壯麗的Ruck-A-Chucky橋
上個世紀(jì)的1977年,林同炎先生和他的搭檔D. Allan Firmage設(shè)計了跨越美利堅河(The American River )奧本壩庫區(qū)的斜拉橋方案,取名為Ruck-A-Chucky Bridge(簡稱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)計參照了美國橋梁設(shè)計規(guī)范AASHTO。橋梁長度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,四個索面的拉力代替了橋梁墩臺,承載了整個橋梁的荷載,所以全橋沒有一個橋墩;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Progressive Architecture的設(shè)計首獎。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)力控制和計算機(jī)仿真分析等。
四個雙曲面拉索構(gòu)成了橋梁承重支撐
橋梁的橫斷面設(shè)計
橋梁的平面布置圖
橋梁設(shè)計三維效果圖
橋梁設(shè)計三維效果圖