土概課作業(yè)-舊金山金門大橋要點(diǎn)

1、美國金門大橋theGoldenGateBridge金門大橋是美國舊金山的地表它跨越聯(lián)接舊金山灣和太平洋的金門還向，南端連接舊金山的北端，北端接通加州的馬林縣。大橋于1933年1月5日開始施工，1937年4月完工，同年5月27日對外開放予行人。斯特勞斯在南橋墩澆筑混凝土之前放入了一塊取自他的母校俄亥俄州辛辛那提大學(xué)的磚頭。建造資金舊金山地區(qū)的選民們以自己的住宅、農(nóng)場和公司為抵押，發(fā)行了最初的3500萬美元的工程債券。1977年，最后一筆債券被付清，其中3500萬美元的本金和3900萬美元的利息全來自過橋費(fèi)的收入。意外事故橋施工時的一項(xiàng)獨(dú)特的設(shè)計是橋下有一個安全網(wǎng)。在20世紀(jì)30年代，橋梁建設(shè)者預(yù)

2、計每建造成本的1萬美元，1人死亡和建設(shè)者，預(yù)計35人死亡，而建筑金門大橋。橋梁的安全創(chuàng)新之一是懸浮在地板下凈。凈保存在施工期間，19個男人的生活，他們通常被稱為“一半的成員地獄俱樂部?！毕碛惺⒚?957年之前金門大橋是世界上最長的懸索橋，兩個橋墩在1964年之前擁有世界上懸索橋中最長的跨度。這兩個橋墩直到不久之前還是世界上最高的懸索橋橋墩。工程概況地點(diǎn)：舊金山，美國，加利福尼亞州，索薩利托完成日期：1937年費(fèi)用：2700萬美元類型：懸掛目的：巷道材料：鋼筋，混凝土工程師（S）：約瑟夫B施特勞斯跨越金門海峽經(jīng)緯度374911N1222843W維護(hù)單位金門大橋管理局1通車日期1937年5月27日

3、過橋收費(fèi)美金$6.00（往南向舊金山方向單向收費(fèi)）使用電子收費(fèi)FasTrak為$5.00年平均日交通流量100,0001承載101號美國國道1號加州州道：6線道、人行道、與自行車道技術(shù)數(shù)據(jù)橋梁形式懸吊橋與鋼桁架拱橋總長度2,737米（8,980英尺）寬度27米（90英尺）最大高度227米（745英尺）最大跨距1,280米（4,200英尺）1橋面凈空在收費(fèi)站為4.3米（14英尺）橋下凈空67米（220英尺）至平均高水位連接舊金山半島北部與馬林縣南部主橋?yàn)?45m+1280m+345m三跨連續(xù)鋼桁架懸索橋懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構(gòu)件構(gòu)成的柔性懸吊體系。成橋時，主要由主纜和主

4、塔承受結(jié)構(gòu)自重，加勁梁受力由施工方法決定。成橋后，結(jié)構(gòu)共同承受外荷作用，受力按剛度分配。主纜是結(jié)構(gòu)體系中主要承重構(gòu)件，主要承受拉力作用。主纜通過自身彈性變形和幾何形狀的改變來影響體系平衡，這是懸索橋區(qū)別于其它橋梁結(jié)構(gòu)重要特征之一。主塔是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構(gòu)件，在恒載作用下，以軸向受壓為主；在活載作用下，以壓彎為主，呈梁柱構(gòu)件特征。加勁梁主要承受彎曲內(nèi)力。加勁梁的彎曲內(nèi)力主要來自結(jié)構(gòu)二期恒載和活載。大跨度懸索橋加勁梁的撓度是從屬于主纜的，隨著跨度的增大，加勁梁的功能退化為將活載傳至主纜其自身抗彎剛度對結(jié)構(gòu)剛度的影響也逐漸減小。吊索是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構(gòu)件，是連系加勁梁

