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Lesson17Bridges—group3•Bridgesaregreatsymbolsofmankind’sconquestofspace.•桥梁是人类征服空间的伟大象征。•ThesightofthecrimsontraceryoftheGoldenGateBridgeagainstasettingsuninthePacificOcean,•在夕阳中太平洋上金门大桥的深红色网格的景象•orthearchoftheGambitViaductsoaringtriumphantlyabovethedeepgorge,•或者是加拉比高架桥的拱在深谷中胜利的高飞•（sight）fillsone'sheartwithwonderandadmirationfortheartoftheirbuilders.•这些景象让人们感到惊奇，并且充满对建筑者的艺术创造力的崇拜•Theyaretheenduringexpressionsofmankind'sdeterminationtoremoveallbarriersinitspursuitofabetterandfreerworld.•这些桥梁是人类想通过移除一切障碍来追求一个更好更自由的世界的坚定的表达。•theirdesignandbuildingschemesareconceivedindream-likevision.Butvisionanddeterminationarenotenough.•这些桥梁的设计和建设安排都被认为是有如梦一样的想象力的.但是想象力和决心是不够的。•Allthephysicalforcesofnatureandgravitymustbeunderstoodwithmathematicalprecision•所有自然界的力和重力都必须在数学上精密的被理解•andsuchforceshavetoberesistedbymanipulatingtherightmaterialsintherightpattern.•并且这些力必须通过在正确的结构中熟练使用正确材料来阻止。•thisrequiresboththeinspirationofanartistandtheskillofanartison.•这同时需要艺术家的灵感和工匠的操作技术。•Scientificknowledgeaboutmaterialsandstructuralbehaviorhasexpandedtremendously,•关于材料和结构性能的科学知识已经迅猛地发展•andcomputingtechniquesarenowwidelyavailabletomanipulatecomplextheoriesininnumerablewaysveryquickly.•计算技术现在广泛应用于复杂的理论的计算•butitisstillnotpossibletoaccuratelycaterforalltheknownandunknownintricacies.•但是精确解决所有已知和未知难题还是不可能的•eventhemostadvancedtheoriesandtechniqueshavetheirapproximationsandexception.•即使是最先进的理论和技术都存在着粗略估计和例外•thewiserthescientist,themoreheknowsofhislimitations.•一个科学家，他越机智，就越明白自己知道的太少。•hencescientificknowledgehastobetemperedwithajudgementastohowfartorelyonmathematicalanswersandthenwhatprovisiontomakefortheunknownrealities.•因此科学知识必须和相关的评价调和，以至于得知离可以依靠理论答案有多远。然后，需要对未知的现实做什么准备•greatbridge-builderslikeStephensonandRoeblingprovidedpracticalsolutiontosomeverycomplexstructuralproblems,forwhichcorrectmathematicalsolutionswerederivedmanyyearslater.•像Stephenson和Roebling这样的伟大桥梁大师针对于很复杂的结构问题提出了实际的解决办法，而正确的理论解决办法在很多年之后才被推导出来•infactthecluetothelatterwasprovidedbytheformer.•实际上，后者（correctmathematicalsolution）的线索是前者（practicalsoution）提供的•forpermanentbridges,themostcommonlyusedmaterialaresteelsandconcrete.•对于永久使用的大桥来说，钢材和混凝土是最常使用的材料•bridgesofmanydifferenttypesarebuiltwiththesematerials,usedsinglyorincombination.•很多不同类型的桥都是这些材料通过单独或者组合使用的方式建成的•Timbermaybeusedfortemporaryabove-waterconstruction,fortheelementsofastructurethatliebelowthewaterline(particularlytimberpiles),orforshort-spanbridgeslocatedonsecondaryroads.•木材可以被运用于水上的临时建筑，运用于水下结构的部件，或者运用于在二级路上的小跨径桥•Afewshort-spanaluminumbridgeshavebeenbuiltintheUnitedStatesonanexperimentalbasis.