浅谈缆索承重桥梁的发展与未来

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1、桥梁工程的发展趋势讲座报告(七)浅谈缆索承重桥梁的发展与未来姓名：毛文浩学号：1232709所在院系：土木工程专业领域：建筑与土木工程班级：2012级硕士桥梁2班授课教师：肖汝诚二〇一二年十一月二十日浅谈缆索承重桥梁的发展与未来——听《缆索承重桥梁的发展与未来》有感桥梁工程发展趋势课程的第七讲中，肖汝诚老师以其丰富的学识和工程经验，用幽默的语言为我们生动详细地做了关于《缆索承重桥梁的发展与未来》的讲座。肖老师主要介绍了从两大块出发，分别介绍了悬索桥的过去和未来以及斜拉桥的辉煌与成就。通过讲座并查阅相关资料，我对于缆索承重桥梁有

2、了更进一步的理解与认识，以下我浅谈一下自己的一些理解。一、悬索桥的过去和未来1、引言悬索桥拥有着悠久的历史，我国自古就有“桥乡”的美誉。我国早在3000多年以前，就利用悬挂的受拉绳索、铁链的部件来承受荷载。公元400年左右，我国的铁索悬索桥出现，也是如今世界悬索桥的雏形。而西方在1741年，才首次建成了第一座铁索桥，英国的TeesBridge。近代悬索桥伴随着西方工业革命而兴起，从而奠定了现代悬索桥的基础。1808年，英国finey悬索桥具有使用铁链制成的铁索，悬吊水平桥面的吊杆，成为近代悬索桥的雏形；1822年，托马斯·泰尔

3、福特设计的康威城堡桥（图1）成为欧洲第一座近代悬索桥；1840年，卢瓦河夏托纳夫桥的建成，成为近代唯一一座多塔悬索桥。1883年，美国布鲁克林大桥（图2）揭开了现代悬索桥的序幕，大桥全长1834米，桥身由上万根钢索吊离水面41米，是当年世界上最长的悬索桥，也是世界上首次以钢材建造的大桥，落成时被认为是继世界古代七大奇迹之后的第八大奇迹，被誉为工业革命时代全世界七个划时代的建筑工程奇迹之一；1940年，美国华盛顿州塔科马悬索桥（图3）风毁，使人们对大跨度桥梁抗风有了研究和认识；1945年后，悬索桥发展进入了现代新时期，悬索桥的跨

4、进不断突破，新材料与连接技术、新构造和附属设备、新施工方法和设备、新理论和分析方法的出现和运用，都为悬索桥的发展提供了巨大的动力；改革开放后，中国的悬索桥建设开始腾飞：1994年，我国建成第一座现代悬索桥——汕头海湾大桥；1997年，我们建成第一座大跨度钢悬索桥——虎门珠江大桥；1999年，江阴长江大桥（图4）标志着中国开始开始迈入世界建造悬索桥的先进行列。当然，随着悬索桥的发展，我们不禁要问，在悬索桥的发展中，究竟是哪些理论和技术推动了悬索桥的发展；在悬索桥的未来发展中，还有那些问题需要我关注；在未来的不断改进的各项工艺技术

5、条件下，我们是否能够克服如今的障碍，实现跨径的更大跨越等。图1康威城堡桥图2布鲁克林大桥图3塔科马大桥图4江阴长江大桥2、近代悬索桥的奠基时期（1845-1885）根据肖老师介绍，1845-1885年是近代悬索桥的奠基时期。随着西方工业革命的兴起，新材料新技术的不断应用，在桥梁设计建造方面也有了新的突破，近代悬索桥与古代吊桥相比，发生了截然不同的变化。最主要的表现在其体系上发生了本质的变化，出现了桥塔和加劲梁这两个悬索桥的必备构件，为近代悬索桥的发展奠定了基础。近代悬索桥出现了桥塔、吊杆、加劲梁等重要的构件，并有了计算理论的支

6、撑。1823年，法国的工程师Navier采用了弹性理论对悬索桥进行分析计算。在该时期，悬索桥有其自己的特点：其主缆多数采用链式体系，如铁链、铜链、铁烟杆等；圬工桥塔和桁架加劲梁也大量采用，并且由于技术条件的限制，该时期悬索桥的跨进一般不大，在100-300m左右，并且其使用范围受到了限制。然而，1883年建成的布鲁克林桥，打破了这一格局。3、近代悬索桥的发展时期（1885-1945）近代悬索桥的发展得益于两个成就：一是布鲁克林桥的建造，其在主缆材料（首次采用平行钢丝）和施工方法（空中纺纱法）上做出了革命性的进展，并完善现代悬索

7、桥的体系构造；二是挠度理论的出现，使悬索桥向着轻型化发展，悬索桥的跨径有了质的飞跃。图5悬索桥跨径的变化此阶段悬索桥的发展特点是轻型化、大跨度，主要特征是采用了钢桥塔、加劲桁梁（浅梁）和缆式主缆。在材料、施工方法和理论等方面都取得了不小的成就。从主缆材料上看，铜、铁链的强度低，脆性大、加工费事且成本高、容易断裂以至于悬索桥的跨径较小，难以满足铁路运输发展的需求。平行钢丝的出现，是在建造材料上的突破，为现代悬索桥发展奠定了基础。空中纺纱法的运用，也大大提高了施工的效率和质量。1909年，莫西夫发展了挠度理论，考虑主缆变形对主梁受

8、力的改善，使得主缆成为主要的受力构件，加劲梁则退居其位，只起到了传递荷载的作用，使悬索桥跨径进入了千米级成为了可能。1940年，塔科马大桥风毁事件引起了工程师们对悬索桥加劲梁的重视，并使人们开始关注大跨度桥梁的空气动力稳定性。但是，塔科马事件也使悬索桥的发展停滞了近十年。4、