa säilyttämään muotonsa, kun kuormat painavat alas ylhäältä.
Rakennusmateriaalien tyypit
Monet vanhimmista kaarisiltoista on tehty leikatusta kivestä. Muinaiset roomalaiset ja kreikkalaiset rakensivat useita näitä rakenteita samoin kuin sivilisaatiot kaikkialla Aasiassa, ja joukko näitä siltoja on edelleen olemassa. Tämä voi joiltakin osin johtua materiaalista yhtä paljon kuin suunnittelusta. Kivet ovat parhaita materiaaleja kestämään puristusta, koska ne imevät ja siirtävät energiaa. Kiviä ja tiiliä käytetään edelleen varmasti nykyaikaisessa siltarakentamisessa, vaikka teräs ja valettu betoni, jotka voidaan muotoilla helpommin, ovat myös melko yleisiä.
Nykyaikaiset sillat, jotka perustuvat raudoitettuun betonivaluun, voivat usein säilyttää lujuutensa itse betonista, mikä tarkoittaa, että lisätukea ei tarvita sivuilla. Kannat ovat kuitenkin hyvin yleisiä metallin työstössä, varsinkin jos silta on suunniteltu tukemaan suuria painoja. Esimerkiksi junan pukkien on usein oltava paljon vahvempia kuin sillat, joita pääasiassa käyttävät jalankulkijat tai jopa henkilöautot.
Muunnelmat ja käyttötavat
Kaarisiltoja on monenlaisia, ja niitä voidaan käyttää monella eri tavalla. Ne ovat ehkä suosituimpia veden yläpuolella, koska ne eivät vaadi pylväiden tai tukien upottamista puolivälissä, mikä voi sekä häiritä veden virtausta että kallista asentaa ja ylläpitää. Kaaren korkeudesta riippuen ne voivat myös mahdollistaa vesialusten, kuten veneiden, helpon kulun.
On myös tavallista nähdä nämä sillat jyrkkien rotkojen, vuoristolaaksojen tai missä tahansa muualla, missä autojen tai junien on mentävä, mutta jos tukien upottaminen voi olla vaikeaa. Oikein rakennettuina ne kestävät yleensä suuria kuormia häiritsemättä ympäröivää ympäristöä.
Yksi perinteinen järjestely on ajorata kaaren päällä, kun taas toisissa kaari nousee ajoradan yläpuolelle. Joissakin tapauksissa ne voidaan jopa rakentaa päällekkäin, jotta ne ulottuvat paljon korkeammalle. Tämä on yleistä vesijohdoissa, jotka siirtävät vettä paikasta toiseen.