桥梁心得体会
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桥梁·悬索桥·历史与未来发展·心得体会从古至今,桥梁在我们人类的生活中扮演了很重要的角色,而目前随着我国的特殊国情,
更多的桥对适应国家的发展的需求需要被建。
而在这里面,悬索桥却是一类特别重要的桥,它
是跨越能力最大的一种桥型。
它们对于我国的发展将产生更进一步的积极的影响。
下面,我主要想从我国的桥梁为切入点。
从我国桥梁的发展史,世界悬索桥的发展史,以
及未来桥梁的发展趋势这三个方面具体的谈谈自己的一点心得体会。
桥梁的发展史
从古至今的时间顺序来看,我国传统桥梁大致经历了四个发展阶段。
第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。
此时的桥梁除
原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。
当时由于生产力水平落后,多数只能
建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。
而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。
第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。
秦汉是我国建筑
史上一个璀灿夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构
体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。
战国时铁器的出现,也促进
了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石
桥面等新构件。
不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。
石拱桥的创建,
在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。
石梁石拱
桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科
学水平。
因此,秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现,实际上是桥梁建筑史上的一次重大革
命。
故从一些文献和考古资料来看,约莫在东汉时,梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型
已全部形成。
第三阶段是以唐宋为主的,包括两晋、南北朝和隋、五代时期,这是古代桥梁发展的鼎盛
时期。
隋唐国力较之秦汉更为强盛,唐宋两代又取得了较长时间的安定统一,工商业、运输交
通业以及科学技术水平等十分发达,是当时世界上最先进的国家。
东晋以后,由于大量汉人贵
族官宦南迁,经济中心自黄河流域移往长江流域,使东南水网地区的经济得到大发展,经济和
技术的大发展,又反过来刺激桥梁的大发展。
因此,这时创造出许多举世瞩目的桥梁,如隋代
石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏
形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。
这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世
纪方才出现。
纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是
此时创建的。
第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。
这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。
此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。
同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。
到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁的发展的辉煌期。
悬索桥的发展史
悬索桥也叫吊桥,是跨越能力最大的一种桥型。
它是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系。
成桥时,主要由主缆和主塔承受结构自重,加劲梁受力由施工方法决定。
在两个高塔之间悬挂两条缆索,靠缆索吊起桥面,缆索固定在高塔两边的锚碇上,由锚碇承载整座桥的重量。
成桥后,结构共同承受外荷作用,受力按刚度分配。
悬索桥的构思据说来自猴桥,它是由若干强壮的猴子组成一条悬链来让病猴或年老体衰的猴子通过的桥梁。
最原始的人类悬索桥采用植物类的竹子或藤条来制造悬索。
我国四川省的灌县早在千年之前就出现竹索桥。
17世纪开始出现铁链作悬索的桥梁。
我国四川省大渡河上泸定桥是在1706年建成的。
利用钢缆绳、钢铰线和钢丝等现代钢代钢材来制造的悬索桥则基本上是进入20世纪后才开始出现的。
悬索桥历史悠久各个时期都有它不同的特点,现代悬索桥的发展更是如日中天,迄今出现了四次高峰:
1930年前后美国的悬索桥——第一次发展高峰
美国在1903年和1909年分别建成了主跨为488m的威廉姆斯堡和主跨为448m的哈曼顿桥两座在空中用编丝轮将钢丝编拉后组成主缆的悬索桥。
20世纪20年代美国建成两座主跨超过500m 的悬索桥。
它们分别是1926年在费城跨越特拉华河建成的主跨为533m的本杰明-富兰克林桥(又名费城-坎姆登桥),和1929年在底特律建成的主跨564 m的大使桥。
在此期间美洲其他国家也建成不少中小跨度悬桥。
20世纪60年代欧美的悬索桥——第二次发展高峰
进入60年代后,美国首先在1960年于纽约的圣·劳伦斯河上建成跨度655m的Seaway Skyway 桥,1964年又在纽约海湾建成主跨超过金门大桥18m的维拉扎诺海峡桥,此桥的世界桥梁第一大跨度记录曾保持了17年之久,一直到1981年才被英国的主跨为1410m的恒伯尔桥打破。
欧洲最早的大跨度悬索桥是60年代前夕法国建成的主跨为608m的坦卡维尔桥。
