【劉效堯】橋梁百年進(jìn)展與世紀(jì)展望之懸?guī)?/div>
2012-01-11 來(lái)源:中國(guó)橋梁網(wǎng)
懸?guī)颍⊿tressed ribbon bridge)或稱(chēng)為直承式懸索橋,通行荷載直接行駛在索(懸?guī)В┥?;?lèi)似直承式拱橋,通行荷載直接行駛在拱圈上,見(jiàn)圖1。據(jù)記錄[1]早在1808年美國(guó)就修建了一座跨徑58m全長(zhǎng)280m的道路懸?guī)?,Mohawk橋,使用了65年,到1873年才倒塌。

    1.懸?guī)蚬δ?br />
    近代的的懸?guī)虼蠖嗍侨诵袠?,很少有道路橋。最具有代表性的道路橋是烏拉圭修建?br />
    la Barra橋是一座預(yù)應(yīng)力混凝土懸?guī)?,跨?0+90+30m,上下行分離,由Leonel Viera (1913-1975)設(shè)計(jì),見(jiàn)圖6。由于對(duì)凹形豎曲線的心理不適應(yīng)性、通航河流上通航凈高的限制,懸?guī)虻缆窐蚝苌傩藿?,有記錄的不過(guò)四五座,見(jiàn)表1(略)。表1中把湖南淘金橋(見(jiàn)圖1左3)列為懸?guī)?,其?shí)該橋應(yīng)該是上承式懸索橋,汽車(chē)荷載通行在索上建筑上;類(lèi)似于上承式拱橋,汽車(chē)荷載通行在拱上建筑上。


    2.懸?guī)蚪Y(jié)構(gòu)

    近代懸?guī)虼蠖嘤茫?)預(yù)應(yīng)力混凝土作為懸?guī)С兄亟Y(jié)構(gòu),也有用(2)預(yù)應(yīng)力鋼索承重并在索上鋪筑混凝土預(yù)制塊、石板或木板,見(jiàn)圖9。在觀賞休閑區(qū)域,也有用(3)疊合木材(膠合材)修建人行懸?guī)?,?jiàn)圖4和圖5。

    3.懸?guī)蛱卣鞒叨?br />
    (1)懸?guī)虻拈L(zhǎng)度和跨徑比較離散,與材料結(jié)構(gòu)的使用之間沒(méi)有明顯的規(guī)律,小到十余米,大到二、三百米都有,可見(jiàn)其適應(yīng)性較強(qiáng),見(jiàn)圖12和圖13。

    (2)預(yù)應(yīng)力混凝土懸?guī)虻拇苟却蠹s在1/35~1/55之間;全鋼懸?guī)蛞笮?,?/25的實(shí)例,見(jiàn)圖10;

    (3)預(yù)應(yīng)力混凝土懸?guī)虻膽規(guī)Ы^大部分是等厚的,厚度在20cm~30cm之間;變厚懸?guī)蜃畲蠛穸扔?7cm的實(shí)例,見(jiàn)圖11;

    4.工程實(shí)例

    日本Ibaraki的 Birdie橋(1990年),用摻入短viynalon纖維的CFCC(Carbon Fiber Composite Cable)作為永久性底模。芳綸預(yù)應(yīng)力棒Arapree (ARAmid PREstressingElement)張拉、錨固、設(shè)計(jì)荷載下,索張力為極限強(qiáng)度的80%、70%、60%。


 

    5.廣義懸?guī)?br />
    早在20世紀(jì)50~60年代有過(guò)T構(gòu)+預(yù)應(yīng)力砼懸?guī)У?08m跨徑串聯(lián)式混合型橋梁設(shè)計(jì)(圖2)[3],終因斜拉橋的異軍突起而胎死腹中。


     2008年建成的圣地亞哥Hodges人行懸?guī)颍?×100.56m,中垂度1.41m,用兩根索支承預(yù)制橋面板,見(jiàn)圖3a)。由此廣義上上來(lái)說(shuō),剛拱柔梁的上、中、下承系桿拱,也可以采用懸索作為行(走)車(chē)系,借以平衡拱的水平推力,例如:捷克Olomouc橋行走系下有兩根懸索 [2]、美波特蘭市麥克勞林橋行走系兩側(cè)吊桿下各有一根懸索 [2]。2011年01月19日廣東省惠來(lái)縣葵潭鎮(zhèn)有一座小橋在2010年汛期被大水沖走了幾個(gè)橋墩,僅靠橋面內(nèi)部鋼筋牽引而沒(méi)完全倒塌,導(dǎo)致中間20多米長(zhǎng)的橋面下陷倒垂,形成普通鋼筋混凝土懸?guī)颍?jiàn)圖3d)。


圖4 (3#)Erlebnisbrücke(疊合木)(2006年德國(guó))(長(zhǎng)225m寬2.5~3.8m)
 

圖5(4#)Essing Bridge(木)(1986年德國(guó))(厚65cm長(zhǎng)190m跨徑73m寬3.2m)
 

圖6  Glacis Bridge(鋼)(1999年德國(guó)) 圖7  Mori-no-wakuwaku Hashi(體外鋼索混凝土)
(日本)(跨徑42+76+46m寬19.65m垂度3m)   (長(zhǎng)165.5m跨徑128.5m)
 
 

圖8(25#)Puente de la Barra de Maldonado(預(yù)應(yīng)力混凝土)
(烏拉圭)(跨徑30+90+30m)(道路橋)
 

圖9(29#)Rogue River Pedestrian Bridge(索+預(yù)應(yīng)力混凝土)
(2000年美國(guó))(跨徑73.15+84.73+42.67m寬4.27m垂度1.54m)
 


圖10懸?guī)虼苟葓D


 
     圖11懸?guī)蚝穸葓D

 

圖12懸?guī)蚩鐝綀D   

(圖中加*號(hào)者確認(rèn)為預(yù)應(yīng)力混凝土懸?guī)В?/div>
   圖13懸?guī)蜷L(zhǎng)度圖 

    
    參考文獻(xiàn)

[1] http://en.structurae.de/structures/stype/index.cfm

[2]Jiri Strasky.懸?guī)Ч叭诵袠?橋梁總第37期.2010年.第5期.

[3]周念先.預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁.上海科學(xué)技術(shù)編譯館.1962.

[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Stressed_ribbon_bridge

[5] www.wtec.org/loyola/compce/03_03.htm[CARBON FIBER BASED LINEAR REINFORCING ELEMENTS]


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