Maillart的创新

瑞士工程师罗伯特Maillart的使用钢筋混凝土从1901年开始,它在结构艺术领域掀起了一场革命。Maillart,这里所有的主要桥梁都在瑞士他是20世纪第一个完全打破砖石传统的设计师,他把混凝土设计成技术上适合其性能但视觉上令人惊讶的形式。1901年,他在大桥上酒店河祖兹,他设计了一个弯曲的拱门和一个平坦的道路连接纵向墙壁将整个结构变成了一个跨度为37.5米(125英尺)的空心箱梁,并在桥台和顶部安装了铰链。这是建造的第一个混凝土空心盒子。祖兹的拱顶底部加厚了,桥台的所有荷载都在这些加厚的点上承载。因此,桥台附近的墙在技术上是多余的。1905年,他在弗德莱茵河上建造了一座桥塔瓦纳萨的跨度为50米(167英尺),Maillart剪出了拱肩墙壁实现了技术上的优越形式,同时在视觉上也是新的。与祖兹一样,塔瓦纳萨桥的混凝土拱门通过铰链与桥台相连,并在顶部相互连接,从而使拱门在温度上升时自由上升,没有内应力,而在温度下降时下降。相比之下,Hennebique在Châtellerault的桥没有铰链,拱桥在桥台和桥冠处严重开裂。塔瓦纳萨桥不幸被一场雪崩在1927年。

Maillart的1926年的Valtschielbach桥,一座跨度43米(142英尺)的桥面加固拱,证明了只要桥面梁是刚性的,拱就可以非常薄。Valtschielbach的拱门从顶部的23厘米(9英寸)增加到支撑处的28厘米(11英寸)多一点。薄的垂直板或横墙将拱门连接到甲板上,使甲板使拱门变硬,从而使拱门变薄。这种技术洞察力揭示了Maillart对如何工作的深刻理解钢筋具体——这种理解在1930年开始的一系列杰作中达到了高潮Salginatobel桥,与其他已经提到的一样,它位于瑞士的州格劳宾登.Salginatobel桥的形式与Tavanasa桥相似,但经过修改,中心跨度更大,为89米(295英尺),这是跨越下面深谷所必需的。Maillart的空心盒子、三铰拱设计不仅是19个设计方案中成本最低的,而且被地区工程师认为是最优雅的。早期Maillart桥的石基台在Salginatobel被取消了,因为与拱门相接的峡谷岩石墙被取消了足够的负重。

Maillart设计的其他著名的桥梁是图尔特桥费尔塞格(1933),Schwandbach桥辛弗尔蒂根附近(1933年),以及Töss伍尔夫林根附近的河人行桥(1934年)。Felsegg大桥跨度68米(226英尺),首次采用了两个平行的三铰拱。与Salginatobel桥一样,Felsegg桥的特点是钢筋混凝土的x形桥台铰链(由Freyssinet发明),这比钢铰链更经济。施万巴赫大桥,跨度37米(123英尺),是一个甲板加固拱和水平弯曲的巷道。钢筋混凝土的真实特征在这座桥上表现得最为明显,因为板拱的内边缘沿着公路的水平曲线,而拱的外边缘是直的。垂直梯形横墙集成带拱门的桥面,其结果是最受赞誉的混凝土桥梁之一。Töss人行桥是一个桥面加固拱,跨度为37.5米(125英尺)。甲板在顶部垂直弯曲,在河岸反弯曲,集成结构融入环境。

Maillart对桥梁设计的巨大贡献是,尽管他保持了传统纪律在工程方面,他总是努力使用更少的材料,降低成本,他不断地改变形式,以达到最大限度审美表达式。他最后的几座桥Vessy,Liesberg,拉琛展示了他对结构艺术可能性的成熟视野。在Arve河1935年,Maillart在Vessy设计了一个三个铰链的空心箱形拱门,其中薄的横壁在中间高度逐渐变细,形成一个X形。这种引人注目的设计,赋予了结构生命,既是自然的形式,也是有趣的表达。同样是在1935年,在Liesberg的Birs河上,一座梁桥采用了梁的下摆,在细柱的底部向外逐渐变细,在桥台附近弯曲的顶部边缘变得不那么深。对于一个倾斜的铁路在1940年的拉琛立交桥上,Maillart使用了两个独立的三铰链拱门,它们从桥台的不同层次上跳了出来,创造了一个动态形状的相互作用。

