<h3>本橋成橋照片</h3> <h3> 英國結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(Institution of Structual Engineers )頒布了2018年14個獲獎獎項(xiàng)，其中瑞士Tamina峽谷大橋獲得了最佳卓越工程獎。</h3><h3>此處簡單解讀一下此橋，以便于理解本橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。<br><br></h3> <h3><font color="#167efb"><b>1 評審委員的評語</b></font><br> 位于瑞士圣加侖州Bad Ragaz的Tamina Canyon Crossing獲得了結(jié)構(gòu)工程卓越獎。這一備受爭議的榮譽(yù)授予當(dāng)年最好的結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)范例。<br> 由一群杰出的行業(yè)專家組成的評審小組一致認(rèn)為，這座跨越深峽谷200多米深的塔米納峽谷的橋梁是一個“杰出的工程解決方案”，也是一個值得接受的橋梁。<br>評審組對設(shè)計(jì)的優(yōu)雅，清晰和經(jīng)濟(jì)印象深刻，注意到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的效率，以及設(shè)計(jì)與其壯觀環(huán)境融為一體的美麗方式。<br>他們說：“這是Christian Menn和Robert Maillart最佳傳統(tǒng)的混凝土拱的設(shè)計(jì)，工程師們已經(jīng)創(chuàng)造出世界一流和優(yōu)雅的設(shè)計(jì)。”<br> 評委會主席Tim Ibell教授評論說：“祝賀我們的獲獎?wù)?，并感謝所有參賽者。一如既往的質(zhì)量很高，競爭激烈，代表所有的評委發(fā)言，我敢肯定，當(dāng)我說很難選擇一個總冠軍時，因?yàn)橛泻芏嘀档玫暮蜻x人。Tamina Canyon Crossing的最高獎項(xiàng)旨在表彰最佳的橋梁設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)，為全球建筑行業(yè)樹立了最佳實(shí)踐范例。”<br> 他繼續(xù)說道，“在此工程年，結(jié)構(gòu)獎將結(jié)構(gòu)工程師的技能和創(chuàng)造力完美地融入解決問題的設(shè)計(jì)專業(yè)人員中，在全球范圍內(nèi)對社會產(chǎn)生積極影響?！?lt;br><br></h3> <h1><b><font color="#167efb">2 橋位條件和設(shè)計(jì)競賽方案</font></b></h1><h3><br></h3> 下面首先回憶一下當(dāng)年的建設(shè)條件和參賽方案<br> 塔米納河谷形成了圣加倫行政區(qū)的南部尖端，它大致從南向北，終于阿爾卑斯山萊茵河谷的溫泉城Bad Ragaz，海拔高度大約500m。在低的一頭，塔米納河流經(jīng)一個深切的山谷，將高原及居民分開。Bad Ragaz、Valens、Pf?fers三地社區(qū)自2005年開始，決定修建跨越塔米納山谷的橋梁。從Bofel到河谷對面的Berg，橋梁長度需要約400m，跨越山谷的深度約200m。在塔米納山谷建橋，要求很好地融合到自然環(huán)境。為了達(dá)到這一目標(biāo)，處理好周邊及當(dāng)?shù)丨h(huán)境敏感要素是最重要的，要求施工階段的技術(shù)對自然資源影響盡可能最小，此外，詳盡的地質(zhì)調(diào)查是取得成功的必然途徑。<br> 邀請國際設(shè)計(jì)競賽是達(dá)到這一目的的好方法。競賽方案必須符合以下標(biāo)準(zhǔn)：<br>技術(shù)可行，外觀出眾，經(jīng)濟(jì)實(shí)用<br>設(shè)計(jì)競賽文件提供了路線平面、路線縱面以及橋梁橋面尺寸；地質(zhì)報(bào)告了描述了地質(zhì)狀況。根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃，該河谷是棲息地保護(hù)區(qū)，橋下區(qū)域就屬于巖羚羊，施工階段必須考慮這一點(diǎn)。