平胜大桥攻克四项建桥关键技术

--------------------------------------------------------------------------------
文章出处：中国交通报 2006-09-15 04:01

9月10日，湖南交通勘察设计院桥梁勘察设计处驻广东佛山施工现场设计代表处传来喜讯，被誉为世界第一跨度的自锚式悬索桥平胜大桥主体工程全部结束，将于10月建成通车！这是一座凝聚了湖南交通勘察设计院桥梁设计人员长达4年心血和汗水的特大型桥梁。

佛山平胜大桥是世界首座独塔悬索桥，首座四索面悬索桥，第一大跨度自锚式悬索桥，第一次在悬索桥上采用混合加劲梁，刷新了当今世界悬索桥的多个第一。2003年，佛山平胜大桥公开招标，最终，湖南交通勘察设计院采用的独塔单跨四索面自锚式悬索桥方案成功中标。该桥桥型新颖、技术复杂、规模宏大，在桥梁结构型式、理论分析、科学研究和施工控制等诸多方面均有较大突破，并成功攻克了力学行为与架设方法、钢混结合段设计、主缆锚固体系和调索四项关键技术难关。

自锚式悬索桥需要通过加劲梁承担主缆的水平力，施工时必须先架设主梁，接着架设主缆，然后安装吊索，再逐步张拉吊索（使加劲梁自重逐步传递至主缆主跨主梁），从而形成悬吊结构。成桥阶段加劲梁中强大的轴向力的存在导致其在结构静动力特性、极限承载力，加劲梁局部稳定以及合理成桥状态问题与常规的地锚式悬索桥有着很大的差异。

自锚式悬索桥加劲梁设计首次采用混合梁，即主跨采用钢梁，边跨（锚跨）采用混凝土梁。混合梁在悬索桥中属首次使用，这能充分发挥钢和混凝土材料的特性，有效地节省投资。钢混结合段也因此成为结构的受力关键部位之一。

自锚式悬索桥与传统悬索桥的最大差别之一就是主缆锚固系统的差别。该桥主缆锚固体系设计充分利用两岸的混凝土锚跨，克服主缆强大的上拔力，并与混凝土加劲梁连成一体，同时主缆的水平分力使混凝土加劲梁的上下缘有较大的压应力储备，节省了预应力束。

自锚式悬索桥的主梁先于缆吊系统施工，加劲梁由于吊索的调整存在一个体系转换的过程，且这一过程直接影响到主梁的受力状态、主梁的线形、主缆的线形、锚固体系的稳定以及吊索的安全度等。由于主缆的柔性和变形的非线性，再加上加劲梁不同的架设工艺，决定这种调整将可能有多种方式和需要反复进行多次，因而调索就成为自锚式悬索桥设计的又一关键技术。

平胜大桥350米跨度世界第一
http://dadao.net　 2006-01-18 09:10:22 　来源： 珠江时报


沥青美国造 石料南京采

本报讯（记者 邓勋德） 总投资达4.48亿元，“一环”线上的重点工程平胜大桥预计今年8月底通车，是世界跨度最长的单跨单塔双幅四索面自锚式悬索桥，桥身主体总跨度达到350米，目前完成90%建设。昨天上午，清远党政代表团参观了这一重点工程，记者见到大桥雏形已经呈现。
预计今年8月底通车
据介绍，平胜大桥位于南海平洲，跨越东平水道，桥轴线与东平水道交角68度。大桥宽为52米，为双向10车道和两侧各3.5米人行道。该大桥从2004年2月开建，目前该桥建设已完成90%的进度，快于施工预期为85%的进度，将于今年8月建成通车。
记者昨天看到，大桥的主要工程桥身、主缆都已经建成，南北两侧即将与“一环”连接。工作人员说，平胜大桥是“一环”的重要枢纽，“一环”城际快速干线按双向14车道标准建设，跨越禅城、南海、顺德3个区的14个镇，全长约98公里，环内面积约600多平方公里。平胜大桥连接了位于东平河两岸的南海与顺德，发挥了在“一环”线上重要节点的快捷作用。
将成佛山地标性建筑
工作人员说：“平胜大桥是一座无桥墩的拉索桥，将成为佛山地标性建筑，这里可以欣赏到美丽的东平河景色，是‘一环’的一颗明珠。”记者看到，东平大桥雏形已显，引桥与桥身长达3.2公里，桥身长达680米，其中桥身主体跨度达350米。
从美国运沥青材料保质40年
据悉，东平大桥对材料有特殊要求，今后铺在桥面的沥青原料将从美国进口，使用年限可达到40年。工作人员说：“我们将在这里制作好沥青，必须在1个小时将沥青铺在桥面上，否则沥青会立即凝固。”他还说，建设大桥用的石料，很多是从南京采集过来的，因为建设这样的大桥需要玄武岩。

再看两张效果图:

第二张

自锚式悬索桥国内外现状、水平和发展趋势：

1915 年德国工程师在科隆的莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥科隆 - 迪兹桥，在二十世纪三十年代，美国和德国修建了许多自锚式悬索桥， 1954 年，德国工程师杜伊斯堡完成了一座 230 米的大跨度自锚式悬索桥；日本的北港桥跨度 300 米建于 1990 年，为斜吊杆自锚式悬索桥； 2000 年建成的韩国永宗桥跨度也为 300 米，造型尺寸与北港桥相似；最近美国旧金山奥克兰海湾大桥重建计划中将有二座自锚式悬索桥，其中包括一座独特的独塔自锚式悬索桥和一座常见的三跨双塔自锚式悬索桥。近年来，国内外的工程师对自锚式悬索桥的关注和研究，充分说明这种桥型在中等跨径上是一种经济美观很有竞争力的桥型方案。从二十世纪八十年代开始起，世界上开始设计建造小跨度的悬索桥，此类悬索桥为避免庞大的锚碇基础，并能在各种地质条件（包括软土地基基础）下修建，均采用自锚式结构，自锚式悬索桥桥型在国内刚刚起步，已建成的有常州广化桥（刚性索自锚式悬索桥）及广西桂林丽君桥（柔性索自锚式悬索桥），丽君桥最大跨径为 72 米，而正在建设中的竹园大桥无论在跨度（中跨 90 米），还是在宽度（全宽 37 米）上均超过丽君桥。

