桥梁模型制作实训总结报告.docx

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桥梁模型制作实训总结报告

一、科技作品制作前参考

Ø参考1、明石海峡大桥

Ø参考2、维拉扎诺桥

Ø参考3、润扬长江公路大桥

二、确定方案

三、悬索桥概论

四、科技作品材料准备

五、制作过程

Ø桥面制作

Ø塔架制作

Ø缆索、吊杆、桥面连接

六、总结

一、科技作品制作前参考

参考1、明石海峡大桥

在1998年4月5日，世界上现在最长吊桥——日本名石海峡大桥 正式通车。

大桥坐落在日本神户市和淡路岛之间（东经135度01分，北纬34度36分），全长3911米，主桥墩跨度1991米。

两座主桥墩海拔297米，基础直径80米，水中部分高60米。

两条主钢缆每条约4000米，直径1.12米，由290根细钢缆组成，重约5万吨。

大桥于1988年5月动工。

1998年3月完工。

明石海峡大桥首次采取1800MPa级超高强钢丝，使主缆直径缩小并简化了连接结构，首创悬索桥主缆，这也是第一座用顶推法施工跨谷悬索桥，由法国埃菲尔集团企业承建。

日本明石海峡大桥发明了本世纪世界建桥史新纪录。

大桥按能够承受里氏8.5级强烈地震和抗150年一遇80m/s暴风设计。

1995年1月17日，日本坂神发生里氏7.2级大地震（震中距桥址才4公里），大桥周围神户市内5000人丧生，10万幢房屋夷为平地，但该桥经受住了大自然无情考验，只是南岸岸墩和锚锭装置发生了轻微位移，使桥长度增加了0.8m。

除地震以外，还必需确保大桥在台风季节能够经受住时速超出200公里狂风攻击。

为此对桥梁进行了1%模型风洞试验，在桥塔上安装了20个质量阻尼装置。

1988一1998年间，在日本大鸣门桥以北，建造了一座跨明石海峡大型悬索桥。

该桥在本州和四国之间神户―鸣门线上，神户市西南。

明石海峡大桥是世界上第一座主跨超出1英里（为1609m）及1海里（合1852m）桥梁。

两边跨也很大，每跨达960m，是现在世界上最长边跨。

钢桥塔高为297m，是世界上最高桥塔。

用钢桁式加劲梁，横截面尺寸为35.5m×14.0m。

其梁高比其它任何一座悬索桥全部高。

明石海峡大桥本桥桥面设有6车道，通航净空高为65m。

原来曾计划在下层桥面上修建铁路，但并未采纳。

因铁路荷载要求有4条主缆，而公路交通只要2条主缆就足够了。

该桥2根主缆直径为1122mm，为世界上直径最大主缆；主缆钢丝极限强度为1800MPa，也是世界统计。

主缆由预制平行钢丝束组成，这项工艺也适适用于一样规模悬索桥。

牵引钢丝由直升飞机牵引跨越明石海峡，这是世界上首次应用新工艺。

1995年1月，日本神户地域发生里氏7．2级地震。

造成5000多人死亡。

震中在明石海峡大桥南端，距神户几公里。

明石海峡大桥经历了一次严竣抗震检验，因为桥址处震级也靠近里氏8级，当初在距该桥50km远桥梁和建筑全部已经坍毁。

地震发生时，该桥刚刚完成桥塔和主缆施工工作，开始架设加劲梁。

日本明石海峡大桥，世界上最大跨度桥梁，包含多项世界纪录。

依据初步研究，明石海峡大桥设计荷载可承受里氏8．5级地震，该桥在阪神地震中仅有微小损坏，因为地面运动。

两塔基础之间距离增加了80cm，桥塔顶倾斜了10cm，使主跨增加了近80cm，从而靠近于1991m，主缆垂度所以降低了130cm。

参考2、维拉扎诺桥

维拉扎诺纽约湾海峡桥是二十世纪60年代最著名悬索桥，在美国纽约港入口处，1964年建成。

该桥主跨长1298米，超出保持长久统计金门大桥，在1981年英国恒比尔桥完工之前一直居悬索桥首位。

这座桥采取钢桥塔，高210米，设有4根主缆。

双层桥面，共12条车道，通航净空69米。

以发觉纽约湾意大利航海家乔瓦尼-维拉扎诺名字命名。

1999年11月15日马绍尔群岛邮政发行《20世纪事件（1970-1979）》邮票一套15枚（版张），其一为“美国庆贺二百周年”，图为美国国旗、维拉扎诺纽约湾海峡大桥及帆船等。

