斜拉橋外文翻譯--第一個(gè)人——反思橋梁設(shè)計(jì)一個(gè)新的結(jié)構(gòu)

1、<p><b>　　中文3414字</b></p><p><b>　　外文資料</b></p><p><b>　　外文翻譯</b></p><p>　　第一個(gè)人——反思橋梁設(shè)計(jì):一個(gè)新的結(jié)構(gòu)</p><p>　　這篇文章講述橋梁設(shè)計(jì)的新概念，即通過拉索部分在經(jīng)濟(jì)與

2、美學(xué)方面為橋梁設(shè)計(jì)提供特殊的優(yōu)勢(shì)。作者是鄧文中,美國(guó)注冊(cè)工程師，美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)(ASCE)榮譽(yù)會(huì)員。</p><p>　　橋上的渲染是美麗的，我肯定它應(yīng)該是個(gè)贏家。這是一個(gè)事實(shí)，見到它的每個(gè)人都會(huì)喜歡它。但是成本超過城市所能負(fù)擔(dān)，這是因?yàn)殇撓淞簝r(jià)格太高。所以我們必須找到某種方式，降低成本，這樣才能承擔(dān)大橋的費(fèi)用。</p><p>　　這是一個(gè)壯觀的鋼斜拉橋，他的索塔與梁都是鋼材做的。在

3、中國(guó)有橋的地方，鋼梁的價(jià)格通常是混凝土梁的兩倍，但是混凝土梁比鋼梁大約會(huì)重三倍。將梁由鋼梁改為混凝土梁降低了成本,但由于增加了重量,它也需要顯著增加索塔的大小,這再一次不能滿足經(jīng)濟(jì)與美觀的要求。要解決這個(gè)問題，導(dǎo)致我對(duì)梁橋的概念有了一個(gè)發(fā)展并想到了用拉索來支持。</p><p>　　通常,所有橋梁在世界可以劃分為4個(gè)基本類型:梁橋、斜拉橋、懸索橋、拱橋。梁橋它的梁可以自立，其它三類橋,梁由拉索或拱肩支持。這三種橋

4、梁的梁通常很薄弱,完全依賴?yán)髦С炙胸?fù)載。其中包括梁自重以及所有附加荷載。對(duì)于斜拉橋或懸索橋而言，拉索將負(fù)載傳到索塔,然后把負(fù)載傳到基礎(chǔ)。對(duì)于拱橋，由拉索或拱肩負(fù)擔(dān)的荷載會(huì)轉(zhuǎn)移到拱肋，再將負(fù)載傳到基礎(chǔ)。我們可以把這三種大橋視為拉索支持的橋，這種橋拉索是主要的承載結(jié)構(gòu)而梁是次要的。</p><p>　　然而在很多情況下，特別是短或中等跨度橋梁，梁本身具有一定的承載能力。所以，我想知道，如果我們顛倒這兩種結(jié)構(gòu)的角色

5、，將梁作為主要承重結(jié)構(gòu)而將拉索的支持作為次要支持結(jié)構(gòu)會(huì)怎么樣呢? 以這種方式，我們能夠充分利用梁的能力。這概念是指橋是由其中的拉索提供支持的，這種方法使我能夠在橋梁設(shè)計(jì)中使用預(yù)應(yīng)力混凝土梁，并保持在預(yù)算之內(nèi)。</p><p><b>　　它是這么工作的：</b></p><p>　　在中跨度梁橋的情況下，經(jīng)驗(yàn)法則即加腋預(yù)應(yīng)力混凝土梁適當(dāng)?shù)闹胃叨燃s為1/20的跨度。對(duì)

6、于100m的跨度，所支撐的梁的高度應(yīng)大約為5m，對(duì)于高度不變的梁，跨度與高度的比可增至約26。對(duì)于高度較淺梁梁橋，梁將需要一些額外的支撐。該斜拉橋是一個(gè)很好的例子：梁高度通常遠(yuǎn)小于1 /26的跨度，因此通過外部拉索的支撐是必要的。</p><p>　　至于其它三種類型的橋，其中梁橋是由拉索支撐的類型，梁的高度不是由跨度決定，而是由施工能力和其它一些因素決定的。例如，斜拉橋設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)思維即拉索支撐梁的所有永久性荷載

7、，在永久荷載條件下，梁應(yīng)該有很小的彎矩。大部分的活荷載也是由拉索支撐的，僅僅因?yàn)樵诨钶d作用下梁剛度兼容性將有一定限制的彎曲。使用這樣的概念梁能做成薄巧型的。在大多數(shù)情況下，梁其實(shí)都是薄巧型的?？缍扰c高度的比在斜拉橋中高達(dá)350，而在懸索橋中高達(dá)600。因?yàn)槔髦С至簶蛏系乃泻奢d，梁的剛度不是橋梁性能的主要因素。</p><p>　　根據(jù)定義基于梁橋有三種不同的部分：部分斜拉梁橋、部分懸索梁橋、部分拱形梁橋。&l

