​

受到海水和海洋生物的腐蚀后，海底的地质环境也会千奇百怪，有的地方是坚固的基岩，可以直接把桥墩架在上面；有的地方则是疏松的淤泥，需要打下深深的桩到几十米以下的基岩上，桥墩才能稳固；有些地方则干脆就是断裂带，根本就不能搭建任何建筑物，更别说几万吨重、设计寿命120年的大桥了。

比如我们熟知的港珠澳大桥

海底就是深达几十米的淤泥

我们看到的水面上粗粗短短的桥墩

其实在水面以下宛如一根根定海神针

港珠澳大桥的桥墩貌似粗短

所以在大桥架设前

早有工程师们仔仔细细地

研究了附近海底的地质结构

巧妙地避开了一切

不适合建造大桥的地质环境

选好了大桥的路线

这条路线当然不太可能是直线

必定要东绕西绕

这还不算完

大桥的布线

还要考虑到最重要的一点

海洋中的洋流和海流

在海洋中，海水是24小时不停地流动的，而且全年无休，这会持之以恒地对大桥造成冲击，这种海浪冲击远远大于普通桥梁，它的流动虽然有一定的规律可循，但却来自多个方向。通过设计S型曲线，能让水流通过引导减少对桥梁造成的伤害。

此外，还有反复无常的台风在水面以上不停地袭扰着大桥，面对这种来自四面八方的横向力，直桥的抵抗能力很差，一定要弯桥才能更加稳定。

所以

把长度很长的跨海大桥

修建成一条弯曲的曲线

受到了自然和现实多种因素影响

这并不是在浪费建材

弯桥要怎么修才好？

扭矩的存在

是弯桥与直桥受力最大的不同点

那什么是扭矩呢

举个简单的例子

当你扭转一个门把手时

其实就是对它施加了扭矩

扭矩的原理很简单

但与弯矩耦合后

就会成为计算上非常令人头疼的东西

弯曲的梁在荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且相互影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多。

这是曲梁独有的受力特点，尤其是放大到了梁端，还会出现翘曲、位移等变形，对于桥梁安全的危害很大。

因此，弯桥的受力必须经过妥善而精密的计算。在有限元软件发明之前，想要设计这样一座弯桥可真的是会把工程师的头算破的。

​扭矩的原理

好在有了有限元

计算机会帮助工程师

完成大桥的受力计算

简单地说，有限元就是近似地将你想要设计的大桥分成若干个小块，再设定好边界条件。比如，大桥哪里受到了约束，哪里与哪里的连接比较紧密，再把大桥所受到的荷载，包括自重、车辆压力、风荷载和地震荷载加上去，计算这些小块各自的受力，就可以近似地得到整个大桥的受力。

这样一来

整个弯桥的受力情况

就可以比较精确地获得了

桥梁的有限元

与直桥不同，弯桥的桥梁受力会与桥墩台形成耦合。弯桥下部结构墩顶水平力，除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。

因此

在曲线桥梁结构的设计中

应该对整个结构进行

全面的整体的空间受力计算分析

除了横向力外，还必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下，结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构的空间受力特点，才能得到安全可靠的结构设计。

由于弯桥的受力复杂，除了弯矩和扭矩联合作用外，拐弯内侧梁和外侧梁的受力也不均匀。为了抵抗梁截面的弯矩和扭矩，故而在弯梁桥设计中多采用横向强度也很高的箱形截面。

由于桥面超高，加之为了满足梁体受扭时外边梁受力较大的强度需要，因此还会在桥梁横向将各主梁布置做成不同的梁高。在配筋设计上，也要考虑这种扭矩，在腹板侧面布置较多受力钢筋，并且配置许多抗扭钢筋。

​弯桥的工程实践中经常采用的箱型截面

​情况就是这么个情况

不知道大家看懂了吗？

不管怎么说

跨海大桥的修建真是个技术活

为工程师们和建筑者们点赞！