阿基米德桥

阿基米德桥问题

阿基米德桥是一个在水底浮动的管状隧道，依靠浮力支撑隧道重量，取名由阿基米德原理而来。为避免影响水上交通及被天气影响，隧道建于水底，但为免承受过大水压，常建于20-50米深。为保持水中深度，隧道以钢索及浮台固定，防止太浅或太深。

2003年，中科院力学研究所与淳安县提出了建造阿基米德桥通往水下古城的设想，双方签订了合作意向书。从此千岛湖千年古城水下观光有了新可能。
2004年11月，中科院力学所提出建立一座基于实验室工作、技术方案设计的阿基米德原型桥，其设计考虑、参数设定以真桥为标准。
2006年5月，样桥建设地点最终选定，并被命名为阿基米德湾，该地地形、地貌适合阿基米德桥原型桥布局，并且交通便利。该原型桥设计长度100~120米、外径4.4米、内径约3.5米、平面宽度约2.5米、低水位时距水面2米，通道内可供行人和一辆汽车通行。桥体为铝合金、混凝土、不锈钢的夹层结构，并有观察窗口。
目前该方案仍在试验中，技术难度很大，需要对水下文物进行充分认证后，才能继续开发。
阿基米德桥的建设是一个世界性的难题，目前世界上有7个国家(挪威、意大利、日本、中国、瑞士、巴西、美国)在研究。如果千岛湖的阿基米德桥建造成功，将成为世界上第一座真正建成的阿基米德桥。

阿基米德桥的特点特色

阿基米德桥学名为水中悬浮隧道。不过，与隧道不同，阿基米德桥借助于浮力浮于水中；与一般的桥也不同，对于浮力大于重力的阿基米德桥，它和水底的连接方式与桥相反——用缆索(也可以用其他方式)固定于水底和两岸，以防浮出水面，桥顶距水面保持20米以上的距离以便通行大吨位船只。因此，阿基米德桥的基础设计方案与桥梁、隧道有根本区别。重浮比是阿基米德桥的一个重要参数。据中科院力学所所长洪友士介绍，一般情况下阿基米德桥的浮力明显大于桥的自重和交通载荷，其中自重又明显大于交通载荷。由于重力太大会导致不稳定，浮力太大又对固定桥体的缆索要求很高目前研究认为重浮比在0.7~0.8之间效果最佳。 　“这个数字也有待进一步验证，现在力学所也在探索最佳重浮比的范围。”洪友士说：“我们有个基金重点项目在研究这些基础科学问题——水中悬浮隧道关键力学问题研究，其中包括长跨度结构在波流作用下的动态响应和在高平均载荷基础上叠加有周期载荷的结构和材料的完整性问题两个方面。缆索要承受浮力、交通载荷、波流的影响，及涡激振动产生的周期性载荷，这种情况下其结构的耐久性如何？寿命有多久？此外，缆索在湖水、海水中的寿命往往比在空气中短很多。因此，阿基米德桥问题的研究既有基本科学问题，也需同实际背景相联系，显然能够对这类科学问题提供可借鉴的结果。”阿基米德桥的原理是阿基米德的浮力定律：①重力>浮力，物体将沉入水底②重力<浮力，物体将上浮③重力=浮力，物体将悬浮于水中