橋梁模型制作實訓報告

目錄一、科技作品制作前的參考參考1、明石海峽大橋參考2、維拉扎諾橋參考3、潤揚長江公路大橋二、確定方案三、懸索橋概論四、科技作品的材料準備五、制作過程橋面制作塔架制作纜索、吊桿、橋面的連接六、總結

一、科技作品制作前的參考參考1、明石海峽大橋在1998年4月5日，世界上目前最長的吊橋——日本名石海峽大橋

正式通車。大橋坐落在日本神戶市與淡路島之間(東經(jīng)135度01分，北緯34度36分），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。大橋于1988年5月動工。1998年3月竣工。明石海峽大橋首次采用1800MPa級超高強鋼絲，使主纜直徑縮小并簡化了連接構造，首創(chuàng)懸索橋主纜，這也是第一座用頂推法施工的跨谷懸索橋，由法國埃菲爾集團公司承建。日本明石海峽大橋創(chuàng)造了本世紀世界建橋史的新紀錄。大橋按可以承受里氏8.5級強烈地震和抗150年一遇的80m/s的暴風設計。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(nèi)5000人喪生，10萬幢房屋夷為平地，但該橋經(jīng)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。除地震以外，還必須保證大橋在臺風季節(jié)能夠經(jīng)受住時速超過200公里狂風的襲擊。為此對橋梁進行了1%模型的風洞試驗，在橋塔上安裝了20個質(zhì)量阻尼裝置。1988一1998年間，在日本大鳴門橋以北，建造了一座跨明石海峽的大型懸索橋。該橋位于本州與四國之間的神戶―鳴門線上，神戶市西南。明石海峽大橋是世界上第一座主跨超過1英里（為1609m）及1海里（合1852m）的橋梁。兩邊跨也很大，每跨達960m，是目前世界上最長的邊跨。鋼橋塔高為297m，是世界上最高的橋塔。用鋼桁式加勁梁，橫截面尺寸為35.5m×14.0m。其梁高比其它任何一座懸索橋都高。明石海峽大橋本橋橋面設有6車道，通航凈空高為65m。原來曾計劃在下層橋面上修建鐵路，但并未采納。因鐵路荷載要求有4條主纜，而公路交通只要2條主纜就足夠了。該橋2根主纜直徑為1122mm，為世界上直徑最大的主纜；主纜鋼絲的極限強度為1800MPa，也是世界記錄。主纜由預制平行鋼絲束組成，這項工藝也適用于同樣規(guī)模的懸索橋。牽引鋼絲由直升飛機牽引跨越明石海峽，這是世界上首次應用的新工藝。1995年1月，日本神戶地區(qū)發(fā)生里氏7．2級地震。造成5000多人死亡。震中位于明石海峽大橋南端，距神戶幾公里。明石海峽大橋經(jīng)歷了一次嚴竣的抗震檢驗，因為橋址處的震級也接近里氏8級，當時在距該橋50km遠的橋梁與建筑都已經(jīng)倒塌。地震發(fā)生時，該橋剛剛完成橋塔與主纜施工工作，開始架設加勁梁。日本明石海峽大橋，世界上最大跨度的橋梁，包含多項世界紀錄。根據(jù)初步研究，明石海峽大橋設計荷載可承受里氏8．5級地震，該橋在阪神地震中僅有微小損壞，由于地面運動。兩塔基礎之間的距離增加了80cm，橋塔頂傾斜了10cm，使主跨增加了近80cm，從而接近于1991m，主纜垂度因此減少了130cm。參考2、維拉扎諾橋維拉扎諾紐約灣海峽橋是二十世紀60年代最著名的懸索橋，位于美國紐約港的入口處，1964年建成。該橋主跨長1298米，超過保持長期記錄的金門大橋，在1981年英國恒比爾橋竣工之前一直居懸索橋首位。這座橋采用鋼橋塔，高210米，設有4根主纜。雙層橋面，共12條車道，通航凈空69米。以發(fā)現(xiàn)紐約灣的意大利航海家喬瓦尼-維拉扎諾的名字命名。1999年11月15日馬紹爾群島郵政發(fā)行《20世紀的事件(1970-1979)》郵票一套15枚（版張），其一為“美國慶祝二百周年”，圖為美國國旗、維拉扎諾紐約灣海峽大橋及帆船等。美國紐約維拉扎諾橋，主跨1298米，1964年建成美國維拉扎諾橋，主跨1298.45米（370.33+1298.45+370.33），雙層橋面，橋?qū)?1.4米，加勁桁架高8米，塔高210米，1964年建成。