金门大桥的设计有什么特点?金门大桥的北端连接北加利福尼亚,南端连接旧金山半岛。当船只驶进旧金山,从甲板上举目远望,首先映入眼帘的...
金门大桥的设计有什么特点?
金门大桥的北端连接北加利福尼亚,南端连接旧金山半岛。当船只驶进旧金山,从甲板上举目远望,首先映入眼帘的就是大桥的巨型钢塔。钢塔耸立在大桥南北两侧,高342米,其中高出水面部分为227米,相当于一座70层高的建筑物。塔的顶端用两根直径各为92.7厘米、重2.45万吨的钢缆相连,钢缆中点下垂,几乎接近桥身,钢缆和桥身之间用一根根细钢绳连接起来。钢缆两端伸延到岸上锚定于岩石中。大桥桥体凭借桥两侧两根钢缆所产生的巨大拉力高悬在半空之中。钢塔之间的大桥跨度达1280米,为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。从海面到桥中心部的高度约60米,又宽又高,所以即使涨潮时,大型船只也能畅通无阻。
拉跨海大桥的“钢丝绳”是怎么制作出来的?桥梁那么重,为何不会断呢?
拉跨海大桥的“钢丝绳”是人工制作出来的,桥梁那么重,之所以不会断是因为钢丝绳有严格的生产过程。
1.跨海大桥使用的钢丝绳的生产原理与麻绳的生产原理相同。首先将钢丝绳分别拧成小股,然后将这些细钢丝绳拧成大股,形成粗钢丝绳。为了制作合格的钢丝绳,我们必须首先选择材料。选用合格的钢丝材料,经表面热处理、拉拔等工序后,可进入工厂生产合格的钢丝材料。最后,在合金材料或镀锌表面上涂上钢丝。
2.因为在这个过程中,公司的分子结构被破坏了,所以有必要再次恢复钢丝内部的结构,这样就不容易断裂,也可以增加其强度,也就是我们所说的抗拉强度。事实上,这种强度是通过拉丝而不是处理出来的,这也是钢丝绳工艺和机械加工工艺之间最大的区别。强度越高,拉伸力越强,但韧性越差。因此,在制作钢丝绳时,我们应该选择合适的强度。我们不能盲目地要求高强度。这样,高强拉丝的耐磨性和灵活性将更好。
3.钢丝生产需要对原材料进行检验,合格的原材料可以投入生产。只有经过表面处理、热处理和其他工艺,才能制造出合格的钢丝。这些钢丝通过性能测试后,需要通过分线网络盘压力网络和其他设备,将钢丝一个接一个地拧成股绳,这只是最终结果的一部分。这些已经形成的股票绳索需要再次通过设备并相互缠绕,以便它们能够成为满足我们日常需求的高强度钢丝绳。
4.钢丝绳的生产原理实际上与麻绳的生产原理相同。首先将单独的钢丝拧成小钢丝,然后将钢丝拧成大股,然后再次选择材料。为了提高其强度和耐腐蚀性,将满足标准钢丝绳磷化、涂油、涂层等过程。此外,还将有专人定期检查和维护安全安装在桥上的钢丝绳,以确保钢丝绳的使用寿命。
桥梁的分类与各类桥型的特点
桥梁按照受力特点划分,有梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥(斜拉桥)五种基本类型。
1、梁桥:一般建在跨度很大,水域较浅处,由桥柱和桥板组成,物体重量从桥板传向桥柱。
特点:梁桥实腹梁构造简单,制造、架设和维修均较方便,广泛用于中、小跨度桥梁,但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力,材料能充分利用,自重较轻,跨越能力大,多用于建造大跨度桥梁。
2、拱桥:一般建在跨度较小的水域之上,桥身成拱形,一般都有几个桥洞,起到泄洪的功能,桥中间的重量传向桥两端,而两端的则传向中间。
特点:历史悠久,造型优美,曲线圆润,富有动态感。孔数上有单孔与多孔之分。桥面宽阔,造价低廉。
3、悬桥:是最实用的一种桥,桥可以建在跨度大、水深的地方,由桥柱、铁索与桥面组成,早期的悬桥就已经可以经住风吹雨打,不会断掉,吊桥基本上可以在暴风来临时岿然不动。
特点:适用于水深的地区,强度较高。
4、刚架桥:由桥面系、楣梁与立柱构成。桥面系直接承受荷载,并将荷载传至楣梁上。楣梁与立柱刚性连接,后者代替了桥墩(台)将荷载传递到地基上。桥面系承受弯矩与剪力,而楣梁与立柱除承受弯矩、剪力外,还要承受轴向力,多用钢筋混凝土或预 应力混凝土建造。
特点:这种桥具有节点负弯矩,可减小楣梁的跨中正弯矩,建筑高度很小,很适用于立交桥和高架线路桥等,并且用料节省,但是对地基要求高。
