首先感谢结构主义兄对本桥的关注与评价。
关于本桥,特别是桥塔造型与力学上的联系,虽然在跟贴论文中我有所论述,但由于篇幅等原因,可能说的也不太明白,因此在这里补充一些说明。
本桥桥塔有两个主要特点:1是后倾;2是弯折,现在分别阐释一下。
一、桥塔后倾
本桥桥塔后倾12度(图1)。
对塔身而言,截取桥面以上部分,其所受的外力主要为索力及塔身自重。索力可分为前索张力与背索张力,其各自的恒载力与总的合力大小与方向见图2(按比例绘制)。可见索合力的方向倾斜14度。如果再叠加塔身自重的话,合力倾斜角度还会小于14度,基本接近塔身后倾的角度(图2)。
其力学上的思想就是:以塔身的后倾,适应合力的方向,从而使塔身尽量处于轴心受压状态。
二、塔身弯折
图3示出了塔身弯折的情况。
为了便于理解,将其旋转90度后,形成图4。
再将其简化,抽取其力学图示,将近似得到图6。这一步需要说明的是,本桥背索是集中锚固于塔顶的,其对塔顶位移的限制作用,使那里可以看为存在一个铰。
我们再比较着看一下图5、图6和图7,在前索的“分布力”作用下,图5拱是最为合理的;图7直线梁,将承受比较大的弯矩。而图6介于两者之间,具有一定“拱”的效果。
因此,其力学上的思想就是:以塔身的弯折,达到一定拱的效果,减少塔身的弯矩,转化为轴力。
综上所述,本桥后倾、弯折的塔身,是基于力学规律的指引,是优化了针对本桥结构受力要求的。
我非常推崇林同炎先生言:“从科学出发作设计,达到艺术的目的。”我本人也反对完全抛弃力学规律去搞些哗众取宠,虚假的,甚至是违背科学的结构。至于本桥是否达到了“艺术的目的”,我个人觉得还差得很远。这也正是激励我不断学习、思考、实践的动力。 |