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d60伸缩缝:金门大桥应用

发布日期:2018-12-01|变形缝生产厂家小编
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  由约瑟夫·施特劳斯和查尔斯·A·埃利斯设计的金门大桥是最著名的工程结构之一。d60伸缩缝这是多年来世界上最长的悬索桥,跨度达4200英尺。建一座横跨金门大桥的建议始于1869年,近50年后又重新焕发生机。1916年,詹姆斯·威尔金斯(JamesWilkins),一名新闻记者,以前是一名土木工程师,开始了他的架桥运动。他的建议是建造一座中央跨度为3000英尺的悬索桥,并在150英尺的海湾上空通行。第一次世界大战没有取得任何进展,但1918年,监事会成员理查德·韦尔奇(Richard Welch)请求国会授权对普雷西迪奥和马林半岛之间的通道进行一次联邦调查,从而恢复了人们对该项目的兴趣。调查完成后,调查结果交给了城市工程师迈克尔·奥肖内西(MichaelO‘Shaughnessy)。奥肖内西相信建一座桥是可能的,但对于建造一座桥要花多少钱却知之甚少。

  d60伸缩缝约瑟夫·B·施特劳斯(JosephB.Strauss)在遇到这位城市工程师时参与了这个项目,他们两人开始谈论一座横跨大门的桥。施特劳斯在悬索桥方面的经验很少,他认为建造一座桥是可能的,但他告诉奥肖内西,他没有足够的信息来估算它的成本。1919年8月底,监事会告诉O‘Shaughnessy继续研究这座桥。然后,他要求美国海岸和大地测量局在可能的桥梁地点对航道底部进行测深。调查于1920年5月完成。奥肖内西(O‘Shaughnessy)在收到两项联邦调查的结果后,给三位著名工程师施特劳斯(Strauss)、弗朗西斯·麦克马思(Francis McMath)和古斯塔夫·林登塔尔(Gustav Lindenthal)写了一封信,他在信中说,“每个人都说,这件事做不到,如果能做到,McMath没有对此做出回应,Gustav Lindenthal写道,这座桥的建造成本不能低于6000万美元,而且可能要花费7700万美元。施特劳斯问奥肖内西认为董事会愿意为这座大桥支付多少钱,迈克尔对此作出了2500万美元的回应。

  

d60型伸缩缝安装步骤

 

  查尔斯·埃利斯

  

d60伸缩缝

 

  约瑟夫·施特劳斯

  施特劳斯开始准备一座桥的初步设计,他可以用不到合理的数量建造一座桥。他从来没有设计过这么大的桥梁,也没有设计过任何跨度的悬索桥,并请查尔斯·埃利斯(CharlesEllis)开始这项设计工作。他们首先设计了一种混合结构,由悬臂跨和悬索桥组成,悬索桥横跨两个悬臂的两端。(阅读更多关于约瑟夫·施特劳斯和查尔斯·埃利斯在“结构”杂志档案中发表的“伟大成就”的文章,2012年10月号).

  

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  斯特劳斯混合设计1921年(旧金山纪事,1934年5月18日)。

  施特劳斯认为,在大约4000英尺的高度,要求跨度的悬臂太大,悬索桥太灵活。因此,他把他的桥梁设计成两者的结合:1,320英尺的锚跨度,730英尺的悬臂,2,640英尺的钢丝绳悬索跨度,然后是730英尺的悬臂和1,320英尺的锚跨。这座桥的总长度为6700英尺,可容纳四条行车线和两条有轨电车轨道。此外,大桥两头都会有长距离的高架桥。他估计他能花17,250,000美元建造这座桥。

