懸索橋之歷史、構(gòu)造及賞析

1、懸索橋之歷史、構(gòu)造及賞析歷史篇前世 懸索橋的歷史是古老的。早期熱帶原始人利用森林中的藤、竹、樹莖做成懸式橋以渡小溪，使用的懸索有豎直的，斜拉的，或者兩者混合的。婆羅洲、老撾、爪哇原始藤竹橋，都是早期懸索橋的雛形。不過具有文字記載的懸索橋雛形，最早的要屬中國，直到今天，仍在影響著世界吊橋形式的發(fā)展。 遠(yuǎn)在公元前三世紀(jì)，在中國四川境內(nèi)就修建了“笮”（竹索橋）。秦取西蜀，四川鹽源縣志記：“周赧王三十年（公元前285年）秦置蜀守，固取笮，笮始見于書。至李冰為守（公元前256251年），造七橋”七橋之中有一笮橋，即竹索橋。可見至少在公元前三世紀(jì)，我國已經(jīng)記錄了竹索橋。歷史篇 早在公元前50年（即漢宣帝甘

2、露4年）已經(jīng)在四川建成長達(dá)百米的鐵索橋。1665年，徐霞客有篇題為鐵索橋記的游記，曾被傳教士Martini翻譯到西方，該書詳細(xì)記載了1629年貴州境內(nèi)一座跨度約為122m的鐵索橋。1667年，法國傳教士Kircher從中國回去后，著有中國奇跡覽勝，書中記有見于公元65年的云南蘭津鐵索橋。該書曾譯成多種文字并多次再版。據(jù)科技史學(xué)家研究，只是在上述書出版之后，索橋才傳到西方?？梢姡袊糯膽宜鳂蚴仟?dú)創(chuàng)發(fā)明并領(lǐng)先的。有名的四川大渡河上由9條鐵鏈組成的瀘定橋，是在1706年建成的。 在云南亦較早就出現(xiàn)了懸索橋，據(jù)徐霞客游記滇游日記記云南龍川東江藤橋云：“龍川東江之源，滔滔南逝。系藤為橋于上以渡歷史篇

3、今生 近代中國的懸索橋發(fā)展，自1938年，湖南建成一座公路懸索橋，可運(yùn)行10噸汽車，隨后又有一批公路懸索橋建成。新中國成立后，共建成70多座此類橋，但跨徑小，寬度窄，荷載標(biāo)準(zhǔn)低，發(fā)展大大滯后。90年代后，中國懸索橋掀開了新的歷史篇章。主跨452m的廣東汕頭海灣大橋被譽(yù)為中國第一座大跨度現(xiàn)代懸索橋，其主跨位居預(yù)應(yīng)力混凝土加勁懸索橋世界第一；西陵長江大橋，主跨900m，是國內(nèi)自主設(shè)計(jì)的第一座全焊接鋼箱加勁梁懸索橋；矮寨特大懸索橋，位于湖南湘西矮寨鎮(zhèn)境內(nèi)?？缭桨?zhèn)附近的山谷，德夯河流經(jīng)谷底，橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高與地面高差達(dá)330米。橋型方案為鋼桁加勁梁單跨懸索橋，全1073.65m，懸索橋的主跨為1176

4、m。該橋主跨居世界第三、亞洲第一。歷史篇 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)綉宜鳂颍渲休^著名的是1969年建成的重慶朝陽大橋；1984年建成的西藏達(dá)孜橋，跨度達(dá)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(shí)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?yàn)榭缍冗_(dá)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(jì)之中。3座懸索橋的同時(shí)建造將使我國的橋梁科學(xué)技術(shù)迅速趕上世界先進(jìn)水平。構(gòu)造篇基礎(chǔ)工程 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

5、層，來建立一個(gè)固定的地基。假如下面的巖石層非常深無法用沉箱達(dá)到的話那么要使用深鉆的方式達(dá)到巖石層或建立非常大的人造的混凝土地基。這個(gè)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(dá)到橋面的高度。構(gòu)造篇上部結(jié)構(gòu) 在塔架的頂部有一個(gè)被稱為鞍的光滑的結(jié)構(gòu)。橋完成后這個(gè)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(shí)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(gè)滑車可以運(yùn)行。這個(gè)滑車可以從一端的錨碇運(yùn)行到另一端的錨碇。每股懸索需要一個(gè)這樣的滑車，一股一般

