未来桥梁的设计及发展方向

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1、未来桥梁的设计及发展方向-力学2班刘佩玮1117030233总览迄今为止，古今屮外所有的桥梁均按照构造和受力体系分类，大致可分为8种：刚架桥、拱桥、系杆拱桥、简支梁桥、连续梁桥、T构桥、斜拉桥、悬索桥。如中国古桥赵州桥、各种石拱桥、混凝土拱桥、钢管拱桥均属拱桥类；南京长江大桥、九江长江大桥、杭州钱江二桥等属连续梁桥类；美国旧金山的金门大桥、中国两陵长江大桥、汕头海湾大桥均属悬索吊桥；武汉长江二桥、芜湖江大桥、宜昌夷陵江大桥等均属斜拉桥类。21世纪，随着商强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维等太空轻质材料的大量启用，桥梁建筑

2、的主要材料将不断更新，桥梁结构的形式将呈现出多样化发展格局。而斜拉索桥是半个多世纪以來最富于想象力和构思内涵最丰富而引人注目的桥型，它具有广泛的适应性。一般来说，对于跨度从200m至700m左右的桥梁，斜拉索桥在技术上和经济上都具有相当优越的竞争能力。然而，随着斜拉索桥跨度的增大，将会面临桥塔过高和斜索过长等一系列技术问题。另外，必须提到的是，斜拉索桥的斜拉索可以说是这种桥梁的生命线，至今国内外已发生过几起通车仅几年就因斜拉索腐蚀严重而导致企部换索的不幸工程实例。因此如何做好斜拉索的防腐工作，确保其使用寿命，仍是当今

3、桥梁界十分重视的重要课题。值得一提的是，目前世界上第二高的桥梁米约大桥就是采用斜拉索桥的设计。尽管全长达2.46公里，但只用7个桥墩支撑，其屮2、3号桥墩分别高达245米和220米，是世界上最高的两个桥墩。如果算上桥墩上方用于支撑斜拉索的桥塔，最高的一个桥墩则达到343米，超过法国巴黎著名的埃菲尔铁塔23米。大桥总重29万吨，其中仅钢结构桥面就重达3.6万吨。斜拉索桥的优点是：梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面标高的限制少；便于悬臂施工等。不足之处是，它是多次超静定结构，设计计算SZ杂；索与梁或塔的连

4、接构造比较复杂；施工屮商空作业较多，且施工控制等技术要求严格。未来的设计思路由米约大桥可以看出未来的桥梁设计在未来会偏重于与自然环境相结合,在不断发展的科技的支持下，越来越多大胆前卫的设计将会浮现出。目前，计算机技术的发展为桥梁结构的优化设计创造了条件，使桥梁设计人员可以对即将兴建的桥梁进行仿真分析，使不同材料的性能发挥到极致；结构动力学理论的发展与完善使设计者采用非常轻质的梁型时，不致出现像著名的塔可马吊桥那样有被风吹塌的危险；依靠科技进步可使没计人员打破常规，采取特殊的结构措施，川最少的钱造出轻质、美观而实用的桥

5、梁来。如跨越地巾海的直布罗陀海峡大桥采用了浮桥方案，但不是传统意义上浮在水上的浮桥，而是将桥梁基础放在一个巨大的没于水屮的水密舱上，水密舱锚定于海底，其上部结构即为常规桥梁，其反吊桥结构形式首开国际桥式之先河；再如世纪之交屮国推出的大跨转体钢管拱桥北盘江大桥，其桥梁结构形式在国际上也是绝无仅有的。21世纪还将出现一种水T密封隧道式桥梁。意大利墨西拿海峡大桥在设计时就有这种比选方案，这种桥下部结构为承台固基，上部结构则是一个沉埋水下管段式密封隧道，这是针对墨丙拿海峡大桥常年狂风大浪、恶劣气候而精心选定的桥隧方案。21世

6、纪方兴未艾的结合梁型的桥梁、斜拉桥、悬索桥也将得到氏足发展。不仅如此，在桥梁安全方而也有着长足的发展，在米约大桥的设计屮，有关风力模拟户外试验从1997年就开始了，法国气象局专家甚至在图卢兹一带修建了一个人工山谷，然后向这个“山谷”灌水，水中夹杂了许多小颗粒，专家通过水流颗粒的变化模拟出塔恩河山谷可能出现的各种复杂风向，从而对大桥各种建筑结构的比例不断进行修改。最终大桥的设计使其可以抵御时速250公里的大风。而越来越精准的镭射以及卫星定位为桥梁建设当屮减小误差提供了相当的帮助。在米约大桥建设屮，不仅在钢材切割屮运用了

7、镭射技术以及激光定位技术，而且在桥墩的建设中，专家就利用企球卫星定位系统纠正川'能出现的偏差，为了保证施工的精确性，专家们使用了世界最先进的卫星定位测量系统，在大桥上使用了300多个小型精密感应装置。它们有些被浇注在混凝土桥墩中，有些被固定在周围的岩石上。在施工屮桥墩只要每升高4米，专家就利用卫星定位系统接受感应装置的信息，从而纠正可能出现的偏差，可以说巾温度以及风力引起的任何微小的桥体变化都会被检测出来。这使大桥历时3年建成后，建筑垂直误差不超过5毫米，从而很好地保证了施工的精确性。在米约大桥建设成功之后准确性在9

8、9.9999%.米约大桥的路妞铺设采用了预制法，即将用于桥面的钢材在亚V萨斯工厂加工成每块32米宽的钢板，再运到大桥两端的山谷焊接起来。一块全钢桥面有300多米长，4000多吨重，从桥下往上吊，到哪里去找那么大起重憧的起重机呢？最好的起重机是钢索吊塔本身!工程师给90米高的吊塔装上轮子，吊着桥板以每分钟1.5米的速度从山谷两边向南北两侧的桥墩慢