美国纽约维拉扎诺桥，主跨1298米，1964年建成美国维拉扎诺桥，主跨1298.45米（370.33+1298.45+370.33），双层桥面，桥宽31.4米，加劲桁架高8米，塔高210米，1964年建成。

维拉扎诺海峡桥平而和立面n‘置图通常说明维拉扎诺海峡桥上部结构包含缆索及其锚定钢结构,塔和悬吊桥面。

图1示出总平面和立面。

在两塔中心线之间主跨为4260ft,两个,边跨各为1215ft。

对于20ooft宽航道,最小桥下净空为216ft,而中心处最大净空为228ft乙桥面结构向主跨中心以4肠升坡,在主跨中心处用一300时t抛物线连接两侧直线坡。

缆索在中跨下垂385ft。

四根小36in缆索每根全部是邮搜般每股428根小o.lg6in平行镀锌钢丝丝股组成。

每索对中心距为gft,而两索对中心线之间距为lo3ft。

悬吊结构是用钢绞线悬吊,吊索间距沿每根主索为49ft6in。

吊索成对部署,在主索上形成环形,并锚于桥面结构横向桥面框架上。

主缆索从锚定鞍座上面经过并在I00ft范围内同时以水平和竖直方向散开。

每根钢丝绳环套于一条眼杆链上,端两个蹄铁上。

链下端连接在埋设于混凝土锚定墩尾块锚梁上。

每条链有三排用焰割切成眼杆形状锰钒钢杆。

这些链埋入棍凝土95ft。

参考3、润扬长江公路大桥

润扬长江大桥在江苏省镇江、扬州两市西侧，为中国第一大跨径组合型桥梁，其建设过程中攻克多项世界性技术难题。

该桥全长为35.66公里,桥面平均宽31.5米（行车道宽30米）,全线采取双向六车道高速公路标准设计。

[1] 

该桥是当初中国工程规模最大、建设标准最高、投资最大、技术最复杂、技术含量最高现代化特大型桥梁工程，是中国第一座刚柔相济组合型桥梁。

在扬溧高速上润扬长江大桥连接京沪高速公路、宁沪高速公路、宁杭高速公路三条高速公路，并使这三条高速公路和312国道、同三国道主干线、上海至成全部国道主干线互连互通，成为长江三角地域又一关键路网枢纽。

润扬长江公路大桥景观工程是一个世界级大桥文化旅游景点,总投资4.8亿元,其中关键部分在镇江境内。

这个得天独厚优势和镇江历史文化名城著名景观相结合,使得镇江旅游资源实现了质飞跃,给镇江旅游业带来大跨越发展机遇。

润扬大桥不仅结束了扬州、镇江两座历史文化名城隔江相望、舟楫以渡历史,也为提升中国桥梁建设水平,加速从“桥梁大国”迈向“桥梁强国”做出了主动贡献。

[1] 

国家关键工程--润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”公路主骨架和跨长江公

润扬长江大桥（4张）

 路通道计划关键组成部分，北联黑龙江省同江至海南省三亚、北京至上海国道主干线（沂淮江高速公路），南接上海至成全部国道主干线（沪蓉高速公路）。

润扬大桥建成，对完善国家和省公路网络结构、改善镇江、扬州两市交通运输条件，加强两市经济文化联络，促进沿江地域经济发展，加紧实施以上海浦东为龙头长江三角洲经济带开发战略含有重大意义。

润扬长江大桥即镇江-扬州长江公路大桥。

润扬长江大桥于10月20日开工建设，她横跨江连岛，北起扬州，南接镇江，全长35.66公里。

根本采取双向6车道高速公路标准，设计时速100公里，工程总投资约53亿元，工期5年。

于10月1日建成通车。

润扬大桥连接京沪、宁沪、宁杭三条高速公路，并使这三条高速公路和312国道、同三国道主干线、上海至成全部国道主干线互连互通，成为长江三角地域又一关键路网枢纽。

该项目关键由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成，南汊桥主桥是钢箱梁悬索桥，索塔高209.9m，两根主缆直径为0.868m，跨径部署为470m＋1490m＋470m；北汊桥是主双塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径部署为175.4m+406m+175.4m，倒Y型索塔高146.9m，钢绞线斜拉索，钢箱梁桥面宽。