6、直徑小于1厘米的高強(qiáng)度鋼絲的一段被固定在一個(gè)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(gè)錨碇上，然后滑車回到它開始的錨碇上去牽引下一股高強(qiáng)度鋼絲或從它正所在的方向開始牽引下一股高強(qiáng)度鋼絲。 鋼絲被牽引后要進(jìn)行防銹處理，這樣多股高強(qiáng)度鋼絲被牽引，連接兩端的錨碇。構(gòu)造篇 在懸索上在等距離的位置上要加上索夾，事先計(jì)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(jī)，橋面被一塊接著一塊地掛在懸掛索上。這個(gè)起重機(jī)可以自己掛在懸索上或掛在特別的臨時(shí)的索上。橋面可以從橋下的船上吊起或從橋的兩端運(yùn)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

7、以使橋面達(dá)到計(jì)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(jìn)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。構(gòu)造篇自錨式懸索橋有以下的優(yōu)點(diǎn)：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)。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。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(shí)也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點(diǎn)。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(hù)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和

8、社會效益。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。由于采用鋼筋混凝土材料造價(jià)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。構(gòu)造篇自錨式懸索橋也不可避免地有其自身的缺點(diǎn)：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(jià)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。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(shí)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(fèi)用就會增多。錨固區(qū)局部

9、受力復(fù)雜。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(shí)的施工控制更加復(fù)雜。賞析篇明石海峽大橋 主跨1991米，1998年建成明石海峽大橋，位于日本本州與四國之間，主跨1991米，全長3910米，為三跨二鉸雙層加勁桁梁式吊橋，鋼橋283米，高出333米橋?qū)?5.5米，雙向六車道，加勁梁14米，抗震強(qiáng)度按1/150的頻率，承受8.5級強(qiáng)烈地震設(shè)計(jì)，為目前世界上跨度最大的懸索橋。大伯爾特橋 主跨1624米，1996年建成大伯爾特橋,也叫斯托伯爾特橋、大帶橋，它將丹麥第一大城市首都哥本哈根所在的西蘭島和第三大城市歐登塞所在的菲英島連接在一起。兩島海面距離18公里。潤揚(yáng)長江大橋 主跨149

10、0米， 2005年建成潤揚(yáng)大橋西距南京二橋約60公里，東距江陰大橋約110公里。工程全長35.66公里，由北接線、北汊橋、世業(yè)洲互通高架橋、南汊橋、南接線及延伸段等部分組成。亨伯爾橋 主跨1410米，1981年建成英國亨伯爾橋（又譯恒貝爾橋），主跨1410米（280+1410+530），正交異性板橋面，橋?qū)?8.5米，混凝明土橋塔高155.5米，三道橫梁支撐，1981年建成。江陰長江大橋 主跨1385米，1999年建成江陰長江公路大橋，位于江蘇省江陰市黃田港以東3200米的西山，主跨1385米（328+1385+295），橋塔高190米，為兩根鋼筋混凝土空心塔柱與三道橫梁組成的門式框架結(jié)構(gòu)，重

11、力式錨碇賞析篇香港青馬橋主跨1377米，1997建成香港青馬大橋，公鐵兩用橋，主跨1377米（333+1377+300），但300米邊跨側(cè)主纜不設(shè)吊桿，實(shí)際上只有2跨加勁桁。橋塔高131米，在青衣島側(cè)采用隧道式錨碇維拉扎諾橋主跨1298米，1964年建成美國維拉扎諾橋，主跨1298.45米（370.33+1298.45+370.33），雙層橋面，橋?qū)?1.4米，加勁桁架高8米，塔高210米，1964年建成。 金門大橋主跨1280米，1937年建成美國金門大橋，主跨1280.2米（343.9+1280.2+343.9），加勁梁高7.6米，公路面寬18米，兩邊各設(shè)3.3米的人行道，橋塔高228米麥

12、金納克大橋主跨1158米，1957建成美國麥金納克大橋，又稱麥基諾海峽大橋，主跨1158.2米，公路面寬14.6米，中間設(shè)寬0.6米的中間島，兩邊各設(shè)一條寬0.9米的人行道，鋼塔架高160米，1957年建成。南備贊瀨戶橋主跨1100米，1988年建成日本南、北備贊瀨戶大橋，位于本四連絡(luò)橋工程兒島-坂出線上，兩橋均為三跨連續(xù)加勁桁梁雙層公鐵兩用橋。南備贊瀨戶大橋主跨1100米（274+1100+274），北備贊瀨戶大橋主跨990米（274+990+274），兩橋?qū)?0米，塔高109.4米，加勁桁梁高13米，1988年建成。番外篇 與影視作品的不解之緣連番受虐的金門大橋 無論是演技之神羅伯特德尼羅出演的美國往事里被作為一種歲月流轉(zhuǎn)的意象，還是文藝大導(dǎo)尼爾喬丹不朽的杰作夜訪吸血鬼中，被作為吸