像“過山車跑道”一樣的大橋

像“過山車跑道”一樣的大橋你能想象出來嗎?

你別説,還真有這麼一座大橋,神似“過山車跑道”。

那這是哪座橋呢?

它就是位於我國四川的幹海子特大橋

像“過山車跑道”一樣的大橋

從遠處看幹海子特大橋

幹海子特大橋位於海拔2400米的四川省雅安市的雅西高速公路上,依山而建,該大橋全長1811米,橋寬24.5米,共36跨,從外觀上看它呈螺旋形,就像“過山車跑道”一樣,是世界上最長的鋼管桁架樑公路橋。

像“過山車跑道”一樣的大橋

幹海子特大橋

幹海子特大橋的造型如此的“科技感”,其實是有原因的。

首先,讓我們看看大橋所在的位置——雅安。一説到雅安,大家肯定會想到2013年4月20日發生的雅安7.0級地震,這次大地震使雅安、成都、樂山、眉山、甘孜等多個市州受災,受災面積達18682平方千米,受災人口218.4萬人,遇難196人,失蹤2人,受傷14785人,房屋大量倒塌,學校、醫院等公共設施和供水、供氣等市政設施不同程度受損,交通受阻,通訊中斷,山體滑坡、崩塌、泥石流等次生地質災害嚴重,人民羣眾生命財產遭受嚴重損失。

像“過山車跑道”一樣的大橋

四川位處地中海-喜馬拉雅地震帶,這裏地震災害頻發,而且震源深度往往很淺,這意味着即使是一個不大的地震往往也能產生較高的地震烈度,進而造成極大的破壞。

在如此“不安穩”的地方修建一座大橋,抗震的問題是不得不考慮的。

一個結構要想抗震,那它的自重較輕的情況下,抗震性能就會更好。因此,幹海子特大橋的橋墩採用的不是一般大橋通用的混凝土橋墩,而是用的這種外觀類似於過山車支架的空管鋼架橋墩

像“過山車跑道”一樣的大橋

輕盈的鋼架橋墩

看完上面這幅圖,你可能要問了:這樣的橋墩結實嗎?

答案是——相當的結實。

這些看似纖細的鋼架雖然從外觀上好像不夠敦實,但是你不要小看它,實際上這種結構是非常牢固的。為了克服單一的長鋼管容易發生屈曲的問題,工程師們在鋼管之間連接了密集的斜杆及橫撐,使整個橋墩的結構融為一體,這樣一波操作下來,不僅讓其更加堅固,而且抗震。

像“過山車跑道”一樣的大橋

對於超過60米的超長橋墩,工程師們還在其中設置了腹板,橫向增設K型支撐,使橋墩從根本上克服了屈曲的問題,這樣纖細的橋墩,算下來承載力不比敦實的混凝土橋墩差。

像“過山車跑道”一樣的大橋

橫向增設的K型支撐

鋼架的好處不僅僅是上面説的這些,鋼架還有着混凝土不具備的一項重要性能,那就是延性。如果真的遭遇了過強的地震,大橋無法抵抗就會發生屈服,那麼此時鋼架橋也不會發生垮塌,而是會產生有限的變形來吸收地震能量,為人員留出寶貴的逃生時間。對於那些較高的橋墩,工程還使用了“鋼管混凝土柱肢”和“混凝土腹板”形成組合橋墩,這是工程中此類橋墩的首次應用。

其中,鋼管混凝土是一種非常優秀的結構。它在鋼管中填充混凝土,利用堅韌的鋼管承受彎曲應力,並對中間的混凝土進行圍束,獲得了鋼管“加持”的混凝土抗壓能力變得非常強勁,只需要很小的截面積,就可以獲得與很粗的混凝土柱相同的承載力。

像“過山車跑道”一樣的大橋

鋼管混凝土

在以鋼材為主的輕型結構保障下,大橋達到了9度的抗震設防烈度,這是建築抗震烈度的較高等級,結構形式的優化還將原設計的51跨簡化為了36跨,不僅節約了成本,而且進一步減輕了自重,提高了抗震性能。

像“過山車跑道”一樣的大橋

幹海子特大橋的建成,飽含了中國建設者們的匠心精神。這是中國最壯觀的橋之一,也是當今世界無法被超越的工程奇蹟!

本文圖片源於網絡

參考文獻

1.歐智菁,王金澤,林建茂等.《格構式高墩連續梁橋設計參數抗震適用性研究》

2.歐智菁,林建茂,林上順等.《鋼管混凝土格構式高墩連續梁橋抗震設計》

3.高偉強.《幹海子特大矯支座安裝施工技術》

4.李治強.《鋼管格構墩高拋自密實混凝土技術研究》

5.須臾千秋. 網易《了不起的中國製造》

來源:震知卓見(ID:dizhen_sd)

【來源:四川省地震局】

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