福斯铁路桥

桥是建筑的集大成者，在中外建筑史上有一些独具风韵的桥梁，以下是鲁班乐标带来的关于独具建筑特色的世界知名大桥的详细介绍。


福斯铁路桥是世界上第一座钢铁桥，1889年建成于苏格兰，该桥主跨达521.2m，总长1620m，支承处桁高达110m。铁路桥由一条中平衡悬臂桥和两条悬跨组成。悬臂梁属于桁架钢梁，是由厚钢管连接而成的。


建设历史


福斯桥（Forth Bridge）的全名是福斯铁路桥（Forth Railway Bridge）位于英国苏格兰爱丁堡西边，是跨越福斯湾海峡上的第一座桥梁，仅供铁路使用。


福斯铁路桥于1882年开始建造。桥梁施工历时七年，中间更换了设计工程师，修改了设计方案。七年中，施工动用了四千多名工人，高空施工中牺牲了98人，并造成了数百名人员伤残。为了纪念这些为英国桥梁事业做出贡献的蓝领工人，后人在桥址处修建了纪念馆。


1890年3月4日福斯铁路桥建成，威尔斯七世国王将一枚金铆钉钉在桥上，宣告大桥竣工通车。


21世纪初，英国的养护部门对结构进行了检测，主要承重结构仍然完好。只是对部分杆件和接头处进行了维修加固。这座桥一直被认为是现代桥梁史上的一个重要里程碑，至2012年仍在使用之中，是名副其实的百年大桥。


建筑结构


福斯铁路桥桥梁的大部份结构是钢，由一条中平衡悬臂桥和两条悬跨组成，据说共用了八百多万支的铆钉，悬臂梁属于桁架钢梁，是由厚钢管连接而成的。修建整座桥用去了约400吨钢铁。


福斯铁路桥主跨达521.2米，总长1620米，支承处桁高达110米。铁路高出水位47.8米，因风力过大，桥梁桁架做成向内倾斜，塔顶宽约10米，塔底宽36.6米，全桥共计3个桥塔，六个伸臂，各长206米，悬跨长107米。按照上下行布置了双幅轨道。


福斯铁路桥有以下技术特点。


1、用“纺锤型”桁架延伸桥梁悬臂，达到增大跨月能力。


三个“纺锤型”桁架就像三个挑水农夫并列一排，用三个扁担延长跨度、平衡重量。


2、“纺锤型”桁架属于“二力杆”，设计者将拉杆与压杆区别对待。


考虑受力的需要，每个拉杆均有四个小钢管组成空心的构件；而每个压杆则由一大直径钢管组成。这种针对受力特点采取区别对待的设计很新颖。


3、拉压杆交叉点自由相交。


为了杆件受力清晰简单，拉压杆件在中途交叉处采用了自由相交而不是刚性联结，这样更符合结构力学中的二力杆受力特性，也大大地简化了手工计算的复杂程度，因为当时没有电子计算，也不可能用到大型空间有限元法（Finite Element Method）来计算分析与仿真。


4、设置了维修通道。


即使21世纪的很多桥梁设计人员也容易忽视桥梁维修检修通道。但是，福斯铁路桥在19世纪就考虑了钢筋混凝土维修通道及步梯，这样便于桥梁在营运工程中做周期性的检修维护。这一点对于钢结构桥梁更是至关重要，因为钢铁锈蚀的防护会经常用到这些通道。


5、抗风能力强。


由于整个桥梁才用了桁架结构通透率很大，阻风面很小；再加上“纺锤型”的桥型结构稳定性好。因此桥梁的抗风能力大大增加，安全而稳定。


6、海水锈蚀及防锈。


海水中的盐分、氯离子会加快钢材的锈蚀，桥梁运行一百多年，能完好无损的保持到21世纪其防锈技术是不言而喻的。





福斯铁路桥


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