东京湾临海大桥于2012年通车。大型船舶和飞机穿梭往来,为这座大桥的设计提出了严格的要求。为了更坚实地支撑桥梁,这座大桥采用了新型桁架结构设计。
为支撑桥体自重,大型桥梁一般考虑采用“悬索式”或“桁架式”结构。所谓桁架,是指将材料按三角形进行组合从而承重的结构。
作为普通公路桥,于2012年2月通车的东京湾临海大桥就属于桁架式桥梁,该大桥架设在东京湾填海造地形成的“中央防波堤”南部。之所以采用桁架结构,有两个原因:一是为保证大型船舶通过,部分桥墩应保持较大间距,箱梁应保持一定高度;二是为确保不妨碍羽田机场飞机起降,大桥整体高度不应过高。因此,桥墩高度也受到了限制,所以像濑户大桥那样桥墩高耸,靠斜拉钢缆吊起大桥的设计方案并不适合东京湾临海大桥。
图:临海大桥
此外,东京港地基松软,桥体自重越轻越好。东京湾临海大桥的箱梁使用的是比混凝土还要轻的金属制造。桁架通过焊接方式连接,不用螺栓,桥板和路面一体化施工,种种设计及施工方式将桥体总重减轻了约10%。
另外,利用部分桁架安置在路面下方的所谓“上承式”方式,缩小了混凝土主桥墩的体积,同时保证了大桥的稳定性和轻质性。
为抵抗大地震,大桥还采用了先进技术,在主桥墩和桁架之间,配备了用两类特殊橡胶制成的抗震装置,增强了桥体的抗震性能。桥体各处都安装了传感器,随时监测桥体受力情况。对于桥体内部可能出现小裂缝的位置,这些装置都在随时监测它们的安全性。
(本文发表于《科学世界》2012年第5期)
请 登录 发表评论