Línea de capas alineadas

[C2am]

Otra opción es aplicar display:inline-block , así no tendrás problemas con las diferencias de altura.
A ver que te parece este ejemplo tratando de mantener tus premisas:

Código HTML:

<div id="ecuacion">
    <div> nominador <br/><hr/> denominador<hr/>denominador</div>
    <div> = </div>
    <div> nominador <br/><hr/>denominador</div>
    <div> = </div>
    <div> nominador <br/><hr/>denominador<br/><hr/>raiz cuadrada de -1<br/>otra raiz al límite</div>
</div>
 

Código CSS:

#ecuacion{
width:100%;
border:1px solid blue;
}
#ecuacion div{
    display:inline-block;
vertical-align:middle;
    background:#eee;
}
 

Ejemplo en vivo y en directo

Saludos