8、t;/p><p>　　部分拉索支持的梁橋使用拉索傳遞更多的力量。而梁橋本身將無(wú)法實(shí)現(xiàn)一個(gè)給定的跨長(zhǎng)。依靠梁的能力支撐的程度將會(huì)改變。這種支撐可以由斜拉索或懸索提供或者由拱門提供。根據(jù)定義，基于梁橋有三種不同的部分：部分斜拉梁橋、部分懸索梁橋、部分拱形梁橋。很明顯，每一類別也有許多變化。意味著只有部分梁有拉索支持或有全部梁由拉索支持，這僅僅能支持一部分荷載。</p><p>　　回到我在文章一開

9、始提到的橋——臺(tái)江大橋——這一建筑將坐落在三明市，靠近中國(guó)福州，將通過沙河。兩個(gè)110m相鄰橋跨以滿足局域?qū)Ш揭蟆I(yè)主簽名的愿望反映了中國(guó)橋梁設(shè)計(jì)的影響。美國(guó)舊金山的林同棪國(guó)際公司的重慶辦公室擔(dān)任了這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。</p><p>　　橋的兩端連接當(dāng)?shù)氐慕值?。因此，兩端高度是固定的。這座橋承載了大量的行人和自行車，因此會(huì)更適合。此外在洪水泛濫時(shí)這座橋必須保持在高水位以上。這些限制決定了梁的允許的經(jīng)濟(jì)高度。板面也

10、很接近水位，所以太高的梁的造型不會(huì)有美感。橋上的渲染——最初設(shè)計(jì)的鋼箱梁——將會(huì)滿足除了成本以外的所有要求。</p><p>　　如果梁成為正交異性板橋面的鋼箱梁，這座索塔的設(shè)計(jì)將會(huì)承受梁的全部重量。(這樣的板面的重量，應(yīng)少于一半的混凝土箱形梁的重量。)但是鋼箱梁的成本使該項(xiàng)目費(fèi)用太高了。這樣的關(guān)于橋的構(gòu)想來自于拉索出現(xiàn)的支持。我們用了一個(gè)2.80m高預(yù)應(yīng)力混凝土梁代替了鋼箱梁。這產(chǎn)生了一個(gè)跨度與高度的比為 39

11、.3的比例。顯然2.8m的高度不滿足110m的梁橋跨度，即使它是足夠使用的斜拉橋。然后我們決定用斜拉索承擔(dān)梁的部分荷載。首先，我們估計(jì)了梁的最大容量，并與梁承擔(dān)的總荷載相比較。所不同的是梁的支持的數(shù)量滿足需要才能正常工作。索塔然后可以根據(jù)這個(gè)要求設(shè)計(jì)。在最后的設(shè)計(jì)中，由主塔承受的永久荷載的數(shù)量約為綜荷載的50%。這個(gè)2.80m的梁的高度也滿足60m長(zhǎng)的引橋。</p><p>　　由此產(chǎn)生的大橋是一座美麗的建筑物，

12、是集經(jīng)濟(jì)、造型美觀于一體的。它不是梁橋也不是傳統(tǒng)的斜拉橋，相反，它是一個(gè)連續(xù)梁橋接受來自拉索的支撐。</p><p>　　這一觀念的優(yōu)勢(shì)解釋如下：梁橋的彎矩決定梁所需的高度和梁的橫截面。彎矩，M，在主梁中的任何一點(diǎn)可表示為：</p><p>　　而P表示在橋上應(yīng)用的荷載，L表示跨度， 表示一個(gè)與點(diǎn)的位置，加載類型以及橋梁結(jié)構(gòu)體系有關(guān)的系數(shù)。因此，如果我們能有一個(gè)拉索系統(tǒng)，它承載5

13、0%的負(fù)荷，彎矩將減少50%。換言之，對(duì)于相同的梁高，跨度可以延長(zhǎng)(1/0.5)=1.414倍。因此，跨高比可提高到1.414×26 =36.8。這當(dāng)然是過于簡(jiǎn)單，但基本原理提供了一個(gè)相當(dāng)好的近似。實(shí)際上優(yōu)勢(shì)更大，因?yàn)樾崩鲗?duì)梁產(chǎn)生了一個(gè)很大的壓力，這對(duì)于混凝土梁是個(gè)有益的壓力。自錨式懸掛系統(tǒng)也如此。</p><p>　　當(dāng)然，當(dāng)我們提供部分拉索支撐梁橋時(shí)，梁與拉索系統(tǒng)都會(huì)受到所施加荷載的作用。然而，雖

