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苏通大桥是由我国自主设计建设的世界最大跨径的斜拉桥,如下图所示,它横跨江苏省东部的南通市和苏州的常熟市,路线全长32.4km,其中跨江大桥长8146m,大桥主桥为跨径1088m的斜拉桥,全线采用双向6车道高速公路标准,计算行车速度南、北两岸为120km/h,跨江大桥为100km/h,主桥通航净高62m,宽891m,可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨级船队通航需要。
苏通大桥总投资为78.9亿元,为何要巨资修建这座大桥呢?
第一,苏通大桥建成通车。拉近了苏北沿海与苏南发达地区的距离,彻底改变了南通隔江“难通”的尴尬历史,使南通到上海的车行时间缩短为1h,使整个苏中、苏北地区与上海的时空距离也都大大缩短,为这些地区的工业化、城市化和现代化建设注入新的活力,
第二,苏通大桥东距长江人海口108km,是国家高速公路沈阳至海口通道的过江枢纽,也是江苏省公路主骨架重要的过江节点,对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿江整体开发,改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义,
苏通大桥的建设,创造了世界桥梁建设最大主跨、最深基础、最高桥塔、最长拉索四项世界纪录,代表了世界建桥技术的最高水平,
最大主跨:苏通大桥跨径为1088m,超过主跨890m的日本多多罗斜拉桥,成为当今世界跨径最大的斜拉桥,
最深基础:长8146m的跨江大桥由113座桥墩构成,其中有92座桥墩立在江水之中,第68和69两座为主塔桥墩,墩长114m、宽48m(面积相当于一个足球场),厚约9m,墩下由131根长达120m、每根直径2.5m-2.8m的钻孔灌注桩组成,是在40m水深以下厚达300m的软土地基上建起来的,是世界上规模最大、入土最深的桥梁桩基础,
最高桥塔:两座主塔桥墩上,各竖立一座“人”字形的巨塔,塔高300.4m,目前排名世界第一,雄踞世界最高桥塔的宝座,
最长拉索:每座桥塔向两侧双面延伸各68根钢拉索,总共272根,组成4组“人”字形,长1088m的主桥,重4.6万吨的钢箱梁桥面,就靠这136对构成“人”字的拉索牵引着,这4组“人”字形拉索,越向外越长,最外端的8根拉索每根长达577m、重达59t,为世界上最长的斜拉索。
苏通大桥坐落在长江人海口,地质、气候、水文条件复杂,除了面临抗风、抗震、防船撞、防冲刷等众多考验外,还面临更多技术难关,在设计、建设过程中,先后有近70位院士、200多位各界专家参与科研设计工作,开展百余项科研专题攻关,取得了丰硕的科技创新成果,
1 高精度,除最大跨径外,300.4m高的桥塔要笔直竖立,没计要求从塔顶到塔底的垂直度误差不能超过10cm,而苏通大桥误差仅为9mm,如此高的精度体现了高技术含量,
2 高安全性,在桥塔和钢箱梁桥面之间安装有名为“粘滞阻尼器”的约束装置,让大桥处于动态的半漂浮状态,就像给汽车驾驶员系上了安全带,让大桥在突遇地震、狂风等外力破坏时,桥面钢箱梁不会出现过大位移,保护大桥安全,
3 高寿命,桥梁的耐久性关系重大,世界上许多桥梁达不到设计寿命要求,有的设计寿命100年的桥实际只能使用三四十年,而对苏通大桥的环境和加载模拟试验显示,它的使用寿命超过100年,
4 高密度结构