5、斜拉桥:是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
特点:其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。混凝土以箱式、板式、边箱中板式;钢梁以正交异性极钢箱为主,也有边箱中板式。斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。
参考资料来源:百度百科-桥梁
桥梁按照受力特点划分,有梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥(斜拉桥)五种基本类型。各类桥型的特点为:
1、梁桥一般建在跨度很大,水域较浅处,由桥柱和桥板组成,物体重量从桥板传向桥柱。
2、拱桥一般建在跨度较小的水域之上,桥身成拱形,一般都有几个桥洞,起到泄洪的功能,桥中间的重量传向桥两端,而两端的则传向中间。
3、刚架桥具有节点负弯矩,可减小楣梁的跨中正弯矩,建筑高度很小,很适用于立交桥和高架线路桥等,并且用料节省。钢筋混凝土刚架桥的楣梁与立柱一般要求就地浇筑成整体,装配化程度不高;在竖向荷载作用下,在柱脚处要产生水平推力, 对地基要求高。
4、悬桥是如今最实用的一种桥,桥可以建在跨度大、水深的地方,由桥柱、铁索与桥面组成,早期的悬桥就已经可以经住风吹雨打,不会断掉,吊桥基本上可以在暴风来临时岿然不动。
5、斜拉桥(cable stayed bridge)作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥由许多直接连接到塔上的钢缆吊起桥面,斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。
参考资料来源:百度百科-桥梁
参考资料来源:百度百科-刚架桥
参考资料来源:百度百科-斜拉桥
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桥
按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥。 按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。 按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四种基本体系,此外还有组合体系桥 按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥 按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥 按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥 桥梁分类 多孔跨径总长L(米) 单孔跨径L0(米) 特大桥 L>1000 L0>150 大桥 100≤L≤1000 40≤L0≤150 中桥 30<L<100 20≤L0<40 小桥 8≤L≤30 5<L0<20 涵洞 L<8 L0<5 注:①单孔跨径系指标准跨径。 ②梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长;拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离;其他形式桥梁为桥梁为桥面系车道长度。 ③管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少,均称为涵洞。 ④标准跨径:梁式桥、板式桥以两桥墩中线距离或桥墩中线与台背前缘间距为准;涵洞以净跨径为准。
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梁式桥: 包括简支板梁桥,悬臂梁桥,连续梁桥.其中简支板梁桥跨越能力最小,一般一跨在8-20m.连续梁 桥