5、和主纜的紐帶，承受軸向拉力。錨碇是錨固主纜的結(jié)構(gòu)，它將主纜中的拉力傳遞給地基，通常采用重力式錨和隧道式錨。重力式錨用自重抵抗主纜的垂直分力，用錨底摩阻力或嵌固阻力來抵抗主纜水平力。隧道錨則直接將主纜拉力傳給周圍基巖?？v觀懸索橋尤其是現(xiàn)代懸索橋的發(fā)展過程，可以看到，現(xiàn)代懸索橋的跨徑越來越大，從幾十米發(fā)展到近2000m；加勁梁高跨比越來越小，從1/40下降到1/300;主纜等主要承重構(gòu)件的安全系數(shù)取值越來越低，從4.0左右下降到2.0左右，這就要求在設(shè)計懸索橋時，要精確合理地確定懸索橋成橋狀態(tài)內(nèi)力與構(gòu)形；合理確定懸索橋施工階段的受力狀態(tài)與構(gòu)形，以期在成橋時滿足設(shè)計要求；精確分析懸索橋在活載及其它附

6、加荷載作用下的靜力響應(yīng)。懸索橋：強(qiáng)制在所有的吊橋，巷道掛起，這是披在兩塔，擔(dān)保成堅實(shí)的混凝土塊,稱為錨碇上橋的兩端,從巨大的鋼電纜。車倒推的巷道，但因?yàn)橄锏辣粫和?，電纜的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到壓縮在兩塔。兩塔支持大部分橋梁的重量。汀TtttjIrW114-4-5活載內(nèi)力計算介析圖受拉構(gòu)件受力特點(diǎn)：屋架的弦桿、腹桿、池壁、拉索和吊桿等。設(shè)計內(nèi)容：強(qiáng)度和抗裂度金門大橋的受力構(gòu)件為上桿和吊桿橋名丄跨長桁高_(dá)ff_fi甲位用鋼量用途竣工年(m)It(m1(m)LH(.v.)金門大折I2S07.(527.43(511.09單層橋面1937金門大橋及其復(fù)雜的地理環(huán)境斷層線加州的不祥之圣安地列斯斷層斜線通過海灣地區(qū)從北

7、到南，通過短距離金門出海霧約束和冷在夏季，金門經(jīng)?；\罩在寒冷，陰沉的霧，通過兩岸飆升，最大和最低的差距在沿海的范圍內(nèi)。寒冷的海水和潮濕的空氣似地不可預(yù)知的交織與大風(fēng)合作，并可能導(dǎo)致空氣溫度下降多達(dá)30度，在幾個小時內(nèi)。潮汐潮汐作用產(chǎn)生的平均流量為每秒水（約3-1/2倍量水密西西比河轉(zhuǎn)儲到墨西哥灣），230萬立方英尺。在金門范圍內(nèi)的水流從4-1/2至7-1/2節(jié)。當(dāng)工人有潛水地表以下90英尺深，喧囂的潮汐和電流限制在水下工作時間?？耧L(fēng)暴雨無法測量當(dāng)橋是在1937年完成后，沒有人完全知道它是如何在最極端的條件下執(zhí)行。萊昂Moisseiff工作與Bridge理論家，查爾斯埃利斯預(yù)期的橋梁上的每一個可

8、能的力量，并據(jù)此設(shè)計。然而，一些事情被這樣一個狹長的跨度風(fēng)的影響，例如-無法預(yù)測。風(fēng)速儀和加速度計分別置于記錄風(fēng)速，風(fēng)角，跨度運(yùn)動。只有時間會告訴如何去做橋。持久的結(jié)構(gòu)1951年12月帶來了另一個測試，設(shè)置結(jié)構(gòu)蕩漾再次嚴(yán)重的風(fēng)暴。這一次，投資鋼梁3.5萬美元，變硬，并添加支持巷道橋梁官員回應(yīng)。這是只有兩個主要的修改在其第一六十年的橋梁之一。另一個是在1970年更換腐蝕吊桿繩。考慮到它所代表的惡劣環(huán)境中，橋的表現(xiàn)令人欽佩。/増AT加越第吊程屮丹階貝吊裝階啓生纜的變骼和應(yīng)力每階段汁算均比上-階啟結(jié)東時踮構(gòu)的兒何孕弒為基魅*廊定地勁梁吊裝結(jié)廉君結(jié)紳的幾何形狀甸受力狀贏+如圖i-5所甬口肉3占狐朝聲吊

