橋梁模型制作實訓(xùn)報告(編輯修改稿)
2024-08-31 02:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，主跨900m，是國內(nèi)自主設(shè)計的第一座全焊接鋼箱加勁梁懸索橋；江蘇江陰長江大橋，主跨為1385m的鋼箱加勁懸索橋，列為世界第五的大跨徑懸索橋；2005年竣工的江蘇潤揚長江公路大橋南汊大橋，主跨為1490m，為世界第三的大跨徑懸索橋；不久前竣工的舟山西堠門跨海大橋，主跨1650m，位居世界第二?？梢姡覈堰M入了世界先進行列。矮寨特大懸索橋，位于湖南湘西矮寨鎮(zhèn)境內(nèi)。矮寨懸索橋，距吉首市區(qū)約20公里，跨越矮寨鎮(zhèn)附近的山谷，德夯河流經(jīng)谷底，橋面設(shè)計標(biāo)高與地面高差達330米左右。橋型方案為鋼桁加勁梁單跨懸索橋，懸索橋的主跨為1176m。該橋跨越矮寨大峽谷，主跨居世界第三、亞洲第一。我國現(xiàn)代懸索橋的建造起于19世紀(jì)60年代，在西南山區(qū)建造了一些跨度在200米以內(nèi)的半加勁式單鏈和雙鏈?zhǔn)綉宜鳂?，其中較著名的是1969年建成的重慶朝陽大橋；1984年建成的西藏達孜橋，跨度達到500米。90年代的交通建設(shè)高潮使我們終于迎來了建造現(xiàn)代大跨度懸索橋的新時期?？缍葹?52米的廣東汕頭海灣大橋采用混凝土加勁梁；廣東虎門大橋為跨度達888米的鋼箱梁懸索橋；主跨超過1200米的江陰長江大橋正在設(shè)計之中。3座懸索橋的同時建造將使我國的橋梁科學(xué)技術(shù)迅速趕上世界先進水平。建造方法假如塔架要建在水上的話，在塔架要站立的地方首先要使用沉箱來排擠軟的地層，來建立一個固定的地基。假如下面的巖石層非常深無法用沉箱達到的話那么要使用深鉆的方式達到巖石層或建立非常大的人造的混凝土地基。這個地基一直要延伸出水面。假如塔架要建在陸地上，它的地基必須非常深，在地基上用混凝土、巨石和鋼結(jié)構(gòu)建立橋墩。有些橋的橋墩是橋面的一部分，在這種情況下橋墩的高度至少要達到橋面的高度。在塔架的頂部有一個被稱為鞍的光滑的結(jié)構(gòu)。橋完成后這個鞍可能要被固定住。錨錠被固定在巖石中，沿著未來懸索的路徑纖起一根或一組暫時的繩或線。另一股繩被懸掛在第一股繩的上方，在這股繩上一個滑車可以運行。這個滑車可以從一端的錨碇運行到另一端的錨碇。每股懸索需要一個這樣的滑車，一股一般直徑小于1厘米的高強度鋼絲的一段被固定在一個錨碇中，另一端被固定在滑車上并被這樣牽引到另一端的錨碇，然后被固定在這個錨碇上，然后滑車回到它開始的錨碇上去牽引下一股高強度鋼絲或從它正所在的方向開始牽引下一股高強度鋼絲。鋼絲被牽引后要進行防銹處理，這樣多股高強度鋼絲被牽引，連接兩端的錨碇。一般這些鋼絲的橫截面是六角形的，它們被暫時地綁在一起，所有鋼絲被牽引后它們被一個高壓液壓機構(gòu)和其它鋼絲擠壓到一起，這樣形成的懸索的橫截面是圓形的。在懸索上在等距離的位置上要加上索夾，事先計算好長度的懸掛索被架在索夾上。這些懸掛索的另一端將來要固定橋面，使用專門的起重機，橋面被一塊接著一塊地掛在懸掛索上。這個起重機可以自己掛在懸索上或掛在特別的臨時的索上。橋面可以從橋下的船上吊起或從橋的兩端運到它們應(yīng)該放到的地方。當(dāng)所有橋面被掛上后，通過調(diào)節(jié)懸索可以使橋面達到計劃的曲線。一般水面上的橋的橋面呈拱形，以便橋下船只通行。陸上的懸索橋的橋面一般是平的。橋面完成后可以進行其它細(xì)節(jié)工作，比如排水防水系統(tǒng)、伸縮縫、裝燈、欄桿、涂漆、鋪路等等。自錨式懸索橋一般索橋的主要承重構(gòu)件主纜都錨固在錨碇上，在少數(shù)情況下，為滿足特殊的設(shè)計要求，也可將主纜直接錨固在加勁梁上，從而取消了龐大的錨碇，變成了自錨式懸索橋。