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承重上万吨的高铁桥梁为何要设计成空心的桥梁(高铁桥是空心的吗)

导语:承重上万吨的高铁桥梁,为何要设计成空心的?难道不怕发生危险吗

中国在国际上素有“基建狂魔”的称号,不仅仅是因为中国从比较落后甚至破败的城市建设成现代城市,仅仅用了几十年的时间,便足以让我国城市建设基本完成,高楼大厦比国际上任何一个国家都要多。

而且还因为中国向来接下国际上最难啃的工程,且能够高水平地完成那些被称为不可能实现的工程,因此“基建狂魔”成为了中国在施工技术上的名片。

而说到中国国内的建设,首先要提的就是国内发达的交通枢纽,从陆运、水运、航空等各个方面的交通皆是得以高速发展,而中国最为出名的莫过于目前在国际上首屈一指的高铁技术,起步虽然比欧洲地区更慢,但技术却是后来者居上。

搭乘过高铁的人群应该知道,高铁的速度很快,高铁出行成为国内最为主流的出行方式之一,也成为国内各个城市最为普遍的交通设施,而中国高铁向国际上所展现的是,中国科技发展的程度。

与国外高铁技术所不同的是,高铁穿行的高架桥梁却设计成空心,这不免让人产生疑惑,用空心的设计来承重上万吨的高铁桥梁这不怕发生危险吗?

首先要澄清一点,纵使是多个轨道上的高铁列车同时存在,列车本身的重量也不可能达到上万吨,之所以称为空心的桥梁需要承重上万吨,是除了高铁列车的重量之外,还有桥梁自身的重量。

这种结构远远看去像是一个空心接着一个空心的排列,看起来承重能力令人担忧,但实际上这正是针对大型桥梁过重的承重而设计。

仔细观看,桥梁空心的两侧还有翼侧,这种空心加上侧翼的桥梁设计,在技术上被称之为“箱梁结构”。

国内大型承重桥梁采取这种设计结构的有许多,比如上海中环高架采取的是“现浇箱梁”;还有岱山大桥也是如此,采用箱梁结构不仅仅能够承受更多的重力,同时也能为桥梁自身减重。

而“箱梁结构”的设计原理的合理性,是结合人体骨骼结构,以及动物界动物的骨骼结构,因为不管是人还是动物,骨骼皆是呈现外部坚硬而中间空心的结构,科学家们发现,这样的结构不仅能够使延展出来的接触面更大能够起到更好的支撑作用,同时也能够为自身减重。

根据材料的力学原理,从箱梁的底部向上四、五公分右左承受拉力,而一直至上部混凝土承受強大的抗压及挤压力,两侧边加上钢筋混凝土抗箱梁扭曲力,所以箱梁底部只要不现断裂纹,箱梁就会完好无损,因而需在底部加入大量抗拉钢精。

箱梁的中间材料对梁的作用不大而且还增加梁的重量,因夹在中间的材料自不伸长也不缩短,对上部抗压能起到一定作用,混凝土抗压是它本身抗拉的几十倍,所以凭箱梁机构来承受超大重力应该是卓卓有余。

而我国高铁所使用的桥梁则属于这种技术的加强版,称之为“双线预制箱梁”,进一步为高速行走的高铁保驾护航。当然,箱梁结构的优点还在于能够及时对高铁桥梁进行检查与维修。

箱梁结构设计上通常留有“人孔”,也就是人可以爬入的小孔,这是为了高铁桥梁检修人员能够定期爬入几乎封闭的桥梁内部,对桥梁的内壁、泄水管、桥臂通风口等进行检查记录或者维修,能够更加及时地消除安全隐患,为高铁出行提供更加安全的行驶环境。

相信有不少人会存在一个疑问,为何高铁要大费周章地在高架桥梁上面行驶,而不是直接在地面上建设铁路呢?实际上,这是为了保证速度很快的高铁能够平稳地行驶,高速行驶想要平稳,那么行驶的道路要保持相对意义上的平直,不能出现太多的起伏或者弯曲,不然就成为坐过生车了。

而我国地域辽阔且地貌丰富,途径不同地区地貌不同就很难继续保持高铁行驶平稳,通过高架桥的方式则能够克服地貌上的变化,铺设没有起伏且少转弯的道路,让高速行驶的高铁能够更加平稳地行驶,也能够让搭乘高铁的乘车体验更加舒适,毕竟正常的人体实在难以承受长时间高速和颠簸,而这种感觉不妨设想一下连续几个小时坐过山车,便可以知道是否有人可以做到。

写在最后,不管是设计高铁、高铁桥梁还是定时爬入桥梁之内检查的工作人员,都值得中国同胞的致敬,那些相关的工作人员为国家的发展贡献着力量,使我们的国家更加富裕强大。

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