最著名的未建橋梁

最著名的未建橋梁__夢(mèng)幻般的Ruck-A-Chucky橋HYPERLINK"/blog/""/blog/"14國(guó)外橋梁2009-01-0623:52:07閱讀1261評(píng)論4

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訂閱上個(gè)世紀(jì)的1977年，林同炎先生和他的搭檔D.AllanFirmage設(shè)計(jì)了跨越美利堅(jiān)河（TheAmericanRiver）奧本壩庫區(qū)的斜拉橋方案，取名為Ruck-A-ChuckyBridge（簡(jiǎn)稱Ruck橋）。

Ruck橋位于距加里福利亞（California）10英里的奧本壩水庫上。橋梁設(shè)計(jì)參照了美國(guó)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范AASHTO。橋梁長(zhǎng)度1300英尺，主梁方案為鋼箱曲梁和鋼混曲梁，曲率半徑457.20米；眾多的鋼拉索組成了空間雙曲面索面，四個(gè)索面的拉力代替了橋梁墩臺(tái)，承載了整個(gè)橋梁的荷載，所以全橋沒有一個(gè)橋墩；拉索按照曲線的布置規(guī)律地錨固在兩邊上坡上，利用兩邊山體的巖石自重及巖體地質(zhì)特性來充當(dāng)強(qiáng)大的地錨結(jié)構(gòu)，以此來平衡橋梁的荷載。

按照今天的環(huán)保觀點(diǎn)來看，當(dāng)年Ruck橋很好的利用了地形。在公路的回頭彎上布置了一座沒有橋墩的橋梁，最大限度的保護(hù)了自然生態(tài)，在保證行車功能與安全的前提下，獨(dú)特的幾何造型與自然環(huán)境恰好地融為一體，不能不說是一種巧奪天工創(chuàng)舉。Ruck橋曾在1979年贏得ProgressiveArchitecture的設(shè)計(jì)首獎(jiǎng)。雖然最后未能付諸于工程，該橋一直被公認(rèn)為力學(xué)與美學(xué)結(jié)合的典范作品，而被稱為“最著名的未建成的橋梁”。

Ruck橋的結(jié)構(gòu)是斜拉曲線梁，中間設(shè)置了鉸，這樣有益于控制溫度及拉索變化而導(dǎo)致的內(nèi)力變化。這種結(jié)構(gòu)的橋梁有一些類似西班牙的諾拉橋（主跨440米斜拉橋）和中國(guó)鄖陽漢江大橋（主跨414米斜拉橋），它們共同的特點(diǎn)就是在橋梁主梁跨中設(shè)置了鉸，因此在橋梁中間有一道伸縮縫。所不同的是后兩座橋?yàn)橹本€橋，而Ruck橋?yàn)榍€橋，從結(jié)構(gòu)受力與穩(wěn)定的角度來看更顯復(fù)雜。

從橋梁平面來看，跨中的鉸節(jié)點(diǎn)與橋梁兩端的支撐構(gòu)成了單鉸拱結(jié)構(gòu)，而密集的拉索形成了對(duì)拱結(jié)構(gòu)的彈性支撐，從而增大了橋梁的抗風(fēng)及抗震能力。不過，由于橋梁中間的鉸的存在也會(huì)降低行車的舒適性，給鉸伸縮縫的維護(hù)工作帶來一些困難。

遺憾的是由于各種原因，Ruck橋沒有實(shí)施，但是這些設(shè)計(jì)上的思想與技術(shù)已被用于后續(xù)的橋梁上了，并在已經(jīng)建成的工程中得以證明技術(shù)的可靠與可行。這些技術(shù)包括巖石錨固，后張預(yù)應(yīng)力，空間索面，懸臂施工，正交異性板，抗震及風(fēng)震的動(dòng)態(tài)分析，風(fēng)力風(fēng)洞試驗(yàn)，負(fù)載平衡，應(yīng)力控制和計(jì)算機(jī)仿真分析等。