9、舉站采:戕抵將備梁段固結(jié)形咸抓謝梁，計算咸橋狀態(tài)下網(wǎng)均的孌形和內(nèi)力，如圖亍&所示口5-6：戈礫攻戀斶曲橋面詡裝，一.計算二期怔載作門卜一結(jié)構(gòu)並變形掃冋力，婷生7冊.于:.金門大橋技術(shù)特點(diǎn)加勁梁高跨比減小到1/168的金門大橋的建成，奠定了美國風(fēng)格懸索橋的地位其主要特點(diǎn)為：主纜采用AS法架設(shè)；加勁梁采用非連續(xù)的鋼桁梁，適應(yīng)雙層橋面，并在橋塔處設(shè)有伸縮縫；橋塔采用鉚接或栓接鋼結(jié)構(gòu)；吊索采用豎直的4股騎跨式；（5）索夾分為左右兩半，在其上下采用水平高強(qiáng)螺栓緊固；（6）鞍座采用大型鑄鋼件；（7）橋面板采用RC構(gòu)件；橋墩南部的橋墩不得不建在距岸邊1100英尺（一英尺=2.54厘米）的地方。兇猛的海浪，陣

10、陣大風(fēng)和大霧導(dǎo)致了工程延期。腳手架剛剛完成就遭到了貨船的撞擊，經(jīng)過修理后，暴風(fēng)有帶走了800英尺處的一部分腳手架。南部的橋墩要裝進(jìn)125000立方碼的混凝土（1碼=0.9144米），為了提供一個能夠支撐其南橋墩的基礎(chǔ)，架基礎(chǔ)延伸進(jìn)巖床20英尺。圖上的客船是耶魯大學(xué)的“SS”號，它提供通宵服務(wù)，往返于舊金山和洛杉磯之間，離開海灣后，它之通常粗略的訪問經(jīng)過的海岸。大橋的設(shè)計工作保留了舊堡點(diǎn)（堡壘，炮臺），但并非沒有人反對。有人希望摧毀掉舊堡點(diǎn)，聲稱它會破壞橋梁的風(fēng)景。堡壘現(xiàn)在是一個熱門景點(diǎn)?；A(chǔ)的施工水下施工北碼頭建在基巖水20英尺以下，但在南部的舊金山方面，施特勞斯建立在開放的海洋，地表以下10

11、0英尺的碼頭。他建立了一個巨大的水緊cofferdam圍堰，數(shù)百噸的混凝土泵大到足以附上一個足球場。工人將豎立在中間的門碼頭出超過1100英尺-有史以來在開放的海洋建造的第一座橋梁支持。首席工程師約瑟夫斯特勞斯的大膽計劃要求工人先建立一個巨大的擋泥板保護(hù)泊船碼頭。擋泥板會附上一個橄欖球場大小的區(qū)域，從水抽出?；炷了幕A(chǔ)上，將下崗內(nèi)。一旦完成，這是水抽回到擋泥板以加強(qiáng)當(dāng)前的40英尺厚的的混凝土墻的堅固。90英尺深潛水員是該計劃的關(guān)鍵。他們將導(dǎo)梁，板，管爆破和40噸鋼形式進(jìn)入位置，并確保他們所有的努力以避免被橫掃在當(dāng)前。工人通過爆破管拍攝定時黑火藥彈到基巖深處，這種力量可以將幾十條魚潑出水面到

12、南岸。潛水員有時深達(dá)90英尺以下的表面，以去除引爆碎片冒險。他們平滑的地板的表面，使用水下施加500磅壓力的液壓軟管。為了增加難度，潛水員盲目工作，被迫去感受他們的方式，由于陰暗的水，快速變化的電流和笨重的潛水服。擋泥板內(nèi)的工作是最危險的。在任何時候，它的墻壁倒塌接觸失去了一只流浪的船在迷霧中，或從電流施加的巨大壓力。門的變化的電流只有給予工人狹窄的潛水時間窗口。男子被限制為二十分鐘，每天四個時段淹沒。橋塔結(jié)構(gòu)299TOC o 1-5 h z塔高出水面227米，門字巨型鋼塔，兩塔的塔柱之間由，104桁架板連接，塔豎立在巨大的混凝土墩上，是當(dāng)時世界一最高的橋塔，橋面下橫向支撐由對角桁架提供，橋面

