中國人發(fā)明的懸?guī)?湖南邵陽淘金大橋
心比人美
平常我們看到的橋都大都是向上拱起的或者橋身平坦,橋底下都會有多個(gè)橋墩做為支撐,而在無奇不有的造橋技術(shù)領(lǐng)域還有另外一種橋:懸?guī)颍?/p>
上承式懸?guī)蛴袆e于一般的懸索橋、 斜拉橋,其主索實(shí)質(zhì)上是作為結(jié)構(gòu)的下弦,荷載傳遞形式類似一般上承式拱橋。
行車荷載由橋面系通過立柱排架傳遞給主索。由于主索是由混凝土包裹形成的一帶狀,形如懸?guī)?,所以又稱 “ 懸?guī)颉?,國內(nèi)外也有稱 “ 倒懸索橋” 、 反向吊橋” 。因橋面在懸?guī)厦?,故稱 “ 上承式懸?guī)颉?。
索的錨固方式可分外錨和自錨,國外建成的實(shí)橋均為外錨,唯獨(dú)我國淘金大橋?yàn)樽藻^,所以可稱為 “ 自錨上承式鋼筋混凝土懸?guī)?” 。
這種橋外形像把一般的拱橋倒過來,力學(xué)上的差別就是傳統(tǒng)的上部拱圈受壓變成了下部懸?guī)芾?/p>
懸?guī)蛟?0世紀(jì)70年代才正式出現(xiàn),首創(chuàng)者為中國人,而在中國,1989年才建成第一座此類型的大橋——淘金大橋。
淘金大橋位于湖南省邵陽市洞口縣古樓鄉(xiāng)淘金村,它距離縣城15公里,橫跨資水支流古樓河木魚塘峽谷口,大橋總長74米,設(shè)計(jì)單孔跨徑為10米,橋梁高度為22.6米,橋面寬度為4.5米,這座橋在橋梁設(shè)計(jì),成本控制,施工技術(shù)等方面都是國際先進(jìn)的水平。
這座橋的橋長74m,跨徑70m,矢跨比1/9,橋面寬4.5m ,加上它所處的位置,只能說這是一座小規(guī)模的“大橋”。而這種設(shè)計(jì),也注定不可能建成太大規(guī)模的橋,且只能在特定的環(huán)境(峽谷)發(fā)揮作用,因此它的推廣面受到很大的限制。
工程師為了節(jié)省成本,另外還有在當(dāng)時(shí)情況下造橋難度也非常的大,為了降低成本和難度,才想出這樣的辦法來造橋,既節(jié)約材料,而且施工方便,對于這樣的橋也只有在特定的情況下方可使用這種特殊的造橋方法,因?yàn)樘氐脑捑屠蛔×?,因此它的技術(shù)并不適合大眾化的橋。
一、全世界第一座采用這種設(shè)計(jì)的大橋是1972年建成的哥斯達(dá)黎加的里奧-科羅拉多大橋,是美籍華人林同炎設(shè)計(jì)的。
二、之后世界上陸續(xù)建造了3座同類型的橋,一座是德國易北河上的巴德· 桑德橋,懸吊跨徑為100m。
三、另一座是日本九州中部地區(qū)深谷川河上的速日峰橋,懸吊跨徑為48m。
四、還有就是1989年建成的淘金大橋,中國第一,世界第四!
