阅前必读 这不是游戏教程（指南）。这是我根据我大学专业所学，在Poly Bridge这个游戏对现实世界复刻的局限性这个方面所做的分析。 可以先略过的基本知识列举 首先是一些基本知识储备（后面需要补充时直接补充在文中）： 刚体：受力作用而不变形的物体 自由体：可以自由位移，不受任何其他物体的限制的物体 非自由体：不能自由位移，某些位移受其他物体的限制而不能发生的物体（结构的各构件都是非自由体，它们受其他构件的制约，不能自由移动） 非自由体的约束：限制非自由体位移的其他物体 约束力：约束非自由体的作用力（约束力的方向总是与它所限制的位移方向相反） 工程中物体之间的约束形式是复杂多样的，为了便于理论分析和计算，只考虑其主要的约束功能，忽略其次要的约束功能，便可得到一些理想化的约束形式：柔索约束、光滑面约束、光滑铰链约束、铰支座、链杆约束、固定端约束（固定支座）、定向支座 光滑铰链约束的约束功能：两物体的铰接处允许有相对转动（角位移）发生，不允许有相对移动（线位移）发生 铰支座：铰支座有固定铰支座和滚动铰支座两种——将构件用铰链约束与地面相连接的约束称为固定铰支座，将构件用铰链约束连接在支座上且支座用滚轴支持在光滑面上的约束称为滚动铰支座 链杆约束：链杆是两端用光滑铰链与其他物体连接，不计自重且中间不受力作用的杆件；链杆只在两铰链处受力作用（链杆对它所约束的物体的约束力必定沿着两铰链中心的连线作用在物体上） 结构计算简图：代替真实结构且能反映结构主要工作特性的简化模型 结构中构件的交点称为结点；结构计算简图中的结点有铰结点、刚结点与组合结点 铰结点上各杆件都用铰链相连接；杆件受荷载作用产生变形时，结点上各杆件端部的夹角会发生改变 刚结点上的各杆件刚性连接；杆件受荷载作用产生变形时，结点上各杆件端部的夹角保持不变 组合结点上一些杆件用铰链连接，而另一些杆件刚性连接 平面杆系结构主要分类为梁、拱、刚架、桁架、组合结构 拱是在荷载作用下主要承受轴向压力（有时也承受弯矩）而有支座推力的、曲线或折线的杆形结构，一般由曲杆构成 刚架是由梁和柱组成的结构，具有刚结点 桁架是由若干直杆用铰链连接组成的结构 桁架的特点：所有各结点都是光滑铰结点，各杆件的轴线都是直线并通过铰链中心，荷载均匀作用在结点上 由基础或一个基本铰接三角形开始，逐次增加二杆结点，用这种方式组成的桁架称为简单桁架 由几个简单桁架联合组成的几何不变体系，称为联合桁架 力系：作用在物体上的一组力 平面任意力系：各力的作用线都在同一平面内，且任意地分布的力系 体系受到荷载作用后，构件产生变形，通常这种变形是很微小的 几何不变体系：不考虑材料微小变形的条件下，受力后，能保持其几何形状和位置的不变，而不发生刚体形式的运动的体系 几何可变体系：在荷载的作用下必然发生刚体形式的运动，且无论荷载多么小，它的几何形状和位置都要发生变化的体系 瞬变体系：在原来的位置上发生微小的位移后不能再继续移动的体系 只有几何不变体系可以作为建筑结构使用 对体系进行几何组成分析时，由于不考虑材料的变形，所以各个构件均为刚体，由若干个构件组成的几何不变体系也是一个刚体；研究平面体系时，将刚体称为刚片 自由度：确定体系位置时所需要的独立参数的数目 平面内，点的自由度等于2，刚片的自由度等于3 当对刚片施加约束时，它的自由度将减少；能减少一个自由度的约束称为一个联系 二刚片规则：两刚片用既不完全平行也不相交于一点的三根链杆联结，所组成的体系是几何不变的 三刚片规则：三个刚片用不在一条直线的铰两两联结，所组成的体系是几何不变的 二杆结点规则：在刚片上加或减去二杆结点时，形成的体系是几何不变的 静定结构：无多余联系的几何不变体系 超静定结构：有多余联系的几何不变体系 ————————前置知识储备与正文的分界线———————— 正文 根据容许建筑高度的大小和实际需要，桥面可以布置在桥跨结构的不同位置。桥面系设置在桥跨主要承重结构（桁架、拱券、主梁等）中部的桥梁，称为中承式桥；桥面系设置在桥跨主要承重结构上部的桥梁，称为上承式桥；桥面系设置在桥跨主要承重结构下部的桥梁，称为下承式桥。 拱桥也可以用此种分类方式分为上承式拱桥、中承式拱桥与下承式拱桥。下面列举了这三种桥的几个实例： 下承式桁架拱桥

中南路丁字路口的人行天桥（湖北省，武汉市；本人摄于2016.01） 中承式桁架拱吊桥

朝天门长江大桥（中国重庆） 上承式实体拱桥

连接宏村内外的一座多跨石拱桥（安徽省黟县；本人摄于2013年7月） 下承式桁架拱吊桥

三环线某路段上方穿过的另一条路的桥（湖北省，武汉市；本人摄于2016.02） 中承式桁架拱吊桥

弗里蒙特桥（美国俄勒冈州波特兰） 上承式实体拱桥

宏村内的一座石拱桥（安徽省，黟县；本人摄于2013年7月） 先声明一下：我所谓的“纯拱桥”，并不确定建筑学领域有没有这种界定，但是建筑根据结构种类是可以分为单一结构建筑与复合结构建筑的。我所谓的“纯拱桥”，指的就是只有拱这一种结构的桥。下承式拱桥一般是用上端连接在拱券上的钢缆或其他受拉构件将路面板吊住的，这实际上是悬索结构与拱结构的复合，不是单纯的拱结构；中承式拱桥的中间部分也可以看作是一座小下承式拱桥，同样也不是单纯的拱结构；只有上承式拱桥可能是单一结构拱桥。 跨度较小的时候下承式拱桥也有这种桁架拱桥。