•几座实验性的小跨径铝桥已经在美国建成•Theprincipalportionsofabridgemaybesaidtobethe“substructure”andthe“superstructure.”•桥的主要部分分为“基础”和“上层结构”。•Thisdivisionisusedheresimplyforconvenience,sinceinmanybridgesthereisnocleardividinglinebetweenthetwo.•这种区分方法只是为了方便，因为在很多桥中并没有很明显的区分线来把这两个部分区分开。•Commonelementsofthesubstructureareabutments(usuallyatthebridgeends)andpiers(betweentheabutments).•“基础”的元素有桥台和桥墩•桥台•桥墩•Piersandabutmentsoftenrestonseparatelyconstructedfoundationssuchasconcretespreadfootingsorgroupsofbearingpiles•桥台和桥墩通常放在单独建造的基础上，比如混凝土的扩展基础或者排架•thesefoundationsarepartofthesubstructure.•这些构造都是“基础”的一部分•Occasionallyabridgesubstructurecomprisesaseriesofpilebentsinwhichthepilesextendabovethewaterlineandaretoppedbyapilecapthat,inturn,supportsthemajorstructuralelementsofthesuperstructure.•偶尔的，一座桥的“基础”由一系列的排架组成，这些排架露出水面，上部有承台，来支撑上层建筑的结构•Suchbentsoftenareusedinarepetitivefashionaspartofalong,low,over-watercrossing.•这些排架一般采用相同的结构作为长，低的水上跨桥的一部分。近几年，短中长跨距的桥之间的分界线多少有些模糊了。目前，许多设计者认为跨距在20到100英尺是短跨距桥，他们建立了很多标准模型以便经济的处理不同跨度的桥梁。根据投入以及材料的选择，现代桥梁施工中的中跨距的可达400英尺。而长跨距可达4000英尺以上。不过净跨距1000英尺的桥是非常罕见的。桥还可以分为上承式和下承式两种，上承类型的桥，桥面在支撑物以上，也就是说上部结构的支撑物在车道以下。下承式类型的桥，车道穿过上部构造，就像钢筋桁架桥。上承式结构占优势，它有一个明显的好处就是可以提供给司机更好的视觉效果，更开阔的视野，也更容易规避交通事故。例如，短跨度混凝土桥的形式包括现浇；预应力混凝土T型钢构桥；预应力简支跨桥，这种桥由预浇预应力工字梁或箱梁，顶部为现浇桥面；和现浇箱梁。每个中跨和长跨桥的设计者都尽力因地制宜地设计桥梁结构，结果出现了各种各样的结构，设计的原则和细节各不相同。Generalcategoriesofsteelbridges（showninFig.17.1）arebrieflydescribedinthefollowingparagraphs.下面的段落简略地描述钢架桥的种类（如图17.1）。Girderbridge:梁桥Continuousspans:连续跨梁桥Discontinuousspans:不连续跨梁桥Suspendedandcantileverspans:悬臂梁桥Rigidframebridges:刚构桥Archbridges:拱桥Cable-stayedbridges:斜拉桥Suspensionbridge:悬索桥Girderbridgescomeintwobasicvarieties：plateandboxgirders.梁桥由两部分组成，板和箱梁。PlategirdersareusedintheUnitedStatesformediumspans.Theygenerallyarecontinuousstructureswithmaximumdepthofgirderoverthepiersandminimumdepthatmid-span.在美国，板梁桥应用于中跨度桥，它们一般是连续结构，它们在墩台处有最大深度，在中跨处有最小深度。TheplategirdersgenerallyhaveanIacrosssection;theyarearrangedinlinesthatsupportstringers,floor-beams,and,generally,acast-in-placeconcretedeck.Thegirdersareshop-fabricatedbywelding;fieldconnectionsgenerallyarebyhigh-strengthbolts.板梁桥一般有一个I形横截面，它被安排支撑纵梁，桥面的一般是现浇混凝土板。主梁是预制的焊接梁，通常用高强螺栓现场装配。Welded-steelboxgirderstructuresaregenerallysimilartoplategirderspansexceptfortheconfigurationofthebridgecrosssection.钢筋焊接箱梁结构与板桥结构，除了穿越形式不同之外，剩下的部分都相同。Rigidframesareusedoccasionally,mostoftenforspansintherangeof23to30m(75to100ft)andforgrade-separationstructures.钢架桥很少被应用，最常用的长度是在23到30米分离层结构。Archbridgesareusedforlongerspans