<br><br> <h3>橋位環(huán)境圖</h3> <h3>拱橋類方案</h3> <h3>斜腿剛構(gòu)方案</h3> <h3>懸索橋方案</h3> <h3>斜拉橋方案</h3> <h3>最后德國萊昂哈特-阿德拉咨詢公司的斜拱+斜拱上立柱方案以其結(jié)構(gòu)通透，簡潔，高雅，經(jīng)濟(jì)，施工方法簡便而獲得方案競賽第一名。</h3> <h1><font color="#167efb">3瑞士Tamina峽谷大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)</font></h1><h3><br></h3><h3> 按照設(shè)計(jì)目標(biāo)，塔米納大橋要成為阿爾卑斯山瑞士圣加倫山谷的絕色佳景，該橋主跨265m，連接Pf?fers和Valens兩個小村。大橋是一座非對稱后張法預(yù)應(yīng)力混凝土拱橋，橋面長度為417m，橋墩高度最大為55m。</h3> 這個拱采用拱腳不在一個高程上的兩個半拱構(gòu)成，兩個半拱在拱頂?shù)乃酵屏ο嗟?，如圖所示。為了使兩個半拱的水平力相等，兩個半拱的跨度和矢跨比均不相同。<br><br> <h3>總體布置！</h3> <h3>為了減少拱的推力，采用傾斜布置的立柱，因?yàn)榱⒅敝茫粤⒅椭髁阂约肮袄叩倪B接必須剛性連接，而不能設(shè)置支座。但是如果立柱和主梁以及拱肋剛性連接，短立柱的內(nèi)的彎矩則特別大，為了克服這個問題，在短立柱的上部和下部采用“混凝土鉸”來解決這個問題?；炷零q如圖所示。（仔細(xì)看短立柱上、下的兩條水平線）</h3> <h3>實(shí)橋的混凝土鉸和現(xiàn)場試驗(yàn)的混凝土鉸<br></h3> <h3>仔細(xì)看短立柱的混凝土鉸</h3> <h3>這個混凝土鉸實(shí)際就是立柱的截面在這個位置緊縮，截面大大減小，以減少這個截面的彎矩?；炷零q看這個簡單，其實(shí)學(xué)問很大，著名的工程師瑞士的Robert Maillart，法國的弗奈西奈，德國的萊昂哈特都對混凝土鉸進(jìn)行過長期的研究。混凝土鉸受力示意如下圖所示。</h3> <h1><font color="#167efb">4 本橋的施工特點(diǎn)</font></h1>拱圈施工選擇了懸臂澆筑法，采用臨時塔和斜拉索。<br>大橋拱圈劃分為55個混凝土節(jié)段，Pf?fers一側(cè)為32個節(jié)段，另一側(cè)為23個節(jié)段。<br>拱圈首節(jié)段設(shè)計(jì)為箱形梁，兩側(cè)最后的10到12個節(jié)段為實(shí)心混凝土?；炷凉?jié)段通過臨時塔錨固在兩岸河谷岸壁上，臨時塔高100m；靠近橋臺處，兩個節(jié)段采用一組斜拉索，其后的五到七個節(jié)段采用一組斜拉索；在塔的后方，斜拉索錨固到臨時基礎(chǔ)，臨時基礎(chǔ)通過巖錨傳遞荷載到地面。<br>拱肋一側(cè)的斜拉索索股采用PE外套，最大為24索股，塔后索則主要采用19股的斜拉索。<br>拱肋側(cè)錨固采用BBR內(nèi)錨技術(shù)，由于腹板高度較小，22~24索股的斜拉索分成兩半來錨固，采用12股的BBR內(nèi)錨，然后通過Y型管合并成單索錨固到臨時塔。<br>兩側(cè)需要同時開展索力調(diào)整，以保證塔的受力均衡；這需要每個塔同時在錨固側(cè)采用10個大型千斤頂（3500kN）、拱肋側(cè)采用2個千斤頂（7000kN）。應(yīng)力調(diào)整期間，塔姿態(tài)受控于幾何形態(tài)，記錄塔每個毫米變形，調(diào)整索力后要確保臨時塔豎直。<br>自從2013年開始，允許進(jìn)入橋臺施工，2014年開始施工主拱，拱肋逐步按照5m一節(jié)延伸，直到2015年春季實(shí)現(xiàn)合龍。一旦合龍，就可以拆除臨時塔，接著就開始上部結(jié)構(gòu)施工。大橋在2017年實(shí)現(xiàn)通車。