横滨海湾大桥位于日本神奈川县横滨港,是一座双塔双索面公路斜拉桥,于1989年建成。该桥连接本牧码头和大黑码头,主桥长860米,其中主跨长460米(跨度布置为200米+460米+200米),H型桥塔高172米,桥宽39米,设双向6车道,钢桁梁高13.75米。经过近10年的建设,横滨海湾大桥于1989年开通。这座全长860米的大桥,当时号称世界上最大规模的斜拉桥(日文称为斜张桥)。横滨海湾大桥当时建设的目的是缓解横滨市内拥挤的交通。其名称(横浜,YokohamaBay Bridge)则模仿了美国旧金山的海湾大桥(Bay Bridge)。
2004年,横滨海湾大桥开通了下层部分的国道357号(暂定2车线)。这样就确立了上层为“首都高速公路”(东京都区与周边的高速公路网),下层为国道的结构。在大黑码头一侧设有展望台与空中走廊“Skywalk”(收费),可以观看大客船通过时的壮观景象,还能全方位眺望富土山和房总半岛等地景色。其实,就目前来说,横滨海湾大桥已经不是世界最长的斜拉桥。同样也是属于日本的多多罗大桥才是世界之最。而中国的“苏通大桥”(跨径为1088米)的建成通车,取代了多多罗大桥作为世界最长斜拉桥的地位。
新西兰奥克兰海湾大桥
海港大桥连接奥克兰最繁忙的港口――怀提玛塔海港南北两岸,全长1020米,与停泊在奥克兰游艇俱乐部的万柱桅杆,组成了一幅壮观美丽的图画。大桥建于19田年,离海面高43米,由于那里经济和人口的快速增长,大桥的设计过载量已无法满足需求,1969年又聘请日本专家设计,把大桥两侧加宽,由原设计的四股道增加到六股道,使大桥的过载量增加了1倍。现在该大桥高峰时期一天可过往车辆115000辆以上。人们称这个新增加的两股道为“日本增加道”。另外,海港货物的吞吐量也是新西兰最多的。
多多罗大桥
多多罗大桥是位于日本濑户内海的斜拉桥,连接广岛县的生口岛及爱媛县的大三岛之间。大桥于1999年竣工,同年5月1日启用,最高桥塔224米钢塔,主跨长890米,是当时世界上最长的斜拉桥,连引道全长为1480米,四线行车,并设行人及自行车专用通道,属于日本国道317号的一部分。多多罗大桥位于日本的本州岛和四国岛的联络线上,主梁采用钢箱梁。这座桥像一条巨大的青龙,将横跨美丽的濑户,并将本州的广岛市和四国的松山市的公路交通连接起来。
日本是一个多台风、多地震的国家。因此多多罗大桥在抗风、抗震设计上要求很高。具体地说是抵抗像52米/秒左右的暴风及最大级地震所设计的。此外,由于该桥两侧的边跨较短(分别为170米和2 70米),中间跨度较大(890米),故采用了边跨为预应力混凝土及中跨为钢桁的复合形式,以取得桥桁自重的平衡。多多罗大桥的总投资约11亿美元,因此在施工中对桥梁制作质量要求特别高,每完成一道小的工序都要接受甲方单位的测定和检查。为了准确地提供每一段钢桁的重量,该桥还要求进行重量的实测,而对于一般的工程,只要按设计计算书中所算出的钢重就行了,而不用考虑焊接及油漆等工序之后重量的变化。此外,主塔制造后的架设倾斜精度要求控制在1/5000以内等等。
土耳其博斯普鲁斯大桥
博斯普鲁斯大桥,长1560米,宽33米,高165米,桥面可以并排通过六辆汽车,桥下可以通过各种大型船只。1973年10月30日,土耳其伊斯坦布尔的博斯普鲁斯大桥正式通车。那天有25万人从欧洲过桥到达亚洲。土耳其独特的地理与历史造就了伊斯坦布尔这个城市独特的魅力。伊斯坦布尔因为地跨欧亚两个大陆,博斯普鲁斯海峡就像一条河流把这个城市分为东西两部分,而博斯普鲁斯大桥又宛如一根纽带把欧亚两部分连结起来。
旧金山―奥克兰海湾大桥