13、上f橫向支撐由4塊桁架板提供。I401【塔】水面以上746英尺（227米）巷道以上500英尺（152米）每條腿33x54英尺（10 x16米）塔重達(dá)44,000噸圖3橋塔立面圖（單位：英尺）大約有60萬鉚釘/塔v注橋塔防震擋板的裝置側(cè)，高342米，其中高出水面部分為227米，每根鋼公噸，由27000根鋼絲絞成。相當(dāng)于一座70層高的建的頂端用兩根直徑各為92.7厘米、重2.45萬噸的鋼纜纜中點(diǎn)下垂，幾乎接近橋身，鋼纜和橋身之間用一根連接起來。鋼纜兩端伸延到岸上錨定于巖石中。大橋橋兩側(cè)兩根鋼纜所產(chǎn)生的巨大拉力高懸在半空之中。的大橋跨度達(dá)1280米，為世界所建大橋中罕見的單孔吊橋之一。從海面到橋中心

14、部的高度約60米，又寬又即使?jié)q潮時，大型船只也能暢通無阻。鐵塔聳立在大橋南北兩索重6412筑物。塔相連，鋼根細(xì)鋼繩橋體憑借鋼塔之間長跨距大咼，所以錨碇的施工施特勞斯使用多個萬噸混凝土構(gòu)建的錨碇支持塔懸索橋的錨碇是支承主纜的重要結(jié)構(gòu)之一。大跨懸索橋的錨碇由錨塊、基礎(chǔ)、主纜的錨世紀(jì)固定裝置、散索鞍支墩等部分組成。錨碇一般是大體積混凝土結(jié)構(gòu)，施工中要對錨塊進(jìn)行平面分倉和豎向分層。施工時按照一定的施工計劃分期分層進(jìn)行澆筑和養(yǎng)護(hù)。主纜主纜施工采用的是平行鋼絲繩施工，它的創(chuàng)新之處可以使任何長度和厚度的細(xì)鋼絲通過液壓千斤頂后捆綁成任意長的鋼絞線，滿足建設(shè)大跨度橋梁的要求，主纜將所有荷載傳到主塔上，如右圖所示

15、，每根主纜由27572股鋼絞線組成，直徑為0.92m,為當(dāng)時最大的鋼絞線，主纜長度約2334m,鉚釘大約有1200000個。金門大橋有兩個主要的電纜。每7,650個英尺長，包含27572鍍鋅鋼絲捆綁成61股。在兩個主纜使用的導(dǎo)線總長度80000公里。兩個巨大的主纜高度超過746英尺高的塔頂部的。主纜作為“衣架”垂直吊桿的繩索，這反過來，保持橋的巷道。每個主纜直徑，包括其外觀線環(huán)繞，是36和3/8英寸，每個主纜是7,650個英尺長。在兩個主纜使用的導(dǎo)線總長度80000公里。.每個主纜包含27572鍍鋅鋼絲捆綁成61股，每個包含454線。的主纜，吊桿垂直電纜及附件的總重量為24,500噸。主纜可以

16、構(gòu)建之前，為增加安全性和可操作性，建立了工作平臺的工人掛下，主纜然后將剝離的面積注右圖為在主纜施工的第一步是“footwalk”這是直接懸浮在其中的主纜主纜架設(shè)方法左圖為主電纜繪畫工作將采取“帳篷狀”遏制地區(qū)內(nèi)的地方。這是一個遏制在圍繞著主纜的位置側(cè)視示意圖。架設(shè)主纜：貓道架設(shè)完成后，就可在貓道上開始架設(shè)主纜。方法有空中編纜法（AS法）和預(yù)制絲股法（PS法）。至今我國所建的大跨度懸索橋都采用PS法架設(shè)，其主要工序?yàn)?絲股牽引架設(shè)：利用拽拉設(shè)施將預(yù)制絲股通過貓道拽拉架設(shè)；索股提升橫移和入鞍：牽引結(jié)束后，將索股從滾輪上提起，并橫移至鞍座上方，整形后入鞍；索股垂度的調(diào)整：晚上氣溫穩(wěn)定時進(jìn)行索股垂度的

