明石海峽大橋設計鑒賞2015.6

1、 廣東技術師范學院天河學院土木工程鑒賞報告題 目： 土木工程鑒賞明石海峽大橋 學 院： 建筑工程學院 班 級： 土木126班 姓 名： 陳朗奇 學 號： 2012031443604 指導教師： 陳鈴培 日 期： 2015年6月 目錄一、大橋的概述1二、大橋的建造原因1三、建造遇到的問題及克服1四、大橋的維護4五、總結個人看法4參考文獻4土木工程鑒賞明石海峽大橋明石海峽大橋 摘 要：現今科技發(fā)達，涌現了非常多優(yōu)秀的建筑設計師和大量的偉大建筑。本文沿著明石海峽大橋的建造原因，遇到的問題和克服問題等方面依次賞析整個明石海峽大橋。對日本明石海峽大橋鑒賞收集材料，編輯有關明石海峽大橋的建筑鑒賞。 關鍵詞

2、：明石海峽大橋一、大橋的概述日本明石海峽大橋是全球最長的吊橋，橋面設有6車道，通航凈空高為65m，它跨越日本本州島-四國島之間的明石海峽，最終實現了日本人一直想修建一系列橋梁把4個大島連在一起的愿望，創(chuàng)造了世界建橋史的新紀錄?？偼顿Y約40億美元，由法國埃菲爾集團公司承建。大橋坐落在日本神戶市與淡路島之間，全長3911米，主橋墩跨度1991米。兩座主橋墩海拔297米，基礎直徑80米，水中部分高60米。兩條主鋼纜每條約4000米，直徑1.12米，由290根細鋼纜組成，重約5萬噸。強烈的臺風、地震和海嘯，都不足以將其撼動，明石海峽大橋是橋梁工程學的巔峰之作。二、大橋的建造原因1955年5月11日清晨

3、6：40，100多名參加郊游的學生登上了紫云丸號渡輪，準備橫渡明石海峽。6點56分，船剛出港口，就遇上了一艘準備進港的渡輪，從霧中迎面駛來，兩艘船來不及改變方向，撞在了一起。短短5分鐘，紫云丸號便沉入海底。168名成人和兒童罹難，數十人受傷，日本全國上下都被此震驚了。其中一個兒童的家長，為避免今后類似悲劇的發(fā)生，連續(xù)4年每半個月就向日本政府遞交申請書。最終，日本政府被加藤的“固執(zhí)”感動了，再加上此時四島的居民要求建橋的聲音越來越高，于是在1960年3月下定決心建橋。三、建造遇到的問題及克服 明石海峽大橋這一構想最初并不樂觀，因為它正好位于被臺風支配的臺風走廊上。在臺風走廊中，臺風的時速可以達到

4、驚人的290公里，它足以掀起屋頂，將樹木連根拔起。更令人擔心的是大橋不僅要橫跨世界上最繁忙，也最危險的航道之一，還要經過一個世界主要地震帶的中心。1.每座海上的吊橋都有一個共同的弱點。這里每年都有臺風經過，由于位于海上，生銹變成了一個很大的問題。為了維護大橋的安全，專門有機器人看守員負責將橋上生銹的地方找出來，由機器人油漆工重新為這些受損部分刷好漆。2.維修如何令通車不收干擾。橋下吊著三個龍門架，工人可以方便地在橋下進行維修，而車流也不會因此收到干擾。3.日本明石海峽大橋的索塔建造難度還要更高，塔基必須建造在比紐約東河深得多的大海中，工程師必須在60米深的明石海峽中打造塔基?，F在科技發(fā)達，可以