旧金山一奥克兰海湾大桥,当地多简称为海湾大桥(Bay Bridge),是一座位于美国旧金山湾区,连接旧金山、耶尔巴布埃纳岛(Yerba BuenaIsland),以及奥克兰的桥梁。海湾大桥是横跨全美国的80号州际公路一部分,是旧金山到奥克兰的直接通路,每天约有2777辆次汽车从这座大桥的双层桥面通过。海湾大桥是世界上跨度最大的桥梁之一。
在旧金山和奥克兰间建造一座收费桥梁的设想在淘金热时期已然出现,但直到1933年才开始动工。这座桥梁由查尔斯・H・珀塞尔设计,美国桥梁公司建造,于1936年11月12日完工通车,比旧金山另一著名桥梁金门大桥早六个月通车。最初,上层桥面设计成汽车通道,下层则是铁路和载货卡车的通道,但在“钥匙系统”(运营于1903年至1960年问的一个私有湾区公共交通公司)终止运营之后,海湾大桥的下层桥面也改为道路供汽车通过。
2009年10月27日,海湾大桥由于东半部铁桥修复失败而短暂关闭,干11月2目重新开放。1986年,旧金山市非正式地将大桥更名为“詹姆斯・阳光吉姆・罗尔夫大桥”(The James“Sunny Jim”Rolph Bridge)。
悉尼海湾大桥
关键词:多媒体;构建;高效;课堂
中图分类号:G633.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0247-02
随着科学技术的不断发展,多媒体技术越来越多地被引入语文课堂教学。新的《语文课程标准》中指出:“应拓宽语文学习和运用的领域,注重跨学科的学习和现代化科技手段的运用,使学生在不同的内容和方法的交叉、渗透和整和中开阔视野,提高学习效率。”信息技术和网络不仅成为教师学习提高的途径,也应当成为学生学习的工具。
学生通过多媒体学习,提出问题,收集材料,对研究目标进行探索、分析、研究,最后基于问题解决模式,在实践操作中培养学生科学的态度和价值观以及创新精神、创新思维、创造能力。有效地使用多媒体技术,构建高效的语文课堂,是我们要努力的方向。下面围绕初中二年级语文综合活动课《说不尽的桥》,谈谈信息技术在语文课堂教学中的运用。
一、设计思路
《说不尽的桥》是一节语文综合活动课,旨在培养学生运用现代化信息技术自主学习、掌握知识的能力。借助网络获得“桥”的信息,结合本课的教学目标,筛选整理,通过多媒体制作成演示文稿,运用多媒体展示活动成果。
二、实施步骤
1.对学生进行培训。主要是掌握如何搜集下教网上的信息、根据选题筛选有用的信息、Powerpoint演示文稿的制作等。八年级学生已开设信息技术课,掌握了一些基本的操作和简单的制作,通过教师的辅导,基本能完成制作。
2.确定小组的专题。学生按兴趣每四人分成一小组,每小组任选一题。把专题布置给学生,由学生通过课内外资料的收集来完成,并能根据自己的兴趣确定对某一专题深入研究。
3.指导学生研究。学生将根据自己的爱好,结成不同的小组,以团队合作的形式完成学习计划。
4.布置学习任务。全班共分成6个小组,设六个专题,每组一个题目:①桥梁的发展历史;②描绘桥梁的诗文;③桥的传说和故事;④桥名趣谈;⑤桥的影视作品;⑥世界名桥录。
三、学习过程
信息技术的辅助给学生们带来资源共享,学生以研究小组的形式,共同完成建立桥的档案,并在课堂上交流。在这个过程中要求学生自己动手,在教师的协助下完成自己的演示文稿,并根据自己的活动在课堂上逐步展示自己的研究成果。
第一小组:他们收集了大量有关桥的发展演变资料,特别是找到许多有关桥的网站。学生能从上面寻找自己所需要的信息资料,并要对各种资料进行分析、归纳、整理、提炼,从中发现有价值的信息。根据内容做成演示文稿,每一点均有相关的图片和文字解说。演示的内容为:①桥从形式的角度分梁桥、浮桥、吊桥、拱桥;②桥从功能的角度分公路桥、铁路桥、公路两用桥、立交桥;③建桥的常用材料有石头、木材、竹、钢筋水泥、钢铁;④以建桥由时间为序,介绍最原始的桥、桥的雏形、桥的形成、现代桥的飞速发展。
