怎么知道桥梁的寿命?是不是越新的越坚固?这些桥梁的“秘密”你一定不知道【揭秘·解密】
桥梁,是城市与自然交织的重要纽带,是日常生活中比较常见的建筑物。
你是否好奇……怎么知道桥梁的寿命呢?它们的材质不同,是不是寿命也不同?桥梁是不是越新的越坚固?现在有好多特别长的桥,这么长的桥安全性又如何?
一起来听听业内大咖——同济大学教授、土木工程学院桥梁工程系孙利民老师,讲述关于桥梁的“秘密”,以独特的科普视角和深入浅出的专业解读为大家揭开桥梁建造背后的奥秘。↓
Q1
电影《长津湖之水门桥》里,志愿军战士前赴后继三炸水门桥给观众留下了深刻印象。为什么让一座桥梁倒下这么难呢?
在电影《长津湖之水门桥》里,我们看到了志愿军战士们尝试炸毁一座大桥的场景。这个场景十分震撼,但也让我们好奇:为什么把一座桥炸掉这么难呢?
其实,这跟桥梁的设计和建造有很大的关系。
材料的选择
能承受更高的重量
工程师们在设计桥梁时,要使用特别坚硬的材料,比如钢铁和混凝土,这些材料能承受很重的重量。
桥梁的设计
兼顾美观、坚固和安全
桥梁还有很多不同的设计,比如有吊桥,也有拱桥。这些设计不仅要让桥看起来美观,更重要的是要让桥更加坚固和安全。
吊桥 用很多钢缆支撑,就像大网一样抓住桥面,而 拱桥 的弯曲形状可以很好地分散重力,这样桥就不容易断。
上海至昆明高速公路坝陵河大桥(吊桥)↑
贵阳至黄平高速公路乌梅河大桥(拱桥)↑
精确的计算
确保桥梁既坚固又安全
建造桥梁的时候,工程师们会用很多精确的计算确保桥梁既坚固又安全。
他们会考虑到很多可能会发生的事情,比如大风、地震、车辆荷载和冲击等,都是为了更好地应对这些外力冲击,确保桥梁能安全地屹立着。
Q2
为什么会有桥梁被压塌的情况?
桥梁工程师在设计桥梁时,会考虑到所需承载的最大荷载,通常还会加入一定的安全冗余度。冗余度是设计上的一种安全预留,确保桥梁在实际荷载略超设计荷载时仍能保持结构安全。
但是,这并不意味着桥梁就不容易发生倒塌。
当重载的车辆通过桥梁时,即使没有超过桥梁工程师设计的安全预留,桥梁的结构也会受到一定程度的影响,重载车辆长期频繁通过会给桥梁带来“内伤”;如果大货车超载严重,或者没有严格按照规定的方式和线路行驶,就可能会使桥梁发生倾覆。
定期对桥梁进行检查维护
确保桥梁安全
为此,桥梁的维护部门定期对桥梁进行检查和维护,及时发现并修复裂缝、腐蚀等损伤,以更好地保证桥梁的安全。
尽管工程师们已经采取了各种措施,来确保桥梁的安全性和稳定性,但桥梁的安全仍然需要我们每一个人的共同努力来维护。
社会公众,尤其是驾驶重型车辆的司机,需要提高对“超重问题”的认识。超载不仅违反了交通法规,而且对桥梁安全、乃至生命安全构成了严重威胁。
Q3
现在有好多特别长的桥,是不是桥越长,对抗击外力的要求越高呢?
港珠澳大桥↑
主跨的长度和复杂度
对桥梁的安全性和稳定性
有着重要影响
实际上,当我们谈论桥梁的长度时,需要明确一个概念:总长很长的桥和主跨很长的桥是有所区别的。
总长很长的桥
对于总长很长的桥梁,例如某些高架桥,虽然其整体长度显著,但每跨的跨径通常较小,设计和建设难度相对较小。
这类桥梁的稳定性与安全性,更多依赖于其整体设计、建造质量以及维护状况。
主跨很长的桥梁
贵阳至毕节公路西溪河大桥↑
对于主跨很长的桥梁,用悬索桥来举例,这些桥梁的单个跨径很大,我们通常称其为大跨径桥梁,需要高级的工程技术和复杂的设计策略,来确保其安全和稳定性。
因此,桥梁的总长并不是决定其性能的唯一因素,主跨的长度和复杂度对桥梁的整体安全性和稳定性也有着重要影响。
跨度很长的桥梁
也是非常安全的
大跨径桥梁的设计是一门艺术,也是一种科学。
工程师们会采用悬索桥或斜拉桥等结构,这些设计利用了力学原理来分散荷载,增强桥梁的稳定性。悬索桥通过主缆和吊杆将荷载传递到坚实的桥塔和锚固点,而斜拉桥则通过斜拉索直接将荷载传递到桥塔。
这些设计不仅提高了桥梁的承载能力,还增强了桥梁对极端环境因素的抵抗能力。
大跨径桥梁的安全,关键在于科学严谨的设计、选用合适的材料、精确的施工以及有效的维护策略。通过这些措施,即使是跨度很长的桥梁也是非常安全的。
中国桥梁建设蓬勃发展↑
Q4
桥梁是不是越新的越坚固?
当我们谈论桥梁是否坚固时,并不只是看桥梁是新是旧。一座桥的强度取决于很多因素,例如它是怎么设计的,用了什么材料建造,建造得是否精确,以及后来是怎么被照顾和维护的。
新桥通常使用最新的技术和材料,这可以使桥更强、更安全,但这并不意味着所有新桥都比旧桥更坚固。如果旧桥得到很好的保养和必要的维修,它们也可以很安全地使用许多年。
Q5
怎么知道桥的寿命呢?
了解一座桥的寿命,首先我们要了解到它的设计使用寿命是多少。
桥梁建成后,可以通过定期检查及时了解桥梁的状态。专家对桥梁的每个部分进行逐一检查,对它的状态和剩余使用年限进行评估,并做出是否需要维修的决策。
这样,我们不仅可以知道桥梁的现状,还可以预测它未来的情况,确保它安全性和可靠性。
所以,虽然桥梁终将老化,但通过好的设计、材料、建造和维护,我们可以使桥梁安全地使用很多年。
桥梁定期检查和维护↑
部分来源:上海市公路学会、同济大学土木工程学院、
同济大学交通运输工程学院、贵州交通
部分图片:网络
编辑:韩菁
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