精品+图文|深扒大跨径桥梁最流行桥型-斜拉桥

日前中央电视台科教频道《科技之光》栏目播放了《创新一线 中国斜拉桥》专题片,以中铁大桥局承建的多座斜拉桥为例,科普了什么是斜拉桥,创下央视科教频道同时段收视新高。

完整视频:

斜拉

桥梁按结构分类,分为梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥。斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由主梁、索塔、斜拉索组合起来的一种结构体系。斜拉桥跨越能力强,受桥下净空和桥面标高的限制小,便于通航。斜拉桥作为一种拉索体系,是大跨度桥梁的最主要桥型,也是我国大跨径桥梁最流行的一种桥型。

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稳固的力学结构

斜拉桥的设计巧妙利用了结构对受力情况的改变,由斜拉索把桥面和主梁的竖向荷载转变成向上的拉力,并通过拉索传递到了索塔上。

材料的严格选择

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斜拉桥的拉索以钢材为原材料,以混凝土为桥面的铺设材料。钢材的受拉性好于受压性,混凝土材料抗压性好于抗折性。斜拉桥的受力特点和本身所用材料的物理特点的优势结合起来,使整个桥梁的重心稳稳地落在了索塔上,就形成了稳固的桥体。稳固的力学结构使斜拉桥在设计荷载范围内的使用是安全的。

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斜拉索一般分为钢丝斜拉索和钢绞线斜拉索。通常来说,斜拉桥跨度越大,斜拉索就越粗。但更重要的是,斜拉索必须要经得起经年累月的风吹日晒。

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在我国桥梁结构健康与安全国家重点实验室里,科研人员要对斜拉索的强度进行测试。经过200万次的脉冲疲劳荷载加载后,再检查斜拉索的断丝率、护套及锚具等连接器的损伤情况。我国桥梁科技工作者通过不断研发新的经受了严格试验的斜拉索,确保了桥梁的质量安全和使用寿命。

便于通航,成本经济

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斜拉桥比传统的梁桥和连续拱桥少了很多桥墩,便于通航,建造成本也更低。

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斜拉桥跨度的增大意味着什么?

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国家桥梁结构健康与安全国家重点实验室主任、中铁大桥局党委书记、董事长刘自明介绍斜拉桥跨度增大的意义。

斜拉桥跨度的增大,不只是表面上数字的增加,它体现了我们国家桥梁设计理论、实验研究、材料工业、装备的研发制造以及施工建造技术和控制技术的进步。

是不是斜拉桥的拉锁数量越多,桥的荷载承重越大?

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中铁大桥局高级工程师马晓东介绍斜拉索。

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斜拉索的数量和斜拉桥的整体规模有关,不能单纯地说斜拉索的数量越多所承受的荷载越大。斜拉桥的荷载应该跟斜拉桥的跨度、桥塔的高度、斜拉索的数量、斜拉索的布置方式以及桥梁的结构形式整体有关,它们共同决定着整个斜拉桥所承受的荷载。

中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座,其中有52座跨径大于200米,跨江、跨海、跨峡谷,斜拉桥的身影随处可见。

武汉长江二桥

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由中铁大桥局承建的武汉长江二桥是长江武汉段自武汉长江大桥后建设的第二座大桥,也是长江上第一座特大型预应力混凝土斜拉桥。

武汉长江二桥全长4678米,主跨400米,设6车道。其浩大的深水基础以及施工所采用的大型钢围堰规模、基础钻孔桩直径、钻入砾岩层深度,均创下当时全国之最。桥梁斜拉桥面宽度29.4米,建设者们研制出世界斜拉桥建设中跨度最大的8米牵索挂篮梁体悬浇施工平台,两次刷新悬浇梁体施工世界纪录,并创下多项“世界第一”,有20多个主要技术指标达到国际90年代先进水平。该桥曾获国家科技进步一等奖中国建筑工程鲁班奖

天兴洲长江大桥

由中铁大桥局承建的武汉天兴洲长江大桥位于武汉市长江二桥下游9.5公里处,上层为六车道公路,宽27米,下层为四线铁路,其中两线为高速铁路。大桥正桥全长4657.1米,其中公铁合建部分长2842.1米。2009年5月和12月铁路、公路先后建成通车,高铁第一次跨越长江。大桥不仅满足了不断发展的铁路、公路和水路的运输要求,而且以其先进的设计理念和施工技艺,提升了中国铁路建设及建桥技术的综合水平,并在随后的高速铁路建设中得到了广泛应用,在中国桥梁建设史上具有里程碑意义。

武汉天兴洲长江大桥体现了当今桥梁技术的领先水平,是代表我国桥梁建设新水平的标志性工程。大桥建设规模宏大,集新结构、新工艺、新设备、新技术于一体,大桥的建设,创造了当时同类桥梁中四项“世界第一”:

斜拉桥主跨504米,是世界最大跨度;

首次按四线铁路和六车道公路布置,可承受2万吨荷载,是世界最大荷载;

主桁宽30米,是世界最大宽度;

高速铁路按每小时250公里动力仿真设计,处于世界领先水平。

沪通长江大桥

沪通长江公铁两用大桥位于江阴大桥下游45公里处,南岸为张家港市,北岸为南通市,为沪通铁路、通苏嘉城际铁路、锡通高速公路共同的过江通道,上层为6车道高速公路,设计时速为100公里;下层为4线铁路,其中两线沪通铁路设计时速为200公里,两线通苏嘉城际铁路为客运专线,设计时速为250公里。

沪通长江大桥是新建沪通铁路的关键性和控制性工程,由中铁大桥局承建。大桥全长11072米,其中主航道桥为主跨1092米钢桁梁双塔斜拉桥,是目前世界上最大跨度公铁两用斜拉桥,具有三大特点:

★ 一高——主塔高达325米,采用钻石型混凝土结构,为世界上最高公铁两用斜拉桥主塔;

★ 二大——跨度大、体积大;

★ 三新——结构新、装备新、材料新。

正是由于我国桥梁科技工作者们小心求证,锐意进取,不断创新,如今,世界桥梁界公认:20世纪70年代以前看欧美,90年代看日本,21世纪看中国。桥——正在成为中国展示给世界的一张新“名片”。

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