上開橋,又名竖旋桥、立转桥、竖转桥,是桥跨结构可以向上竖向转动打开的開啟橋。从结构上可以分为单叶式、双叶式。有开启便捷、相对安全、无净空限制等特点,是开启桥中最常见的一种。
双叶和单叶
在跨度、高度相同的情况下,双叶式比单叶式打开更快,打开时风阻力较小,需要的平衡重更小,机械也更小。另一方面,部件则是单叶型的两倍。
活动方式
简单枢轴式
简单枢轴式的上开桥,梁段和围绕中间的固定枢轴旋转,就像跷跷板一样。这种形式在1900年前后的芝加哥得到了很大的发展,因此又名“芝加哥式”。简单枢轴式的优点是结构简单,检修、维护方便。其缺点在于,当桥打开时,平衡重会下降到桥面高度以下,甚至可能浸入水中,因此需要为之建设防水室。许多其他上开桥类型,都是为了解决这一问题而发明的。
File:Amaliabrug_(Waddinxveen)_-_opening_2.jpg|防水室时常会建在桥台的内部
File:17th Street Bridge open for boats - Fort Lauderdale, Florida.jpg|桥面高出水面许多,没有建防水室
后踵枢轴式
后踵枢轴式的上开桥,梁段和平衡重分离,通过链条或其他方式连接,梁段围绕自身的后踵旋转。20世纪初,后踵枢轴式在美国得到了很大的发展,其中一种由发明的经典形式被广泛地使用,以至于人们错误地把所有的后踵枢轴式都称为“施特劳斯式”。实际上,后踵枢轴式的历史相当古老,许多吊桥就采用这一形式。
施特劳斯式有许多优点:不需要为平衡重建设防水室;建造价格相对便宜;可以实现非常长的跨度,如历史上最长的单叶上开桥就采用该形式。
File:The Langlois Bridge at Arles - My Dream.jpg|文森特·梵高绘制的后踵枢轴式吊桥
File:Forton Lake Millennium Bridge (cropped).jpg|平衡重轨道为摆线形的后踵枢轴式桥
File:Ford_Bridge_Schematic_open-close.gif|施特劳斯式后踵枢轴上开桥。蓝色实心块为平衡重。红色为梁段,围绕自身的后踵旋转。平衡重和梁段通过一个刚性的平行四边形框架连接
活节连接平衡重式
活节连接平衡重式的上开桥,梁段和平衡重分离,这一点与后踵枢轴式相同;梁段围绕自身中间的枢轴旋转,这一点与简单枢轴式接近。这种类型的上开桥几乎都是施特劳斯及其公司设计和建造的,因而也被称为“施特劳斯式”。由于设计有缺陷,非常容易造成故障,这种活动方式已经遭到淘汰。
File:Strauss Bascule Bridge, underneath counterweight type.png|平衡重位于下方型。黄色为平衡重,红色为枢轴
File:Strauss Bascule Bridge, vertical overhead counterweight type.png|平衡重位于上方型
滚升式
滚升式的上开桥,梁段没有固定枢纽,而是一边滚动一边上升打开。其发明者是美国工程师。他英年早逝后,弟弟阿尔伯特·舍尔策接手公司,继续改进和建设滚升式上开桥。所有采用弧形梁的滚升桥都被称为“舍尔策式”。另一种滚升桥由西奥多·拉尔(Theodore Rall)发明,采用车轮代替弧形梁,被称为“拉尔式”。
滚升式有一个凸出的优点,就是梁段在打开的同时还会往后退,因此可以更快地让出航路;要提供同样宽的航道,只需要打开比较小的角度。因此直到今天,舍尔策式滚升桥仍被设计和建造,但拉尔式已经遭到淘汰。
File:MovableBridge roll.gif|舍尔策式滚升桥示意图
File:French Concession International Bridge 1927 IMG 4574 Jiefang Bridge.jpg|舍尔策式标志性的弧形梁
桥梁结构
上开桥可以有不同的结构。传统的吊桥是简单的梁桥。是桁架桥。是拱桥。许多双叶桥是悬臂桥。少数双叶桥是非对称的,一侧是悬臂桥,另一侧是梁桥。
优劣势
上开桥是最常见的一类开合桥。与另外两种常见的活动桥——升降桥和平转桥——相比,上开桥的打开速度最快,在未完全打开时所能提供的通行空间最大,在完全打开时可以提供最宽阔的通行空间和无限制的净空。另外,上开桥在打开时,竖起的梁段自动形成了路障,可以防止汽车不小心直接驶入水中。
上开桥打开时,要承受可观的风压,在设计时必须重视。上开桥很少设计为双层,不如升降桥和平转桥适合。
备注
参考文献
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