5、用巨型挖泥船開挖海床地基，不必再拿礦工的命去冒險。不過，明石海峽大橋的塔基還是由沉箱構成，沉箱有70米高、80米寬，由鋼材而非木材制成。由于體積太大，每只沉箱要動用12艘拖船，才能在挖開的海床上定位。沉箱有外墻和內墻兩層立面，墻壁間的縫隙構成充滿空氣的環(huán)形分隔倉，使沉箱得以浮在海面上。為了使沉箱下沉，工程師會逐漸往分隔倉里注入海水，一旦在海床上定位，中央密封艙的海水便會立即排出，注入潮濕的混凝土，這種特制的混凝土在水中也能保持凝聚力，最后在沉箱上做好混凝土加蓋。這樣，整根墩柱就完成了，隨時可以作為塔基使用。4.沉箱挖得越深，橋梁就能建得越長。任何吊橋要達到力的最佳平衡，纜索都必須形成某種弧度，

6、為了維持這種情況，工程師要加長車道，橋塔的高度也得相應增加。極其復雜的工程學挑戰(zhàn)隨之而來，如果跨度是1280米，工程師就得把纜索懸掛在橋面以上152米，橋塔必須高達227米。然而修長的石塔會被自己的重量壓變形的。另一個選擇是把橋塔蓋得厚實一些，可是任何能抗變形的石塔，底部都至少寬50米，勢必會阻礙船只的往來，影響橋梁的美觀。這座橋的橋塔需要更堅固更輕盈的建材。造橋者沒有選擇石砌塊，而是換成了鋼板。他們把4塊鋼板結合，構成一個11米高的豎井，這樣做成的建筑砌塊既堅硬又比實心鋼輕盈得多。然后將豎井拼在一起，構成堅固的蜂巢結構，再用起重機將鳳巢結構吊定位，這樣完成一段之后，起重機會自動提升繼續(xù)吊裝。

7、由于以空心的豎井取代了實心的石塊，橋塔可以從頭到尾保持修長，鋼材也增加了橋塔的柔韌度，使其不會被纜索壓變形。不過橋塔的升高，建造的風險也隨之增加了，因此蜂巢結構得接合固定好，需要安裝一百多萬枚鉚釘。鋼鐵工人冒著死亡和重傷的風險，懸在橋塔外承受著強烈的太平洋暴風，這是造橋者有史以來第一次帶著安全帽、安全面罩和吊著安全索進行作業(yè)，一張大網救了19個差點摔死的鋼鐵工人?？墒潜M管有種種預防措施，這座橋仍舊奪走了11條人命。修長的橋塔在海灣高高聳立，其強度足以支撐5萬多噸的橋面和鋼纜。如今全球最高的吊橋索塔已非日本的明石海峽大橋莫屬，其高度達到300米，比金門大橋的索塔都高出70米，每座橋塔都由30段組

8、件架構而成。工程師把所有組件的頂部和底部都打磨平坦了，當起重機把組件層層疊起形成100層樓高的橋塔時，塔身仍將百分之百垂直。蜂巢狀的結構使橋塔輕盈堅固。先進的機器人焊接技術，和150萬顆優(yōu)質的老式螺栓將橋塔牢牢地結合在一起。5.纜索該如何打造？打造巨大的纜索，纜索厚度超過1公尺，幾乎可以承載整座橋的重量。纜索總共有16萬噸重，想但于三艘泰坦尼克號。主纜索是承載橋梁本身及橋上人著流量的重心及靈魂。纜索越長，重量越重。橋梁遲早會被自己壓垮。日本人必須發(fā)展出新的鋼線，強度是傳統(tǒng)鋼纜的2倍，這樣才可以只靠一條鋼纜而非兩條。這是全球首度使用這種高強度的高纜鋼線，只有日本制造這種超強度的鋼線，他們改變了鋼