第二小组:以桥为主题的诗歌。指导学生选择名家、名作,选择学生比较熟悉的篇目,且数量不宜之多,三五篇即可,并查找相关的图片,根据容、图片选配恰当的音乐,完成演示文稿。在小组内指定诗歌的朗诵者,其他成员帮助、指导练习。最后确定的演示篇目:①马致远的《秋思》;②徐志摩的《再别康桥》;③张继的《枫桥夜泊》;④秦观的《鹊桥仙》。配的音乐是钢琴曲、水笛曲和古筝曲。
第三小组:收集有关桥的故事和传说。在浩如烟海的资料中查找内容健康、情节曲折动人、流传至今的故事和传说,并且附上相关的画面和音乐,做成演示文稿。小组选派表达能力强的学生讲述,最后确定讲述的故事是:①长坂坡当阳桥的故事;②西湖断桥的故事;③牛郎织女鹊桥相会的故事;④张果老倒骑驴的故事;⑤钱塘江大桥的故事;⑥大渡河上索桥的故事。
第四小组:主题是桥名趣谈。我国古代的桥名,总有些文学气息。通过慎重题名,一座桥的历史、作用或影响就表现出来,容易流传。学生归类如下:(1)单字桥名录:蓝桥、枫桥、断桥、画桥、朱桥、花桥、柳桥。(2)双字桥名录:①赞扬:安济桥、灭渡桥、绩麻桥、夫妇桥;②记事:万里桥、兰亭桥、虎渡桥、洗耳桥;③抒情:消魂桥、思乡桥、忘恩桥;④神异:圣女桥、白鹤桥、集仙桥。(3)多字桥名录:二十四桥、旧浣花桥、杨柳河桥。演示以文字为主、图片为辅。
第五小组:桥的影视作品。不只是列出篇目,要找到音像资料、海报等文字资料。学生通过上网,找到《魂断蓝桥》《卡桑德拉大桥》的影像资料,前南斯拉夫电影《桥》的插曲《再见吧,朋友》和中国童谣《摇啊摇,摆到外婆桥》等在专业教师的指导下,做成演示文稿。
第六小组:搜集世界名桥。有历史意义的、有科学价值的、有独特造型的。主要以图片展示为主,配以简短的文字说明学生演示的内容:(1)中国古代桥梁之最:①现存最古老的敞肩石拱桥是赵县的赵州桥;②现存最早的也是桥洞最多的连拱石桥是江苏苏州的宝带桥;③现存最早的十字桥是山西晋祠鱼沼飞梁;④仅有的五亭桥位于江苏扬州的瘦西湖;⑤我国目前最大的城市立交桥是北京四元桥。(2)世界桥梁之最:①美国旧金山金门大桥,不是世界最长却是最著名的斜拉索桥;②土耳其博斯普鲁斯海峡大桥,世界十六名桥之一,跨欧亚两州,是欧洲第一桥;③明石海峡桥,连接四国和本州岛,是世界上最长的双层桥;④江阴长江公路大桥是中国第一斜拉索桥。现排名世界第四,有世界第一大沉井之称;⑤当今世界上最长的跨海大桥位于波斯湾、英国泰晤士河伦敦桥、加拿大魁北克桥等世界名桥。
【关键词】 纤维复合材料 基础结构 应用发展
纤维复合材料从20世纪60年代就开始应用于建筑业之中,那时只用做建筑物的预制组件、屋顶材料等,如火车站站台一类建筑。一般站台顶长50m,宽8~9m,纤维复合材料非常适合制作轻质高强的要求。1999年在瑞士Basel的一座5层建筑是使用纤维复合材料构件建筑精品。这座建筑的框架、门窗及部分室内设施完全由纤维复合材料组成。它的成功应用实践了纤维复合材料在中型建筑的应用。
