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The Origins and Comparison Between Ancient Suspension Bridges and Modern Suspension Bridge Construction

2013-11-20 1751 0人评论

　吊桥，中间悬空无物撑托，古人是如何搭建的呢？在小河溪涧之间尚可想象，然而那些纵横在高山大峡谷之间的吊桥又是如何“天堑变通途”的呢？现代悬索桥的建造人们不难想象，所有大型机械“一拥而上”，搞定！说起来简单，操作起来好像没有那么容易吧？现在随小编看看古人是如何空中建吊桥、现代悬索桥建造又有哪些门道吧。

　　古代吊桥建设之谜

　　吊桥又称悬索桥，由悬索、桥塔、吊杆、锚锭、加劲梁及桥面系所组成。吊桥的跨越能力是各种桥梁体系中最大的。按加劲梁的刚度，吊桥又可分为柔性与刚性两种。

　　在我国西南地区，吊桥比较常见。崇山峻岭里，两边悬崖陡峭，底下或深山峡谷，或湍急水流，在这之间，建上一座“天空之桥”供人通行，确实非常有用。

　　但要建这种吊桥，首先要解决的问题，就是如何让索材从悬崖这一端延伸到另一端。悬崖之间距离有近有远，古人是如何做到的呢？

　　大概如下：先找一根长度足够、轻巧结实的细绳，拴在箭上，用弓、弩发射到对面去。也可在细绳一头绑上石块，视悬崖之间距离，近的直接人力投掷过去，人力不及的，可使用投石机抛掷。这些工具，古代很早就有了，比如秦朝时，弩的制造工艺就很高超了，据说最厉害的大弩，射程能达到几百米。反正不是金庸小说里面的武侠英雄飞来飞去...

　　细绳投掷到对面去后，得用它来牵拉索材。古代吊桥的索材，不同的时代，各有不同，比如有用竹篾、藤条的，也有把拧搓牛皮而成的牛皮绳当索材的，后来冶铁技术成熟了，铁索就得到了广泛的使用。具体操作，可在细绳的某一端系上索材，再派人在悬崖对面拉绳子的另一端，一直到把索材拉过去，固定好。重复两到三次这一步骤，就能得到一个简单而结实的连接两端悬崖的绳索结构了。

　　接下去，可以从悬崖两边开始，在这些索材之上铺设、固定桥面木板，直到铺满。还可在桥面垂直方向拉设绳子、铁索做护栏。但在主要的绳索结构架设出来后，这些步骤，实现起来就不太难了。 现代悬索桥

　　悬索桥，又名吊桥指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。

　　悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，许多桥梁使用这种结构方式。现代悬索桥，是由索桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，当今大跨度桥梁全采用此结构。是大跨径桥梁的主要形式。

　　悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。

　　老的悬索桥的悬索一般是铁链或联在一起的铁棍。现代的悬索一般是多股的高强钢丝。

　　假如塔架要建在水上的话，在塔架要站立的地方首先要使用沉箱来排挤软的地层，来建立一个固定的地基。假如下面的岩石层非常深无法用沉箱达到的话那么要使用深钻的方式达到岩石层或建立非常大的人造的混凝土地基。这个地基一直要延伸出水面。假如塔架要建在陆地上，它的地基必须非常深，在地基上用混凝土、巨石和钢结构建立桥墩。有些桥的桥墩是桥面的一部分，在这种情况下桥墩的高度至少要达到桥面的高度。

　　在塔架的顶部有一个被称为鞍的光滑的结构。桥完成后这个鞍可能要被固定住。锚锭被固定在岩石中，沿着未来悬索的路径纤起一根或一组暂时的绳或线。另一股绳被悬挂在第一股绳的上方，在这股绳上一个滑车可以运行。这个滑车可以从一端的锚碇运行到另一端的锚碇。每股悬索需要一个这样的滑车，一股一般直径小于1厘米的高强度钢丝的一段被固定在一个锚碇中，另一端被固定在滑车上并被这样牵引到另一端的锚碇，然后被固定在这个锚碇上，然后滑车回到它开始的锚碇上去牵引下一股高强度钢丝或从它正所在的方向开始牵引下一股高强度钢丝。

　　钢丝被牵引后要进行防锈处理，这样多股高强度钢丝被牵引，连接两端的锚碇。一般这些钢丝的横截面是六角形的，它们被暂时地绑在一起，所有钢丝被牵引后它们被一个高压液压机构和其它钢丝挤压到一起，这样形成的悬索的横截面是圆形的。

　　在悬索上在等距离的位置上要加上索夹，事先计算好长度的悬挂索被架在索夹上。这些悬挂索的另一端将来要固定桥面，使用专门的起重机，桥面被一块接着一块地挂在悬挂索上。这个起重机可以自己挂在悬索上或挂在特别的临时的索上。桥面可以从桥下的船上吊起或从桥的两端运到它们应该放到的地方。当所有桥面被挂上后，通过调节悬索可以使桥面达到计划的曲线。一般水面上的桥的桥面呈拱形，以便桥下船只通行。陆上的悬索桥的桥面一般是平的。

　　桥面完成后可以进行其它细节工作，比如排水防水系统、伸缩缝、装灯、栏杆、涂漆、铺路等等。

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