<br><br> <h3>主拱懸臂澆筑施工示意圖</h3> <h3>主拱懸臂澆筑施工照片</h3> <h3>拱上結(jié)構(gòu)施工<br></h3> <h1><font color="#167efb">5 本橋的材料數(shù)量</font></h1>總長度 475米<br>橋梁上部結(jié)構(gòu) 417米<br>拱跨 260米<br>橋面到谷底高度 200米<br>橋?qū)?9.5米<br>大橋總重 35000噸<br>現(xiàn)澆混凝土 14000立方米<br>模板 27500立方米<br>鋼筋 3000噸<br>橋梁防水 4700平方米<br>瀝青瑪蹄脂 1250噸<br>錨索 2525米<br>挖掘 28000立方米<br><br> <h1><font color="#167efb">6 附注</font></h1>本文作者曾在德國德國萊昂哈特—安德拉公司的前任執(zhí)行總裁Reiner Saul 先生的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)德國橋梁設(shè)計(jì)多年，并和該公司合作完成兩座公鐵合建橋的設(shè)計(jì)和價值工程工作。<br><br> <h3>本文作者和本橋的總設(shè)計(jì)師，德國萊昂哈特—安德拉公司的現(xiàn)任執(zhí)行總裁W. Eilzer。<br></h3> <h3>在2003年，本文作者也作為主要參與人員，把歐洲的混凝土拱橋澆筑技術(shù)引入中國，如今混凝土拱橋的懸臂澆筑技術(shù)已經(jīng)在中國的公路拱橋施工方面生根，開花，結(jié)果。幸運(yùn)的是15年后由本文作者參與設(shè)計(jì)的鐵路拱橋也即將采用懸臂澆筑法施工。</h3> <h1><font color="#167efb">7 作者評論</font></h1><h3> 最后再次盤點(diǎn)一下本橋的幾大特點(diǎn)：<br> 1）采用不同跨度和矢跨比的兩個半拱形成一個大拱。<br> 2）采用拱上斜立柱和短立柱混凝土鉸<br> 3）采用混凝土拱懸臂澆筑技術(shù)<br></h3> 可以說本橋是當(dāng)代版的瑞士Salginatobel橋，這座橋的橋位，使用的混凝土鉸等技術(shù)和當(dāng)年著名工程師Robert Maillart設(shè)計(jì)的Salginatobel橋如出一轍，對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)賦予當(dāng)代的技術(shù)和施工方法，用傳統(tǒng)演繹創(chuàng)新也歐洲當(dāng)代結(jié)構(gòu)工程藝術(shù)的主要手法之一。<br><h3> </h3> <h3>瑞士Tamina峽谷大橋</h3> <h3>瑞士Salginatobel橋</h3> <h3>瑞士Salginatobel橋</h3> <h1><font color="#167efb">8 參考文獻(xiàn)：</font></h1>V. Angelmaier, W. Eilzer, H. Haug ：TAMINA CANYON CROSSING, BAD RAGAZ, SWITZERLAND <br>公司：Leonhardt, Andr? und Partner Beratende Ingenieure VBI AG, Stuttgart, GERMANY.<br><br> <h3></h3><h3>解讀者簡介: 王應(yīng)良 1972年生，2000年畢業(yè)于西南交通大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)，工學(xué)博士學(xué)位，大陸橋梁工程師，英國注冊工程師（CEng 584540），長期在國內(nèi)外從事公路，鐵路，軌道交通橋梁，公鐵合建橋的設(shè)計(jì)和研究， 精通歐洲橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范和歐洲當(dāng)代橋梁技術(shù)。主要研究方向?yàn)椋?）橋梁總體設(shè)計(jì)2）鋼橋，鋼-砼結(jié)合梁橋。聯(lián)系方式: 749881848@qq.com</h3><h3><a href="http://www.h-ceramic.com.cn/26rkjy46?share_from=self" target="_blank" class="link"><span class="iconfont icon-iconfontlink"> </span>您們的挑戰(zhàn)，我們的方案!Your Challenges, Our Solutions!</a><br></h3>