在近些年来,纤维复合材料由于它特有的功能,被引入土木建筑的基础结构中,主要应用在高速公路、隧道、港口、桥梁、沟槽、护堤壁、机场、水坝、水处理设施及下水道工程。据统计现已占纤维复合材料市场的30%左右。这主要源于纤维复合材料的特殊性质,它自身结实而有刚性,提供了优良的比强度及高抗蠕变性,优越的抗候性与温度变化的承受力,抗紫外线、潮湿及大气污染,高抗冲击强度,同时,选择合适的树脂还可具有阻燃性,良好的尺寸稳定性及耐热性。用户可以从很广的范围中选择颜色与外型,具有很大的设计多变性。目前土木建筑结构中纤维复合材料新产品的使用开发主要有两大类,其一是用做混凝土钢筋,尤其是在那些防腐维修费用高的工程中;其二是修理或加固目前使用的混凝土结构,如受损的桥面或者提高基础的强度等,都可以应用纤维复合材料增强。
1 纤维复合材料与桥梁设计
在桥梁设计中,纤维复合材料已逐渐被土木工程师应用到设计中。步行桥是桥梁使用纤维复合材料的一个起点,尤其是由于地理环境复杂,大型起重设备无法进入的地区或,在这时纤维复合材料的使用价值就明显体现出来。利用它轻质高强的特点,桥的主体结构可以在制造厂中预装成构件,在现场只需进行安装。许多纤维复合材料步行桥在世界各地建造起来。例如,1992年苏格兰建成的一座113m长的斜拉桥,它是当时世界上第一座完全用挤拉复合材料建成的最长步行桥。1998年美国肯塔基州建成130m长的Sandy River桥打破了这一纪录。而目前世界上最大、最长的车行纤维复合材料桥于2000年11月在美国西弗吉尼亚建成,桥面长58m,宽17m,使用增强纤维复合材料制成的梯形/六边形型材及美国亚什兰化学公司生产的聚氨酯粘合剂胶接制成。美国圣地亚哥加州大学为军队设计的一座浮桥充分揭示了增强纤维复合材料在基础结构中的潜在用途。这座桥跨距15·3m,以软木做芯材的碳纤维/环氧树脂结构仅重5500kg,比铝质的还轻,两片这样的桥面可以通过105t的军用履带运输车,而相应的铝桥载重仅70t。该桥桥面及侧壁使用的是JOHNSTON增强复合材料公司的12K碳纤维束及BALTEK公司生产的软木夹心芯材。采用SCRIMP工艺,环氧树脂以多注口低压注入到预成型的纤维布中,辅以真空袋成型,并在170℃固化。通过测试,承载了70t重的坦克及100t重的运输车进行了5000次的测试。纤维复合材料以自身的性能优势证明了它的应用前景。
2 纤维复合材料的补强作用
建筑界出于环保及经济的考虑,很希望在基础结构中使用简便而有效的结构补强技术。对于城市基础设施中最常见的钢混结构,使用外部粘接钢板补强的方法已经很多年。其不便之处在于钢板的运输与安装不便及钢板的易腐蚀。使用复合材料就克服了这方面的问题。在欧美一些国家,很多桥梁已使用了50年左右,桥梁结构已有破损。据统计,美国大约有100,000座桥梁需要彻底检修或更新;欧洲科学家们重点对早期在铁路沿线上建成的铸铁桥及钢铆钉桥进行了大量研究后认为,这些桥在全欧洲有100,000座,其中三分之一以上需要进行升级或补强以承载新发展起来的高速列车。因此,复合材料将大有用武之地,也为复合材料进一步推广提供了一个非常好的机会。
3 复合材料防护层的作用
另外一种对建筑物及桥梁的支柱、铁梁、钢梁加固的措施是对其外加保护层。建筑物支柱的外部增强使用纤维复合材料意义重大。加固的防护层能提高柱体的抗剪切及抗压缩应力,提高抗冲击性。这项应用在地震频发区如日本、台湾及美国的许多州已经逐步推广。美国旧金山、洛杉矶地震及日本阪神地震后,大批的建筑、高架桥、高速公路毁坏,因此这项技术最早是在美国及日本发展起来。约有150项补强新技术在日本、加拿大、美国用于实际施工中。超过3000座以上的桥已经用包括玻纤、芳纶纤维及碳纤维增强环氧或聚酯复合材料防护层进行了加固,我国近年地震灾害较大,也可以利用新兴的纤维复合材料进行加固维修。国外在对钢结构建筑的钢梁进行加固时,采用碳纤维/环氧树脂预浸工艺。这种方法可以在狭窄的环境下使用最简单的施工步骤。首先对钢梁表面进行处理,去除表面腐蚀层,清洗表面,去除油脂并涂硅胶衣以保持干燥;然后用环氧粘接剂喷涂在清洁而干燥的表面。将碳纤维预浸料沿着钢梁的形状放置好后,对其加热升温,促使树脂向纤维中渗透并充分固化;在预浸料固化期间,还要将其置于真空状态下强化复合材料层面,尽可能多地将空气去除。复合材料上施加的压力通过缠绕在钢梁上的真空袋获得,确保材料与钢梁在外形上保持一致。