過去建造的自錨式懸索橋加勁梁大多采用鋼結(jié)構(gòu)，如1990年通車的日本此花大橋，韓國永宗懸索橋、美國舊金山——奧克蘭海灣新橋、愛沙尼亞穆胡島橋墩等。2002年7月在大連建成了世界上第一座鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋——金石灘金灣橋墩，為該類橋墩型的研究提供了寶貴的經(jīng)驗。此后在吉林、河北、遼寧又有4座鋼筋混凝土自錨式懸索橋正在設(shè)計和設(shè)計和建造中。自錨式懸索橋有以下的優(yōu)點：①不需要修建大體積的錨碇，所以特別適用于地質(zhì)條件很差的地區(qū)。②因受地形限制小，可結(jié)合地形靈活布置，既可做成雙塔三跨的懸索橋，也可做成單塔雙跨的懸索橋。③對于鋼筋混凝土材料的加勁梁，由于需要承受主纜傳遞的壓力，剛度會提高，節(jié)省了大量預(yù)應(yīng)力構(gòu)造及裝置，同時也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點。④采用混凝土材料可克服以往自錨式懸索橋用鋼量大、建造和后期維護費用高的缺點，能取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。⑤保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形，在中小跨徑橋梁中是很有競爭力的方案。⑥由于采用鋼筋混凝土材料造價較低，結(jié)構(gòu)合理，橋梁外形美觀，所以不公局限于在地基很差、錨碇修建軍困難的地區(qū)采用。自錨式懸索橋也不可避免地有其自身的缺點：①由于主纜直接錨固在加勁梁上，梁承受了很大的軸向力，為此需加大梁的截面，對于鋼結(jié)構(gòu)的加勁梁則造價明顯增加，對于混凝土材料的加勁梁則增加了主梁自重，從而使主纜鋼材用量增加，所以采用了這兩種材料跨徑都會受到限制。②施工步驟受到了限制，必須在加勁梁、橋塔做好之后再吊裝主纜、安裝吊索，因此需要搭建大量臨時支架以安裝加勁梁。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費用就會增多。③錨固區(qū)局部受力復(fù)雜。④相對地錨式懸索橋而言，由于主纜非線性的影響，使得吊桿張拉時的施工控制更加復(fù)雜。歷史回顧19世紀(jì)后半葉，奧地利工程師約瑟夫朗金和美國工程師查理斯。本德分別獨立地構(gòu)思出自錨式懸索橋的造型。本德在1867年申請了專利，朗金則在1870年在波蘭建造了一座小型的鐵路自錨式懸索橋。到20世紀(jì)，自錨式懸索橋已經(jīng)在德國興起。1915年，德國設(shè)計師在科隆的萊茵河上建造了第一座大型自錨式懸索橋——科隆迪茲橋，當(dāng)時主要是因為地質(zhì)條件的限制而使工程師們選擇了這種橋型，該橋主跨185m，用木腳手架支撐鋼梁直到主纜就位。此后，美國賓夕尼亞州的匹茲堡跨越阿勒格尼河的3座橋和在日本東京修建的清洲橋都受科隆迪茲橋的影響。雖然科隆迪茲橋1945年被毀，但原橋臺上的鋼箱梁仍保存至今。匹茲堡的3座懸索橋比科隆迪茲橋的跨徑要小，但施工技術(shù)比科隆迪茲橋有了很大的進步?？坡〉掀潣蚪ǔ珊蟮?5年內(nèi)在德國萊茵河上又修建了4座懸索橋，其中最著名的是1929年建成的科隆米爾海姆橋，該橋主跨315m，雖然該橋在1945年被毀，但它至仍然保持著自錨式懸索橋的跨徑記錄。在20世紀(jì)30年代，工程師們認(rèn)為自錨式懸索橋加勁梁的軸力將使該種橋梁的受力性能接近于彈性理論，所以這段時間美國德國修建了許多座自錨式懸索橋。受力分析自錨式懸索橋的上部結(jié)構(gòu)包括：主梁、主纜、吊桿、主塔四部分。傳力路徑為：橋面重量、車輛荷載等豎向荷載通過吊桿傳至主纜承受，主纜承受拉力，而主纜錨固在梁端，將水平力傳遞給主梁。由于懸索橋水平力的
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