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蘇州建成世界最大跨度木拱橋 可同時承載3000人

2013年04月21日07:33    來源:揚子晚報    手機看新聞

“歡樂胥江”木拱橋進行承載力測試。

  用木頭可以造起多大的橋?在蘇州胥口的胥江古運河上,一座單跨跨度達到75.7米的木拱橋給出了答案。這座主體結構剛剛完工的木拱橋突破過去傳統木結構建筑理念,成為目前世界上跨度最大的木結構拱橋。經過業內人士專業測試,這座木拱橋的載重能力為195噸,相當於3000人同時站在上面木拱橋都巋然不動。

  通訊員 陳佳

  揚子晚報記者 顧秋萍

  2米長的小木板拼接而成,共用400立方米木材

  據了解,這座名為“歡樂胥江”的景觀木拱橋南北方向橫跨蘇州胥江古運河,全長120米,主跨度達到75.7米,成為當地的“新地標”,理論上可以使用50年。揚子晚報記者看到,木拱橋除了樁基為混凝土之外,橋體全部是純木結構,外部採用仿古銅件進行裝飾,橋面呈喇叭口狀,橋頭位置寬12米左右,拱頂最窄為6米。

  用木頭造出跨度如此大的橋,尚無先例,而更令人稱奇的是,建造這座木拱橋一共使用了400立方米的木材,全部採用7厘米寬、3厘米厚、2米左右長度的小木條拼接膠合而成。歷時1年多的設計方案反復論証和2年多的施工建設,目前這座木拱橋的主體結構已經完成,現在進入了收尾階段,預計在今年10月份全部竣工、正式啟用。

  是建筑設計活也是木工活,難度遠超想象

  負責該木拱橋設計的是中國最大橋梁設計院中鐵大橋勘測設計院,該院專業技術人士張總對揚子晚報記者說,“我們設計過斜拉橋、懸索橋、跨長江大橋、跨海大橋等國內上百座大橋,但這樣大跨度的重型木結構拱橋還是第一次,在國內沒有先例,沒有現成的經驗可以參考,設計和施工難度遠比想象中要高。因為木材與鋼筋水泥等材質不同,所以在設計和建設中需要考慮和重視很多方面,比如防腐、阻燃、干燥、極限的溫濕度等。”

  在木材資源日益緊張的今天,要找到這麼大跨度的天然木材作桁梁,幾無可能。就算找得到,這根木頭到底荷重多少,能否經受自然開裂、虫蛀、腐爛等考驗,也完全是未知數。這些問題正是制約傳統古建發展的瓶頸。“歡樂胥江”木拱橋工程在材料上突破創新,把新技術、新材料引進古建施工中,用規格木板膠合集成。“這座木拱橋使用的木材是歐洲赤鬆,全橋分成4段,通過現代技術手段將木材膠合、擠壓,形成拱橋所需要的弧度。為防止木材被腐蝕、變形,所有原材料都經過高溫加壓和防腐處理,烘干后進行膠合,然后到現場用膠壓機整體拼裝起來。”據悉,這個由香山古建與南京工業大學聯合研制的技術已獲國家實用新型專利。

  承載能力達195噸,橋面可同時站3000名成年人

  根據設計要求,這座將古建筑技藝與科技環保相結合的木拱橋可以滿橋負荷行人,但不能行駛車輛。據了解,“歡樂胥江”木拱橋已通過了靜力荷載試驗與動力荷載試驗。測試承擔單位是南京工業大學建設工程技術有限公司,他們預先准備了4300個沙袋,每袋沙袋的重量為45公斤,這些沙袋分5個批次堆放到橋面上,通過安裝在橋上的傳感器、應變片、測量反射片等,將數據傳遞到電腦,得到有關橋的承載能力、振動性、應力應變、變形情況等數據。

  南京工業大學土木工程學院副院長、現代木結構研究所所長陸偉東教授告訴揚子晚報記者,“根據國家相關規范,這類木拱橋每平方米的承載能力是3.5千牛。這座橋設計的承載能力是每平方米4.5千牛(注:千牛是力學單位,與質量換算需要借助重力加速度,換算后1千牛約等於0.102噸),已經超過國家標准了。”經過靜力荷載試驗中的滿載測試,這座木拱橋的承重能力設計為195噸,理論上可以同時站上去約3000個成年人而不被壓塌。

  除了滿載測試外,還進行了半跨加載測試和偏載測試,模擬橋面一半或者橋面一側站滿人。半跨加載測試就是在橋跨橫向的一邊,分5個批次每次每平方米加載4.5千牛。偏載測試就是在沿著橋的縱向一側加載每平方米4.5千牛的重量,主要檢測橋的抗扭剛度。在此基礎上,還進行了動力荷載試驗,對木拱橋的動力特征、橋的自振頻率、橋梁在行人激振下(相當於人在行走或跑動的狀態下)的動力響應等方面進行了檢測。這些測試都順利通過了,說明橋的建設達到了當初設計的要求。

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