画桥

背景

通航水道上的桥梁必须允许船只通过它的路径，通常是足够高以允许它们在它下面航行。有时把一座桥建得足够高是不切实际的；例如，它可能升得太陡或挡住了重要地标的视线。在这种情况下，可以将桥设计成可以很容易地将其移开，以免太大而无法在桥下航行的船只。

大多数人认为是吊桥的可移动桥的类型类似于那些跨越中世纪城堡护城河的桥。技术上从法语单词跷跷板中称为“bascule bridges”，它们可以在一端打开并向一侧抬起（单叶）或在中间打开并向两侧抬起（双叶）。另一种常见的活动桥是垂直升降跨度，其中活动部分由两端支撑并像电梯一样垂直升起。制成可伸缩的桥梁，因此可移动的跨度在桥梁的相邻部分下方向后滑动。摆桥由垂直枢轴支撑，活动跨度水平旋转以打开桥梁。

可移动的桥梁相对较少，因为它们的运营和维护成本比固定的桥梁高。它们还会阻碍交通——关闭时在水上，开放时在公路或铁路线上。在纽约市交通局负责的 770 座桥梁中，有 25 座是可移动桥梁，包括上述四种类型中的至少一种。

历史

建造了几座古老的吊桥，其中一座建于 4000 年前的埃及，一座建于 2600 年前的中东迦勒底王国。但直到欧洲中世纪，它们才被普遍使用。到 15 世纪末，列奥纳多·达·芬奇 (Leonardo da Vinci) 不仅设计和建造活动桥，还为平摆桥和伸缩桥绘制计划和建造比例模型。

随着大规模生产钢铁工艺的发展，可移动桥梁建设的现代时代开始于 19 世纪中叶。钢梁轻而结实，钢轴承经久耐用，钢制发动机和电机动力强劲。

美国目前使用的许多活动桥建于二十世纪初。当它们被翻新或更换时，可以进行两种类型的改进。首先，更复杂的设计技术和更坚固、更轻的材料使新桥梁能够建在水面更高的地方。这意味着更大的船只可以在它们下面航行；因此，没有必要经常打开它们。一些现代替代品的开度只有其前任产品的四分之一到三分之一。其次，一些新的桥梁是液压驱动的，而不是用齿轮机构驱动的。

原材料

牵引桥主要由混凝土和钢材制成。卡斯科湾大桥使用了 7500 短吨（6,804 公吨）结构钢和 150,000 短吨（13,6080 公吨）混凝土 典型的吊桥。在缅因州波特兰市；它有一个 360 英尺（10 纳米）高的开口，于 1997 年完工。

设计

每座吊桥都是为其特定位置和交通需求而设计的独特结构。至少有六个不同的设计概念，但最常见的是 bascule 类型。在双叶或四叶（一种双叶桥，每个方向的车辆通行都有单独的叶子）的吊桥中，每个叶子都可以独立升降。

通过在枢轴（耳轴）的另一侧用一个紧凑的重量平衡每个叶片，大大降低了升高和降低叶片所需的能量。在各种活动门设计中，该配重可能位于道路上方并允许​​在桥梁升高时在道路下方枢转，或者它可能位于道路下方并允许下降到地下室水平（通常远低于吃水线）作为桥打开了。配重是一个巨大的混凝土盒子，里面有多个腔室，可以将沉重的金属棒插入其中以改变重量及其分布。它可能位于耳轴附近，或者为了更大的杠杆作用，向后退几码（米）。例如，卡斯科湾大桥上的每对 500 吨（450 公吨）叶片都与一个 800 吨（720 公吨）的配重平衡。

除了叶片和配重外，吊桥的其他主要元件是耳轴和升降机构。活动跨度的一个扇叶可以使用直径不超过 10 英尺（3 m）、长度不超过 65 英尺（20 m）的单个钢耳轴；或者每个叶子的每一侧都可以使用单独的短耳轴。提升机构通常是由电动机驱动的齿条和小齿轮装置。

制造过程

虽然每个装置都不同，但以下是对活动桥结构的一般描述。

码头

• 1 如果活动支撑墩将位于水中，则每个墩的场地周围都建有围堰。钢板被放入水中并被打入河床，形成一个盒子。蛤壳式挖掘机 A. 小坑。 B. 挡泥板系统。 C. 桥墩。清除围堰内的泥土。桩被插入河床深处，以支撑码头和门叶的巨大重量。可以打入钢桩，或者可以将钢筋混凝土桩倒入钻孔中。围堰底部用一层混凝土密封。水从围堰中抽出，为建造码头提供干燥区域。
• 建造了 2 个模板来塑造混凝土桥墩。钢筋（钢筋）绑在一起，制成精心设计的桥墩内部钢筋笼。钢筋笼降低到模板内的位置。模板用混凝土填充。当混凝土硬化时，移除模板。在吃水线周围，防腐蚀材料（例如花岗岩）的保护层可以连接到码头。围堰被拆除。
• 3 可以在码头周围建造一个挡泥板，以防止它被错误的船只击中。例如，在卡斯科大桥上，每个桥墩的上游和下游都竖立了大型混凝土圆柱体，以支撑钢护舷的末端。挡泥板表面覆盖着光滑的塑料，以偏转轻微的冲击。在较重的冲击下，护舷可以偏向橡胶缓冲器，并在必要时抵靠可压碎的空心混凝土箱，以防止冲击损坏码头本身。