維拉扎諾海峽橋的平而與立面n‘置圖一般說明維拉扎諾海峽橋的上部結構包括纜索及其錨定鋼結構,塔和懸吊橋面。圖1示出總平面與立面。在兩塔中心線之間的主跨為4260ft,兩個,邊跨各為1215ft。對于20ooft寬的航道,最小橋下凈空為216ft,而中心處最大凈空為228ft乙橋面結構向主跨中心以4腸升坡,在主跨中心處用一300時t的拋物線連接兩側(cè)的直線坡。纜索在中跨下垂385ft。四根小36in的纜索每根都是郵搜般每股428根小o.lg6in的平行鍍鋅鋼絲的絲股組成的。每索對中心距為gft,而兩索對中心線之間距為lo3ft。懸吊結構是用鋼絞線懸吊的,吊索間距沿每根主索為49ft6in。吊索成對布置,在主索上形成環(huán)形,并錨于橋面結構的橫向橋面框架上。主纜索從錨定鞍座上面經(jīng)過并在I00ft范圍內(nèi)同時以水平和豎直方向散開。每根鋼絲繩環(huán)套于一條眼桿鏈上,端的兩個蹄鐵上。鏈的下端連接在埋設于混凝土錨定墩尾塊的錨梁上。每條鏈有三排用焰割切成眼桿形狀的錳釩鋼桿。這些鏈埋入棍凝土95ft。參考3、潤揚長江公路大橋潤揚長江大橋位于江蘇省鎮(zhèn)江、揚州兩市西側(cè)，為中國第一大跨徑的組合型橋梁，其建設過程中攻克多項世界性技術難題。該橋全長為35.66公里,橋面平均寬31.5米（行車道寬30米）,全線采用雙向六車道高速公路標準設計。[1]

該橋是當時國內(nèi)工程規(guī)模最大、建設標準最高、投資最大、技術最復雜、技術含量最高的現(xiàn)代化特大型橋梁工程，是中國第一座剛?cè)嵯酀慕M合型橋梁。位于揚溧高速上的潤揚長江大橋連接京滬高速公路、寧滬高速公路、寧杭高速公路三條高速公路，并使這三條高速公路和312國道、同三國道主干線、上海至成都國道主干線互連互通，成為長江三角地區(qū)又一重要的路網(wǎng)樞紐。潤揚長江公路大橋景觀工程是一個世界級的大橋文化旅游景點,總投資4.8億元,其中主要部分在鎮(zhèn)江境內(nèi)。這個得天獨厚的優(yōu)勢與鎮(zhèn)江歷史文化名城的著名景觀相結合,使得鎮(zhèn)江旅游資源實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,給鎮(zhèn)江旅游業(yè)帶來大跨越的發(fā)展機遇。潤揚大橋不僅結束了揚州、鎮(zhèn)江兩座歷史文化名城隔江相望、舟楫以渡的歷史,也為提升我國的橋梁建設水平,加速從“橋梁大國”邁向“橋梁強國”做出了積極的貢獻。[1]

國家重點工程--潤揚長江公路大橋是江蘇省“四縱四橫四聯(lián)”公路主骨架和跨長江公\o"潤揚長江大橋"潤揚長江大橋(4張)

路通道規(guī)劃的重要組成部分，北聯(lián)黑龍江省同江至海南省三亞、北京至上海國道主干線（沂淮江高速公路），南接上海至成都國道主干線（滬蓉高速公路）。潤揚大橋的建成，對完善國家和省公路網(wǎng)絡結構、改善鎮(zhèn)江、揚州兩市的交通運輸條件，加強兩市經(jīng)濟文化聯(lián)系，促進沿江地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，加快實施以上海浦東為龍頭的長江三角洲經(jīng)濟帶的開發(fā)戰(zhàn)略具有重大意義。潤揚長江大橋即\o"鎮(zhèn)江"鎮(zhèn)江-揚州長江公路大橋。潤揚長江大橋于2000年10月20日開工建設，她橫跨江連島，北起\o"揚州"揚州，南接鎮(zhèn)江，全長35.66公里。主線采用雙向6車道高速公路標準，設計時速100公里，工程總投資約53億元，工期5年。于2005年10月1日建成通車。潤揚大橋連接\o"京滬"京滬、\o"寧滬"寧滬、\o"寧杭"寧杭三條高速公路，并使這三條高速公路和312國道、同三國道主干線、\o"上海"上海至\o"成都"成都國道主干線互連互通，成為長江三角地區(qū)又一重要的路網(wǎng)樞紐。