像“过山车跑道”一样的大桥
像“过山车跑道”一样的大桥你能想象出来吗?
你别说,还真有这么一座大桥,神似“过山车跑道”。
那这是哪座桥呢?
它就是位于我国四川的干海子特大桥。
从远处看干海子特大桥
干海子特大桥位于海拔2400米的四川省雅安市的雅西高速公路上,依山而建,该大桥全长1811米,桥宽24.5米,共36跨,从外观上看它呈螺旋形,就像“过山车跑道”一样,是世界上最长的钢管桁架梁公路桥。
干海子特大桥
干海子特大桥的造型如此的“科技感”,其实是有原因的。
首先,让我们看看大桥所在的位置——雅安。一说到雅安,大家肯定会想到2013年4月20日发生的雅安7.0级地震,这次大地震使雅安、成都、乐山、眉山、甘孜等多个市州受灾,受灾面积达18682平方千米,受灾人口218.4万人,遇难196人,失踪2人,受伤14785人,房屋大量倒塌,学校、医院等公共设施和供水、供气等市政设施不同程度受损,交通受阻,通讯中断,山体滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害严重,人民群众生命财产遭受严重损失。
四川位处地中海-喜马拉雅地震带,这里地震灾害频发,而且震源深度往往很浅,这意味着即使是一个不大的地震往往也能产生较高的地震烈度,进而造成极大的破坏。
在如此“不安稳”的地方修建一座大桥,抗震的问题是不得不考虑的。
一个结构要想抗震,那它的自重较轻的情况下,抗震性能就会更好。因此,干海子特大桥的桥墩采用的不是一般大桥通用的混凝土桥墩,而是用的这种外观类似于过山车支架的空管钢架桥墩。
轻盈的钢架桥墩
看完上面这幅图,你可能要问了:这样的桥墩结实吗?
答案是——相当的结实。
这些看似纤细的钢架虽然从外观上好像不够敦实,但是你不要小看它,实际上这种结构是非常牢固的。为了克服单一的长钢管容易发生屈曲的问题,工程师们在钢管之间连接了密集的斜杆及横撑,使整个桥墩的结构融为一体,这样一波操作下来,不仅让其更加坚固,而且抗震。
对于超过60米的超长桥墩,工程师们还在其中设置了腹板,横向增设K型支撑,使桥墩从根本上克服了屈曲的问题,这样纤细的桥墩,算下来承载力不比敦实的混凝土桥墩差。
横向增设的K型支撑
钢架的好处不仅仅是上面说的这些,钢架还有着混凝土不具备的一项重要性能,那就是延性。如果真的遭遇了过强的地震,大桥无法抵抗就会发生屈服,那么此时钢架桥也不会发生垮塌,而是会产生有限的变形来吸收地震能量,为人员留出宝贵的逃生时间。对于那些较高的桥墩,工程还使用了“钢管混凝土柱肢”和“混凝土腹板”形成组合桥墩,这是工程中此类桥墩的首次应用。
其中,钢管混凝土是一种非常优秀的结构。它在钢管中填充混凝土,利用坚韧的钢管承受弯曲应力,并对中间的混凝土进行围束,获得了钢管“加持”的混凝土抗压能力变得非常强劲,只需要很小的截面积,就可以获得与很粗的混凝土柱相同的承载力。
钢管混凝土
在以钢材为主的轻型结构保障下,大桥达到了9度的抗震设防烈度,这是建筑抗震烈度的较高等级,结构形式的优化还将原设计的51跨简化为了36跨,不仅节约了成本,而且进一步减轻了自重,提高了抗震性能。
干海子特大桥的建成,饱含了中国建设者们的匠心精神。这是中国最壮观的桥之一,也是当今世界无法被超越的工程奇迹!
本文图片源于网络
参考文献
1.欧智菁,王金泽,林建茂等.《格构式高墩连续梁桥设计参数抗震适用性研究》
2.欧智菁,林建茂,林上顺等.《钢管混凝土格构式高墩连续梁桥抗震设计》
3.高伟强.《干海子特大矫支座安装施工技术》
4.李治强.《钢管格构墩高抛自密实混凝土技术研究》
5.须臾千秋. 网易《了不起的中国制造》
来源:震知卓见(ID:dizhen_sd)