矮寨特大悬索桥主要由主塔、主缆、吊索、锚碇和主梁五大结构组成,其中主缆可以看成是晾衣绳,主塔相当于支撑晾衣绳的的支架,晾晒的衣服重量由晾衣绳支撑,在晾衣绳中间产生拉力,为防止晾衣绳垂度过大,必须在两端固定住晾衣绳,而大桥的锚碇就起这个...
有人说,湖南湘西矮寨大桥,不去一次,后悔一生。
为什么?
世界第一
四个世界第一:
一是大桥主跨1176米,跨峡谷悬索桥,创亚洲第一。
二是首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案,创世界第一。
三是首次采用轨索滑移法"架设钢桁梁,创世界第一。
四是首次采用岩锚吊索结构,创世界第一。
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度娘告诉我们,悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的,许多桥梁使用这种结构方式。现代悬索桥,是由索桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主,当今大跨度桥梁全采用此结构。
但是,悬索桥的历史是古老的。早期热带原始人利用森林中的藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪,使用的悬索有竖直的,斜拉的,或者两者混合的。婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥,都是早期悬索桥的雏形。不过具有文字记载的悬索桥雏形,最早的要属中国,直到今天,仍在影响着世界吊桥形式的发展。
矮寨大桥
可以说,矮寨大桥是桥梁建筑艺术和自然景观完美结合的典范。
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2017"寰行中国"别克•中国文化之旅的车队沿矮寨盘山公路而上,连绵起伏的山峦、郁郁葱葱的树木和透过树丫之间隐约可见的矮寨大桥,形成了一道亮丽的风景。
来到矮寨大桥观景平台,眼前不由一亮,宽阔的桥面平整地铺向对岸;两边的索塔高擎着黄永玉手书的"矮寨大桥"几个大字,直指苍穹;桥下深谷幽邃,矮寨古镇和蜿蜒的峒河显得格外遥远。
矮寨大峡谷位于湘西土家族苗族自治州首府吉首市西20公里处。峡谷深达500多米,危崖高耸,沟壑幽深。始建于1935年的湘川公路矮寨段,其水平距离不到100米,垂直高差竟达440米,在坡度为70至90度的单一坡面上,迂回转折13道急弯,形成了26节几乎平行、上下重叠的路面,被称为"公路奇观"。
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矮寨大峡谷是吉茶高速公路的必经之地,悬索桥方案成为最佳选择。悬索桥,又名吊桥,即以通过索塔悬挂并锚固于两岸的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。一般悬索桥设计中,塔与梁相接。但这座桥因地制宜,首次采用塔梁分离式悬索桥结构,最大限度减少了对山体的开挖,缩短了钢桁梁长度,节省了投资,实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。
远在公元前三世纪,在中国四川境内就修建了"笮"(竹索桥)。秦取西蜀,四川《盐源县志》记:"周赧王三十年(公元前285年)秦置蜀守,固取笮,笮始见于书。至李冰为守(公元前256-251年),造七桥"七桥之中有一笮桥,即竹索桥。可见至少在公元前三世纪,我国已经记录了竹索桥。
早在公元前50年(即汉宣帝甘露4年)已经在四川建成长达百米的铁索桥。1665年,徐霞客有篇题为《铁索桥记》的游记,曾被传教士Martini翻译到西方,该书详细记载了1629年贵州境内一座跨度约为122m的铁索桥。1667年,法国传教士Kircher从中国回去后,着有《中国奇迹览胜》,书中记有见于公元65年的云南兰津铁索桥。该书曾译成多种文字并多次再版。据科技史学家研究,只是在上述书出版之后,索桥才传到西方。可见,中国古代的悬索桥是独创发明并领先的。有名的四川大渡河上由9条铁链组成的泸定桥,是在1706年建成的。
除了索桥,在21世纪之前,中国人造的桥是什么模样?
古法大桥
21世纪之前,中国人造的桥是什么模样?