該項目主要由南汊懸索橋和北汊斜拉橋組成，南汊橋主橋是鋼箱梁懸索橋，索塔高209.9m，兩根主纜直徑為0.868m，跨徑布置為470m＋1490m＋470m；北汊橋是主雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，跨徑布置為175.4m+406m+175.4m，倒Y型索塔高146.9m，鋼絞線斜拉索，鋼箱梁橋面寬。該橋主跨徑1385m比江陰長江大橋長105m。該項目主要由南汊懸索橋和北汊斜拉橋組成，南汊橋主橋是鋼箱梁懸索橋，索塔高209.9m，兩根主纜直徑為0.868m，跨徑布置為470m＋1490m＋470m；北汊橋是主雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，跨徑布置為175.4m+406m+175.4m，倒Y型索塔高146.9m，鋼絞線斜拉索，鋼箱梁橋面寬。該橋主跨徑1385m比\o"江陰長江大橋"江陰長江大橋長105m。大橋建設創(chuàng)造了多項國內(nèi)第一，綜合體現(xiàn)了目前我國公路橋梁建設的最高水平。潤揚長江大橋的國內(nèi)第一：大橋南汊懸索橋主跨1490米，為中國第一世界第三大跨徑懸索橋；懸索橋主塔高215。58米，為國內(nèi)第一高塔；懸索橋主纜長2600米，為國內(nèi)第一長纜；大橋鋼箱梁總重34000噸，為國內(nèi)第一重；鋼橋面鋪裝面積達71400平方米，為國內(nèi)第一大面積鋼橋面鋪裝；懸索橋錨碇錨體澆鑄混凝土近6萬立方米，為國內(nèi)第一大錨碇。三、確定方案根據(jù)以上三種，我們設計懸索橋如下：原理如下：上部結構包括：主梁、主纜、吊桿、主塔四部分。傳力路徑為：橋面重量、車輛荷載等豎向荷載通過吊桿傳至主纜承受，主纜承受拉力，而主纜錨固在梁端，將水平力傳遞給主梁。由于懸索橋水平力的大小與主纜的矢跨比有關，所以可以通過矢跨比的調(diào)整來調(diào)節(jié)主梁內(nèi)水平力的大小，一般來講，跨度較大時，可以適當增加其矢跨比，以減小主梁內(nèi)的壓力，跨度較小時，可以適當減小其矢跨比，使混凝土主梁內(nèi)的預壓力適當提高。由于主纜在塔頂錨固，為了盡量減少主塔承受的水平力，必須保證邊跨主纜內(nèi)的水平力與中跨主纜產(chǎn)生的水平力基本相等，這可以通過合理的跨徑比來調(diào)節(jié)，也可以通過改變主纜的線形來調(diào)節(jié)。另外，自錨式懸索橋中的恒載由主纜來承受，而活載還需要由主梁來承受，所以主梁必須有一定的抗彎剛度，主梁的形式以采用具有一定抗彎剛度的箱形斷面較為合適。懸索橋概論懸索橋，又名吊橋（suspensionbridge）指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸（或橋兩端）的纜索（或鋼鏈）作為上部結構主要承重構件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小荷載所引起的撓度變形。懸索橋中最大的力是懸索中的張力和塔架中的壓力。由于塔架基本上不受側(cè)向的力，它的結構可以做得相當纖細，此外懸索對塔架還有一定的穩(wěn)定作用。假如在計算時忽視懸索的重量的話，那么懸索形成一個拋物線。這樣計算懸索橋的過程就變得非常簡單了。老的懸索橋的懸索一般是鐵鏈或聯(lián)在一起的鐵棍。現(xiàn)代的懸索一般是多股的高強鋼絲。懸索橋的構造方式是19世紀初被發(fā)明的，許多橋梁使用這種結構方式?，F(xiàn)代懸索橋，是由索橋演變而來。適用范圍以大跨度及特大跨度公路橋為主，當今大跨度橋梁全采用此結構。是大跨徑橋梁的主要形式。懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構件的橋梁，由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強度高的鋼材（鋼絲、鋼纜等）制作。