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跨度500米重量达到5万吨的单孔钢拱桥为何九十年屹立不倒

九十年前的钢结构拱桥如今还能屹立不倒,今天就带你们看看工程师们在当时是如何建造这个跨度500米,重量达到5万吨的单孔拱桥的。这座大桥是位于澳大利亚的悉尼港湾大桥,历时8年耗资690万美元才将它建成。但在那会建造如此规模的钢结构拱桥,可以说是史无前例的。工程师们经过反复计算,最终确认采用抛物线拱来建造这座桥,因为抛物线拱具有力学性能好省材料等优点。那么怎样才能得到这个完美的抛物线呢?
悉尼港湾大桥

这时候我们有请金刚给我们演示,该如何获取这个抛物线,只见他俩拿起一条放在峡谷之间,大小均匀并且柔软不会被拉长的链条,然后这根链条在重力作用下,就会形成一个完美的曲线。在数学里面都叫它悬链线,接着将链子固定后再把它翻转过来,就成为可以支撑桥梁的拱形了。可以看到它有两种组合方式,显然将桥面设计在拱的上方,会节省更多的建筑材料。但这种方式用在悉尼港湾拱的两端将会泡在水里,并且会阻碍大型船舶的通航。
悉尼港湾大桥

为此工程师们对此进行了优化,他们将承重拱建在桥面上的同时,将拱的两端延伸至和两岸庞大的轴承铰链之上。它能够在钢结构桥身热胀冷缩的时候,灵活的改变角度,从而防止大桥变形弯曲而倒塌。这座桥共有四个脚链,每一个重达2万吨,各安装在四个倾斜的桥墩之上。每个桥墩地基深11米并且使用了特殊的混凝土连续14天不停的浇筑,以保证浇筑后不会开裂。地基打好之后就可以开始搭建这个拱门了,他们打算从南北两岸同时往中间延伸,直到对接在一起。为了防止延伸出来的钢制,桥身会因为自身重力而垮塌,工程师又在拱的末端用了大量钢缆,并通过这个40米深的钢管来将拱门牢牢的拉住。
悉尼港湾大桥

之后通过驳船跟顶部的吊车共同协作,来将这些钢梁吊起来并调整好角度。接着再用铆钉将其牢牢的固定住,就这样一点点往中间汇合,当中间还剩下九十公分的时候,他们便开始一根根松开固定桥身的钢缆。然后桥身就会因为重力慢慢下降并最终汇合,接下来就可以安装49米宽的桥面了。同样通过驳船跟起重机的配合,从中间往两端同时安装钢横梁,为了防止桥面甲板因为热胀冷缩,从而影响支撑结构,为此他们之间都留有间隙。
悉尼港湾大桥

建成后的桥面距离海面60米,足以通过上万吨的巨轮,并且桥面有6条机动车道,4条轨道车道以及最两侧的两条人行道。不过后来因为交通堵塞,取消了两条轨道并改为了机动车道。最后用大理石在12米高的桥墩上,建造高95米的桥塔。这四座桥塔共用掉了5万吨的大理石,这些大理石都是从300公里外的菜市场加工后送到这里的。而如今为了确保大桥结构的稳定,他们每5年就会用特殊的油漆将大桥重新粉刷一遍以此来保证大桥的寿命。看到这小伙伴们觉得这座大桥还能,再用多少年呢。

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