预应力混凝土

尤金Freyssinet

预应力混凝土的想法首先应用于Freyssinet在他的努力挽救勒维德大桥阿利埃河河靠近法国维希。1910年完工后一年,Freyssinet注意到这座三拱桥一直在以惊人的速度向下移动。一个平坦的混凝土拱门,在它自己的恒载下,产生巨大的压缩力,导致结构随着时间的推移而缩短,因此,最终向下移动。这种“蠕变”可能最终导致拱门倒塌。Freyssinet的解决方案是在拱顶处将拱顶分开,抬起拱顶,使混凝土对桥台施加额外的压力,然后在拱顶处的空间中浇筑新的混凝土。1928年,在勒维德雷大桥上的经验使Freyssinet提出了更常见的预应力方法,使用高强度钢使混凝土受压。

Freyssinet的主要预应力工程是在钢筋混凝土Plougastel桥之后,包括一系列的桥梁马恩河二战期间.的卢赞西大桥(1946),跨度54米(180英尺),展示了使用预应力混凝土实现单跨的轻盈和美丽桥。

第一座主要桥梁由预应力混凝土制成美国,胡桃巷桥(1950年)在费城,是由Gustave Magnel的三个简支梁跨度,中心跨度为48米(160英尺),两端跨度为22米(74英尺)。虽然桥的外观很普通,但负责最终审批的当地艺术评审团发现,桥的纤细线条足够优雅,不需要石头立面。

乌尔里希以自重桥梁结构

在第二次世界大战后的几年里,德国工程师和建筑商乌尔里希·芬斯特瓦尔德开发了悬臂的方法建设采用预应力混凝土。以自重桥梁结构的班多夫大桥莱茵科布伦茨该大桥于1962年完工,桥墩薄,中心跨度202米(673英尺)。双悬臂法由于在水中没有脚手架,还可以减少梁的深度,从而减少甲板两端在中心相遇处的材料,从而节省了资金。由此产生的主梁具有非常浅的拱形外观,轮廓优雅。芬斯特瓦尔德设计的另一座精美的桥是山竹桥(1959)南部慕尼黑这座桥中央跨度为106米(354英尺),两侧跨度为89米(295英尺)。Mangfall桥的特点是第一个格子桁架墙壁由预应力混凝土制成,它还有一个两层的甲板,允许行人在车道下面行走,并欣赏壮观的景色.芬斯特瓦尔德成功地证明了预应力混凝土不仅在成本上,而且在深度减小方面可以与钢直接竞争。

基督教梅恩的

技术和审美预应力混凝土的可能性在瑞士的Christian Menn桥中得到了充分的实现。Menn的早期拱桥受到Maillart的影响,但是,通过预应力,他能够建造更长的桥梁,并使用新的形式。的莱茵河上的Reichenau大桥(1964年)是一座跨度为98米(328英尺)的桥面加劲拱,展示了Menn的特色,它使用了宽的预应力混凝土桥面板,从单个盒子的两侧横向悬挑。为高者,曲者费森瑙高架桥(1974)阿勒河河伯尔尼这座桥的跨度高达154米(512英尺),是用悬臂法从双墩上建造的。梯形箱梁,顶部只有11米(36英尺)宽,在支撑处下摆,并承载着26米(85英尺)宽的收费公路。更令人印象深刻然而,是高的,弯曲的吗甘特桥(1980年),横跨一个深谷在州Valais.Ganter既是斜拉桥又是预应力悬臂梁桥,最高柱高148米(492英尺),中心跨度171米(571英尺)。它的形式是独特的:斜拉索是平的,上面覆盖着薄的混凝土板,使这座桥看起来非常像倒置的Maillart桥。

1931年后的桥梁

大跨度悬索桥

成功的乔治华盛顿大桥尤其是其梁深跨比极小,对其影响较大吊桥20世纪30年代的设计。它革命性的设计导致了几座主要桥梁的建造,如金门(1937)鹿岛(1939)和Bronx-Whitestone(1939)。的金门大桥,建在入口旧金山湾在…的指导下约瑟夫·施特劳斯建成时,它是世界上跨度最大的1260米(4200英尺);塔身高出水面224米(746英尺)。鹿岛大桥缅因州是由美国大卫•斯坦曼甲板宽7.5米(25英尺),中心跨度324米(1080英尺),只有板梁来加固。同样,甲板为奥斯马阿曼布朗克斯-白石桥纽约原来只有板梁加筋;它的跨度达到690米(2300英尺)。鹿岛桥和布朗克斯-白石桥振荡在塔科马海峡灾难后不得不进行修改。