9、的合成加入了合金和矽。創(chuàng)造出強度首屈一指的鋼線，一太喔公厘的鋼線可以承載3輛家庭房車。但最后纜索的懸掛也是極有難度，纜索穿過索塔是一項高精密的任務，沒有任何的操作空間。飛行員必須讓纜索穿越兩座索塔間2公里的距離，下面就是浪濤洶涌的明石海峽。經過84分鐘驚險的飛行，直升機安全降落，這種卓越的飛行技術還需要鋼鐵般的膽識。6.建立更高的橋塔能讓吊橋跨越更長的距離，但隨著橋面加長，橋梁扭曲和折彎的風險也隨之增加了。因此橋梁的設計，必須經受住大自然的某種摧毀力-風的考驗。橋面平坦的側面會對風造成阻礙，當側風吹向橋梁時，氣流會受到干擾，橋面上下就會產生漩渦。各個區(qū)域由于壓力不同，會承受向上或向下的的不同作

10、用力。一旦橋面開始移動，橋梁也會隨之彎曲。解決的方法是將橋面兩側的輪廓設計成流線型，這樣風從中間被切開，會安全地吹向路面上下。同時工程師認為與其轉移風力，不如為橋面加固防風屏障，以免橋面扭曲或折彎。最有效的加固方法，是用一個大箱子來包裹橋面，但他們知道橋梁的鋼纜絕對無法承受住明石海峽大橋那么長鋼制箱形物的重量。于是便用纖細的鋼桿組裝成一個個的輕質鋼骨架組件，再將所有組件結合成一個巨型的開放式格狀鋼結構，讓風在橋梁里通行無阻。這個獨特的設計足以抵抗住強大的暴風，支撐6車道的車流繁忙通行也不成問題。7.但要興建全球最大的吊橋，工程師還得克服一種足以撼動結構根基的自然力量-地震。日本位于全球地震活動

11、最頻繁的地區(qū)之一，日本每年都會發(fā)生數百次地震。由于地質非常不穩(wěn)定，工程師認為日本并不適合建造全球最長的吊橋。如果吊橋下的地底因地震而搖晃，最嚴重的情況是整座橋塔都會傾倒，這樣肯定會造成巨大的災難。對付地震的第一道防線正是橋塔本身，以鋼材打造的橋塔十分柔韌，一旦發(fā)生地震，鋼塔會隨地面移動從而吸收震動；第二層防護則在每座橋塔的內部，設置20個巨大的阻尼器。10噸重的阻尼器懸掛在支架上，如果地震使橋塔移搖向一邊，巨大的液壓式阻尼器就會往反方向擺動，抵消晃動的力量，防止橋塔倒塌。工程師在地震沒發(fā)生時，就用充滿創(chuàng)意的方法測試了阻尼器的功效。他們精心安排了100多個工人讓他們同時搖擺，以此模擬地震。在這場

12、人造地震中，阻尼器的擺動維持了橋塔的穩(wěn)定。1995年1月17日，日本坂神發(fā)生里氏7.2級大地震（震中距橋址才4公里），大橋附近的神戶市內5000人喪生，10萬幢房屋夷為平地，但該橋經受住了大自然的無情考驗，只是南岸的岸墩和錨錠裝置發(fā)生了輕微位移，使橋的長度增加了0.8m。8. 道路的鋪設。明石海峽大橋鋪裝是由壓入預澆瀝青碎石的高溫拌和式攤鋪瀝青混合料基層及改性瀝青（本四改性I型）混凝土面層組成。該橋作為懸縈橋是世界上最大的，日本至今為止尚無超多跨徑連續(xù)非合成鋼橋面板結構，鋪裝寬度11.2m。因此，對于高溫拌和式攤鋪瀝青混合料鋪設時的熱變形對策，根據結構分析并通過試驗工程的驗證，采用了兩車道分5份同時連續(xù)施工或分5份每一塊不連續(xù)施工的獨有鋪裝方法。對于最小1.6m的鋪裝寬度采用小型高溫攤鋪機。此外，鋼橋面板的表面處理原則上采用噴丸除銹，根據銹蝕情總設定了四種噴射密度。四、大橋的維護1.從大橋控制中心，工作人員監(jiān)視著大橋通行的各方面情況，他們使用衛(wèi)星技術來觀測大橋結構的任何移動2.支撐整座大橋的懸掛系統(tǒng)擁有自己的空