该桥主跨径1385m比江阴长江大桥长105m。

该项目关键由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成，南汊桥主桥是钢箱梁悬索桥，索塔高209.9m，两根主缆直径为0.868m，跨径部署为470m＋1490m＋470m；北汊桥是主双塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径部署为175.4m+406m+175.4m，倒Y型索塔高146.9m，钢绞线斜拉索，钢箱梁桥面宽。

该桥主跨径1385m比江阴长江大桥长105m。

大桥建设发明了多项中国第一，综合表现了现在中国公路桥梁建设最高水平。

润扬长江大桥中国第一：

大桥南汊悬索桥主跨1490米，为中国第一世界第三大跨径悬索桥；悬索桥主塔高215。

58米，为中国第一高塔；悬索桥主缆长2600米，为中国第一长缆；大桥钢箱梁总重34000吨，为中国第一重；钢桥面铺装面积达71400平方米，为中国第一大面积钢桥面铺装；悬索桥锚碇锚体浇铸混凝土近6万立方米，为中国第一大锚碇。

三、确定方案

依据以上三种，我们设计悬索桥以下：

原理以下：

上部结构包含：

主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。

传力路径为：

桥面重量、车辆荷载等竖向荷载经过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力传输给主梁。

因为悬索桥水平力大小和主缆矢跨比相关，所以能够经过矢跨比调整来调整主梁内水平力大小，通常来讲，跨度较大时，能够合适增加其矢跨比，以减小主梁内压力，跨度较小时，能够合适减小其矢跨比，使混凝土主梁内预压力合适提升。

因为主缆在塔顶锚固，为了尽可能降低主塔承受水平力，必需确保边跨主缆内水平力和中跨主缆产生水平力基础相等，这能够经过合理跨径比来调整，也能够经过改变主缆线形来调整。

另外，自锚式悬索桥中恒载由主缆来承受，而活载还需要由主梁来承受，所以主梁必需有一定抗弯刚度，主梁形式以采取含有一定抗弯刚度箱形断面较为适宜。

四、悬索桥概论

悬索桥，又名吊桥（suspensionbridge）指是以经过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）缆索（或钢链）作为上部结构关键承重构件桥梁。

其缆索几何形状由力平衡条件决定，通常靠近抛物线。

从缆索垂下很多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小荷载所引发挠度变形。

悬索桥中最大力是悬索中张力和塔架中压力。

因为塔架基础上不受侧向力，它结构能够做得相当纤细，另外悬索对塔架还有一定稳定作用。

假如在计算时忽略悬索重量话，那么悬索形成一个抛物线。

这么计算悬索桥过程就变得很简单了。

老悬索桥悬索通常是铁链或联在一起铁棍。

现代悬索通常是多股高强钢丝。

悬索桥结构方法是19世纪初被发明，很多桥梁使用这种结构方法。

现代悬索桥，是由索桥演变而来。

适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，当今大跨度桥梁全采取此结构。

是大跨径桥梁关键形式。

悬索桥是以承受拉力缆索或链索作为关键承重构件桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。

悬索桥关键承重构件是悬索，它关键承受拉力，通常见抗拉强度高钢材（钢丝、钢缆等）制作。

因为悬索桥能够充足利用材料强度，并含有用料省、自重轻特点，所以悬索桥在多种体系桥梁中跨越能力最大，跨径能够达成1000米以上。

1998年建成日本明石海峡桥跨径为1991米，是现在世界上跨径最大桥梁。

悬索桥关键缺点是刚度小，在荷载作用下轻易产生较大挠度和振动，需注意采取对应方法。

对于其它桥梁结构悬索桥能够使用比较少物质来跨越比较长距离。

悬索桥能够造得比较高，许可船在下面经过，在造桥时没有必需在桥中心建立临时桥墩，所以悬索桥能够在比较深或比较急水流上建造。

悬索桥比较灵活，所以它适合大风和地震区需要，比较稳定桥在这些地域必需愈加坚固和沉重。

悬索桥坚固性不强，在大风情况下交通必需临时被中止悬索桥不宜作为重型铁路桥梁悬索桥塔架对地面施加很大力，所以假如地面本身比较软话，塔架地基必需很大和相当昂贵。

悬索桥悬索锈蚀后不轻易更换。

悬索桥是特大跨径桥梁关键形式之一，除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外，其它跨径超出1000m以上全部是悬索桥。

如用自重轻、强度很大碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超出8000m。

悬索桥历史是古老。

早期热带原始人利用森林中藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪，使用悬索有竖直，斜拉，或二者混合。

婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥，全部是早期悬索桥雏形。

不过含有文字记