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第一座斜拉索橋

生活 更新时间:2024-07-26 20:21:14

斜拉橋跨越能力強,受橋下淨空和橋面标高的限制小,目前在建橋梁多采用斜拉橋,我國已建成100多座。

第一座斜拉索橋(斜拉索橋的探索)1

1、斜拉橋的原理

先看一個用3根火柴就能吊起66瓶礦泉水的實驗。

第一座斜拉索橋(斜拉索橋的探索)2

火柴的擺放方式至關重要,

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做個受力分析發現,由于中間斜着的火柴,把原本向下的拉的力變成了傾斜方向,使得火柴能夠在桌沿的支持力作用下保持平衡。

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斜拉橋中也是類似

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由于傾斜的拉索,橋面向下的重力被拉索的豎直分力平衡,這個拉力通過拉索最終又作用在了索塔上。

第一座斜拉索橋(斜拉索橋的探索)6

變成了對索塔豎直向下的壓力。拉索橋的好處在于橋墩少,可以便于通航,節約成本。當然對材料和建設的要求也很高,尤其是索塔根部和橋梁結合處受力非常大。

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傾斜的拉索雖然産生向上的分力平衡了重力,但同時又産生了水平的拉力,這個拉力最終做為壓力都壓在了索塔根部的橋梁處。

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以一個600米橋梁跨度的斜拉橋為例,施工到300米,對橋墩的擠壓力就有2000噸(20000N)

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施工到600米時,壓力會高達6000噸。

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所以對索塔橋梁的材料及力學特性都有很高要求。

2、質量保證

混凝土裡面添加了活性劑和纖維材料,增強耐久性和力學特性。

拉索:一般情況下,斜拉橋的最大跨度是橋面以上索塔高度的3.1—6.3倍,主跨越大,索塔越高,拉索就越長。

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一般跨度越長,拉索也越粗,拉索還要經受常年累月的風吹日曬,因此拉索的質量要求極高。

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拉索會在實驗室進行200萬次的拉伸疲勞測試,然後再查看它的性能是否變化。而且斜拉橋一般會留有空置的拉索備用。

投入建設前,還要進行大比例尺模型實驗。将橋等比例縮小,進行一系列受力檢測。

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這個步驟現在大部分可以由計算機模拟,但是對于構造和受力複雜的區域,仍需用大比例尺模型實驗。

模型橋還要進行風洞實驗,幾百米高空中的斜拉橋,受風力影響極大。

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經受了這一系列考驗後,才能開工建設。

為了減少高空作業危險,采用搭積木施工法,先在工廠把需要的配件,橋梁等生産出來,再直接運送到工地吊裝。

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3、典型橋梁

北盤江大橋,2016.12.29竣工。連接雲南宣威城區與貴州六盤水,使得車程由原來的5小時降為1小時。

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世界上最高的橋梁,垂直高度達到565米

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預計使用壽命100年,最大的挑戰就是風的影響。

2009年12月26日,武漢天興洲長江大橋通車,這是長江上第六座誇江大橋。

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它與長江大橋一樣屬于公鐵兩用,但是橋面跨度,寬度,車輛速度,承重能力在同類型橋梁中均屬第一。

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上層是六車道公路,時速80千米,下層是四車道鐵路,時速200千米。通常說法是1條鐵路負載量相當于8條公路,那麼天興洲大橋就相當于38條公路負載量。因此它采用了3索面結構。

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這種結構,受力分析複雜

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