从一座奇特的桥说开去
meizaidatang
2013年09月09日 14:10:01
来自于桥梁工程
只看楼主

本帖最后由 meizaidatang 于 2013-9-9 14:34 编辑 这座桥曾经被网友贯以“史上最牛的桥”、“中国最神奇的桥”、“世界上独一无二的桥”......等等称号,宣称此桥“颠覆了物理学常识”、“改变了我的人生观”。这是怎样一座桥,先上图。 这个桥,桥墩是悬空的!就象在一条吊桥上建起几个桥墩,然后在桥墩上搭桥面。

本帖最后由 meizaidatang 于 2013-9-9 14:34 编辑


这座桥曾经被网友贯以“史上最牛的桥”、“中国最神奇的桥”、“世界上独一无二的桥”......等等称号,宣称此桥“颠覆了物理学常识”、“改变了我的人生观”。这是怎样一座桥,先上图。

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这个桥,桥墩是悬空的!就象在一条吊桥上建起几个桥墩,然后在桥墩上搭桥面。



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这就是在桥两端的悬带和桥面结合处,也是两个受力点之一。



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来个近景,请留意这是一个峡谷,下面就是河水,如果桥墩一直到底,那应该需要多长,多粗。


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桥志铭,上面写着桥的名字:淘金大桥,建于一九八八年,已经二十多年过去了,这桥还安然无恙。上面第一个人名,吴琦瑛,就是这座桥的设计者和项目指挥。

【背景】
湖南洞口淘金桥——洞口淘金桥位于湖南省洞口县距县城15km的淘金村。该桥跨越渍水上游古楼河的木鱼塘峡谷,是一座自锚上承式悬带桥。桥长74m,设计跨径70m,矢跨比1/9,桥面宽4.5m 。于1989年1月建成通车。




这座桥无疑是构思巧妙的,但网上的介绍总是参杂了太多的错误信息,融入了太多的主观意念。让我们拂去那些浮尘,找出事实的真相。

误区1:这座桥是独一无二的。
分析:当然不是。淘金大桥这种自锚上悬式悬带桥设计非但不是独一无二的,也不是全球第一座这种设计的桥,甚至它还不是国内第一座。全世界第一座采用这种设计的大桥是1972年建成的哥斯达黎加的里奥-科罗拉多大桥,是美籍华人林同炎设计的。此后,在原东德和日本两地,分别还建起过两座同类型的桥。在国内,曾经在甘肃刘家峡黄河大桥的设计中应用过这样的设计理念,已经做出了模型,但是最后好像没有实施


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上图:建于1972年的里奥-科罗拉多大桥,位于哥斯达黎加。


误区2:这座桥没有桥墩。

分析:其实还是有的,就看大家如何定义桥墩了,是不是一定要立在地面的才算桥墩。淘金大桥应用了多根立柱排架,也起到了分担承重的作用,只是这些力最后都压在了悬带上,而不是在地面。

误区3:设计者是70岁的老人,仅有初中文化。

分析:无语了,人是在不断进步的,吴工程师的确是初中毕业就出来工作,现在也70岁了。但是他是1956年初中毕业,当年的初中可不比现在,在那时候初中生已经是高知识分子了。而且他在毕业后不断努力学习,在1960年拿到了函授专业本科学历,大家回家问问老人家,60年代的函授专科等同什么概念,那绝对比现在的硕士生来的地位高。至于年龄,拜托,他设计这座桥的时候正是50岁的黄金年龄,怎么能说是老人。

误区4:这种设计是吴工程师自己想出来的。
分析:这个不用争了,吴工曾经写了一篇题为《自锚上承式悬带桥的设计与施工》的论文,文中明确地提到了他是在前人的基础上设计这座桥,而且设计是多人研究的共同成果。文中还有论及设计桥的理念和实施步骤等等,有兴趣的可以去下载来看。

误区5:这桥颠覆了物理学常识。
分析:我只能说,真是有好多人的物理课没有上好啊。





为什么起这样一条桥,相信这是大家都想问的问题,总不会是因为这样看起来够酷吧。

吴工在他的论文里做出了解释:淘金大桥位于一个狭窄的山谷中, 以接线路基标高控制, 上口宽63m, 深23m,山谷倾料角度在60度左右, 两岸均为风化的砂质页岩。枯水深在左右, 洪枯水位差在左右。因此, 采用支架施工有困难, 既不安全、也不经济;采用其他施工方法, 对地方来说, 不理想, 也不现实。在此条件下, 从经济性、施工性、安全性以及美观等方面出发进行考虑,经比较权衡利弊, 为发展新技术, 探索新桥型, 本桥决定采用自锚上承式悬带桥桥型方案。

