书城科普读物探究式科普丛书-天堑变通途:桥
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第9章 长虹卧坡——桥的欣赏(6)

崖门大桥是跨越崖门水道的特大型双塔单索面斜拉桥,全长1289.22米,跨度全长668米,主跨338米,桥面宽26.8米,双向车道。净空高度48米,主塔高约126米。桥下可通航5万吨级船舶。大桥的建造技术含量高,建设规模大,施工难度很大,总投资4.28亿元,是广东目前建设项目中投资最大的桥梁。

其建设时间长达3年零7个月,跨度在国内同类型桥梁中第一、亚洲第二。大桥合龙时,两端高差仅2毫米,其精密度达到国际先进水平。崖门大桥位处崖门水道出海口,地质复杂,又处于台风高发地和雷雨区,施工相当困难,但设计者突破了“三大科技攻关”,使桥顺利竣工。

崖门大桥雄跨崖门口东西,犹如一道长虹飞架在昔日的崖门古战场上。它不仅使珠江流域八大出海口之一的崖门水道天堑变通途,而且在大桥上可以观赏崖门古炮台和银洲湖两岸的秀丽风光,尤其是它把正在规划建设中的广东桥梁博物馆(全国第三个桥梁博物馆)与崖山祠、崖门古炮台、古兜温泉旅游度假村、洪圣始组馆蔡李佛发源地等新会着名的旅游景点连成一线,整合成为新会南端的一个历史文化、休闲度假旅游区。

17.创吉尼斯世界纪录的桥——丹河大桥

丹河大桥是中国桥梁史上的辉煌,既有中国传统桥梁的风格,也有现代桥梁的构造技术和特色,是传统文明与现代文明的完美结合。

丹河大桥位于山西省晋城市太行山西麓,是目前世界上最大跨径的石拱桥,已被正式列入吉尼斯世界纪录。

大桥于1996年开始设计,1997年11月开工建设,2000年7月建成。

丹河大桥为全空腹式变截面石板拱桥,全长413.7米,主孔净跨径146米,净矢高32.444米,桥面宽度24.8米,桥梁高度80.6米。桥梁栏杆由200多幅表现晋城市历史文化的石雕图画与近300个传统的石狮子组成,是中国传统桥梁艺术的风格,同时也蕴涵着当代构桥的先进技术和时代风韵。

建设时由于沟深、谷陡、跨径大,采用何种形式的支架施工成为丹河大桥成败的关键。经过多种选择,丹河大桥最终采用了结构受力明确、稳定性与安全度高、施工速度快、设备重复利用率高的空间排架式钢拱架。拱盔部分采用圆松木排架与弓形木及模板构成,卸架设备则采用了传统的单木楔与组合木楔完成。整个施工过程处于严密科学的控制之中,各项工程指标均达到理想状态。

作为世界最大跨径石拱桥,丹河大桥有许多关键技术问题需要解决。1997年7月专门成立了“特大跨径石拱桥设计与施工关键技术研究”课题组,对课题开展了深入系统的研究,完成了原材料试验及砌体力学性能试验、1:10模型试验、实桥静动载试验以及大跨度分步施工石拱桥的设计分析方法对比研究、仿真技术与施工控制技术等多项研究内容,填补了国内高标号小石子混凝土砌体物理力学性能指标的空白,首次发现了分步施工石拱桥脚高应力区,找到了理想的拱上轻质填料,掌握了大跨径分步施工石拱桥的仿真技术与施工控制方法,补充了有关规范内容,为丹河大桥的设计与施工控制以及安全性评价提供了可靠的科学参数与技术保障。丹河大桥为大跨径、高荷载石桥设计与施工提供了成功的范例,同时也大大丰富了中国石拱桥的科技内涵。在2001年4月课题鉴定会上,由中国工程院院士和国内知名桥梁设计大师以及教授组成的专家组认为,这项课题研究成果达到国际领先水平,丹河大桥被正式列入吉尼斯世界纪录。

第三节世界上的名桥——了望篇

中国的桥梁更多凝聚的是中国的风韵和技艺,但在世界上也分布着众多形态、构造、材质独特的洗染,它们都是时代的象征,是人类勤劳智慧的结晶。

1.伦敦的象征——伦敦塔桥

伦敦的胜景之一便是“雾锁塔桥”,其景色堪称一绝,塔桥是伦敦的一个标志。

伦敦塔桥是从英国伦敦泰晤士河口算起的第一座桥(泰晤士河上共建桥15座),也是伦敦的象征,有“伦敦正门“之称。该桥始建于1886年,1894年6月30日对公众开放,将伦敦南北区连接成整体。

