突破常規的橋樑設計——無背索斜拉橋
無背索斜拉橋是對常規斜拉橋造型的突破,無背索後傾的塔身形狀表現出對相對纖細的橋面強大穩固支撐的力量感,給人醒目深刻的感受。
常規的斜拉橋在橋塔兩側均有斜拉索,恆載作用下塔兩側斜拉索水平力可保持平衡,主塔僅在活載及附加荷載作用下承受一定的水平力及彎矩。
而與常規斜拉橋不同,無背索斜拉橋橋塔僅有單側索,橋塔的受力表現為在斜拉索索力及自身重力作用下的懸臂樑。
為了確保主塔處於良好的受力狀態,無背索斜拉橋的塔身一般都設計成傾斜的,依靠塔身的自重力矩來平衡斜拉索的傾覆力矩,因此組成了梁塔結構的平衡體系。
無背索斜拉橋,是景觀橋樑中的一種形式,最著名的一座是Alamillo橋,由西班牙的建築師與工程師Calatrava為1992年世博會建的景觀橋,跨度200m,當時橋樑使人為之一振,Calatrava本人也被IABSE(國際橋協)評為傑出青年工程師。
Alamillo橋(阿拉米羅大橋)
阿拉米羅大橋位於西班牙塞維利亞。1992年世界博覽會為塞維利亞政府提供了改善城市基礎設施和發展安達盧西亞周邊地區的機會。橋樑設計者為卡拉特拉瓦,他證明了讓基礎設施發揮文化元素的功能,即將橋樑變為藝術是有可能的。整個橋的結構非常獨特,它沒有一個橋墩,全長200米的橋身全由一個142米高、傾斜約58度的斜拉梁所承載,這個梁用13對鋼鏈拉住橋身。整座大橋猶如一把豎琴,典雅美觀,散發著高雅的神韻。
此後,捷克工程師Milan Komínek1995~1998年設計建造了跨Eble河的Mariansky橋,跨度123.5+55.5m。這兩座橋都是無背索斜拉橋,但是受力機理卻不同,因此外形也有比較明顯的差異。
Mariansky橋
Mariansky橋是一座頗具特色的橋樑,其塔形非常精巧。兩片分離的塔柱向頂端逐漸靠攏,配合塔身縱向長度的變化,猶如一雙將合未合的手掌。該橋被國際工程協會在2003年評為世界十大傑出建築(包括橋樑工程和房屋建築各5座)之一,它是其中5座橋樑中跨徑最小的,這也充分體現無背索斜拉橋突出的造型能力。
我國很多地方模仿了這種橋型,最典型的是2004年建成的長沙洪山大橋,跨度206米,幾乎與alamillo一樣,2005年建成長春市伊通河輕軌斜拉橋,跨徑130+44.2+31m,與Mariansky橋類似。
長沙洪山大橋
長沙洪山大橋主橋結構形式為無背索斜塔斜拉橋,橋寬32米,雙向6車道,主跨206米,跨下沒有一個橋墩,塔身與橋面完全靠13對豎琴式平行鋼絲斜拉。該橋在同類型橋樑中跨度世界第一、國內首創。全橋鋼箱梁外表面採用電弧噴塗技術進行長效防腐塗裝。整座橋樑如同一架無比巨大的豎琴塑立在瀏陽河上,美麗絕倫。
長春輕軌伊通河斜拉橋
長春輕軌伊通河斜拉橋與Mariansky橋類似。這是這一橋型第一次用於軌道交通,是國內第一座路徑最大的獨塔無背索輕軌斜拉橋,達到國內領先水平
世界主跨100m以上無背索斜拉橋不完全統計表
下面我們繼續欣賞國內外其他無背索斜拉橋:
太陽橋
太陽橋是國內設計最為獨特的橋樑之一,它位於太陽島靠松花江處的河口,整體形狀是單個斜臂橋塔,斜拉索全集中在橋塔的鈍角一側。太陽橋全長460米,寬15.5米,主塔高93.5米,懸索30根,是亞洲第一座鋼結構獨塔無背雙索麵斜拉橋。整個造型似天鵝翱翔在天宇之間,給人帶來無限的遐想。
白鷺大橋
白鷺大橋是景德鎮市區橫跨昌江的第四座橋樑。也是景德鎮千年慶典的標誌性建築之一,還是中國三座同規模無背索斜拉橋之一。
白鷺大橋為獨斜塔無背索斜拉橋,採用目前世界上先進的設計施工技術。展翅翱翔「白鷺」飛架嶙嶙碧波之上,「橫橋遠亘如游龍,明珠影落長河中」的豪邁英姿,充分體現了「奇巧固護,甲於天下」的絕妙景觀和人文特色。
蘇州石湖大橋
蘇州石湖大橋為門式獨斜塔無背索斜拉橋,跨徑100+35m,橋寬37m。主梁採用全伸臂吊裝法施工,主塔箱內隨主梁施工分期填充混凝土,以平衡主梁體重量,為該橋施工的一大特色。由中鐵大橋局承建。
埃拉斯穆斯大橋
埃拉斯穆斯大橋又可稱作「天鵝橋」,因為它橫跨水面的姿態十分優雅。它連接著鹿特丹城市的北部和南部的Kop van Zuid,以美妙的姿態跨越了2,600英尺的距離。鋼索懸掛在塔門上,彎曲著抵抗拉力,支持著橋身。
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