圓形井蓋為什么占大多數(shù) 馬路上的井蓋為什么是圓的 _生活百科

小時(shí)候，媽媽經(jīng)常教育說：“走路要小心窨（yìn）井蓋，一定要繞開走！”
于是乖巧的我（小時(shí)候）很聽媽媽的話，走在路上時(shí)很小心地搜索并避開這些鐵疙瘩。“尋找”得多了，發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，好像更多的窨井蓋是圓形的。于是，在我的小腦瓜子里就產(chǎn)生這樣一個(gè)疑問：“為什么窨井蓋會(huì)是圓的？”

但首先，作為一個(gè)頭禿的工科生，基于科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，必須指明一點(diǎn) ，并不是所有窨井蓋都是圓形的。因其用途不同，存在著或方形、或圓形的窨井蓋。只不過圓形的窨井蓋占了大多數(shù)，所以引起了“特別關(guān)注” 。
如此時(shí)間長(zhǎng)了，看了很多窨井蓋后，發(fā)現(xiàn)這個(gè)小東西的背后似乎大有門道。它們一般是牢牢地“嵌在”地上，在表面上會(huì)有各式的花紋，并在中間寫出這個(gè)窨井的用途，例如“污”、“雨”，當(dāng)然也有“電”或者別的。

看上去很笨重的窨井蓋，是怎么安放在馬路上的呢？
施工工人先是把一個(gè)嵌有圓形基座的水泥構(gòu)件放在路面上，再在路面上鋪上柏油（當(dāng)然要避開窨井），最后把圓形窨井蓋放在基座上。那么，為什么看到的窨井蓋是圓形的呢？
關(guān)于這個(gè)問題，其實(shí)有很多合理的解釋，不過這次，將從安全可靠性、施工便利性和經(jīng)濟(jì)效益性這三方面進(jìn)行分析。
01
安全可靠性
如果仔細(xì)觀察，會(huì)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(chǎng)甚至是機(jī)動(dòng)車道上。當(dāng)機(jī)動(dòng)車駛過的時(shí)候，不可能會(huì)像小時(shí)候的“我”一樣，輕巧地“躍過”或“繞過”窨井蓋，故而會(huì)對(duì)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(gè)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（否則窨井蓋會(huì)掉入窨井），井蓋沿周長(zhǎng)均勻等邊擱置，無論從哪個(gè)角度翻轉(zhuǎn) ，井蓋都不會(huì)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(chǎng)景，并且這類井一般不深，故而井蓋對(duì)抗壓性的要求不如放置在機(jī)動(dòng)車道的下水井蓋那么高。
02
施工便利性
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(cuò)的加強(qiáng)筋，以保證整個(gè)井蓋的強(qiáng)度，因此井蓋的體積并不小。

而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(chǎng)合的窨井蓋，例如放置在主干道路上。因其密度大，整個(gè)窨井蓋會(huì)非常重，這就對(duì)施工增加了一定難度。
也許會(huì)有人說，施工單位可以用吊車將井蓋吊起或者放置，再重的井蓋都不會(huì)產(chǎn)生影響，但是這會(huì)大大增加施工的成本。
而圓形的窨井蓋，則方便工人從裝運(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(shí)，直接放置即可，不用像放置方形窨井蓋時(shí)那般必須對(duì)準(zhǔn)某條邊，如此大大簡(jiǎn)化了施工過程，也降低了日常維護(hù)時(shí)對(duì)設(shè)備的要求。

03
經(jīng)濟(jì)效益性
在每個(gè)城市都有大量的下水管道，要安置大量的窨井以滿足日常檢修等需求，因此需要慎重考慮其經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，在市政施工時(shí)，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(dòng)空間。
在同等周長(zhǎng)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(shì) ，所以在使用相同材料構(gòu)造深井時(shí) ，圓環(huán)柱形的構(gòu)造方式能提供更大的井內(nèi)空間。
而要能夠保證窨井蓋蓋住深井，那么井蓋面積應(yīng)略大于深井的截面積，故而使用了和深井截面形狀一致的圓形井蓋。如果使用了方形井蓋，為了保證通過性，需要方形的內(nèi)切圓面積與深井截面積相當(dāng) ，則需要更多的材料制造井蓋，對(duì)成本的需求也會(huì)增加。

正方形的內(nèi)切圓
【圓形井蓋為什么占大多數(shù) 馬路上的井蓋為什么是圓的】當(dāng)然，導(dǎo)致窨井蓋是圓的也許還有其他不同的原因。但不管是什么原因?qū)е铝藞A形窨井蓋占了多數(shù)，又或者是生活中發(fā)現(xiàn)的其他的問題，在尋找答案的過程中多思考一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)身邊的世界其實(shí)很有趣，尤其是城市中容易被忽視的細(xì)微之處，背后會(huì)大有學(xué)問。

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