由于懸索橋可以充分利用材料的強度，并具有用料省、自重輕的特點，因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越能力最大，跨徑可以達到1000米以上。1998年建成的日本明石海峽橋的跨徑為1991米，是目前世界上跨徑最大的橋梁。懸索橋的主要缺點是剛度小，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動，需注意采取相應的措施。對于其它橋梁結構懸索橋可以使用比較少的物質(zhì)來跨越比較長的距離。懸索橋可以造得比較高，容許船在下面通過，在造橋時沒有必要在橋中心建立暫時的橋墩，因此懸索橋可以在比較深的或比較急的水流上建造。懸索橋比較靈活，因此它適合大風和地震區(qū)的需要，比較穩(wěn)定的橋在這些地區(qū)必須更加堅固和沉重。懸索橋的堅固性不強，在大風情況下交通必須暫時被中斷懸索橋不宜作為重型鐵路橋梁懸索橋的塔架對地面施加非常大的力，因此假如地面本身比較軟的話，塔架的地基必須非常大和相當昂貴。懸索橋的懸索銹蝕后不容易更換。懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，除蘇通大橋、香港昂船洲大橋這兩座斜拉橋以外，其它的跨徑超過1000m以上的都是懸索橋。如用自重輕、強度很大的碳纖維作主纜理論上其極限跨徑可超過8000m。懸索橋的歷史是古老的。早期熱帶原始人利用森林中的藤、竹、樹莖做成懸式橋以渡小溪，使用的懸索有豎直的，斜拉的，或者兩者混合的。婆羅洲、老撾、爪哇原始藤竹橋，都是早期懸索橋的雛形。不過具有文字記載的懸索橋雛形，最早的要屬中國，直到今天，仍在影響著世界吊橋形式的發(fā)展。遠在公元前三世紀，在中國四川境內(nèi)就修建了“笮”（竹索橋）。秦取西蜀，四川《鹽源縣志》記：“周赧王三十年（公元前285年）秦置蜀守，固取笮，笮始見于書。至李冰為守（公元前256—251年），造七橋”七橋之中有一笮橋，即竹索橋?？梢娭辽僭诠叭兰o，我國已經(jīng)記錄了竹索橋。早在公元前50年（即漢宣帝甘露4年）已經(jīng)在四川建成長達百米的鐵索橋。1665年，徐霞客有篇題為《鐵索橋記》的游記，曾被傳教士Martini翻譯到西方，該書詳細記載了1629年貴州境內(nèi)一座跨度約為122m的鐵索橋。1667年，法國傳教士Kircher從中國回去后，著有《中國奇跡覽勝》，書中記有見于公元65年的云南蘭津鐵索橋。該書曾譯成多種文字并多次再版。據(jù)科技史學家研究，只是在上述書出版之后，索橋才傳到西方?？梢?，中國古代的懸索橋是獨創(chuàng)發(fā)明并領先的。有名的四川大渡河上由9條鐵鏈組成的瀘定橋，是在1706年建成的。在云南亦較早就出現(xiàn)了懸索橋，據(jù)《徐霞客游記·滇游日記》記云南龍川東江藤橋云：“龍川東江之源，滔滔南逝。系藤為橋于上以渡……”近代中國的懸索橋發(fā)展，自1938年，湖南建成一座公路懸索橋，可運行10噸汽車，隨后又有一批公路懸索橋建成。新中國成立后，共建成70多座此類橋，但跨徑小，寬度窄，荷載標準低，發(fā)展大大滯后。90年代后，中國懸索橋掀開了新的歷史篇章。主跨452m的廣東汕頭海灣大橋被譽為中國第一座大跨度現(xiàn)代懸索橋，其主跨位居預應力混凝土加勁懸索橋世界第一；西陵長江大橋，主跨900m，是國內(nèi)自主設計的第一座全焊接鋼箱加勁梁懸索橋；江蘇江陰長江大橋，主跨為1385m的鋼箱加勁懸索橋，列為世界第五的大跨徑懸索橋；2005年竣工的江蘇潤揚長江公路大橋南汊大橋，主跨為1490m，為世界第三的大跨徑懸索橋；不久前竣工的舟山西堠門跨海大橋，主跨1650m，位居世界第二?？梢姡覈堰M入了世界先進行列。矮寨特大懸索橋，位于湖南湘西矮寨鎮(zhèn)境內(nèi)。矮寨懸索橋，距吉首市區(qū)約20公里，跨越矮寨鎮(zhèn)附近的山谷，德夯河流經(jīng)谷底，橋面設計標高與地面高差達330米左右。橋型方案為鋼桁加勁梁單跨懸索橋，全1073.65m，懸索橋的主跨為1176m。該橋跨越矮寨大峽谷，主跨居世界第三、亞洲第一。