世界上有着许多奇形怪状的桥梁,中国的淘金大桥绝对能算一个,湖南洞口淘金桥,洞口淘金桥位于湖南省洞口县距县城15km的淘金村。它可以说是悬空的,下面并没有支撑。
按照常理,桥应该是“两头粗,中间细”,这样才是一个稳定的支撑结构,而像洞口淘金桥这样的“大肚子”结构,总让人觉得有些不靠谱。但实际上,这种上承式悬带桥的传力模式,和目前最为流行的悬索桥是一样的。
洞口淘金桥由混凝土吊板包裹的悬带中,埋藏着48根只有5毫米粗,但是强度极高的预应力钢索。通过预加拉应力的手法,主索悬带的承载力可以被最大限度的利用,钢材的抗拉能力得到了充分的发挥。
而桥面梁板结构既被用于通车,又作为受压构件平衡拱的水平力,充分发挥了混凝土的抗压能力。中间的主柱排架作为次结构,除了在桥板和悬带之间传力外,还承担了桥梁所受的剪应力,它的存在显著减小了桥梁的跨度,节约了成本。
事实上,无论是上凸的拱桥,还是下凹的悬带桥或者悬索桥,从力学上讲,它们的受力是一致对称的,都是上缘受压力,下缘受拉力。大桥越靠近中间的位置,弯矩越大,这就是扁担为什么总是在中间折断的原因。因此,将扁担的中间增厚是非常科学的,体现在桥梁上,就是这个中间的“大肚子”。莫说凸桥凹桥,有的桥甚至是既凸又凹的呢!图为上凸下凹的鱼腹桥。
大桥的设计者吴琦瑛可以称得上是一个建筑天才。他虽然只有初中文化,全靠刻苦自学,为国家设计建造了23座桥梁,确保安全与美观的同时,共节约钢材78%,节约投资60%,震惊了国内外的桥梁界同行。包括洞口淘金桥在内,他设计的多座桥梁都由于新颖的设计被载入了史册。
但他设计这座怪桥,可不仅仅是为了标新立异,吸人眼球。它的设计可是严格的计算下的最优结果。木鱼塘峡谷的两侧岩壁比较陡峭,如果按照传统的拱桥方案进行设计,势必需要在谷底建设两座几十米高的拱足桥墩,成本算下来,建设桥墩的价钱比桥面还要高。
桥墩的施工还要单独设立脚手架,不仅费时费力,而且复杂的施工流程对于当时技术水平普遍偏低的工程人员来说也是一个很大的考验。此外,拱桥会产生水平方向上的推力。这要求两边的岩体必须足够结实,并且要打足够牢固的地基,才能支撑得起整个拱桥的重量。
淘金大桥于1989年1月建成通车,如今已经使用已经将近30年了,看起来非常的安全可靠。网友看到这座桥笑侃道:“是不是施工图拿反了。”