伦敦塔桥是一座吊桥,最初为一座木桥,后改为石桥,现在是座拥有6条车道的水泥结构桥。河中的两座桥基高7.6米,相距76米,桥基上建有两座高耸的方形主塔,为花岗岩和钢铁结构的方形五层塔,高40多米。两座主塔上建有白色大理石屋顶和五个小尖塔,远看仿佛两顶王冠。两塔之间的跨度为60多米,塔基和两岸用钢缆吊桥相连。

桥身分为上、下两层,上层为宽阔的悬空人行道,两侧装有玻璃窗,行人从桥上通过,可以饱览泰晤士河两岸的美丽风光;下层可供车辆通行。当泰晤士河上有万吨船只通过时,主塔内机器启动,桥身慢慢分开,向上折起;船只过后,桥身慢慢落下,恢复车辆通行。两块活动桥面各自重达1000吨。从远处观望塔桥,双塔高耸,极为壮丽。桥塔内有楼梯上下,内设博物馆、展览厅、商店、酒吧等。

登塔远眺,可尽情欣赏泰晤士河上下游10里风光。

2.自杀圣地——金门大桥

金门大桥不是世界上最长的悬索桥,但因其雄伟壮阔的造型而被世人所熟知,然而,导致这座大桥闻名遐迩的另一个重要原因是它有“自杀圣地”的称号。

1579年,英国探险家Francis Drake发现了连接太平洋和旧金山的一个海峡,这就是后来的金门。尽管这个名字在1849年的淘金潮以前早就使用,但淘金潮使得金门(进入北加利福尼亚的入口)成了加利福尼亚神秘魅力不可缺少的一部分。早在1872年就讨论过要在金门海峡修建一座大桥的想法,但是直到1937年才在海峡上修了一座悬索桥。金门大桥横跨南北,将旧金山市与Marin县连接起来。

花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。它已不是世界上最长的悬索桥,但它却是最着名的。金门大桥的巨大桥塔高227米,每根钢索重6412公吨,由2.7万根钢丝绞成。1933年1月始建,1937年5月首次建成通车。

金门大桥被誉为近代桥梁工程的一项奇迹。其设计者是工程师史特劳斯,人们把他的铜像安放在桥畔,用以纪念他对美国作出的贡献。金门海峡为旧金山海湾入口处,两岸陡峻,航道水深,为1579年英国探险家弗朗西斯·德雷克发现,并以他的名字命名。

由于桥面到海面的距离高达60米,再辅以人坠落时巨大的冲击力,自杀者基本上没有生还的可能。据统计,自大桥建成以来,共有1200多人从桥上一跃而下,诀别于世。

仅一年时间就有39人在这里跳桥身亡,居高不下的自杀人数使旧金山相关部门头痛不已。其实早在20世纪70年代就有人提议在大桥上装上特定设施以阻止人们跳桥。当地桥梁管理部门于2008年10月10日投票决定在大桥上安装不锈钢网,这样整座大桥都会被网“兜”起来,自杀者就不会直接坠落到海面了。

实施这项工程大约需要400万~500万美元。当地的环保部门还要对工程进行进一步审查,确保其不会对环境造成破坏,也不会影响到金门大桥的美观。

3.美国舞动的格蒂——塔科马海峡大桥

塔科马海峡大桥使用浅支撑梁后,经不起风的侵袭,因产生共震而倒塌,大桥最终被摧毁的画面被拍摄下来,这段震撼人心的视频被誉为“在文化、历史和审美学方面有着重要意义”,对工程学、建筑学和物理学起到警示作用。

塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥是绰号“舞动”的格蒂,于1940年7月1日通车,四个月后戏剧性地被微风摧毁,这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来,该桥因此名声大噪。重建的大桥于1950年通车,2007年新的平行桥通车。

现在的塔科马海峡西行桥以开放的桁架和加固的支柱设计并重建,并且开设通风孔让风通过。它于1950年10月14日通车,全长1716米,比原先的桥长12米。它和与之平行的东行桥共同组成了目前美国第五长的悬索桥。因为造成前桥坍塌的共振问题已经被新设计解决,所以当地居民给予了大桥新的绰号——“强健的格蒂”。

西行桥刚造好时,是世界第三大悬索桥。像其他现代悬索桥一样,西行桥由尖锐的钢板而不是原先平边钢板建成。大桥设计的日车流量为6万辆次。

1998年,华盛顿州几个县的选民通过了一项议案,决定建造一座新的大桥。新的大桥是一座东行桥,与原先的大桥平行,2002年10月4日开工,2007年7月竣工,建成后,原先的大桥只作为西行桥使用。华盛顿州交通部收取每车次3美元过桥费以收回建造成本。