我國現(xiàn)代懸索橋的建造起于19世紀60年代，在西南山區(qū)建造了一些跨度在200米以內(nèi)的半加勁式單鏈和雙鏈式懸索橋，其中較著名的是1969年建成的重慶朝陽大橋；1984年建成的西藏達孜橋，跨度達到500米。90年代的交通建設高潮使我們終于迎來了建造現(xiàn)代大跨度懸索橋的新時期。跨度為452米的廣東汕頭海灣大橋采用混凝土加勁梁；廣東虎門大橋為跨度達888米的鋼箱梁懸索橋；主跨超過1200米的江陰長江大橋正在設計之中。3座懸索橋的同時建造將使我國的橋梁科學技術迅速趕上世界先進水平。建造方法假如塔架要建在水上的話，在塔架要站立的地方首先要使用沉箱來排擠軟的地層，來建立一個固定的地基。假如下面的巖石層非常深無法用沉箱達到的話那么要使用深鉆的方式達到巖石層或建立非常大的人造的混凝土地基。這個地基一直要延伸出水面。假如塔架要建在陸地上，它的地基必須非常深，在地基上用混凝土、巨石和鋼結構建立橋墩。有些橋的橋墩是橋面的一部分，在這種情況下橋墩的高度至少要達到橋面的高度。在塔架的頂部有一個被稱為鞍的光滑的結構。橋完成后這個鞍可能要被固定住。錨錠被固定在巖石中，沿著未來懸索的路徑纖起一根或一組暫時的繩或線。另一股繩被懸掛在第一股繩的上方，在這股繩上一個滑車可以運行。這個滑車可以從一端的錨碇運行到另一端的錨碇。每股懸索需要一個這樣的滑車，一股一般直徑小于1厘米的高強度鋼絲的一段被固定在一個錨碇中，另一端被固定在滑車上并被這樣牽引到另一端的錨碇，然后被固定在這個錨碇上，然后滑車回到它開始的錨碇上去牽引下一股高強度鋼絲或從它正所在的方向開始牽引下一股高強度鋼絲。鋼絲被牽引后要進行防銹處理，這樣多股高強度鋼絲被牽引，連接兩端的錨碇。一般這些鋼絲的橫截面是六角形的，它們被暫時地綁在一起，所有鋼絲被牽引后它們被一個高壓液壓機構和其它鋼絲擠壓到一起，這樣形成的懸索的橫截面是圓形的。在懸索上在等距離的位置上要加上索夾，事先計算好長度的懸掛索被架在索夾上。這些懸掛索的另一端將來要固定橋面，使用專門的起重機，橋面被一塊接著一塊地掛在懸掛索上。這個起重機可以自己掛在懸索上或掛在特別的臨時的索上。橋面可以從橋下的船上吊起或從橋的兩端運到它們應該放到的地方。當所有橋面被掛上后，通過調(diào)節(jié)懸索可以使橋面達到計劃的曲線。一般水面上的橋的橋面呈拱形，以便橋下船只通行。陸上的懸索橋的橋面一般是平的。橋面完成后可以進行其它細節(jié)工作，比如排水防水系統(tǒng)、伸縮縫、裝燈、欄桿、涂漆、鋪路等等。自錨式懸索橋一般索橋的主要承重構件主纜都錨固在錨碇上，在少數(shù)情況下，為滿足特殊的設計要求，也可將主纜直接錨固在加勁梁上，從而取消了龐大的錨碇，變成了自錨式懸索橋。過去建造的自錨式懸索橋加勁梁大多采用鋼結構，如1990年通車的日本此花大橋，韓國永宗懸索橋、美國舊金山——奧克蘭海灣新橋、愛沙尼亞穆胡島橋墩等。2002年7月在大連建成了世界上第一座鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋——金石灘金灣橋墩，為該類橋墩型的研究提供了寶貴的經(jīng)驗。此后在吉林、河北、遼寧又有4座鋼筋混凝土自錨式懸索橋正在設計和設計和建造中。自錨式懸索橋有以下的優(yōu)點：①不需要修建大體積的錨碇，所以特別適用于地質(zhì)條件很差的地區(qū)。②因受地形限制小，可結合地形靈活布置，既可做成雙塔三跨的懸索橋，也可做成單塔雙跨的懸索橋。③對于鋼筋混凝土材料的加勁梁，由于需要承受主纜傳遞的壓力，剛度會提高，節(jié)省了大量預應力構造及裝置，同時也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點。④采用混凝土材料可克服以往自錨式懸索橋用鋼量大、建造和后期維護費用高的缺點，能取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。⑤保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形，在中小跨徑橋梁中是很有競爭力的方案。