第1章 绪论
1.1 引言
2004年9月16日,飓风“伊万”伴随着时速达220km的风暴、24m高的巨浪,轮番冲击美国阿拉巴马海岸。其中最高一个巨浪的高度达27.7m,海底最大水流速度达到2.25m/s。飓风“伊万”给海洋基础设施和沿岸设施造成了极大的破坏,造成116人死亡,保险公司收到总计达280亿美元的赔偿申请。其中跨湖长桥LakePontchatrainCausewayBridge(约38.64km)在风和风暴潮、浪的作用下遭到了严重的破坏(ScttI.Douglasseta1.,2006)(图1.1)。
2005年8月底,飓风Katrina冲击了阿拉巴马州、密西西比州和路易斯安那州的海岸’其破坏程度位列第四大飓风历史记录。飓风Katrina沿着墨西哥湾沿岸的中部造成了广泛的灾难性的破坏,超过25万人流离失所,超过1000人死于这场灾难,经济损失超过了1000亿美元(Graumanneta1.,2005)。飓风还摧毁了墨西哥湾沿岸路易斯安那州、密西西比州和阿拉巴马州的工程基础设施(联邦紧急事务管理局,2006),各地的民用建筑和财产造成了大规模的破坏。公路桥梁也受到严重破坏,其中许多桥跨移位落梁,有些则被完全毁坏,不能再修复(图1.2一图1.5)。鉴于许多处桥梁结构破坏,因此大部分交通中断,即使能够通行的桥梁,车辆载重量也受到限制,给救灾工作造成了巨大的困难。这起灾难使各国学者集中注意到海洋和陆地之间平衡的脆弱性,美国专家学者开始转向沿海桥梁的毁坏机理研究’美国国家科学基金会拨出专项资金用于这项研究。灾害调查显示,中小跨径的桥梁和可开启桥梁遭受的破坏最严重,以1-10TwinSpan桥、US-90OceanSprings桥和US-90BaySt.Louis桥破坏最为典型(ScottL.Douglasseta1.,2006)。
洪水对桥梁的损坏更是常见(图1.6),每年全球因洪水所造成损害的桥梁不计其数。随着全球气候环境条件的日益恶劣,全球每年都有许多国家和地区发生大规模的洪水、山洪等自然灾害,造成数千座桥梁损毁和垮塌。桥梁的损毁除桥梁本身破坏所造成的生命财产损失外,也同时阳断了救援的路线,间接损失更是高不可估。
在20世纪桥梁工程取得巨大成就的基础上,2l世纪的世界桥梁工程将进入建设跨河海联岛工程的新时期。在2l世纪上半叶,已经规划多年的洲际跨海工程,如欧非直布罗陀海峡通道、欧亚博斯普鲁斯海峡第二通道以及欧美白令海峡工程将有可能付诸实现。在欧洲,英伦二岛、挪威沿海诸岛、德国和丹麦之间的费曼海峡以及意大利的墨西拿海峡也都正在或将要实施跨海工程建设。在亚洲,东北亚的日本和朝鲜有可能通过朝鲜海峡的跨海工程建设陆路通道。日本继本四联络线后还将实施“第二国土轴”计划,通过多座跨海(海峡和海湾)王程建设沿太乎洋海岸的高速公路干线(项海帆,2000)。
随着国民经济的发展和西部大开发战略计划的实施,我国正在进行贯穿南北、横穿东西的千线公路网的建设,在完成五纵七横主干公路网建设的同时也已开始跨海工程的前期工作。目前在建或已完成的沿海高速公路干线涉及五个大型跨海工程项目,依次跨越渤海海峡、胶州湾、长江口、杭州湾、珠江口伶仃洋和琼州海峡(项海帆,2000;周念先,等,2001)。这五个跨海工程中将修建主跨超过2000m的悬索桥和主跨超过1000m的斜拉桥,这些桥梁建设项目都属于特大型工程项目(项海帆,1998)。
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