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港珠澳大橋抗風(fēng)設(shè)計揭秘,臺風(fēng)挑戰(zhàn)下的工程智慧與原理探析

鋼筋水泥鑄就的海峽大橋,怎可輕易被狂風(fēng)摧毀?

令人驚訝的是,即便是在建成四個月后,這座以鋼筋水泥為骨架的“塔科馬海峽大橋”竟在狂風(fēng)的肆虐下輕易倒塌,這座橋自建成以來,就一直在微風(fēng)中搖擺不定,但人們未曾料到,這座看似質(zhì)量上乘的大橋,最終卻會以如此方式坍塌。

這座橋在第二次世界大戰(zhàn)期間幸免于納粹的破壞,漫步橋上,你會看到許多“同心鎖”鎖在欄桿上,象征著戀人間的愛情誓言,這些鎖每年都需要被清理,以免對橋梁造成損害。

使用這座橋的公眾可以通過繞行來確保安全,但對于異常現(xiàn)象的恢復(fù)效果有限,據(jù)最新消息,橋體恢復(fù)后的第二天仍有輕微晃動,這表明還有其他因素在影響著橋梁的穩(wěn)定性。

為了抵御海水的侵蝕,橋梁設(shè)計者給鋼管樁穿上了多層“防護(hù)衣”,這些措施包括:為鋼管樁增加防腐蝕涂層;增加鋼管樁厚度,延長其抗腐蝕時間;在鋼管樁內(nèi)部澆筑鋼筋混凝土,增強其樁身作用;實施陰極保護(hù)等。

盡管海水深邃,跨海大橋的橋墩卻依靠專業(yè)設(shè)備和機(jī)器將混凝土澆灌在海底,確保了其堅固性,這無疑是科技進(jìn)步的體現(xiàn)。

為何港珠澳大橋選擇S形而非直線設(shè)計?

港珠澳大橋之所以采用S形設(shè)計,而非直線設(shè)計,主要基于多方面考慮,曲線橋梁在面臨大風(fēng)大浪時,能有效抵御臺風(fēng)的襲擊,類似于竹子在風(fēng)中彎曲而非斷裂,曲線形狀比直線更為穩(wěn)固,更能抵御海水的沖擊。

設(shè)計成S形曲線,可以引導(dǎo)水流通過橋梁,減少對橋梁的破壞,這也有助于緩解司機(jī)的視覺疲勞,港珠澳大橋是一條高速公路,司機(jī)在行駛過程中,如果不定期轉(zhuǎn)彎,很容易出現(xiàn)視覺疲勞。

海水深邃,跨海大橋的橋墩究竟是如何修建的?

跨海大橋的橋墩修建并非簡單地將它們浮在水中,而是通過三種主要方法將其打入海底:圍堰法、沉箱法和打樁法。

在深海中建立橋墩的第一步與在陸地上建造樓房相似,都需要選擇一個堅實的地基,為了避免地基懸空,中國建筑師在水中采用了類似填海造陸的方法,選擇在水下土層深厚的地方打造地基,通常是多年沙石堆積形成的。

跨海大橋的修建采用多種技術(shù)方案,以適應(yīng)不同的海底地形和施工條件,沉井法和圍堰法是兩種常用的技術(shù),沉井法通過插入空心模具到海底,抽干內(nèi)部水分后,注入鋼筋混凝土來構(gòu)建橋墩,圍堰法則通過圍堵海水,抽干圍堰內(nèi)的水,然后在干燥的地面上建造橋墩。

打樁孔是另一種方法,工人使用打樁機(jī)在鋼護(hù)筒內(nèi)打樁,灌注水下混凝土,形成樁身,通過這些步驟,跨海大橋的橋墩即使在深邃的海底也能被精確地修建起來。

圍堰法是建造跨海大橋橋墩的一種常用方法,該方法首先確定橋墩建設(shè)的海域位置,隨后使用鋼板樁、土石壩等止水結(jié)構(gòu)構(gòu)建圍堰,將施工區(qū)域與海水隔離,形成干燥的工作環(huán)境,完成橋墩建設(shè)后,拆除圍堰結(jié)構(gòu)即可。


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