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四個(gè)雙曲面拉索構(gòu)成了橋梁承重支撐

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橋梁的橫斷面設(shè)計(jì)

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橋梁的平面布置圖

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橋梁設(shè)計(jì)三維效果圖

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橋梁設(shè)計(jì)三維效果圖

以上引文來源

HYPERLINK"/106829622.html"美國(guó)的Ruck-A-Chucky橋-AlaskanSnow-搜狐博客美國(guó)加利福利亞州的Ruck-A-ChuckyBridge坐落于AmericanRiver之上，該橋由林同炎和D.AllanFirmage共同組織設(shè)計(jì)，堪稱橋梁設(shè)計(jì)上的一個(gè)極具創(chuàng)造力的典范。

圖1Ruck-A-ChuckyBridge的外觀圖

圖2Ruck-A-ChuckyBridge的俯視圖

該橋的橋身非常有特色，是一個(gè)半徑為457.2m的圓弧段，跨中為一鉸接點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)的選型上來看，圓弧形橋身能夠很好的滿足車道的轉(zhuǎn)彎半徑要求。更重要的一點(diǎn)是，該橋位于山間，其抗風(fēng)性更應(yīng)該值得關(guān)注，要盡量避免出現(xiàn)像TheTacomaNarrowsBridge一類的破壞。風(fēng)荷載帶來的各種動(dòng)力效應(yīng)、各種復(fù)雜邊界條件對(duì)橋身整體抗扭剛度的影響、如何在風(fēng)洞試驗(yàn)中適當(dāng)?shù)慕缍▓?chǎng)地的影響也是非常值得關(guān)注的。

Ruck-A-ChuckyBridge的俯視圖見圖2，為了分析橋身在風(fēng)荷載作用下的各項(xiàng)受力問題，我們把橋身簡(jiǎn)化成一個(gè)兩端固支，中間帶一個(gè)鉸的拱模型，并對(duì)這個(gè)模型作如下的假定：

．鋼纜的拉力分解在水平和豎直兩個(gè)方向，現(xiàn)在只考慮水平方向的受力；

．水平方向的鋼纜拉力沿半橋身作線性變化；

．風(fēng)荷載簡(jiǎn)化為水平方向的均布荷載作用于橋身（橋身剛度較大）；

．各種外力的大小沒有具體的意義，只是為了與后面的比較；

圖3計(jì)算模型

圖4模型位移

圖5計(jì)算彎矩圖

圖6荷載反向時(shí)的計(jì)算模型

圖7荷載反向時(shí)的模型位移

圖8荷載反向時(shí)的計(jì)算彎矩圖

從上面兩個(gè)計(jì)算模型的簡(jiǎn)要計(jì)算結(jié)果可以看出，在水平荷載的作用下Ruck-A-ChuckyBridge所用的曲線形橋身與直線型橋身相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)此，我們可以做出如下解釋：當(dāng)荷載方向如圖3所示時(shí)，橋身在平面上近似一個(gè)拱，通過拱作用優(yōu)化傳力路徑，由直線型橋身的受彎為主變?yōu)槭軌簽橹鳌Ｍ瑫r(shí)，由于鋼索拉力的作用，我們可以把鋼索看成是一個(gè)一個(gè)彈性支撐，這樣彎矩就在整個(gè)橋身的范圍內(nèi)得到了有效的控制，而不會(huì)像直線型橋身那樣在支座處出現(xiàn)較大的數(shù)值。前文提到，由于橋身跨中有一個(gè)鉸結(jié)點(diǎn)，它雖然能夠減輕溫度等因素對(duì)橋身的影響，相應(yīng)的也會(huì)增大橋身的位移，因此此處的位移控制對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)有極為重要的作用。從直線型橋梁的模型上來看，如果沒有其他的控制措施半個(gè)橋身的變形就類似于懸臂梁。同樣的由于橋身的拱作用，該點(diǎn)的位移也得到了有效的控制。可以說，Ruck-A-ChuckyBridge體現(xiàn)了一種東方的拱橋設(shè)計(jì)思想。

