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1、桥梁工程历史概况、发展现状一、桥梁工程发展背景七十年代以来,由于科学技术的进步,工业水平的提高,人类社会文明的发展,桥梁工程日新月异。随着时代前进的步伐,人们对桥梁建筑提出了更高的要求,对“适用、安全、经济、美观”的桥梁设计原则赋以更新的内容。例如,现在对土建结构的美学要求愈来愈高,结构物不再单纯作为满足使用要求的工程实体,而要作为一种空间艺术存在于人类社会之中,又如对环境保护的要求也愈来愈高,如防噪音、防振动、防污染等。在城市高架道路和迁回交叉建立的桥梁、几公里长的山谷桥或在山区高速公路建立的桥梁、甚
2、至在几十公里宽的海湾和海峡建造的桥梁、以及城市郊区的高速铁路桥与导轨运输高架桥(TransitGuideway)等,这些新型的桥梁已不再是一个单一的工程实体,而是一个宽阔的行车带,有如地上的彩虹。这些桥梁对设计、施工、艺术又提出了不同的要求。世界上各国的桥梁工作者致力寻求桥梁结构的功能和经济、美学的辨证统一,创造出不少典型桥例,推动了桥梁工程的发展。二、从以下若千典型桥例,可看到桥梁工程的现状和发展概况。1.英国东北海岸上的恒比尔(Humber)桥,是目前世界上跨度最大的悬索桥,在1981年建成,桥的主
3、跨1410米,全宽28.5米。桥塔采用钢筋混凝土结构,高15米。加劲梁为正交异性板组成的尖扁形的全焊钢箱梁,梁高仅4.5米,加劲梁的高跨比为1/313.3,而著名的美国金门大桥则为1/167.3。吊索采用双斜向布置。在十九世纪末,美国已建成主跨为486米的布鲁克林悬索桥。到二十世纪三十年代,悬索桥的跨度纪录就突破千米以上,如主跨为1280.2米的美国旧金山金门大桥。自1940年达科码桥(主跨853.4米)遭受风害破坏后,对悬索桥结构的恒比尔桥气动力稳定理论作了广泛研究。在六十年代后，英国通过理论分析和风
4、洞试验研究,提出了采用两头尖的扁平流线型的箱形断面梁代替传统的析架式加劲梁。196年建成的塞文河桥(主跨987.6米),以后建立的丹麦小贝尔特桥(主跨60米)、土耳其博斯普鲁斯海峡桥(主跨1074米)以及恒比尔桥都采用此种流线型钢箱形加劲梁。这种结构不但具有良好的抗风性能,而且大量节省用钢量,外形也显得更纤细、美观。至今,悬索桥还是特大跨度桥梁的唯一结构型式。2.西德莱茵河(位于Neuwied)的A字独塔钢斜拉桥,1978年建成,桥跨为邵5.2+212米,单索面位于横桥向中央,桥全宽为35.5米。主梁采
5、用正交异性板钢箱梁,高2.43米。西德在二次世界大战后,为修复大量的桥梁,从古老的斜拉桥体系发展了各种型式的近代斜拉桥。这种桥在莱茵河上尤为显眼,那里几乎是斜拉桥的“家族”所在。这种结构由于钢箱形梁。正交异性板、以及钢结构栓焊连结的发展,和近代计算技术,预应力工艺,材料性能工能力的提高,更显示了它的优越性。六十年代后,还发展了预应力混凝土斜拉桥。目前,世界上跨度最大的钢斜拉桥(主梁为钢与混凝土桥面的复合梁)是加拿大的安娜雪丝桥,主跨465米。跨度最大的预应力混凝土斜拉桥是西班牙的鲁娜桥,跨长440米。3
6、.加拿大的安娜雪丝桥(AnnaicsIslandBridge)正在建造中,预期1986年完成,桥跨465米,桥宽32米。桥塔采用钢筋混凝土结构,高154.3米。主梁采用混凝土桥面板与钢梁结构,钢梁为两片工字形梁,间距28米,中设一小纵梁,工形梁高2米,上翼饭为35(一50)义800mm,下翼饭为50(~80)x800mm,腹饭厚12~20mm,横梁间距4.5米,亦为工形梁。桥面结构十分轻巧,并且节省钢材。4.西德莱茵河(位于波恩南)的全焊钢箱梁桥,1987年建成。桥跨为1邵+250+125米,主梁为正交
7、异性板的箱梁连续结构，支承上为两窄形箱柱。钢梁桥最早采用的是饭梁结构,在十九世纪后期至二十世纪,钢析梁桥得到了很大的发展,至今还是大跨钢桥所采用的主要结构型式之一。在两次世界大战后,欧洲在修复大量桥梁时,钢饭梁有了新的发展,其一是与混凝土结合而成为复合结构,其二是采用正交异性板的空间箱形结构。这种箱形结构不但发挥了结构空间受力的优势,而且因栓焊联接构造的发展使得结构可分段在工厂预制,随后在工地快速拼装,从而大大地缩短了施工期限。我们可以从近二十年来的钢桥建设中发现,此类箱形结构为各种组合体系提供了经济、
8、合理而又美观的梁式空间构造三、桥梁工程发展概况从以上一些典型桥例中可看到近二十年来的沙特阿拉伯一巴林道堤工程桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展,但桥梁的载重、跨长却是不断增长。为了适应社会生产力发展所提出的愈来愈高的要求,需要建造大量的承受更大荷载、跨越海湾,大江等跨度和总长更大的桥梁。这就推动了桥梁结构向高强、轻型、大跨度的方向发展。在结构理论上研究更符合实际受力状态的力学分析方法与新的设计理论,充分发挥结构的潜在的承载能力,充分利用建筑材