新的大桥也第一次安装了新型“Good To Go”电子收费系统。

4.《共产党宣言》里的伟大奇迹——尼姆水道桥

《共产党宣言》是共产主义理论诞生的标志,而尼姆水道桥被马克思、恩格斯喻为人类创造的伟大奇迹。

尼姆水道桥是由罗马皇帝奥古斯都的部将阿格里巴督造的。为了将水引渡过加尔河谷,要建起一条凌空而起的拱架,离地面最高处大概有49米,最大的拱跨度达24.5米。它呈三层连续拱洞,形制上也富有节奏感。最底下一层6孔,拱跨16~24米,最大一孔正好跨在河上。第二层11孔,尺寸相同。第三层上不再重复这种样式,而是由35个小拱组成一个渡槽。使视觉效果上显得既轻盈而又富有变化。这座由大块花岗石建成的壮丽水道桥,是不用灰浆干砌的,这是罗马人在桥梁建筑学上最早的贡献(后来沿着桥基结构增加了一座公路桥)。

这种引水渡桥在其他地区还有多座,都是罗马人所造,如西班牙的塞维利亚多层水道桥,横贯西班牙退约河的阿里康泰桥等,有的现在已不存。这座尼姆水道桥约建于公元前1世纪。

5.世纪世界桥梁投资之最——明石海峡大桥

1998年4月5日,世界上目前最长的吊桥-日本明石海峡大桥正式通车。

大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间(东经134度59分,北纬34度36分),全长3911米,主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米,基础直径80米,水中部分高60米。两条主钢缆每条约4000米,直径1.12米,由290根细钢缆组成,重约5万吨。大桥于1988年5月动工,1998年3月竣工。

明石海峡大桥首次采用180MP级超高强钢丝,使主缆直径缩小并简化了连接构造,首创悬索桥主缆,这也是第一座用顶推法施工的跨谷斜拉桥,由着名的法国埃菲尔集团公司承建。

明石海峡大桥为双向六车道,加劲梁14米,抗震强度按1/150的频率,承受8.5级强烈地震和抗150年一遇的每秒80米的暴风设计,为目前世界上跨度最大的悬索桥,也是世界上最长的双层桥,是连接内陆工业基地的重要纽带。它跨越日本本州岛、四国岛之间的明石海峡,最终实现了日本人一直想修建一系列桥梁把4个大岛连在一起的愿望,创造了20世纪世界建桥史上的新纪录。其总投资约40亿美元。

6.悉尼的名片——悉尼海港大桥

前往悉尼歌剧院的人们会自然看到悉尼海港大桥,海港大桥北端弯成一个大弧形,连上北上的高速公路南端,直伸入悉尼市区,是较为显眼的景观。

在澳大利亚悉尼的杰克逊海港,有一座号称世界第一单孔拱桥的宏伟大桥,这就是着名的悉尼海港大桥。悉尼海港大桥是早期悉尼的代表建筑,它像一道横贯海湾的长虹,巍峨俊秀、气势磅礴,与举世闻名的悉尼歌剧院隔海相望,成为悉尼的象征之一。每当夜幕降临,桥上万灯齐亮,远远望去,五彩缤纷、灿烂夺目,与悉尼的黑融为一体,增添几分景致。

悉尼海港大桥从“怀胎”到“出世”,前后花费100多年。经过了40多年的酝酿之后,1857年,悉尼工程师彼得·翰德逊绘成了第一张设计图,其后经过反复修改,到1923年才根据督建铁路桥的总工程师卜莱费博士的蓝图进行招标,由英国一家工程公司中标承建。1924年悉尼海港大桥破土建造桥基,1932年3月19日竣工通车,历时8年多。

这座大桥整个工程的全部用钢量为5.28万吨,铆钉数是600万个,最大铆钉重3.5千克,用水泥9.5万立方米,桥塔、桥墩用花岗岩1.7万立方米,建桥用油漆27.2万升,从这些数字足可见铁桥工程的雄伟浩大。在20世纪30年代的条件下,能在大海上凌空架桥,实为罕见。

大桥的剪彩仪式于1932年3月19日举行,当天澳大利亚的保皇党人士不满大桥的剪彩仪式由新南威尔士省长积兰主持举行,而没有邀请代表英皇的省总督主持,因此发生抢剪彩的事件,极右爱尔兰军人狄谷上校策马上桥,挥刀将丝带斩断,他事后被罚款5英镑,为大桥的历史增添了有趣的一笔。

悉尼海港大桥桥面宽49米,可通行各种汽车,中间铺设有双轨铁路,两侧人行道各宽3米。大桥的设计负荷是每小时通行汽车6000辆,火车和电车128列,还可通行几万人。现在各种车辆一天24小时连续不断从桥上通过,有时一天通车量近200万辆。悉尼大桥的最大特点是拱架,其拱架跨度为503米,而且是单孔拱形,这是世界上少见的。