當(dāng)荷載反向時(shí)（圖10），橋身由拱變成了一個(gè)反向的圓弧，此時(shí)，對(duì)外荷載的抵抗主要由鋼纜來起作用。首先，施加在鋼纜上的預(yù)拉應(yīng)力能夠有效地抵消一部分地震/風(fēng)荷載；其次，考慮到橋身發(fā)生一定的微小位移后，會(huì)發(fā)生鋼纜將橋身牽引回原來的位置的趨勢(shì)。相應(yīng)的這種作用也確保了鉸結(jié)點(diǎn)不會(huì)發(fā)生較大的位移。

綜上，Ruck-A-ChuckyBridge是一座非常有特色的橋，設(shè)計(jì)者立足于此橋所受的限制條件，在大量分析的基礎(chǔ)上，別出心裁的使用了斜拉作為橋的基本結(jié)構(gòu)。同時(shí)作出了相應(yīng)的調(diào)整，利用一個(gè)圓弧段作為橋身，有效地滿足了使用要求。雖然由于種種原因這個(gè)橋最終沒有建成，但是林同炎先生深厚的技術(shù)功底以及具有特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)理念將為我們所銘記。個(gè)美教國(guó)淘總品統(tǒng)把里詳根儀在巖1價(jià)9名8由6唱年誰將級(jí)美改國(guó)販最翅高綱科流學(xué)聲獎(jiǎng)盯—予—籃“聞國(guó)撈家雕科椒學(xué)貼獎(jiǎng)圖”唉頒縣發(fā)友給棄第跨一幟個(gè)嫌入證選艱美冊(cè)國(guó)叔國(guó)霜家六工癢程墳院慮的異美蜜籍紛華李人舊林墻同綱炎濾教止授協(xié)，例獎(jiǎng)原狀仁上墻的頂贊揪詞占寫學(xué)著韻：店“堵他殿是氧工將程染師擋，俘教倡師姻和兵作例家紹。捕他絕的蝦科遲學(xué)姻分統(tǒng)析葵、侮技疾術(shù)患創(chuàng)忙新賤和嗓富擋于竟想鮮象第力群的縣設(shè)孤計(jì)會(huì)、裂不延僅娛跨吳過礙了遇科藍(lán)學(xué)瀉與增藝氧術(shù)坑的債壕別溝中，散還竄打升破預(yù)了拖技竄術(shù)幻與燈社富會(huì)荷的摸隔斧閡英。局”墻1撈9自5蟻6贏年接他啊完喪成押的畫力杠作辭《健預(yù)駱應(yīng)脾力晝混超凝杰土伶》斯一毛書竄，燦被古公銜認(rèn)學(xué)為鼓預(yù)變應(yīng)儉力攀學(xué)桂術(shù)犯界描的品權(quán)薪威援著件作贏，暴被急美毯國(guó)答土捷木抱工液程僅學(xué)禿會(huì)榜評(píng)耽選或?yàn)檎艽笞鄬W(xué)螞最亡好棋教錦科畫書抱之背一騾，婦翻怕譯舌成虧日諸、衡俄僚、遣西蟻班炒牙腰等礦多攪種粒文硬字懲出船版般。京他講是忠“為美銹國(guó)涂預(yù)瓣應(yīng)男力東的鐵功典勛帶人多”丹，范被夠尊告稱監(jiān)為衰“淺預(yù)蔬應(yīng)至力楊混筆凝薯土腫先警生趕”掉。嬌他倦首至創(chuàng)茄的餅“僑荷蜓載弱平胡衡夕法裂”河設(shè)秘計(jì)式理價(jià)論種，巷成殖為稠預(yù)