懸臂橋

懸臂橋是一種使用水平伸入空間的結構建造的橋樑，僅在一端受到支撐（稱為懸臂）。對於小型人行天橋，懸臂可能是簡單的梁；然而，為處理公路或鐵路交通而設計的大型懸臂橋使用由結構鋼建造的桁架，或由預應力混凝土建造的箱形梁。

鋼桁架懸臂橋首次投入實踐時是一項重大的工程突破，因為它可以跨越超過的距離，並且由於使用很少或不使用臨時支撐，可以更容易地在困難的交叉點建造。

 起源 
19世紀的土木工程師了解到，跨越多個支撐的連續橋樑會在它們之間分配荷載。這將導致梁或桁架中的應力降低，意味著可以建造更長的跨度。幾位19世紀的工程師為跨中帶有鉸鏈點的連續橋樑申請了專利。在多跨系統中使用鉸鏈呈現了靜定系統的優勢以及可以處理基礎差異沉降的橋樑的優勢。工程師可以更容易地計算梁中帶有鉸鏈的力和應力。

海因里希·格伯是獲得鉸接梁專利（1866年）的工程師之一，並被公認為第一個建造此類橋樑的人。位於德國的哈斯富特橋橫跨德國美因河，中央跨度為124英尺（38米），於1867年完工，被公認為第一座現代懸臂橋。


C·謝勒·史密斯設計的肯塔基高橋（1877年）、查爾斯·康拉德·施奈德設計的尼亞加拉懸臂橋（1883年）以及約翰·弗朗西斯·奧魯克和波默羅伊·P·迪金森設計的波基普西橋（1889年）都是懸臂設計的重要早期應用。肯塔基河橋跨越了一個275英尺（84米）深的峽谷，充分利用了懸臂橋主跨不需要臨時支撐或臨時支架的事實。

福斯橋是早期懸臂橋的著名例子。這座橋保持了世界最長跨度的記錄達二十九年，直到被魁北克大橋超越。負責該橋的工程師本傑明·貝克爵士和約翰·福勒爵士通過坐在椅子上並僅用手臂和木桿支撐他們之間的同事渡邊嘉一，展示了懸掛跨度懸臂的結構原理。渡邊所坐的懸掛跨度位於中央。木桿抵抗下弦桿的壓縮，而伸展的手臂支撐上弦桿的拉力。磚塊配重的放置展示了外部基礎的作用。

 功能 

簡單的懸臂跨度由從待跨越障礙物的兩側延伸的兩個懸臂臂形成，在中心相遇。在一種常見的變體中，即懸掛跨度，懸臂臂不在中心相遇；相反，它們支撐一個位於懸臂臂末端的中央桁架橋。懸掛跨度可以在場外建造並吊裝到位，或使用特殊的移動支撐在現場建造。

500px|thumb|center|約翰·P·格雷斯紀念橋各部分的示意圖

建造鋼桁架和預應力混凝土懸臂跨度的常見方法是用另一個向相反方向延伸的懸臂臂來平衡每個懸臂臂，形成平衡懸臂；當它們連接到堅固的基礎時，平衡臂稱為錨固臂。因此，在建於兩個基礎橋墩上的橋樑中，有四個懸臂臂：兩個跨越障礙物，兩個錨固臂遠離障礙物延伸。由於平衡懸臂的支撐處需要更大的強度，橋樑上部結構通常採用基礎橋墩上方的塔樓形式。科莫多·巴里橋是這種類型懸臂橋的一個例子。

鋼桁架懸臂通過上部構件的拉力和下部構件的壓力來支撐荷載。通常，結構通過錨固臂將拉力分配到最外側的支撐，而壓力則傳遞到中央塔樓下方的基礎。許多桁架懸臂橋使用鉸接接頭，因此是靜定的，沒有構件承受混合荷載。

預應力混凝土平衡懸臂橋通常使用節段施工建造。

 施工方法 
一些鋼拱橋（如納瓦霍橋）使用從兩側的純懸臂跨度建造，下方沒有臨時支撐，上方也沒有臨時支撐塔和纜索。然後用銷釘連接，通常是在強制分開連接點之後，當千斤頂被移除並添加橋面板時，橋樑就變成了桁架拱橋。這種無支撐的施工只有在有適當的岩石可以在施工期間支撐跨度上弦桿的拉力時才可能，通常將這種方法限制在跨越狹窄峽谷的情況下。

500px|thumb|center|舊金山-奧克蘭海灣大橋的舊東跨，攝於2014年8月，以幾乎與其建造相反的順序拆除。在橋樑建造期間，每個錨固臂下方都使用了類似的臨時支撐。

 按長度排列的列表 

世界上最長的懸臂橋（按最長跨度）：
 編號  橋樑  位置  國家  日期  長度 1  魁北克大橋  魁北克  加拿大  1919   2  福斯橋  福斯灣  蘇格蘭  1890   × 2 3  港大橋  大阪市  日本  1973   4  科莫多·巴里橋  賓夕法尼亞州切斯特  美國  1974   5  新月城連接橋（雙跨）  新奥尔良  美國  1958年及1988年   6  豪拉大桥  西孟加拉邦加爾各答  印度  1943   7  格拉梅西橋  路易斯安那州格拉梅西  美國  1995   8  東京門戶大橋  東京  日本  2012   9  J·C·范霍恩橋  新不倫瑞克省坎貝爾頓及魁北克省十字角  加拿大  1961   10  霍勒斯·威爾金森橋  路易斯安那州巴吞魯日  美國  1968   11  塔潘齊大橋  紐約州南奈亞克及紐約州塔里敦  美國  1955   12  劉易斯與克拉克橋  華盛頓州朗維尤及俄勒岡州雷尼爾  美國  1930  

 例子 

参考文献

 外部連結 

"Cantilever Bridge" by Sándor Kabai, The Wolfram Demonstrations Project, 2007.
Biggest of Finished Girders Go Traveling: six giants of 70 tons gave engineers a hard nut to crack, Popular Science monthly, February 1919, page 79, Scanned by Google Books

Category:各結構型式橋梁
Category:懸臂橋