不锈钢应用
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世界首个不锈钢网状系杆拱桥
来源: | 作者:csscweb | 发布时间: 2018-12-04 | 158 次浏览 | 分享到:

    越来越多的城市在市中心地建起了兼具前沿科技和美观造型的标志性桥梁,但很少有桥梁可以在有限的预算内提前完工。
    当长达100年历史的沃思堡(Ft. Worth) 的车行桥不能再进行翻修时,德克萨斯州交通部的工程师们新设计了一种非常独特的桥梁——世界上第一个预制混凝土网状系杆拱桥。这座桥共有12个近50米长、7米高的桥拱,每个桥拱重284吨,据信,这是运到现场安装的世界上最大的预制混凝土桥拱,而且,桥拱内的结构用含钼不锈钢吊杆在世界上也是首次采用。
    这座桥位于维斯特第7街,于2013年完工,长299米,四车道,获得了多个奖项。这座车行桥上还建有一个人行通道,将市中心和博物馆连了起来。这个博物馆由全球最著名的现代建筑师设计而成。在桥上可看到河流、市区及博物馆等壮丽的景色。优雅的桥拱里面装有很多灯,在灯光的映照下,不锈钢斜吊杆闪闪发光。人行道紧挨着桥拱,行人可以与桥拱互动,因此这座如雕塑般的桥梁经常会出现在社交媒体上。桥梁的通车时间比原计划提前了一个月,总花费2590万美元,未超预算,而且远低于一座高端桥梁每平方米的典型造价。

 

在灯光的映照下,2205双相不锈钢吊杆闪闪发光,给美丽的桥梁增添了浓重的雕塑感     © Liam Frederick摄影


     网状系杆拱桥的一个主要特点是它的斜吊杆。这些吊杆将系梁连接到桥拱的顶部。系梁和吊杆系统共同作用,形成一种桁架效应,这样,吊杆通过系梁将桥面板上的荷载传送到桥拱上。与传统的竖吊杆系统不同,斜吊杆可在车辆或行人通过桥面时减小桥拱的弯矩。这种系统在结构上非常高效。大多数桥拱采用的都是钢箱拱,而维斯特第7街桥采用的是预制的预应力混凝土桥拱。
    12个桥拱中心非常显眼的斜吊杆系统共用了近100吨不锈钢。这些直径为44.5毫米的大型吊杆长达8.2米,由含3%钼的2205双相不锈钢制成。链板、销栓和吊管元件均采用2205双相不锈钢板制成,U形夹铸件是用CF8M不锈钢(316铸件)制成。在德州交通部的模拟测试过程中,含钼不锈钢因良好的耐腐蚀性能和结构性能而受到青睐。


 2205双相不锈钢斜吊杆对桥梁起着稳定作用的同时,因其位于人行道的旁边,也是人们拍照的好地方   © 得克萨斯州交通部


     用传统方法更换桥梁需要2-3年的时间,严重地影响人们的交通和商业活动。而这种新型设计采用的是桥拱,桥拱可在场外浇铸,因而桥梁只需停用不到5个月的时间。该桥梁的建设及其在建设过程中所面临的非凡挑战被拍成了美国公共电视的获奖纪录片《创新之弧》。
     Charles Walker 是Walter P. Moore and Associates公司(以前属德州交通部)的项目工程师兼高级主管,他在这座特别的桥梁所采用的不锈钢部件的结构设计中,起到了至关重要的作用。当被问及为什么选择不锈钢时,他说道:“不锈钢和受压混凝土完美结合,可以使网状桥拱元件具有无限耐久性,因为不锈钢不需要进行喷涂和维护,而碳钢吊杆则必须进行喷涂和维护。” 对任何一个桥梁工程师来说,用 “无限耐久性” 这个词不免有点言过其实,但含钼不锈钢的耐久性是久经考验的,所以他可能是对的。