在通航河流或其他航道上建造桥梁,应确保通航自由。因此,桥梁的桥下净空应与航道等级相适应,最简单的解决办法就是建造高架桥。通常,项目建议阶段需就运输能力、建设费用、维修费用等因素对不同方案进行优劣比较,修建带有开启孔的桥梁是跨越航道的另一种途径。
一般来说,修建开启桥需同时满足以下两个条件:首先是河道上具有通航要求,其次是河流两岸较平缓。由于河流两岸地形平缓,为降低或取消桥头引道的高填土路堤,减少高路堤引道对周围环境的破坏,减少桥梁工程,同时确保河流的通航要求,往往修建开启桥。修建开启桥的河道上通航的船舶数量相对较少,其通行规则如下:当桥梁打开时,车辆交通中断,航道交通运行;当桥梁合龙时,车辆交通运行,航道交通中断。因此,开启桥一般用在河流需要有较大型船只通过,但是通过的次数不是很多的情况下。设置开启桥的河段上需要协调有序的交通管理,往往设有专门管理人员进行此项工作。由于开启桥开启时车辆无法通过,只能选择绕行或者等待开启桥闭合后通过,增加了开启桥周边交通组织难度,因此,对周边地区的交通组织设计成为开启桥运营后衡量其功能成败的一项重要考核内容。我国以前也有很多开启桥,但是随着经济的发展,开启桥基本不在方案讨论的范围之内。
开启桥作为建筑物,不仅是承受交通荷载的结构,还包括许多开启机械设备,如电动设备、信号和通信设备等,是机械工程与土木工程结合的产物。根据开启方式的不同,开启桥一般分为直升式开启桥、竖转式开启桥、平转式开启桥、平拖式开启桥等四种类型。
直升式开启桥将桥梁中间通航部分的一段桥身做成可以垂直升降的活动桥,其原理是在简支梁的两端桥台上竖立两座塔架,塔架顶设承重大滑轮或卷筒,将起吊钢丝绳组平行排列在轮槽中,一端连接简支梁端,一端连接平衡吊重,当桥提升时,驱动系统转动大滑轮,使梁体平行升高,平衡重相应下落,直至平衡重接近引桥或引道路面,此时主梁位于最高位置,代表性的直升式开启桥有天津海门大桥。
竖转式开启桥是将桥梁中间通航部分的一段或两段桥身做成可以在立面上竖向旋转开合的活动桥,可分为定轴开启和活动轴开启两种。单跨立转式的开启桥开启宽度较小,开启系统较简单,开启动力较小,在天津历史上被用于海河的上游支流河面宽度小的地方。(www.daowen.com)
定轴双跨立转式开启桥开启后可以提供较大的水运宽度,其开启原理如下:固定跨和开启跨采用枢轴连接,开启时绕此固定枢轴转动,在转动时,利用设置于开启跨尾部的压重块体平衡大部分开启时桥梁重量所产生的抵抗力矩,因而只需较小的开启动力。而开启的动力装置设置于桥台内部不透水的地下室中。
活动双跨立转式开启桥不同于定轴双跨立转式开启桥,开启跨在开启时不是绕与固定跨连接的定轴转动,而是通过一套滚动设备——设置于固定跨的轨道及设置于开启跨的走行系统,使得活动跨同时发生在铅垂平面的旋转与水平滚动,达到开启跨一边开启一边向固定跨侧移动的目的,从而最大限度地提供开启航道。同定轴双跨立转式开启桥的开启原理类似,活动双跨立转式开启桥也设置了开启平衡重。我国唯一现存的活动双跨立转式开启桥为解放桥。
平转式开启桥是将中间通航部分一段桥身做成可以绕一根竖轴水平旋转的活动桥,通过电机或者液压设备驱动,克服转动时的滑动阻力或滚动阻力。历史上修建的平转式开启桥,需要克服较大的滑动摩阻力,而现代改进开启系统后的此类开启桥只需克服较小的滚动摩阻力,效率较高。平转式开启桥能充分利用水中墩两侧的主航道。金汤桥为天津现存平转式开启桥的代表。
平拖式开启桥是将中间通航孔一部分桥身在水平面拖拉,使得航道通畅,可充分利用中间通航孔。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。