<h3>本橋成橋照片</h3> <h3> 英國結構工程師協會(Institution of Structual Engineers )頒布了2018年14個獲獎獎項，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構特點。<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獲得了結構工程卓越獎。這一備受爭議的榮譽授予當年最好的結構工程設計范例。<br> 由一群杰出的行業專家組成的評審小組一致認為，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>評審組對設計的優雅，清晰和經濟印象深刻，注意到結構系統的效率，以及設計與其壯觀環境融為一體的美麗方式。<br>他們說：“這是Christian Menn和Robert Maillart最佳傳統的混凝土拱的設計，工程師們已經創造出世界一流和優雅的設計。”<br> 評委會主席Tim Ibell教授評論說：“祝賀我們的獲獎者，并感謝所有參賽者。一如既往的質量很高，競爭激烈，代表所有的評委發言，我敢肯定，當我說很難選擇一個總冠軍時，因為有很多值得的候選人。Tamina Canyon Crossing的最高獎項旨在表彰最佳的橋梁設計和工程設計，為全球建筑行業樹立了最佳實踐范例。”<br> 他繼續說道，“在此工程年，結構獎將結構工程師的技能和創造力完美地融入解決問題的設計專業人員中，在全球范圍內對社會產生積極影響。”<br><br></h3> <h1><b><font color="#167efb">2 橋位條件和設計競賽方案</font></b></h1><h3><br></h3> 下面首先回憶一下當年的建設條件和參賽方案<br> 塔米納河谷形成了圣加倫行政區的南部尖端，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，塔米納河流經一個深切的山谷，將高原及居民分開。Bad Ragaz、Valens、Pf?fers三地社區自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境。為了達到這一目標，處理好周邊及當地環境敏感要素是最重要的，要求施工階段的技術對自然資源影響盡可能最小，此外，詳盡的地質調查是取得成功的必然途徑。<br> 邀請國際設計競賽是達到這一目的的好方法。競賽方案必須符合以下標準：<br>技術可行，外觀出眾，經濟實用<br>設計競賽文件提供了路線平面、路線縱面以及橋梁橋面尺寸；地質報告了描述了地質狀況。根據當地的規劃，該河谷是棲息地保護區，橋下區域就屬于巖羚羊，施工階段必須考慮這一點。<br><br> <h3>橋位環境圖</h3> <h3>拱橋類方案</h3> <h3>斜腿剛構方案</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構通透，簡潔，高雅，經濟，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峽谷大橋結構設計特點</font></h1><h3><br></h3><h3> 按照設計目標，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應力混凝土拱橋，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成，兩個半拱在拱頂的水平推力相等，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，因為立柱斜置，所以立柱和主梁以及拱肋的連接必須剛性連接，而不能設置支座。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。混凝土鉸如圖所示。（仔細看短立柱上、下的兩條水平線）</h3> <h3>實橋的混凝土鉸和現場試驗的混凝土鉸<br></h3> <h3>仔細看短立柱的混凝土鉸</h3> <h3>這個混凝土鉸實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。混凝土鉸看這個簡單，其實學問很大，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</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個混凝土節段，Pf?fers一側為32個節段，另一側為23個節段。<br>拱圈首節段設計為箱形梁，兩側最后的10到12個節段為實心混凝土。混凝土節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，兩個節段采用一組斜拉索，其后的五到七個節段采用一組斜拉索；在塔的后方，斜拉索錨固到臨時基礎，臨時基礎通過巖錨傳遞荷載到地面。<br>拱肋一側的斜拉索索股采用PE外套，最大為24索股，塔后索則主要采用19股的斜拉索。<br>拱肋側錨固采用BBR內錨技術，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內錨，然后通過Y型管合并成單索錨固到臨時塔。<br>兩側需要同時開展索力調整，以保證塔的受力均衡；這需要每個塔同時在錨固側采用10個大型千斤頂（3500kN）、拱肋側采用2個千斤頂（7000kN）。應力調整期間，塔姿態受控于幾何形態，記錄塔每個毫米變形，調整索力后要確保臨時塔豎直。<br>自從2013年開始，允許進入橋臺施工，2014年開始施工主拱，拱肋逐步按照5m一節延伸，直到2015年春季實現合龍。一旦合龍，就可以拆除臨時塔，接著就開始上部結構施工。大橋在2017年實現通車。<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>拱上結構施工<br></h3> <h1><font color="#167efb">5 本橋的材料數量</font></h1>總長度 475米<br>橋梁上部結構 417米<br>拱跨 260米<br>橋面到谷底高度 200米<br>橋寬 9.5米<br>大橋總重 35000噸<br>現澆混凝土 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行總裁Reiner Saul 先生的指導下學習德國橋梁設計多年，并和該公司合作完成兩座公鐵合建橋的設計和價值工程工作。<br><br> <h3>本文作者和本橋的總設計師，德國萊昂哈特—安德拉公司的現任執行總裁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引入中國，如今混凝土拱橋的懸臂澆筑技術已經在中國的公路拱橋施工方面生根，開花，結果。幸運的是15年后由本文作者參與設計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> 最后再次盤點一下本橋的幾大特點：<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<br></h3> 可以說本橋是當代版的瑞士Salginatobel橋，這座橋的橋位，使用的混凝土鉸等技術和當年著名工程師Robert Maillart設計的Salginatobel橋如出一轍，對傳統結構和技術賦予當代的技術和施工方法，用傳統演繹創新也歐洲當代結構工程藝術的主要手法之一。<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：</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: 王應良 1972年生，2000年畢業于西南交通大學橋梁與隧道工程專業，工學博士學位，大陸橋梁工程師，英國注冊工程師（CEng 584540），長期在國內外從事公路，鐵路，軌道交通橋梁，公鐵合建橋的設計和研究， 精通歐洲橋梁設計規范和歐洲當代橋梁技術。主要研究方向為：1）橋梁總體設計2）鋼橋，鋼-砼結合梁橋。聯系方式: 749881848@qq.com</h3><h3><a href="http://www.xsjgww.com/26rkjy46?share_from=self" target="_blank" class="link"><span class="iconfont icon-iconfontlink"> </span>您們的挑戰，我們的方案!Your Challenges, Our Solutions!</a><br></h3>
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