rion 揭秘|希腊rion-antirion桥——一座将减隔震用到极致的桥梁

一百万年前，希腊最南端的伯罗奔尼撒半岛与大陆紧密相连，科林斯湾尚未形成。但是经过几百万年的地壳板块演化，伯罗奔尼撒半岛开始向南漂移，现在出现了科林斯湾，几乎把伯罗奔尼撒半岛和希腊隔开，形成了一个半岛。

科林斯运河长6000米，宽23米

过去，希腊西北部和伯罗奔尼撒半岛之间的主要通道是一条缓慢而不可靠的汽车轮渡路线，每天可容纳1万辆汽车。然而，在强风和恶劣的天气条件下，渡船无法航行。然而，轮渡路线在2004年被一座特殊的桥梁取代。大桥将把车辆通过科林斯湾的时间从45分钟缩短到5分钟，不再受恶劣天气影响。这座桥的建成不仅方便了旅行，也促进了希腊和伯罗奔尼撒半岛之间的交流，造福了海峡两岸的人民。1992年，希腊政府决定BOT是建造RION-antrion大桥最合适的方式。

在筹集了几年的必要资金后，这座桥于1997年12月开始建造。由法国建筑设计公司达芬奇建筑牵头的一个财团中标，并于1997年12月签署了合同。根据合同要求，联合体承担了1998年至2004年建造rion-antrion大桥的任务。

希腊rion-antrion大桥建在地壳运动的强震区，不良的地质条件、较高的水深和通航要求等不利条件给大桥的建设带来了很大的困难。经过几个方案的比较，采用了由多跨斜拉桥和两侧引桥组成的经济罕见的方案，其中主桥采用五跨连续结构，跨度286+3*560+286米，全长2252米。

一、桥梁施工条件

该桥的施工条件相当复杂，主要表现在水深、深厚软土层、可能的强震运动等方面。由于海底两侧陡峭，基础薄弱，合同要求结构跨度大于2500米。特殊的施工条件给桥梁设计和施工带来很大的困难。

由于史前地壳运动，伯罗奔尼撒半岛逐渐远离希腊大陆，科林斯湾出现。时至今日，伯罗奔尼撒半岛仍以每年8-11毫米的速度远离大陆。这个地区的一些活动断层引起了强烈地震。在过去的35年里，科林斯湾发生了三次里氏6.5级以上的地震。考虑到地壳板块的漂移和地震引起的位移，业主要求桥梁应能承受2000年一遇的强震，并分别适应2m的水平位移和垂直位移，以及8.2m/s速度的18万吨油轮的冲击力和强风，但控制设计的主要条件仍然是地震作用。

二、桥梁抗震的巧妙设计

工程领域解决地震的方法有两种，一种是硬抗，一种是释放。古人在面对洪水，进行水利治理时，也面临着同样的问题。这个希腊的Rion-antrion桥已经把隔震用到了极致，不得不佩服桥梁工程师的勇气和智慧！

因此，基于如此大的地震力以及进度和成本控制的要求，在桥梁设计中采取了隔离措施，以允许基础与基础之间的滑动。虽然仍有较大的地震力，但主塔柱不会发生塑性变形。

海底的地址也极其复杂。地球物理勘探和地质钻探表明，海床以下500米仍然没有基岩，这意味着桥梁基础必须位于土壤上，而不是岩石上。海底上部4~7m土层由无粘性砾石组成，有砂层、粉土层、粉土层等。分布在它下面。当小于30m时，土层逐渐变得均匀，主要由粉土和粘土组成。

基于此，在索塔底部不采用普通桩基，而是采用地基处理。采用直径2m、长度25~30m、间距7~8m的钢管桩进行加固。每个电缆塔底部约有250根桩，上面铺设一层厚度为3m的砾石层。基础与砾石层之间没有联系，地震时可以上下左右移动，同时起到隔离作用。

法国国家道路桥梁大学实验中心的研究和离心模型试验验证了这种设计方法。根据设计要求，砾石厚度施工误差小于10厘米，水平位置偏差小于36厘米，垂直沉降小于20厘米。

电缆塔及基础示意图

此外，由于桥面是一个浮动系统，温度变化和地壳结构变化引起的桥面纵向位移不会受到阻碍，桥面也会像钟摆一样横向移动。四个液压阻尼器安装在每个塔架底座上，这将在大地震期间缓冲桥面的横向运动。每个阻尼器在拉压方向的最大承载力约为3500KN。在最强烈的地震作用下，主塔和桥面之间的相对位移允许在1.6m/s的速度下约为3.5m。但是，必须设计一个辅助系统，以在强风的作用下保持桥面在其位置上。因此，在每个塔基础上安装一个10000千牛的水平支撑轴承，以连接主塔和桥面。当发生强烈地震时，支柱会弯曲并失效，起到阻尼器的作用。测试结果验证了设计思想。

主桥两端高架引桥必须能够适应温度变化、地壳板块运动和地震引起的斜拉桥桥面大位移。运行状态下，纵向位移可达2.5m，横向位移可忽略不计。在极端情况下，所有方向都会发生5米的位移。因此，斜拉桥桥面两端支撑在14米高的竖向钢支架上，以适应桥面的上拔力和纵向位移。桥面与钢支架的连接类似于桥面与塔基的连接，有两个阻尼器和撑杆装置。

这些阻尼器采用意大利FIP产品，在美国测试和测试。

了解了Rion-antrion桥的隔震思想后，我们再来看看如何搭建这么复杂的索塔。

第一步:打入钢管桩