太复杂的技术问题就不要探讨了。毫无疑问的是,这种设计少用了不少材料,省了不少钱。这点非常重要,吴工程师是从上世纪50年代走来的人,在那个年代,如何能为国家为集体节省经费,是非常重要的。等会我们会从一篇介绍他的文章里看到。

我们下面主要从桥梁安全和施工难以方面来讲。这种桥梁的建筑过程还真是蛮有趣的。


我们拿这种设计的鼻祖,里奥-科罗拉多大桥的施工图来演示给大家看。

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由于科罗拉多大桥是混合结构,自轴上承式悬带设计主要是在中段,所以大家请从STAGE 3开始看起。



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步骤一:先引渡主索并临时外锚, 锚固无须复杂的张拉施工工艺。



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步骤2:调索后在主索上安装预制块形成吊板悬带。


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步骤3:然后在悬吊底板上横向设置立柱排架


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步骤四:在排架上架设T梁后, 转外锚为自锚。


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步骤5:现浇桥面后, 即在主索槽内用混凝土包裹主索形成悬带


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步骤6:最后处理伸缩缝和安装栏杆。竣工!


可以看到,这种施工方式不用在深深的峡谷起桥墩,也就不用立支架打桩,一直都是悬空作业,所以也就不用考虑峡谷有多深,不用考虑洪水的影响,施工相对简便很多,竣工后也不用担心大桥受到洪水的影响。在施工的难易程度和安全性、桥梁的安全性等方面,都是很好的选择。




业界对这座桥的评价很高,很多教科书上都有这个案例,它是国内第一座建成的自锚上承式悬带桥,在桥梁设计、成本控制、施工技术等方面都是国际先进水平。

但从另外一个角度来看,我们也不能妄自尊大,这座桥的桥长74m,跨径70m,矢跨比1/9,桥面宽4.5m ,加上它所处的位置,我们只能说,这是一座小规模的“大桥”。而这种设计,也注定不可能建成太大规模的桥(太重就拉不住了),且只能在特定的环境(峡谷)发挥作用,因此它的推广面受到很大的限制。
淘金大桥的江湖地位更多是在技术层面的,而不是在使用层面。这也就是为什么在很长一段时间里,在业界很多人都知道这座桥,而一般民众却不晓得它的存在,直至最近才被驴友们发掘出来。


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免费打赏
liangke80
2014年03月30日 21:55:46
32楼
实在是太棒了!!!
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nihaofou
2014年05月19日 18:02:11
33楼
桥梁里也看到了林同炎的身影
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chenmping68
2014年05月27日 10:14:17
34楼
不得不佩服中国人民的智慧
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wangqijun2006
2014年05月30日 16:13:53
35楼
结构不合理呵呵,但有创意。
想一下,桥台存在巨大的水平拉力,要想法抵抗这些拉力。
拱桥则相反,存在水平推力,抵抗推力则简单很多,桥台后的填土山体都可以
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结构很好
2014年05月31日 11:19:26
36楼
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sjx542728809
2014年06月04日 11:00:36
37楼
对现代桥梁不感兴趣,我对古建筑有兴趣
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weibo_1408271283329
2014年08月31日 23:37:50
38楼

开眼界了。以前只看到了外表,这次看到了内部结构。
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weibo_1408271283329
2014年08月31日 23:55:18
39楼
桥真棒,让我觉得没有什么是不可能
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花都阿门
2014年09月01日 11:43:26
40楼
这种桥型相对于下承式悬索桥来讲,它的跨度做得不能太大,因为于上承式的梁与索间的联结是采用受拉应力可以超大的吊杆,其自重可以很轻,而上承式悬带桥,其索与梁间的联结是采用混凝土或钢结构做压杆,重量自然相对吊杆来讲自量就大很多。但它的施工相对于下承式悬索桥来讲工序简单很多。
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jacky_2046
2014年09月10日 09:18:23
41楼
个人想的是这种结构的稳定性如何控制的 特别是峡谷地带
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