其后,英国在1964年与1966年先后在苏格兰和布里斯托尔建成主跨为1006m的福斯公路桥与主跨为988m
的首次采用钢箱梁与斜吊索闻名于世的塞文桥。
葡萄牙于1966年也在其首都里斯本建成主跨为1013m的4月25日大桥。
以上这些悬索桥的建成形成第二次悬索桥发展高峰,并以美国主跨1298m的维拉扎诺桥和英国主跨988m的塞文桥为代表。
20世纪70年代-80年代的欧洲与日本的悬索桥——第三次发展高峰
在欧洲,1973年丹麦在土耳其伊斯坦布尔建成主跨为1074m的博斯普鲁斯海峡第一大桥。
到1981年英国建成当时世界第一大跨度(1410m)的恒伯尔桥,并一直将此记录保持到1998年,也达到17年之久。
除此之外,土耳其于1988年又建成主跨为1090m的博斯普鲁斯海峡第二桥。
到80年代为止,日本在本四联络桥的初期建设中已经建成了因岛大桥、大岛大桥、大鸣门桥、下津井大桥、南备赞大桥和北备赞大桥六座大跨度的悬索桥。
综上所述,在70年代-80年代共出现千米以上大跨度悬索桥四座,形成悬索桥发展史上的第三次高峰。
其代表是英国的恒伯尔桥与日本的南备赞大桥。
20世纪90年代以亚洲为主的悬索桥——第四次发展高峰
进入20世纪90年代,世界悬索桥的发展中心已从欧美移至亚洲。
并进入了修建悬索桥的鼎盛时期,目前,跨径超过1000米的悬索桥有近20座。
日本在本四联络桥的后期建设中出现再度破记录的主跨达1990m的明石海峡大桥,以及来岛一桥、二桥与三桥,其中来岛二桥与三桥的主跨都越过千米,分别为1020m与1030m。
此外,日本还建成主跨为570m的彩虹桥与主跨为720m的白鸟大桥。
20世纪90年代初开始,中国也进入发展悬索桥的队伍之中。
20世纪来建成的主跨为1385m 的江阴大桥与主跨为1377m香港青马大桥分别已插身世界大跨度桥梁序列中的第六位第七位。
中国除了上述两座跨度大于千米的悬索桥之外,已经在90年代中建成厦门海沧大桥,西陵长江大桥,广东虎门大桥,广东汕头海湾大桥及重庆丰都长江大桥等。
并且润扬长江大桥南汊主桥为主跨径长1490米的单孔悬索桥,是目前中国第一、世界第三的特大跨径悬索桥。
除亚洲外,90年代在欧洲也建成两座跨度为千米以上的悬索桥,其中一座为主跨1624m的丹麦大贝尔特东桥(世界第二),另一座为瑞典的主跨为1210m的高海岸桥。
以上这些90年代修建的主要悬索桥,其中包括7座跨度超过千米的悬索桥,形成第四次发展高峰。
悬索桥的发展日趋成熟,跨度越来越大,结构越来越好,在科技和经济日益发达的当今社会,悬索桥的发展将会更加美好。
桥梁未来发展趋势
21世纪世界桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的国际桥梁发展新目标。
桥梁结构形式多彩多姿。
迄今为止,古今中外所有的桥梁均按照构造和受力体系分类,大致可分为8种:刚架桥、拱桥、系杆拱桥、简支梁桥、连续梁桥、T构桥、斜拉桥、悬索桥。
如中国古桥赵州桥、各种石拱桥、混凝土拱桥、钢管拱桥均属拱桥类;南京长江大桥、九江长江大桥、杭州钱江二桥等属连续梁桥类;美国旧金山的金门大桥、中国西陵长江大桥、汕头海湾
大桥均属悬索吊桥;武汉长江二桥、芜湖长江大桥、宜昌夷陵长江大桥等均属斜拉桥类。
21世纪,随着高强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维等太空轻质材料的大量启用,桥梁建筑的主要材料将不断更新,桥梁结构的形式将呈现出多样化发展格局。
目前,计算机技术的发展为桥梁结构的优化设计创造了条件,使桥梁设计人员可以对即将兴建的桥梁进行仿真分析,使不同材料的性能发挥到极致;结构动力学理论的发展与完善使设计者采用非常轻质的梁型时,不致出现像著名的塔可马吊桥那样有被风吹塌的危险;依靠科技进步可使设计人员打破常规,采取特殊的结构措施,用最少的钱造出轻质、美观而实用的桥梁来。
如跨越地中海的直布罗陀海峡大桥采用了浮桥方案,但不是传统意义上浮在水上的浮桥,而是将桥梁基础放在一个巨大的没于水中的水密舱上,水密舱锚定于海底,其上部结构即为常规桥梁,其反吊桥结构形式首开国际桥式之先河;再如世纪之交中国推出的大跨转体钢管拱桥北盘江大桥,其桥梁结构形式在国际上也是绝无仅有的。
21世纪还将出现一种水下密封隧道式桥梁。
意大利墨西拿海峡大桥在设计时就有这种比选方案,这种桥下部结构为承台固基,上部结构则是一个沉埋水下管段式密封隧道,这是针对墨西拿海峡大桥常年狂风大浪、恶劣气候而精心选定的桥隧方案。
21世纪方兴未艾的结合梁型的桥梁、斜拉桥、悬索桥也将得到长足发展。
新型材料擎起大跨、轻质桥梁
据有关桥梁专家介绍,21世纪的桥梁主材将采用高强度、高韧性钢材和抑振合金材料。
日本明石海峡大桥的加劲梁采用780兆帕焊接时低预热型新型高强度钢板,使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录,达到1990米。
21世纪钢桁连续梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板,大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异形钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金材料,不仅可有效地增大钢桁梁桥的桥跨,而且能有效地降低梁体自重,实现大跨、轻质目标。
高强度混凝土是桥梁建设必不可少的主材料之一,21世纪的混凝土材料将加入来亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维以不断提高强度与耐久性。
桥梁建设将广泛运用环保型混凝土,桥梁的韧性、耐久性及强度将得以有效地提高。
21世纪的桥梁建设最令人振奋的是大节段、大块件桥梁结构实现工厂预制,大吨位吊船现场快速安装。
一座数千米上万米长的特大桥,墩台、桥塔、梁体安装仅需半年左右时间即可大功告成,既不破坏植被,又不污染施工水域,施工快捷质量好,并可节省大量的劳动力。
上海东海大桥、待建的杭州湾跨海大桥的工厂预制、现场安装的设施及2000吨大型建桥浮吊船舶已问世,年内便可投入使用。
目前,发达国家的桥梁施工已配有施工指导智能化系统,即利用高速计算机将现场通过自动化传感器对桥梁各部位坐标内力、应力、变形、温度、气象资料进行综合分析,自动判断,确立下一步施工方案及确保安全的应急措施。
以保障大桥建造质量安全使用寿命万无一失。
对于21世纪的桥梁发展,我们有理由相信它们将影响全人类的文明进程!。