  在1923年1月13日的一次组织会议上,成立了一个架桥金门协会,以推广这座桥,并支持施特劳斯和奥肖内西的计划。协会任命施特劳斯为工程师。1924年12月20日,战争部对这些计划给予了有条件的批准,并提出了若干条件,包括需要将最终计划提交战争部批准。1925年,为了获得支持,斯特劳斯让埃利斯把计划交给两位著名的工程师,哈佛大学的乔治·斯温和纽约市的利昂·莫塞夫。斯温指出,这一计划“完全可行”。Moisseiff对此不以为然,但他回答说,这个估计“大概是正确的,可能超出不超过200万美元”。那年晚些时候,施特劳斯要求莫塞夫为一座传统的悬索桥制定一项计划。Moisseiff在11月15日向Strauss递交了这份报告,并附有一封求职信说:“按照你1925年6月8日的接受函,我在此向您提交一份关于单跨加劲桁架悬索桥比较设计的报告,其规格和价格与您为旧金山金门大桥提出的悬臂式悬索桥的规格和价格相同,并于1925年7月27日向您作了报告。“他的报告长达7页,是关于一座主跨4000英尺的桥梁,桥上有两根35英寸直径的电缆和735英尺高的塔楼。他估计这座桥将耗资19,400,000美元。施特劳斯现在有两种设计,但决定暂时坚持他的混合结构。

  在1927年,工程新闻记录站在桥的对立面,在一篇社论中说:“没有一位称职的工程师说金门不能搭桥,然而,从财务的角度来看,这与有可能(不论成本)与可行的(…)大相径庭。因此,旧金山…的工程师们自然会反对这种没有相关数据支持的桥梁方案。是…对骄傲的金州的屈辱和对工程行业的不幸…有关金门大桥的方案尚未提出,以满足上述所有或任何要求。“

  1929年春成立的金门大桥和高速公路区新董事会的第一步是任命当地承包商艾伦·麦克唐纳(Alan MacDonald)为经理,负责协调该地区的调查、钻孔和规划工作。然而,董事会不愿意任命施特劳斯为总工程师,除非经过面试其他工程师的过程。他们采访了Ralph Modjeski、Gustav Lindenthal、O.H.Ammann、Charles Evan Fowler、Charles Derleth、Waddell&Hardesty、Jacobs&Davies、Leon Moisseiff、George Swain和Strauss。董事会于1929年8月任命施特劳斯为总工程师。经过一些勉强之后,Ammann、Derleth和Moisseiff同意担任顾问。他们的第一次会议于1929年8月27日举行,施特劳斯、埃利斯、三名顾问、董事会主席、董事会其他两名成员以及F.A.萨维奇少校出席了会议。第一次会议的目的是确定应在哪种桥梁上根据以往枯燥的数据建造桥梁,并建立一个组织结构,以利用每一位顾问的技能。他们认为这应该是一座主跨为4200英尺长的悬索桥,将马林(北方)码头放置在离海岸近200英尺的地方。这将大大节省基础费用。从一开始就很明显,Ellis和Moisseiff将处理结构设计,Derleth和Ammann在其他问题上提供咨询,Strauss与麦克唐纳和区议会接洽。

  不久之后,施特劳斯、阿曼和莫塞夫前往东方,d60伸缩缝施特劳斯任命埃利斯为他的个人代表,为这些洞穴制定规格并监督它们。在这些结果完成之前,几乎没有什么工作可以做。1930年3月初,岩壁完工,埃利斯回到芝加哥开始设计这座桥。施特劳斯向区议会表示,初步设计将於九月完成,但埃利斯表示,通常需要一年时间才能完成这个规模的结构设计。这是施特劳斯和埃利斯在接下来一年半内第一次也是许多分歧之一。到1930年6月12日,埃利斯准备向施特劳斯和顾问展示他的初步工作。

  初步计划显示在很短的时间内完成了大量工作,受到区议会的好评。埃利斯开始努力最后确定这些计划,因为向主任们表明,所提出的计划是初步的和概念性的,只准备对费用作出估计。他致力于最后确定加劲桁架的设计和拱桥的设计,这将跨越普雷西迪奥要塞。然而,他的主要努力是最后确定塔楼的设计。在初步设计中,他作了许多简化的结构假设,他想要加以审查和尽量减少。