桥国内最大跨径在200m以下,国外已达240m(目前世界上最大跨径梁桥最跨是330m,是位于中国重庆的石板坡长江大桥复线桥). 拱桥: 在竖向荷载作用下,两端支承处产生竖向反力和水平推力,正是水平推力大大减小了跨中弯矩,使跨越能力增大.理论推算,混凝土拱极限跨度在500m左右,钢拱可达1200m.亦正是这个推力,修建拱桥时需要良好的地质条件. 钢架桥: 有T形刚架桥和连续刚构桥,T形刚架桥主要缺点是桥面伸缩缝较多,不利于高速行车.连续刚构主梁连续无缝,行车平顺.施工时无体系转换.跨径我国最大已达270m(虎门大桥辅航道桥) 缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥) 是建造跨度非常大的桥梁最好的设计.道路或铁路桥面靠钢缆吊在半空,缆索悬挂在桥塔之间。斜拉桥已建成的主跨可达890m,悬索桥可达1991m. 组合体系桥有梁拱组合体系,如系杆拱,桁架拱,多跨拱梁结构等.梁刚架组合体系,如T形刚构桥等. 桁梁式桥:有坚固的横梁,横梁的每一端都有支撑。最早的桥梁就是根据这种构想建成的。他们不过是横跨在河流两岸之间的树干或石块。现代的桁梁式桥,通常是以钢铁或混凝土制成的长型中空桁架为横梁。这使桥梁轻而坚固。利用这种方法建造的桥梁叫做箱式梁桥。 桥
悬臂桥:桥身分成长而坚固的数段,类似桁梁式桥,不过每段都在中间而非两端支承。 拱桥:借拱形的桥身向桥两端的地面推压而承受主跨度的应力。现代的拱桥通常采用轻巧、开敞式的结构。 吊桥:是建造跨度非常大的桥梁最好的设计。道路或铁路桥面靠钢缆吊在半空,钢缆牢牢地悬挂在桥塔之间。较古老的吊桥有的使用铁链,有的甚至使用绳索而不是用钢缆。 拉索桥:有系到桥柱的钢缆。钢缆支撑桥面的重量,并将重量转移到桥柱上,使桥柱承受巨大的压力。 玻璃桥:纯玻璃制成的一种桥梁。(平板桥) 廊桥:加建亭廊的桥,称为亭桥或廊桥,可供游人遮阳避雨,又增加桥的形体变化。
按桥长分,桥长8米以上30米及以下为小桥;30 ~ 100 米为中桥;100-1000米为大桥;1000米以上为特大桥。按受力特点分,有梁式桥、 拱式桥、 悬索桥、斜拉桥 、刚构桥和组合体系桥。
一座大桥上千吨,为什么上方的“钢丝”能撑住?
中国的基建能力在世界上都是名列前茅的,不管是铁路建设还是公路、桥梁方面的建设,我们中国制造从来就没有让人们失望过,为此很多国外的施工队都会向我们虚心学习,甚至有的国家还请我们过去帮忙修桥修路,例如英国、印尼、沙特、巴基斯坦等等,这也从侧面证明了我们中国制造的实力。就拿桥梁建设来说,中国这些年陆续开通了港珠澳大桥等著名的跨海大桥,当我们行驶在大桥上时,内心除了充满骄傲外,会不会疑惑大桥是如何建成的呢?尤其是连接大桥的钢丝绳,为什么钢丝绳那么细,却能撑得住成千上万吨的重量呢?
其实钢丝绳在施工队的专业术语中被称为钢绞线,这是悬索桥最显著的特征,钢绞线的作用非常强大,它起到了承受桥梁本身重量以及过往车辆重量的能力,很多大桥在建设时都会用到钢绞线,至于它为什么能承受住成千上万吨的重量,那就还要从它的制造过程来说起了。钢绞线其实是由无数个小钢丝合绳而成的,俗话说得好“一根筷子一折就断、十根筷子费劲吃奶的力也折不断”,大桥的钢绞线也是这个道理,无数个钢丝绑定在一起形成了强大的力量,那么这些钢丝绳又该如何选材呢?
首先钢丝必须是桥梁专用钢丝,合格的钢丝经过表面的热处理和拉拔之后才能进行下一步的操作,合格的钢丝还必须在表面涂上一层“油漆”它可能是镀锌或者是合金材料,作用就是让钢丝绳的韧性更强更坚固。当钢丝绳基本处理完毕之后,就可以进入到生产过程,钢丝需要经过拉丝、捻股、合绳这三道最重要的工序,小钢丝合成一股钢丝,小股钢丝再合成大股钢丝,最后再把它们放到分盘器中进行合绳,最终出来的成品就是钢绞线了。另外刚生产出来的钢绞线必须涂抹润滑油脂,这层油脂可以起到保护钢绞线的作用,并使其在恶劣的环境下长期使用,所以我们看到的大部分钢绞线看起来黑乎乎摸上去黏黏的。
最后投入到使用中的钢绞线抗拉能力非常强,完全能够承担得起大桥上千吨的重量,一般使用全钢丝绳承重的大桥也被称为预应力大桥,这种大桥具备很强的抗压能力,以及足够的韧性,所以使得这种大桥更能抵御地震台风等自然灾害,这一切的关键就是起到承重作用的“钢丝”。
最后校长总结一下,大桥上的“钢丝”之所以能够承重,那是因为它有一套非常完整的生产工序,最后的成品也被称为钢绞线,几十条钢绞线一起共同承担起大桥的重量。
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