- 文献综述(或调研报告):
1自锚式悬索桥概述
悬索桥就是指以悬索为主要承重结构的桥梁。其主要构造是:缆、塔、锚、吊索及桥面,一般还有加劲梁。其受力特征是:荷载由吊索传至缆,再传至锚墩,传力路径简捷、明确。悬索桥是大跨桥梁的主要形式,因其主要杆件受拉力,材料利用效率最高,更由于近代悬索桥的主缆采用高强钢丝,使其能比其他形式的桥梁更能经济合理地修建大跨度桥。
传统的悬索桥一般跨度较大,其主要承重构件主缆都锚固在锚碇上,当跨度逐渐减小时,主缆锚固占全桥总造价的比例将不断加大,这样在某种情况下,传统的悬索桥的工程造价相应于其他形式的桥梁要高得多。如果将主缆直接锚固在加劲梁上,这样就取消了庞大的锚碇,从而变成了自锚式悬索桥,这为不方便建造锚碇的地方修建悬索桥提供了一种解决方法。
混凝土自锚式悬索桥是指加劲梁由混凝土材料制造的自锚式悬索桥。由于主缆锚固在加劲梁两端,由主缆产生的水平力给混凝土加劲梁施加了预压力,使得混凝土加劲梁基本不需额外的配置预应力筋便可达到全预应力梁的效果,因而采用混凝土加劲梁制造的自锚式悬索桥经济且受力合理。
自锚式悬索桥作为一种特殊的桥型,以其结构造型美观,经济性能好,对地形和地质状况适应性强等优点,越来越受到工程界的青睐,成为城市市区中小跨径桥梁极具竞争力的桥型。
2自锚式悬索桥的发展概况
2.1自锚式悬索桥的发展
19世纪后半叶,奥地利工程师约瑟夫·朗金和美国的工程师查理斯二本德分别独立地构思出自锚式悬索桥的造型。本德在1867年申请了专利,朗金则于1870年在波兰建造了世界上首座小型铁路自锚式悬索桥。
1915年,德国设计师在科隆的莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥。这座科隆—迪兹桥主跨185m,用临时木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。艺术委员会选择这个方案是因为它的外型美观,而工程师们是因为担心地质条件不允许修建锚碇。主缆的眼杆结构使其能够方便地锚固到加劲梁上。
科隆—迪兹桥建成后的25年间德国在莱茵河上又建造了4座悬索桥,其中最著名的是1929年建成的科隆一米尔海姆桥,该桥主跨315m,是当时欧洲最大的悬索桥。1954年,德国在杜伊斯堡完成了最后一座230m的大跨径自锚式悬索桥。
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