⑥由于采用鋼筋混凝土材料造價較低，結構合理，橋梁外形美觀，所以不公局限于在地基很差、錨碇修建軍困難的地區(qū)采用。自錨式懸索橋也不可避免地有其自身的缺點：①由于主纜直接錨固在加勁梁上，梁承受了很大的軸向力，為此需加大梁的截面，對于鋼結構的加勁梁則造價明顯增加，對于混凝土材料的加勁梁則增加了主梁自重，從而使主纜鋼材用量增加，所以采用了這兩種材料跨徑都會受到限制。②施工步驟受到了限制，必須在加勁梁、橋塔做好之后再吊裝主纜、安裝吊索，因此需要搭建大量臨時支架以安裝加勁梁。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費用就會增多。③錨固區(qū)局部受力復雜。④相對地錨式懸索橋而言，由于主纜非線性的影響，使得吊桿張拉時的施工控制更加復雜。歷史回顧19世紀后半葉，奧地利工程師約瑟夫·朗金和美國工程師查理斯。本德分別獨立地構思出自錨式懸索橋的造型。本德在1867年申請了專利，朗金則在1870年在波蘭建造了一座小型的鐵路自錨式懸索橋。到20世紀，自錨式懸索橋已經(jīng)在德國興起。1915年，德國設計師在科隆的萊茵河上建造了第一座大型自錨式懸索橋——科隆-迪茲橋，當時主要是因為地質(zhì)條件的限制而使工程師們選擇了這種橋型，該橋主跨185m，用木腳手架支撐鋼梁直到主纜就位。此后，美國賓夕尼亞州的匹茲堡跨越阿勒格尼河的3座橋和在日本東京修建的清洲橋都受科隆-迪茲橋的影響。雖然科隆-迪茲橋1945年被毀，但原橋臺上的鋼箱梁仍保存至今。匹茲堡的3座懸索橋比科隆-迪茲橋的跨徑要小，但施工技術比科隆-迪茲橋有了很大的進步?？坡?迪茲橋建成后的25年內(nèi)在德國萊茵河上又修建了4座懸索橋，其中最著名的是1929年建成的科隆-米爾海姆橋，該橋主跨315m，雖然該橋在1945年被毀，但它至仍然保持著自錨式懸索橋的跨徑記錄。在20世紀30年代，工程師們認為自錨式懸索橋加勁梁的軸力將使該種橋梁的受力性能接近于彈性理論，所以這段時間美國德國修建了許多座自錨式懸索橋。受力分析自錨式懸索橋的上部結構包括：主梁、主纜、吊桿、主塔四部分。傳力路徑為：橋面重量、車輛荷載等豎向荷載通過吊桿傳至主纜承受，主纜承受拉力，而主纜錨固在梁端，將水平力傳遞給主梁。由于懸索橋水平力的大小與主纜的矢跨比有關，所以可以通過矢跨比的調(diào)整來調(diào)節(jié)主梁內(nèi)水平力的大小，一般來講，跨度較大時，可以適當增加其矢跨比，以減小主梁內(nèi)的壓力，跨度較小時，可以適當減小其矢跨比，使混凝土主梁內(nèi)的預壓力適當提高。由于主纜在塔頂錨固，為了盡量減少主塔承受的水平力，必須保證邊跨主纜內(nèi)的水平力與中跨主纜產(chǎn)生的水平力基本相等，這可以通過合理的跨徑比來調(diào)節(jié)，也可以通過改變主纜的線形來調(diào)節(jié)。另外，自錨式懸索橋中的恒載由主纜來承受，而活載還需要由主梁來承受，所以主梁必須有一定的抗彎剛度，主梁的形式以采用具有一定抗彎剛度的箱形斷面較為合適。2、結構特點采用自錨式結構體系，和地錨式相比可以不考慮地質(zhì)條件的影響，而且由于免去了巨大的錨錠，降低了工程造價。采用自錨，將主纜錨固于加勁梁之上，相比同等跨徑的其他橋型，更有其特有的曲線線形，外觀優(yōu)雅，而且現(xiàn)代橋梁除了滿足自身的結構要求外，也越來越注重景觀設計，其發(fā)展前途很大。自錨式懸索橋采用混凝土加勁梁，雖然增加了體系的自重，但也增加了體系的剛度，在一定的跨度允許范圍內(nèi)，使橋梁的安全性指標、適用性指標、經(jīng)濟性指標、美觀性指標得到了完美的統(tǒng)一。對結構受力而言，由于采用了自錨體系，將索錨固于主梁上，利用主梁來抵抗水平軸力，對于混凝土這種抗壓性能好的材料來說無疑是相當于提供了。免費的。預應力。因此采用的是普通鋼筋混凝土結構，節(jié)省了大量的預應力器具，而且又由于混凝土材料相對于鋼材料的經(jīng)濟性，工程造價大大減少。但是由于混凝土的抗拉、彎的性能較差，所以對其進行受力分析時應綜合考慮這個特點。