  1931年2月6日,施特劳斯写信给埃利斯,“关于塔楼的解决方案的信息是非常令人欣慰的,我真的很高兴你能以这种方式解决这个问题。这一改变显然不仅会改善设计,还将使我们能够在一定程度上降低塔的成本。“3月18日,咨询公司在芝加哥开会讨论规格。施特劳斯希望把Ammann的乔治华盛顿大桥的规范作为他的规范的基础,他希望“成为迄今编写的最好的规范,并作为未来工程师遵循的一种模式”。乔治华盛顿大桥于1931年开通,横跨哈德逊河的大桥有3500英尺的主跨。

  施特劳斯为埃利斯编写了一套规范以供审查,但埃利斯发现,“用它们什么也做不了。”然后,他编写了自己的规格,“经顾问们稍加修改,”这些规格被采纳。计划和规格已于1931年4月送交承包商,投标日期为6月17日。

  

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  塔形图1931年(工程新闻记录,1931年5月28日)。

  尽管埃利斯继续改进他的分析和设计,但在咨询建筑师欧文·莫罗(IrvingMorrow)的投入下,这些塔已经呈现出它们的一般形态。施特劳斯对埃利斯越来越不满,他要求有更多的时间来做他的修正计算,以及他从董事会得到的关注。他给埃利斯打电话说他从1931年12月5日开始休假。埃利斯写道:“在两周结束前三天,他(施特劳斯)写了一封信,批评我的工作,并非常清楚地指出,这种结构没有什么不寻常的,不需要我认为必要的所有时间、学习和费用,最后指示我把所有的文件交给查尔斯·克拉拉罕,他的助手和以前的学生,无限期无薪休假。“在此之后,埃利斯与大桥的官方联系就停止了,施特劳斯对他的工作从来没有给予他任何荣誉。

  由于资金问题和诉讼,1932年完成的工作不多。建筑工程于1933年1月5日开始,由麦克林蒂-马歇尔建筑公司担任总承包商,并由宾夕法尼亚州伯利恒钢铁公司提供钢材。

  他们很难把1000英尺外的南塔沉箱放进海里,但其余的建造工作没有发生任何事故。钢塔被漆成了独特的国际橙色。约翰·A·罗布林的儿子们纺成了直径36英寸的电缆,长7659英尺,包含27572根电线,使它们成为当时最大的电缆。利用新技术,他们于1936年5月20日提前两个月完成了他们的工作。吊杆被放置,纵向加劲桁架悬挂在上面。然后放置了甲板,为六条车道提供了交通设施。

  大桥已于一九三七年五月二十七日及五月二十八日分别为行人及汽车建成通车。一场盛大的庆祝活动举行了,关注的焦点是约瑟夫·B·施特劳斯,他为这一时刻谱写了一首诗。1937年9月30日,施特劳斯总工程师向金门大桥及公路区董事局提交的报告描述了桥梁的设计和施工。

  

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  金门大桥。由HAER提供。

  1984年,ASCE将这座桥命名为国家历史土木工程地标。1994年,它还被指定为现代世界七大奇迹之一。2001年,它被命名为千年土木工程纪念碑。金门大桥是世界上最长的悬索桥,直到1964年维拉扎诺-窄带大桥建成,跨度为4259英尺。这座桥现在是14座TH世界上最长的跨度。2012年,金门公路运输区董事会和美国土木工程师协会最终认可了埃利斯在大桥上的工作。

  这一系列关于悬索桥的文章始于詹姆斯·芬利(JamesFinley)于1809年在舒伊尔基尔瀑布(SchuylkitFalls)上建造的链桥,桥跨153英尺,载着货车和马车。它是与金门大桥,其4200英尺的汽车,卡车等建成。目前最长的悬索桥是日本明石凯基ō大桥,主跨为6532英尺,于1998年开放。其他悬索桥的建议,跨度预计超过10,000英尺。约翰·A·罗布林(John A.Roeling)和小查尔斯·埃莱特(Charles Ellet,Jr.)是美国钢丝桥的创始人,他们都曾写道,d60伸缩缝使用锻铁丝跨越5000英尺的桥梁是可能的。这两位工程师无疑会对他们的愿景的实现印象深刻,不仅是在美国,而且在最近在日本、中国和丹麦也是如此。

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