五十年前造出来是荣耀,五十年后用到垮是耻辱
序
意大利热那亚市区唯一的斜拉桥刚刚坍塌。
当地时间14日早上11时30分,热那亚的莫兰迪桥(Morandi Bridge)在豪雨中突然坍塌。一辆绿色货车在塌陷位置前数米及时煞停,避过一劫,但估计约有20辆私家车和货车,连同断裂桥身直堕地面,瓦砾及严重变形的车辆残骸散满路轨及河中。
这座桥长约1.12公里,当地有媒体报道说坍塌的桥段长达20·0米,有的报道则说大约100米。当地消防部门发言人说,坍塌桥段主要砸中桥底约100米下的铁轨,多辆汽车与卡车也跟着坠下,被掩埋在瓦砾下。
——意大利热那亚高架桥大雨中坍塌 已致数十人死亡
http://www.chinanews.com/gj/2018/08-15/8600033.shtml
现场一片狼藉
1 名门长子
先看事发地位置:
事故发生地点
以及桥梁坍塌情况的远景照片:
桥梁坍塌远景
中新网以及大多数外媒都搞错了桥梁名字。莫兰迪桥(Morandi Bridge)只是说该桥梁在结构上属于莫兰迪体系桥梁,该高架公路桥的名字是波尔塞维拉高架桥(Polcevera Viaduct),因波尔塞维拉溪而得名,于1967年建成。
该桥是人类桥梁史上非常有名的工程案例。是欧洲第一座多塔混凝土斜拉桥。
在斜拉桥结构体系出现之前,人类最先进的桥梁结构体系是悬索桥。
我国矮寨特大桥是典型的双塔悬索桥
1821年,法国建筑师Poyet首次提出了斜拉桥结构体系概念,但在两年后,法国数学家Navier经过计算认为,当时人类的材料与技术无法满足理想斜拉桥受力要求。19世纪50年代,美国桥梁工程师John A. Roebling通过研究发现,在力学上,斜拉索支撑主梁比加劲桁架更有效,因此于1855年建造一座跨度250m的悬索兼放射性拉索桥,后来又与儿子W. A. Roebling于1883年建造了一座同样结构体系的桥,即后世著名的布鲁克林大桥。
布鲁克林大桥钢索
受限于钢材质量难以达标,以及斜拉桥力学体系理论的欠缺,整个20世纪上半叶,全世界都没能把斜拉桥的构想落实为实际工程。两次世界大战期间,不断积累的特种钢技术进步,以及电子计算机的发展,解决了材料和复杂力学模型问题。二战后,全世界有大量的桥梁工程建设需求,斜拉桥应运而生。
最早的现代斜拉桥是瑞典主跨182米的钢斜拉桥Stromsund桥。该桥于1953年落成,为全球普及斜拉桥体系奠定了信心基础。
Stromsund桥
然而人类桥梁理论面对连续大跨度多塔体系时,仍然捉襟见肘——斜拉桥的桥塔太高、太瘦了,纵向受力不平衡,很容易翻倒。
单塔及双塔斜拉桥,可以用钢索拉到桥梁两端,提高整体刚度,但到了多塔斜拉桥,就要面临中间塔塔顶无纵向约束的情况,其整体刚度与常规斜拉桥相比要弱很多。
通常来说,对多塔斜拉桥结构体系,增大整体刚度的办法主要包括增大塔柱截面尺寸,增大梁刚度或塔梁固结,增设倾斜、水平、重叠或下拉索,设辅助墩,以及矮塔斜拉桥等。当时意大利桥梁大师李嘉图·莫兰迪(Ricardo Morandi)选择的就是增大塔柱截面尺寸的办法,并开创了莫兰迪桥梁结构体系。
李嘉图·莫兰迪(Ricardo Morandi)
为了减少耗材与工程量,莫兰迪在桥体结构上炫技了一把,没有简单地大加粗塔柱与基础,而是通过几次“V”字型交错,完成力学简化,同时兼顾美感。
简单来说,就是用“人”字型结构确保桥塔能够“站住”,再用V型刚性塔、X型框架墩与带挂梁的主梁固结,最后形成精美的极简斜拉结构:
莫兰迪桥梁构型
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