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悬索桥之泸定桥
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武汉长江大桥
南京长江大桥
古法桥梁的特征非常明显:
大约在汉代时,桥梁的四种基本桥型:梁桥、浮桥、索桥、拱桥便已全部产生了。
这四种桥根据其建筑材料和构造形式的不同,又分别演化出:木桥、石桥、砖桥、竹桥、盐桥、冰桥、藤桥、铁桥、苇桥、石柱桥、石墩桥、漫水桥、伸臂式桥、廊桥、风雨桥、竹板桥、石板桥、开合式桥、溜索桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、实腹拱桥、坦拱桥、徒拱桥、虹桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥,以及栈道、飞阁等等,几乎应有尽有,什么形式的古桥,在我国都能找到。
20世纪我们修的大多桥都没有明显超出赵州桥的水平。
赵州桥
赵州桥是匠心精神的作品,使用至今,而更多20世纪的桥梁频繁拆建,因为那是施工队的产物。
古代的匠师建桥,很注意发挥桥梁的最大效益,既能考虑到因地制宜、一切从实用出发,又能考虑使桥梁尽量起到多功能的作用。如江南的拱桥多为两头平坦,中间高拱隆起,使之既产生造型上的弧线美,又利于行舟。而南方地区广见的廊式桥,则更充分反映了一桥多用的特点。南方雨多日照强,桥匠便在桥上修建廊屋,这不仅为过往行人提供了躲避风雨日照、便于歇息的场所,而且还增加了桥梁的自重,以免洪水把桥冲掉,并起到保护木梁、铁索不受风雨腐蚀的作用。特别是很多此类廊桥,因是人员过往要冲,故还利用它兼作集市、住宿和进行商业活动。
多为斜拉桥的上海大桥,
由桥墩向左右两边对称的伸出钢索,
斜着拉着桥面。
没有主索,只有一根根斜向的钢索。
卢浦大桥
杨浦大桥
斜拉桥通过斜索把桥面的重力传递到桥墩上,同时也会给桥墩横向的剪力,所以一个桥墩两边的斜索要对称。
斜拉桥看起来像是把石拱桥倒置了起来
(图片来源:马前卒)
矮寨大桥的几个特征:
首先是悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造
其次是桥梁的跨度大,没有桥墩。
第三是悬索桥不宜作为重型铁路桥梁
坚固性不强,在大风情况下交通必须暂时被中断
矮寨特大悬索桥一开始就与五大世界级难题狭路相逢
地形险要 地质复杂 气象多变 吊装难 运输难
那么,矮寨特大悬索桥为何跨度这么大?
大桥的施工步骤依次为:锚碇施工主塔施工缆索系统安装钢桁梁架设桥面安装主缆防护与涂装猫道拆除。中间不设桥墩,却要跨越千米大峡谷,大桥靠什么来承重?专家打了个比喻:主体结构受力类似于晾衣绳。
矮寨特大悬索桥主要由主塔、主缆、吊索、锚碇和主梁五大结构组成,其中主缆可以看成是晾衣绳,主塔相当于支撑晾衣绳的的支架,晾晒的衣服重量由晾衣绳支撑,在晾衣绳中间产生拉力,为防止晾衣绳垂度过大,必须在两端固定住晾衣绳,而大桥的锚碇就起这个锚固作用,将两根承受巨大拉力的主缆固定,承受主缆传递过来的拉力,并最终将拉力传入两岸的山体。
据了解,大桥整个桥面上部结构约重4万吨,使大桥主缆每根产生约3万吨左右的拉力。大桥每根主缆由169根索股构成,每根索股由127根直径5.25毫米的平行高强镀锌钢丝组成,即每根主缆包含21463根钢丝,整根主缆能承受超过3万吨的拉力荷载。主缆的安全系数为2.5,可以保证结构的安全。
建成后的矮寨特大悬索桥,桥的两端直接与隧道相连,主线采用双向4车道高速公路标准,梁宽27米,路基宽度24.5米,设计车速为每小时80公里。矮寨特大悬索桥极大地改善湘渝两省市的交通现状,让两地的交通大为缩短,如果在拱桥时代,遇到矮寨大桥架桥的大峡谷,就要花一两个小时从盘山公路下去,到达拱桥能跨越的地方,过河后再慢慢地绕上去。
矮寨大桥所连接的吉茶高速公路的建成通车,标志着全长800多公里的湘渝高速公路全线贯通。以前从长沙开车到重庆,全程需要16个小时,而吉茶高速公路通车后,全程仅需8小时。
所以,汽车有文化在现场默默地致敬了下大桥的建设者们。
矮寨大桥在矮寨镇上空跨越德夯大峡谷,桥面距谷底355米。大桥下方,是有"公路奇观"之称的矮寨盘山公路。虽然这段公路只有6.25公里,但是非常崎岖险峻,开车要半个多小时才能通过,而大桥通车之后,只需一分钟,便能轻松跨越峡谷。
矮寨大峡谷宛如地球的一道裂痕,在青翠的武陵山中蜿蜒。峡谷高低差达数百米,是中国地势第三阶梯向第二阶梯爬升的典型临界点,同时也是我国西南地区交通的一道天堑。如今,一座特大悬索桥横空,从此天堑变成通衢大道。