14、然每個(gè)活載量的承擔(dān)都依賴其相對(duì)剛度，在永久荷載下拉索拉力適應(yīng)我們所期待的價(jià)值。對(duì)于一個(gè)中等跨度橋梁，混凝土梁所承受的永久荷載通常比活載高。一旦永久荷載的條件建立，活載的影響并不顯著。臺(tái)江大橋，拉索的活荷載應(yīng)力一般比最大應(yīng)力少8%。</p><p>　　此外，對(duì)于每個(gè)拉索沒必要分配一定固定量的荷載數(shù)。每個(gè)拉索的拉力可以選擇拉提供最大的效果。因此，以斜拉索可以承受100%的局部荷載，然而其它的可能僅僅承受10%。&l

15、t;/p><p>　　部分拱橋和半拱拱橋是由拱肩支撐。拱肩可以是打開的，也可以是封閉的，在這種情況下，它采取雙墻形式。拱肩的作用與拉索懸掛架的作用相同，然而拱肩承受壓力的能力比承受拉力的能力強(qiáng)。因此，簡(jiǎn)單來說我們的假定是可以理解的，即我們所提到的拉索支撐拱肩也包括在內(nèi)。</p><p>　　該斜拉橋可以被看作是這一概念的特殊實(shí)例。但是這種斜拉橋具有特殊的定義，例如，拉索的傾角與位置。如果我們?cè)?/p>

16、加了一個(gè)斜拉橋的索塔高度，使得拉索的使用更有效果，結(jié)構(gòu)就不可以再定義為斜拉橋。我們還可以使用拉索來支撐橋跨的中間部分，使其成為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)從而接受來自拉索的支持，也就是說，成為一個(gè)部分斜拉結(jié)構(gòu)的梁橋。</p><p>　　美國(guó)舊金山的林同棪國(guó)際公司正致力于在中國(guó)建一定數(shù)量的橋。這給了我機(jī)會(huì)將這一概念應(yīng)用到其它橋梁，并取到好的效果，成功地設(shè)計(jì)了臺(tái)江大橋。在沈陽(yáng)的三號(hào)橋，是另一個(gè)的例子即梁橋接受來自拉索的支持使得這一特

17、殊的橋梁工程成為可能。遼寧的省會(huì)是沈陽(yáng)，在中國(guó)北部。當(dāng)設(shè)計(jì)方案提出時(shí)業(yè)主愛上了這座美麗的橋。然而，這座原先建議的橋梁，它的特點(diǎn)是擁有鋼箱梁與鋼制的索塔成本高很。這是一個(gè)完整的斜拉橋，鋼箱梁的全部重量由拉索承擔(dān)。因此，為了保持在預(yù)算內(nèi)我修正了部分有鋼制索塔和預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜拉橋。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土梁有2.6m高，兩個(gè)相鄰的跨度之間有100m?？绺弑仁?8.5。一項(xiàng)研究表明,該梁可承受約60%的總荷

18、載量。因此，索塔大約只需承受40%的總荷載量。</p><p>　　利用淺水區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土梁將在臨時(shí)支架上施工。梁一旦完成，我們將裝配索塔拱門，使其平躺在橋面板上。一個(gè)臨時(shí)的索塔架設(shè)在兩拱之間，拱肋將在最后的拉索安裝前從臨時(shí)索塔提高到其最終位置。</p><p>　　梁接收來自拉索的一些支持可能呈現(xiàn)各種形式。除了斜拉索，部分支持可以來自懸掛系統(tǒng)或拱體系統(tǒng)。像完全斜拉橋、懸索橋與拱橋，通常是

19、以這樣一種方式設(shè)計(jì)，梁的全部荷載由懸索和拱門承擔(dān)。就短跨或中跨的橋梁來說，這可能不太經(jīng)濟(jì)，因?yàn)榱罕旧淼哪芰Σ荒鼙怀浞掷?。?dāng)我們最大限度地利用梁的能力，節(jié)約就可以體現(xiàn)在拉索、索塔或拱肋的支撐上。</p><p>　　如果拉索被設(shè)計(jì)為承受全部橋梁上的荷載，部分斜拉橋看上去就像普通的橋，只是它的索塔可能會(huì)更薄巧。如果拉索被設(shè)計(jì)應(yīng)用到部分橋中——正如嘉悅大橋——橋的外觀也會(huì)不一樣了。這種差異，在許多情況下，可能只是為了