17、調(diào)整，即對基準(zhǔn)絲股的跨中絕對標(biāo)高和非基準(zhǔn)絲股的跨中相對標(biāo)高進(jìn)行控制調(diào)整，錨固。緊纜作業(yè)：在主纜絲股架設(shè)完畢后，接下來的工作是緊纜，其目的是為了使主纜壓緊成原形，達(dá)到設(shè)計要求的空隙率，以滿足安裝索夾和以后的長期防護(hù)。緊纜過程有初緊纜和正式緊纜兩階段。在溫度穩(wěn)定的夜晚進(jìn)行預(yù)緊纜作業(yè)，利用千斤頂對主纜進(jìn)行初整圓，每間距5m用臨時鋼帶捆扎。預(yù)緊纜作業(yè)完成后由低處向高處（由跨中向塔頂）方向，利用緊纜機(jī)進(jìn)行正式緊纜作業(yè)。緊纜后，就可進(jìn)行索夾、吊索的安裝。首先利用纜索吊由跨中向塔頂依次安裝索夾，近塔區(qū)索夾可以利用塔吊直接安裝；中央扣隨同箱梁一并安裝。最后采取江上垂直吊裝的方式安裝吊索。吊索裝在甲板式平底駁船

18、上，拖運(yùn)至其安裝位置，從貓道上的卷揚(yáng)機(jī)放下鋼絲繩，提升吊索。主纜纏絲：纏絲是主纜防護(hù)的重要手段。為防止主纜受到破壞，須對主纜進(jìn)行多層防護(hù)。纏絲作業(yè)從塔頂兩側(cè)向下纏絲，先纏中跨，再纏兩個邊跨。纏絲以前，要在主纜鋼絲表面涂防護(hù)膩?zhàn)?。纏絲機(jī)的鋼環(huán)隔著圓弧形襯板騎在主纜上，繞在環(huán)外的軟鋼絲，被一由電動機(jī)驅(qū)動而迅速旋轉(zhuǎn)的飛輪抽出，緊緊纏在主纜之外。金門大橋的建設(shè)者推出了許多創(chuàng)新，但也許是最令人印象深刻的是精確和高效的技術(shù)，他們用來興建了大量的電纜。柔韌性強(qiáng)橋梁的設(shè)計人員仔細(xì)計算曼妙浸兩塔之間的懸索，以進(jìn)行所需的重量。電纜必須足夠靈活，橫向彎曲至27英尺，在門的強(qiáng)大風(fēng)，和強(qiáng)大到足以支持橋梁結(jié)構(gòu)。計劃中的電

19、纜會如此漫長而強(qiáng)烈的，他們將需要在地方編造。平行鋼絲建設(shè)電纜紡紗1935年10月開始。要創(chuàng)建的電纜，愛明諾夫開發(fā)出一種方法叫做平行線的建設(shè)。的創(chuàng)新技術(shù)，使任何長度和厚度，以形成有約束力的細(xì)導(dǎo)線的電纜。它許諾給工程師的自由，以建立一個無限長的橋梁。河套德循環(huán)旋轉(zhuǎn)的電纜，鋼絲小于0.196英寸直徑80,000公里的約束在1600磅重的線軸和連接橋的錨碇。內(nèi)錨地的固定稱為一個鏈鞋是用來保護(hù)的“死絲”，而一個紡輪，滑輪，拉過了橋“火線”。一旦它到達(dá)對一位著名的公司約翰羅布林父子著名的工程公司負(fù)責(zé)電纜施工。羅布林了許多世界上最長的橋梁-包括布魯克林大橋，52年前建成。該公司制訂了電纜的最有效的強(qiáng)度與剛度

