作为工科学生或工程师,您可能对既美观又实用的建筑感兴趣。
开启桥是一种可移动的桥梁,一百多年来一直是工程学的奇迹。
船只不仅可以毫无问题地通过这些桥梁,而且还展示了使它们正常工作的复杂设计和复杂系统。
加入我们,了解开启式桥梁的工作原理、使它们成为可能的工程壮举,以及它们如何改变交通和基础设施。
准备好惊叹于这些现代工程奇迹背后的巧妙工程。
开启桥简介
正式定义:
一座可移动的桥,主要由横跨河道的悬臂跨度组成,围绕与水路平行的水平轴旋转。
开启式桥是一种可移动的桥,它使用配重来保持跨度或叶片平衡,因为它向上摆动以为船只在下方通过腾出空间。
开启式桥梁可以是单叶或双叶,它们是最常见的活动跨度类型,因为它们打开迅速,只需要少量的能量就可以工作,同时允许海上交通在任何高度通过。
开启桥的机构与设计
在齿轮、电机和配重的帮助下,开启桥的跨度可以增大。
桥梁支撑在垂直于其纵向中心线的轴线上并沿其重心提升。
这为水平枢轴两侧的提升跨度创造了平衡。
与垂直升降桥不同,当这座桥打开时,河道上没有垂直障碍物。
其他类型的可移动桥梁
并非所有可以移动的桥梁都是开启桥。
这些是其他一些常见类型:
- 使用电缆、滑轮、电机和配重垂直提升桥的一部分的垂直升降桥。
- 在中间的枢轴轴承上转动的摆桥。
探索开启桥的迷人世界
还是很难理解?让我稍微改变一下观点:
未来的工程师们,注意了!如果你想成为一名桥梁建造大师,请记住这个关键提示:如有疑问,只需在水面上放一个巨大的跷跷板!
好吧,也许建造一座开启式桥梁并不是那么容易,但不可否认的是这些有趣且令人印象深刻的结构可以移动。
那么,让我们来看看开启式桥,了解它们的工作原理(和止动)。
好吧,那只是一个看起来像电视广告的笑话。
现在让我们回到解释。
吊桥的工作原理
吊桥是一种吊桥,有两个平衡的叶子或跨度,可以在水平轴上向上移动,让船只从下面通过。
当桥向上摆动时,配重有助于平衡每一侧,从而帮助桥向上移动。
世界上大多数可移动的桥梁都是开启式桥梁。
开启桥的类型
有两种主要类型的开启桥:带一片的和带两片的。
单叶桥由几个相互连接的部分组成。
它的配重放置在桥的顶部。
固定耳轴(有时称为“Chicago”吊环)绕着提高跨度的大轴转动。
Chicago bascule 的名字来源于它经常使用的地方。
它是对约瑟夫施特劳斯制造的固定耳轴的改进。
对于施特劳斯型双叶开启桥,打开桥梁的机械内置于大型桥墩结构中。
与其他类型的活动桥相比,双叶开启桥具有最大的船舶空间。
垂直升降桥
垂直升降桥就像电梯一样,因为它们使用电缆、滑轮、电机和配重来提升桥的一部分。
吊桥与垂直升降桥的不同之处在于,当它们打开时,不会对河流交通造成垂直障碍。
开启式桥梁的设计与工程
开启式桥梁是复杂的工程结构,需要对载荷分布、材料科学和机械工程有深入的了解。
尽管可以画出开启桥的基本轮廓,但要制作出有效的开启桥,需要大量的技巧并遵守设计规范和标准。
影响开启桥设计的因素
开启桥的设计可以根据它的位置、大小和用途而改变。
在设计开启式桥梁时,需要考虑一些事项。
- 交通量和类型:在设计桥梁时,必须考虑通过它的交通量和类型。
- 航道条件:桥梁的建造必须能够承受航道的强流、波浪和潮汐。
- 桥梁跨度长度:必须规划桥梁的跨度长度,以便有足够的水路交通空间和桥梁的稳定性。
- 材料:在为桥梁选择材料时,您必须考虑它们的强度、使用寿命以及耐腐蚀性等因素。
吊桥的结构部件
开启式桥梁结构的一些最重要的部分是:
- 底座:桥梁的底座通常由钢材或混凝土制成,作为桥梁的基础。
- 塔:在基地的两侧,有两个塔,用于支撑配重和升降桥梁的电缆。
- 配重:两个大配重位于塔的两侧。
它们在桥梁上升和下降时平衡桥梁的重量。
- 电缆:电缆将桥梁的每一端连接到每个塔,并帮助升高和降低桥梁。
- 跨度:矩形跨度位于底座顶部,可以通过连接到配重的电缆升高,以便水路交通可以通过下方。
工程冒险:开启桥
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用例
用于: | 描述: |
---|---|
水路导航: | 吊桥最常用于让船只通过水道。吊桥常用于港口、港湾等大型船舶需要通过的航道区域。桥梁在配重系统的帮助下升高和降低,这使得该过程快速而简单。 |
乘火车游览: | 开启式桥梁也常用于铁路系统中以运送人员和货物。桥上去让火车通过,等火车安全通过后桥又下来。这种桥梁在没有足够空间容纳普通桥梁或隧道的地方很有用。 |
公路运输: | 吊桥也可用于连接道路,尤其是在没有足够空间容纳普通桥梁的城市中。桥上升,以便高大的船只或小船可以通过它。一旦水路畅通,桥就会倒塌。这种桥梁可以帮助减少交通拥堵并改善交通状况。 |
工业和制造设施: | 吊桥也可用于工厂和其他工业环境,以在水道上移动大型机器或设备。这种类型的桥梁在传统桥梁空间不足或需要快速轻松移动重物的地方特别有用。 |
休闲用途: | 吊桥也可以用来娱乐,比如在码头或其他有水道的地方。这种类型的桥梁对于船民和游客来说可能是一个独特而有趣的特征,也是控制交通和阻止繁忙地区拥堵的一种方式。 |
结论
总之,开启桥展示了工程师的创造力,以及构建既有用又美观的基础设施的重要性。
这些桥梁不仅方便船只通过,而且还增添了城市的美丽和特色。
随着我们不断突破工程的极限,我们可以回头看看开启式桥梁,看看当艺术与科学结合在一起时可以做什么。
吊桥是现代工程的真正壮举,无论是因为配重的协同工作有多好,钢梁有多坚固,还是设计有多漂亮。
让我们不断推动自己建造既实用又美观的东西,让我们为子孙后代保留开启式桥梁的历史。
链接和参考
结构检验手册第 3 部分 - 可移动结构第 2 章 - 开启桥:
https://wisconsindot.gov/dtsdManuals/strct/inspection/insp-fm-pt3ch2.pdf
活动桥梁:
维基百科:
https://en.wikipedia.org/wiki/Bascule_bridge
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