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在结构工程与建筑专业之间 林同炎 |
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| 采用FRP、铝合金等新材料的城市人行天桥的设计与分析 [返回] |
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| 建筑结构很少能够敢于把自己暴露出来作为建筑立面供人欣赏。公路桥梁又往往只讲结构不讲建筑。而城市人行天桥正好位于二者之间。现代大城市中不但有许多人行天桥，而且对桥梁的外观提出了越来越高的要求，使城市人行天桥成为了将建筑美观与结构坚固合二为一的试验场。直接用适用而坚固的结构创作出具有美感的形象，是结构与建筑融合的一条直接道路。 从这种意义上，我不禁要赞美赫尔佐格和德梅隆为北京奥运会设计的主体育场“鸟巢”，它的美令我震撼，而这美竟直接来自于它的结构，这更令我震撼。尽管有的工程师批评它的结构体系是落过的、过时的、不经济的，但创造出能够直接担负起建筑美观的重任，同时又坚固、经济的“先进”结构体系，不正是我们结构工程师的职责吗？ |
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主桥全长60米，桥宽4米，桥下净空大于5米。桥面板与桥索均采用玻璃纤维增强复合材料（GFRP）。桥面板为FRP拉挤成型的箱形梁体系，在两端和中部四点支承。翼形钢箱梁悬臂通过FRP桥索为桥板提供额外的竖向支承。 刚度是控制该桥设计的关键因素。翼形钢箱梁悬臂和FRP桥板的刚度对整桥刚度都有较大影响，而这二者的外观都宜纤细，以产生欲翅欲飞的轻快动感。如何处理好桥梁美观与坚固、适用之间的关系，是该桥设计中的重要课题。 |
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悬索景观桥梁。主桥全长60米，桥宽4米，桥下净空大于5米。分成三跨，中央最大跨度40米。桥面板与桥索均采用GFRP。四根向外倾斜的桥墩通过FRP主缆与吊索将纤细的桥面板托浮于空中，桥墩之刚与桥面之柔产生强烈的对比，外倾的造型也在视觉上产生巨大的张力。 | |||
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除了轻质高强等力学特性之外，FRP材料用于城市桥梁结构的另一个长处在于它本身可以具有丰富的色彩。 | |||
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该桥设计位于北京西单商业街的街口。出于美观考虑，全桥采用铝合金材料。主跨采用下承式的桁架拱，这对上弦杆的整体稳定性提出了严峻的挑战。同时，铝合金杆件之间机械连接的正确模拟，对于在设计过程中验算桥梁刚度非常重要。 | |||