20、比。它還開發(fā)了一種技術(shù)的紡紗現(xiàn)場的旋轉(zhuǎn)電纜電纜。愛明諾夫船員的金門大橋的工作不斷創(chuàng)新的傳統(tǒng)。岸的門，火線上鏈鞋擔(dān)保，并與另一線的循環(huán)再次開始的過程返回的車輪。最大的電纜數(shù)以百計的電線，每一個大致的一支鉛筆的直徑，密切聯(lián)系在一起，成鏈。液壓千斤頂，然后打包壓縮61股電纜。每兩個主纜是剛剛超過直徑3英尺，七千六百五十九英尺長包含27572平行線。金門使用的有史以來的最大的橋梁纜索-足夠長的時間在赤道包圍的三倍以上的世界。創(chuàng)建一個平衡在時間線之一，金門大橋的電纜紡從塔，塔，錨碇安克雷奇。紡紗是冗長的，它不僅紡車旅游時間兩岸之間的英里，但工作了一個精確的順序進(jìn)行，以創(chuàng)造電纜需要吸收適當(dāng)?shù)钠胶庠谥付ǖ牟?/p>

21、爾斯埃利斯的設(shè)計風(fēng)量壓力。加快進(jìn)程施工預(yù)算很緊。羅布林父子是簽約14個月內(nèi)完成紡紗電纜。為了使他們的最后期限，愛明諾夫人員設(shè)計的“分裂電車，”第二個紡車，會見了在橋中間第一輪。這方面的發(fā)展加快了進(jìn)展。最終，羅布林設(shè)計了一個系統(tǒng)，同時旋轉(zhuǎn)六個電線-顏色編碼，以防止混亂。上午十時至下午六時的時間線指導(dǎo)跨跨度高達(dá)1000英里的電線，在8小時輪班的紡輪。當(dāng)天氣良好，車輪只花了六年半分鐘，中途跨跨度。比原計劃提前1936年5月20日，紡車，掛滿了國旗，因?yàn)樗詈缶€拉過橋。非凡的技術(shù)創(chuàng)新，羅布林完成紡紗電纜比原計劃提前8個月，令人印象深刻的四倍速度比預(yù)期的。主纜與電纜金門大橋有兩個巨大的主纜，其中超過74

22、6英尺高的塔頂部的。主纜作為“衣架”垂直吊桿的繩索，這反過來，保持橋的巷道。每個主纜直徑，包括其外觀線環(huán)繞，是36和3/8英寸，每個主纜是7,650個英尺長。在兩個主纜使用的導(dǎo)線總長度80000公里。每個主纜包含27572鍍鋅鋼絲捆綁成61股，每個包含454線的主纜，吊桿垂直電纜及附件的總重量為24,500噸。主纜可以構(gòu)建之前，為增加安全性和可操作性，建立了工作平臺的工人掛下，主纜然后將剝離的面積。用于構(gòu)建主電纜線奠定了織機(jī)型穿梭，來回移動，因?yàn)樗?guī)定的地方，形成了電纜線。在6個月和9天完成主電纜線的紡紗。電纜穿線操作使用4紡紗車，從每個錨地的兩個工作完成。由于一節(jié)車廂離開錨地基地和上升，在主塔，下至跨中，當(dāng)時另一個運(yùn)輸使導(dǎo)線形成相反的錨地會見。線bights交換，每節(jié)車廂回到它的出發(fā)點(diǎn)。電纜成型機(jī)用于垂直分隔符，在一個框架，保持與另一個在垂直行每61股正確關(guān)系。壓實(shí)機(jī)分別用“擠”到他們的圓形電纜。每個包括一個框架包圍的電纜繞了一圈12個液壓千斤頂。大螺栓電纜帶連接主纜，每250對垂直吊桿繩附著點(diǎn)。偶爾主纜帶螺栓重新張緊成為必要的，因?yàn)楹愣ǖ臏囟群拓?fù)荷的變化，在主纜生產(chǎn)電纜直徑的微小變化，而這些變化在電纜直徑，連同電纜帶本身的溫度效應(yīng)，引起的緊張局勢螺栓，以放松。1954年，電纜帶螺栓重新鎖緊原施工以來的首次。1加勁梁安裝貓道架設(shè)完成后