4 结语
纤维复合材料的使用量在不断增长,尤其是在复古维修的建筑中,许多土木工程师都可以利用纤维复合材料不仅可以使建筑物的外貌焕然一新,而且可以极大的增强其强度。因此,虽然新型的纤维复合材料结构初期投入比较昂贵,但它的作用是其它原料不能比拟的。
参考文献:
盼望已久、举世瞩目的杭州湾跨海大桥于2008年5月1日通车了。两周后的一天,与老年朋友相约,从嘉兴海盐进入,感受了世界最长的跨海大桥――杭州湾跨海大桥。
是日,天气阴沉,海面有雾,大巴车进入大桥,似乎置身于茫茫大海中。海风时而吹开浓雾,浓雾时而包围海面,恰似清人金■诗云:“须臾沉雾迷,不辨天与水,使我神恍惚,置身云海里。”虽然大雾弥漫,能见度只有30~40米,桥上仍车水马龙。司机老王的车速已一限再限,还不时地打灯鸣号缓缓前行。导游小姐向大家介绍:大桥北起青山秀水的嘉兴,南到现代繁华的宁波,全长36公里,是当今世界上最长的跨海大桥,它像一条巨龙,横卧在杭州湾上。桥面双向6车道,设计时速每小时100公里,总投资140亿元。今天遇上雾海,是老天爷的特殊恩赐,使大家感受变幻莫测的雾海和时隐时现的大桥雄姿。老友们十分珍惜这难得的机会,有的透过车窗玻璃左右眺望;有的举起相机,兴致盎然地拍下千载难逢的雾海中的大桥;更多的是被大桥的壮丽雄伟所震撼:中国人真了不起,敢创世界每一跨海大桥。
导游小姐还介绍:大桥的科技含量极高,吊装的最大构件长70米,宽16米,高4高,重2180吨的预应力混凝土箱梁;最长的构件长度84米、直径1?郾6米的超长钢管桩,这种构件举世无双。为了减轻海水中氯离子对大桥钢材和混凝土的腐蚀,确保大桥100年的设计寿命,设计者专门研制了一整套防治海水腐蚀的有效措施。应用于大桥的硬件及接口技术、网络及数据库技术、图像图形技术、人工智能技术、计算数学及力学等,建立了一套大桥设计、建造及养管的科学评价体系。一整座大桥设置有中央监视系统,平均每公里就有一对监视器,这样,不仅大桥可进行科学合理的维护管理,而且对大桥“身体”的健康状况也在实时掌握之中。大家越听越玄,发自内心地敬佩大桥的建设者,为我国桥梁史上创建了前所未有的“数字化大桥”而骄傲。
一桥飞架南北变通途。杭州湾跨海大桥,把长江三角洲地区城市之间的距离大大缩短,加快提升长三角地区经济整体素质和国际竞争力,促进这一地区科学发展,和谐发展,率先发展,一体化发展,对全国改革开放和经济发展具有重大的意义。
大桥的宏伟景致和独特的海上风光,吸引着全国各地游客慕名而来。据杭州湾大桥指挥部统计,目前,每天通行车量有8万辆,接近设计每天10万辆的最大通行量。大家感到美中不足的是只能穿越观赏跨海大桥,而不能停下来观赏海上景观。导游听到大家在叹息,忙提高嗓门说:“海上观景台已开始动工,面积12000平方米,配有游览观光、娱乐健身及生活服务等设施,平台上还建有146米高的观光塔,塔身内有两部电梯,塔顶分设观光廊和塔顶餐厅,登塔远眺,一览无余。观景台预计2009年6月建成。这一席话可把大家逗乐了,不约而同地表示待观景台建成后,再来尽情地看个够。这时,车内响起了热烈的掌声,和甜蜜的笑声搅在一起,随着杭州湾的海风、海浪,飘向很远、很远……