由于自錨式懸索橋的主纜拉力是傳遞給橋梁本身，而不是錨錠體，主纜拉力的水平分力在橋梁的上部結構中產(chǎn)生壓力，如果兩端不受約束的話，其垂直分力將使橋梁的兩端產(chǎn)生上拔力。例如金石灘懸索橋橋采用了兩種辦法來抵抗這種上拔力：一是在錨塊處設置拉壓支座；二是在主橋和引橋的交接處設置牛腿，從而將引橋的重量壓在主梁上。由于主梁采用混凝土材料，設計和計算時必須計入混凝土的收縮）徐變等因素的影響，這就使得混凝土自錨式懸索橋的設計較鋼橋更為復雜。施工工藝1、主塔施工懸索橋一般主塔較高，塔身大多采用翻模法分段澆筑，在主塔連結板的部位要注意預留鋼筋及模板支撐預埋件。對于索鞍孔道頂部的混凝土要在主纜架設完成后澆筑，以方便索鞍及纜索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度監(jiān)控，每段混凝土施工完畢后，在第二天早晨8：00至9：00間溫度相對穩(wěn)定時，利用全站儀對塔身垂直度進行監(jiān)控，以便調(diào)整塔身混凝土施工，應避免在溫度變化劇烈時段進行測試，同時隨時觀測混凝土質(zhì)量，及時對混凝土配比進行調(diào)整。2、鞍部施工檢查鋼板頂面標高，符合設計要求后清理表面和四周的銷孔，吊裝就位，對齊銷孔使底座與鋼板銷接。在底座表面進行涂油處理，安裝索鞍主體。索鞍由索座、底板、索蓋部分組成，索鞍整體吊裝和就位困難；可用吊車或卷揚設備分塊吊運組裝。索鞍安裝誤差控制在橫向軸線誤差最大值3mm標高誤差最大值3mm.吊裝入座后，穿入銷釘定位，要求鞍體底面與底座密貼，四周縫隙用黃油填實。3、主梁澆筑主梁混凝土的澆筑同普通橋一樣，首先梁體標高的控制必須準確，要通過精確的計算預留支架的沉降變形；其次，梁體預埋件的預埋要求有較高的精度，特別是拉桿的預留孔道要有準確的位置及良好的垂直度，以保證在正常的張拉過程中拉桿始終位于孔道的正中心。主梁澆筑順序應從兩端對稱向中間施工，防止偏載產(chǎn)生的支架偏移，施工時以水準儀觀測支架沉降值，并詳細記錄。待成型后立即復測梁體線型，將實際線型與設計線型進行比較，及時反饋信息，以調(diào)整下一步施工。4、索部施工（1）主纜架設根據(jù)結構特點，主纜架設可以采取在便橋或已澆筑橋面外側(cè)直接展開，用卷揚機配合長臂汽車吊從主梁的側(cè)面起吊安裝就位。纜索的支撐：為避免形成絞，將成圈索放在可以旋轉(zhuǎn)的支架上。在橋面每4-5m，設置索托輥（或敷設草包等柔性材料。），以保證索縱向移動時不會與橋面直接摩擦造成索護套損壞。因錨端重量較大，在牽引過程中采用小車承載索錨端。纜索的牽引：牽引采用卷揚機，為避免牽鋼絲繩過長，索的縱向移動可分段進行，索的移動分三段，分別在二橋塔和索終點共設三臺卷揚機。纜索的起吊：在塔的兩側(cè)設置導向滑車，卷揚機固定在引橋橋面上主橋索塔附近，卷揚機配合放索器將索在橋面上展開。主要用吊車起吊，提升時避免索與橋塔側(cè)面相摩擦。當索提升到塔尖時將索吊入索鞍。在主索安裝時，在橋側(cè)配置了3臺吊機，即錨固區(qū)提升吊機、主索塔頂就位吊機和提升倒鏈。當拉索錨固端牽引到位時，用錨固區(qū)提升吊機安裝主索錨具，并一次錨固到設計位置，吊機起重力在5t以上；主索塔頂就位吊機是在兩座塔的二側(cè)安置提升高度大于25m時起重力大于45t的汽車吊，用于將主索直接吊上塔頂索鞍就位，在吊裝過程中為避免索的損傷，索上吊點采用專用索夾保護；主索在提升到塔頂時，由于主跨的索段比較長，為確保吊機穩(wěn)定，可在適當?shù)臅r候用塔上提升倒鏈協(xié)助吊裝。（2）主纜調(diào)整在制作過程中要在纜上進行準確標記。標記點包括錨固點、索夾、索鞍及跨中位置等。安裝前按設計要求核對各項控制值，經(jīng)設計單位同意后進行調(diào)整，按照調(diào)整后的控制值進行安裝，調(diào)整一般在夜間溫度比較穩(wěn)定的時間進行。調(diào)整工作包括測定跨長、索鞍標高、索鞍預偏量、主索垂直度標高、索鞍位移量以及外界溫度，然后計算出各控制點標高。