为什么长江大桥上游建悬索桥下游建斜拉桥?
对长江跨江建造悬索桥与斜拉桥没有定论,如果江底过深,水文地质情况不宜建桥墩,无法定桥墩,就建悬索桥,不过对一跨式两根悬索的抗拉强度要求更加严格;如果江底水浅,水文地质情况适宜建桥墩,就建斜拉桥,这样每个桥梁段的拉力可以由若干根斜拉索作支撑的。也有还在以建造多个桥墩的钢桁梁连续梁的桥型,如武汉长江大桥,南京长江大桥,南京大胜关高速铁路桥等,都属于此类型的桥梁。当然也与建造桥梁时候的建造物资材料以及通航情况也有相关的。🙏
上游地质相对好,地形起伏大,江面窄,造更大跨越能力的悬索桥,锚定及综合成本相对低。下游地质相对差,地形平坦,江面宽,通航要求高,只好选择跨越能力低但对地质要求不高的斜拉桥。
桥梁有多种力学结构。
首先,建桥受建桥材料的制约,古代因为缺少钢铁水泥,只能造木桥和石桥。木桥容易腐烂,只能是临时性的小河上的桥梁,石桥不易腐烂,例如中国的赵州石拱桥;法国境内的罗马水道,有多个桥墩和双层石拱。但这些桥梁跨度有限,大江大河上没有架桥的可能。
中国1957年以前,长江上是没有桥梁的。那时的桥梁的设计和建造水平,最好的是多桥墩钢桁架结构。所以,中国的万里长江第一桥一一武汉长江大桥,就是多桥墩钢桁架结构,正桥长度1156米,连引桥在内全长1670米,江水里有八个桥墩。这种桥梁因为桥墩多,需要更多的地质的勘探和桥墩建造,工期长,建造资金投入大。建造同等跨度多桥墩钢桁架桥的成本,大概可以造三座钢索桥。南京长江大桥也是多桥墩钢桁架结构桥梁。
由于高强度合金钢材料的出现,有了钢缆,建桥的设计理念发生了变化 。中国现在建造大跨度桥梁,多***用钢索桥梁结构。例如武汉杨泗港双层长江公路大桥,跨度1700米,一跨过江,江水里没有桥墩,仅仅在两岸有支撑钢索的桥塔。
钢索桥又分斜拉桥和悬索桥两种,力学设计有点区别,悬索桥的技术难度和施工难道略大于斜拉桥。现在武汉地段的长江上已经有12座大桥,除了最早的武汉长江大桥之外,其它的都是钢索桥,既有斜拉桥,也有悬索桥。
最后需要说的是,中国的桥梁设计建造水平,已经是世界一流水平。中铁大桥集团是基建狂魔的魔头。其实,许多中国人有一个误解,以为武汉长江大桥是苏联人设计的。笔者查考了许多资料档案,在设计建造的过程中,当时出于中苏友好和礼貌,仅仅请苏联专家委员会指导和视察。中国当时的桥梁设计建造水平,不在苏联之下。1937年,中国的桥梁建造师茅以升在钱塘江建了大桥,跨度近千米。而苏联境内跨度最大的桥是跨度不足千米的彼得堡大桥,而彼得堡大桥的建造时间,居然长达100年。这是一件很滑稽的事情。
附图:
1、人民币上的武汉长江大桥。
5、6、7、8、武汉长江上的斜拉桥。