在國內(nèi),曾經(jīng)在甘肅劉家峽黃河大橋的設(shè)計(jì)中應(yīng)用過這樣的設(shè)計(jì)理念,已經(jīng)做出了模型,但是最后沒有實(shí)施。
可以看到,這種施工方式不用在深深的峽谷起橋墩,也就不用立支架打樁,一直都是懸空作業(yè),所以也就不用考慮峽谷有多深,不用考慮洪水的影響,施工相對簡便很多,竣工后也不用擔(dān)心大橋受到洪水的影響。在施工的難易程度和安全性、橋梁的安全性等方面,都是很好的選擇。
邵陽洞口淘金大橋湖南洞口淘金橋——洞口淘金橋位于湖南省洞口縣距縣城15km的淘金村。該橋跨越漬水上游古樓河的木魚塘峽谷,是一座自錨上承式懸?guī)?。橋長74m,設(shè)計(jì)跨徑70m,矢跨比1/9,橋面寬4.5m 。該橋上部結(jié)構(gòu)由端錨梁、連續(xù)T梁、蓋梁排架和主索懸?guī)ЫM成。橋面系作為受壓構(gòu)件用來平衡懸?guī)У睦ΑT谑┕るA段需要設(shè)置臨時(shí)的隧洞式巖石錨碇,用以錨固兩組由48根Φ5鋼絲組成的主索。在預(yù)制懸?guī)Р坌蔚装灏惭b完成后,現(xiàn)澆主柱排架,然后安裝T梁和現(xiàn)澆橫隔板,在澆注懸?guī)Р蹆?nèi)的混凝土后再放松外錨使整個(gè)結(jié)構(gòu)形成自錨體系。
淘金橋設(shè)計(jì)思路
主索懸?guī)侵魇芰?gòu)件,整橋的豎向荷載由預(yù)應(yīng)力索承擔(dān),也充分發(fā)揮了鋼材的抗拉能力;橋面梁板結(jié)構(gòu)既用于通車,又作為受壓構(gòu)件平衡拱的水平力(絕對的“一石二鳥”),也充分發(fā)揮了混凝土的抗壓能力;中間的主柱排架作為次結(jié)構(gòu),以減少跨度——整個(gè)結(jié)構(gòu)自身錨固平衡,所有材料無一點(diǎn)浪費(fèi)。它與正常的系桿拱橋相比:
第一,省材料,正常拱產(chǎn)生的是水平推力,只能用受拉構(gòu)件來平衡;而上承式懸?guī)蚴堑构?,產(chǎn)生的是水平壓力,橋面可以直接作為壓桿來平衡,節(jié)省了一組受力構(gòu)件;
第二,施工方便,上承式懸?guī)蜃韵露鲜┕?,懸?guī)Э梢灾苯幼鳛橹髦偶芎蜆蛎媪喊宓氖┕て脚_,不需要另外支設(shè)腳手架。
該橋在世界上也是獨(dú)一無二的,設(shè)計(jì)者橋梁專家吳琦英老人,男,漢族,洞口縣高沙鎮(zhèn)人。
1940年8月山生,原初中文化,共產(chǎn)黨員。1956年4月參加工作,先后從事水利、公路、橋梁等專業(yè)技術(shù)工作,高級工程師。從1979年至1992年2月連任湖南公路學(xué)會3屆理事。吳奮發(fā)自學(xué),刻苦實(shí)踐,求實(shí)創(chuàng)新,開拓進(jìn)取。共設(shè)計(jì)、施工大、中整橋梁23座,總長2434延米。與由國家包干勘測、設(shè)計(jì)與施工所完成的同跨徑、長度相比,節(jié)約鋼材78%,節(jié)約木材79%,節(jié)約投資60%。
1974年建成我國時(shí)為最大波跨7米的石砌雙曲拱橋—湛田橋;
1978年建成凈垮87米的石砌單波雙曲拱橋—平溪江大橋;
1980年建成凈跨70米的單室箱型拱—龍井橋,此橋與木瓜橋均被1982年亞洲太平洋地區(qū)農(nóng)村道路交流會上列為推廣橋型。
1986年運(yùn)用轉(zhuǎn)體施工工藝建成凈跨90米單式程型拱—石背大橋。
1989年建成全國第一座跨徑70米上承式懸?guī)颉越鸫髽颉?/p>
1993年建成凈跨100米X型雙肋中承式拱橋—高沙大橋。
吳還先后撰寫論文28篇,發(fā)表在《公路運(yùn)輸技術(shù)》、《橋梁建設(shè)》、《中南公路工程》、《湖南公路》及《湖南交通科技》等刊物上。
1987年,吳琦英被授予“雙文明標(biāo)兵”稱號。同年l0月,出席中國共產(chǎn)黨第十三次全國代表大會。1989年,湖南省人民改府授予“特等勞動(dòng)模范”,同年9月,國務(wù)院援予“全國先進(jìn)工作者”稱號。1991年9月,全國總工會授予“全國自學(xué)成才者”稱號。1993年元月起,享受國家特殊津貼。