主纜的調(diào)整采用75t千斤頂在錨固區(qū)張拉。先調(diào)整主跨跨中纜的垂直標高，完成索鞍處固定。調(diào)整時應參照主纜上的標記以保證索的調(diào)整范圍。主跨調(diào)整完畢后，邊跨根據(jù)設計提供的索力將主纜張拉到位。（3）索夾安裝為避免索夾的扭轉(zhuǎn)，索夾在主索安裝完成后進行。首先復核工廠所標示的索夾安裝位置，確認后將該處的PE護套剝除。索夾安裝采用工作籃作為工作平臺，將工作籃安裝在主纜上（或同普通懸索橋一樣搭設貓道），承載安裝人員在其上進行操作。索夾起吊采用汽吊，索夾安裝的關鍵是螺栓的堅固，要分二次進行）索夾安裝就位時用扳手預緊，然后用扭力扳手第一次堅固，吊桿索力加載完畢后用扭力扳手第二次緊固。索夾安裝順序是中跨從跨中向塔頂進行，邊跨從錨固點附近向塔頂進行。（4）吊桿安裝及加載吊桿在索夾安裝完成后立即安裝。小型吊桿采用人工安裝，大型吊桿采用吊車配合安裝。由于自錨式懸索橋在荷載的作用下呈現(xiàn)出明顯的幾何非線性，因此吊桿的加載是一個復雜的過程。主纜相對于主梁而言剛度很小。如果吊桿一次直接錨固到位，無論是張拉設備的行程或者張拉力都很難控制而全橋吊桿同時張拉調(diào)整在經(jīng)濟上是不可行的。為了解決這個問題，就必須根據(jù)主梁和主纜的剛度、自重采用計算機模擬的辦法，得出最佳加載程序。并在施工過程中，通過觀測，對張拉力加以修正。吊索張拉自塔柱和錨頭處開始使用8臺千斤頂對稱張拉。吊索底端冷鑄錨具，其錨杯鑄有內(nèi)外螺紋，內(nèi)螺紋用于連接張拉時的連接桿以便千斤頂作用，外螺紋用螺母連接后將吊桿固定于錨墊板上。由于主纜在自重狀態(tài)標高較高，導致吊桿在加載之前下錨頭處于主梁梁體之內(nèi)，因此在張拉時需配備臨時工作撐腳和連接桿。第一次張拉施加1/4的設計力將每一根吊桿臨時鎖定！第二次順序與第一次相同，按設計力張拉完，然后檢測每一根吊桿的實際荷載，最后根據(jù)設計力具體對每一根吊桿進行微調(diào)。在吊索的張拉過程中，塔頂與鞍座一起發(fā)生位移！塔根承受彎矩！這樣有可能產(chǎn)生塔根應力超限的危險，為了不讓塔根應力超限！張拉一定程度后，根據(jù)實際觀測及計算分析！進行索鞍頂推，使塔頂回到原來無水平位移時的狀態(tài)，如此反復后！將每根吊索的張拉力調(diào)整至設計值。施工過程的控制對于自錨式混凝土懸索橋每一道工序的施工均非常重要，尤其在索部施工過程中每一階段每一根吊索的索力都要及時準確的反饋。吊索張拉時千斤頂?shù)挠捅碜x數(shù)是一個直觀反映，另外利用智能信號采集處理分析儀通過對吊索的振動測出其所受的拉力，兩種方法互相檢驗，確保張拉時每一根吊索的索力與設計相吻合。科技作品的材料準備這次制作的科技作品——懸索橋這次科技作品需要的材料有紙板、膠水、一次性筷子、小刀、膠帶、細線等橋面和橋塔全采用硬紙板用一次性筷子進行加強橋面的剛度用膠水進行粘結固定制作過程橋面制作用膠水將一次性筷子固定在橋面的下方，增強橋面的剛度，橋面設計長度為46cm，寬度設計為18度設計為4cm塔架制作塔架高為40cm，寬度為24cm，由于紙板的強度太低，則采用一次性筷子進行強度加固

3、纜索、吊桿、橋面的連接用細線充作吊桿和纜索，將細線穿過橋面與纜索相連

總結首先了解船懸索橋的各部位結構，其次，懸索橋的結構特點和船體制圖的一般規(guī)定了解各種船體圖樣的組成、表達內(nèi)容、表達方法和特點，及詳細介紹了識讀和繪制懸索橋圖樣的方法和步驟。通過實訓，進一步掌握懸索橋結構和制圖，增強動手操作能力。實訓中體現(xiàn)團隊合作精神和對工作嚴謹、一絲不茍通過這門課的學習，培養(yǎng)了自己的自學，達到舉一反三，融會貫通。在今后的學習生活中，不管遇到什么困難，我們都可以克服它。學習這門課，讓我們真正領略到”“失敗是成功之母”

，磨練了我們的毅力。制作模型，經(jīng)常需要我們反復嘗試，理解每一條線代表什么，才能想出它的總體形狀。尤其是在學習時，更需要我們反復探索，挖掘它的功能，一步一步摸索，一次