小叶

• 4 一个或多个耳轴安装在桥墩内的支架上。
• 5 在码头内建造并放置一个配重。
• 6 齿轮传动装置和/或液压升降机构安装在码头中。
• 7 为桥的每个叶片的跟部部分建造了两条侧梁。耳轴轴承安装在每个梁的开口中。大梁可能配备与提升机构啮合的齿轮，或者它可能配备液压油缸可以推动的桨。
• 8 两个侧梁被提升到桥墩中，并越过耳轴的末端。脚跟部分由连接两个侧梁的横梁完成。配重附接到鞋跟部分。
• 9 额外的纵梁可以吊装到侧梁之间的位置并连接到跟部。钢支撑连接在侧梁和任何其他纵梁之间。当向叶片添加碎片时，还必须向配重添加适量的重量以保持稳定性。如果桥梁在关闭位置建造并且在建造期间必须打开以允许海上交通通过，这一点尤其重要。
• 10 通过在与脚跟相对的一端连接连接侧梁（和任何纵梁）的尖端部分来完成叶子。在桥下时，在叶尖上安装了称为跨度锁的装置，用于连接相对的叶，使在桥上行驶的车辆不会使叶弹跳。额外的锁可以将叶子固定在打开位置，这样风就不会迫使它们倒下。

整理

• 11 块钢格板装饰板安装在叶子的顶部。有时会添加薄混凝土表面。
• 12 最终平衡是通过将重铁、钢或铅杆放置在正确的配重隔间中来完成的。当适当平衡时，叶片比配重略重，因此重力会轻轻降低（关闭）琴桥。

持续调整

在桥梁的整个使用寿命期间，必须对配重进行调整。例如，短期调整补偿冰或雪的积累。长期调整可以平衡由于重铺或油漆等活动引起的叶子重量变化。当加利福尼亚州阿拉米达县 250 英尺（75 米）长的高街大桥于 1996 年翻新时，从其两片叶子上去除了 25,000 磅（11,000 公斤）油漆和底漆。在重新粉刷跨度之前和之后，必须调整配重。

1992 年 9 月 20 日在芝加哥密歇根大道大桥上发生的事故表明需要保持适当的平衡的一个戏剧性例子。这座两层双叶活动桥正在进行维修，混凝土铺面已被剥离上层和下层甲板。一台大型起重机停在一片叶子的耳轴后面，就在一个配重上方，配重没有减轻以补偿铺路拆除。安全锁也可能未正确接合或有缺陷。桥的另一边是敞开的，可以让小船通过。当它关闭并与保持向下的一侧配合时，静止的一半震动足以释放其不平衡的能量。根据美国机械工程师协会杂志上的一项分析，树叶“突然冒了出来，就像一个巨大的弹射器，将设备和碎片从数百英尺的瓦克大道扔进公共汽车、汽车和行人交通中” . 文章继续说道，“桥梁的快速旋转将它从耳轴轴承上撕下来，整个跨度都撞到了配重坑的底部。” 6 人从一辆被飞来的碎片击中的公共汽车上爬出时受伤，一辆被占用的汽车的后窗在起重机从桥上掉下来时被吊车上的破坏球砸碎。

未来

有两类活动桥创新。传统设计的改进包括尽量减少大型水下坑的建设，以便在桥梁打开时接收配重。例如，佛罗里达州劳德代尔堡的第 17 街堤道大桥于 1998 年开工，允许紧凑的配重在 V 形支撑墩内摆动，而不是向下进入大型墩下方的地下室。威斯康星州希博伊根的南八街大桥于 1995 年完工，尽管其钢筋混凝土桥面相对较重，但在没有任何配重的情况下运行。 82 英尺（25 英里）长的单叶门不是由齿轮驱动，而是由强大的液压系统驱动。

其他可移动桥梁的创新引入了全新的概念。例如，英格兰盖茨黑德的波罗的海千禧桥（将于 2001 年向公众开放），由两个抛物线拱形组成，由一系列平行电缆连接。当桥梁关闭时，一个拱是水平的，另一个是垂直的。这座桥通过作为一个完整的单元垂直旋转而打开，升高水平拱门并降低垂直拱门，直到两者都位于水面上方约 45° 和 164 ft (50 m) 处。钢和铝结构旨在通过 410 英尺（125 米）宽的泰恩河运送行人和自行车。