《欧洲卡车模拟2》截图（本人玩并截图于2016.01） 上承式带柱拱桥

《欧洲卡车模拟2》截图（本人玩并截图于2016.01） “只有拱这一种结构”，严格来讲的话连梁、柱都不能有，而这种严格意义上的拱桥只有当拱券本身充当路面时才能实现，也就是说这时路面是拱起的。定义稍微宽松一点（允许出现梁、柱）的话，路面则可以全部水平，当然还可以倾斜、拱起或凹陷。

“路面不一定水平也不一定平整”举例用的是中承式拱桥，不过上承式也类似。 上承式拱桥既有单跨拱桥（一个拱券承载整个桥面）也有多跨拱桥（多个拱券承载整个桥面）。【存在单跨“纯拱桥”】是【存在多跨“纯拱桥”】的必要不充分条件，所以我们这里只需要探究单跨拱桥。 单跨拱有三种——三铰拱、二铰拱与无铰拱，其结构计算简图如下所示：

这三种简图里的拱都是由曲杆构成的，我们也可以把曲杆换成折杆。

实际上，曲杆可以看作由无数个直杆刚接而成。《桥梁构造者》中除悬索外全都是直柱体（路面板可看作扁柱），因此在该游戏中无法造出曲杆，只能造出直杆和折杆。 《桥梁构造者》虽是一款造桥游戏，但我们无法在其中复刻现实中的每一种桥梁类型，因为该游戏有一个显著特点：所有结点都是铰结点，没有刚结点。所以每个结点所连接的物体都能在铰接处发生角位移（相对转动）。所有红点（例如路边、河底石头上的）代表的是固定铰支座，同样属于铰结点。

这种全铰结点的特点直接导致游戏中最常见的结构形式是桁架。现实中的典型桁架桥如下图所示：

连接光谷步行街（建筑）与西班牙步行街（建筑）的空中走道（湖北省，武汉市；本人摄于2016.01） 但我们需要的结构是单纯的拱，于是我们来看一下这个游戏里的拱有哪些可能性。 单跨曲杆（折杆）拱需要由至少两个直杆刚接成折杆，但上面已经说了，这游戏里根本就没有刚结点，所以完全无法造出单跨曲杆（折杆）拱。 单跨直杆拱只可能是两段直杆组成的三铰拱，因为哪怕再多一根杆都会增加至少一个铰结点，导致结构变为几何可变体系，违反工程规范，不能作为桥的结构。

“多一根‘杆’”

路面转折角度过大不符合工程规范。例如，我国《工程建设标准强制性条文[城市建设部分]》中，《城市道路设计规范》5.2.6条规定：各级道路纵坡变更处应设置竖曲线，竖曲线采用圆曲线，其半径及最小长度需符合表5.2.6的规定。以计算行车速度30km/h为例，凸形竖曲线和凹形竖曲线的极限最小半径均为250m，竖曲线最小长度为25m（若按竖曲线半径计算的长度小于表列数值，则应采用该表最小长度）。这些规范旨在确保路面转折处足够平滑，使行车能在不同倾斜角的路面板之间平缓过渡。《桥梁建筑师》这游戏里没有曲面路板，所以更需要尽量保证路面转折角度足够小，否则很容易使车辆撞向或砸向路面，导致其瞬时荷载大幅变化，进而破坏结构。另外，在我国的《工程建设标准强制性条文[城市建设部分]》中，《城市道路设计规范》的第5.2.2条规定，计算行车速度小于或等于30km/h时，机动车行车道最大纵坡度限制值也只有9%，这是最大的坡度允许值，比它更陡的坡都是违法的。而如果转折角足够小，根据结构计算简图，我们会发现，同样的竖向荷载下，横向荷载大幅增加，极有可能超过材料的许用应力造成结构破坏，再加上这游戏路面板之间的铰结点连接强度本来就低，桥更是容易被荷载破坏。

上图单根直杆轴向压应力=F/sin α 下图单根直杆轴向压应力=F/sin β 因为α<β，所以上图单根直杆轴向压应力>下图单根直杆轴向压应力 因此，在【桥梁建筑师】中，只有当两岸间距小于两段最长路面板长度的时候，才能造出实体纯拱桥，且特别容易损坏。 在“纯拱桥”的定义放宽，即允许梁、柱出现的情况下，依然只可能是两段直杆组成的三铰拱：

多一块路面板都不行（因为不建造桁架就必定是几何可变体系）：

因此，在【桥梁建筑师】中，只有当两岸间距小于或等于两段最长路面板长度的时候，才能造出带柱纯拱桥。 综上所述，【桥梁建筑师】里并非完全没有纯拱桥，而是这种类型的桥对锚固点（即红点）位置、两岸间距等关卡预设因素要求太严苛（比如游戏所有的自带关卡都不满足这种条件），即使在游戏中也非常不实用（现实中更没有只含铰结点不含刚结点的、直杆构成的纯拱桥）——要造还是造桁架拱桥为好。