自锚式悬索桥作为一种特殊悬索桥桥型，在沉寂了多年之后，现在又重新引起工程界的兴趣。它保留传统的悬索桥桥型，以其优美、错落有致的外形受到工程师们的青睐。但由于其本身结构的复杂性，国内外对其研究的资料和成果很少。
19世纪后半叶，奥地利工程师约瑟夫·朗金和美国的工程师查理斯·本德分别独立的构思出自锚式悬索桥的造型，朗金于1870年在波兰设计建造了一座小型的铁路自锚式悬索桥。1915年，德国设计师在科隆的莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥—科隆–迪兹桥。当时主要是因为地质条件的限制而使工程师们选择了这种桥型。这座桥主跨185m，用木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。此后宾夕法尼亚的匹兹堡跨越阿勒格尼河的三座桥和在日本东京修建的清洲桥都受科隆-迪兹桥的影响。虽然科隆-迪兹桥在1945年被毁，但原桥台上的钢箱梁仍保存至今。匹兹堡的三座悬索桥比科隆桥的跨径要短，但施工技术比科隆桥有了很大的进步。德国莱茵河上科隆-迪兹桥建成后25年间又修建了4座悬索桥，最著名的是1929年建成的科隆-米尔海姆桥，主跨315m，虽然该桥在1945年被毁，但它至今仍然保持着自锚式悬索桥的跨径记录。在20世纪30年代，工程师们认为自锚式悬索桥加劲梁的轴力将使该种桥梁的受力性能接近于弹性理论，所以这段期间美国和德国修建了多座自锚式悬索桥。

名 称 地点 跨度(m) 矢跨比 概况
科隆-迪兹桥 德国 92.3+184.5+92.3 1/8.6 1915年建成，钢梁
第七街桥 美国 67.5+134.8+67.5 1/8.1 1926年建成，钢梁
清洲桥 日本 45.8+91.5+45.8 1/7.1 1928年建成，钢梁
科隆-米尔海姆桥 德国 91.0+315.0+91.0 1/9.1 1929年建成，钢梁
此花大桥 日本 120+300+120 1/6.0 1990年建成，钢梁
永宗桥 韩国 125+300+125 1/5.0 1999年建成，钢梁
广西桂林丽君桥 中国 25+70+25 2001年建成，钢梁
旧金山-奥克兰海湾新桥 美国 385.0+180.0 建造中，钢梁
Sorok岛桥 韩国 110+250+110 1/5.0 建造中，钢梁
金石滩金湾桥 中国 24.0+60.0+24.0 1/8.0 2002年建成，混凝土梁
布尔哈通河局子街桥 中国 71.5+160+71.5 1/7.0 建造中，混凝土梁
兰旗松花江大桥 中国 90.0+240.0+90.0 1/7.0 设计中，混凝土梁
海盐塘桥 中国 30.0+72.0+30.0 设计中，混凝土梁
抚顺万新大桥 中国 70.0+160.0+70.0 1/6.0 建造中，混凝土梁
义乌江大桥 中国 30+100+30 1/7.5 建造中，钢－混凝土梁
佛山平胜大桥 中国 350 施工中，钢梁

图中是大连理工大学桥梁工程研究所设计完成的当时中国最大跨度的混凝土主梁的自锚式吊桥，在国内开创了记录：
金湾桥位于大连市金石滩旅游渡假区的滨海路上，横跨帆船港池入海口,建成于2002年6月，主桥为钢筋混凝土加劲梁的自锚式悬索桥，跨径为24m+60m+24m，见图1.2.4。该桥宽12m，主梁采用钢筋混凝土边主梁形式，梁高1m，每隔3m设一道横隔梁。索塔为钢筋混凝土门式塔架，塔高27m，塔柱直径为1.5m。主梁采用50号混凝土，主缆采用139φ7.1mm高强镀锌平行钢丝，两端为冷铸锚；吊杆采用φ5mm高强镀锌平行钢丝成品索。主梁上吊杆间距为3m。基础采用钻孔灌注桩基础，桩直径为1.6m。该桥主缆矢跨比为1/8，双塔双索面结构，主缆锚固于加劲梁的两端，用加劲梁来抵抗主缆的水平分力。同时将加劲梁做成拱形，用主缆的水平分力来抵抗拱脚的推力，起到了系杆拱桥中系杆的作用。这样既满足了中跨的通航净空要求，也使主桥两端高度降低，大大减少了引桥的长度，节省了投资。较大的拱度也可使加劲梁刚度增加，挠度减小，从而使该桥在受力和经济上都达到了很好的效果。

再贴上几张义乌江大桥的施工照片.

义乌江自锚式吊桥施工张拉现场

义乌江桥正面图，由于张拉方式得当，最终的成桥主缆线形几乎与设计线形完全吻合。桥面线形的预拱度也与设计值吻合的较好，从此验证了大连理工大学的张控方法的简单实用性。

本桥张拉后主缆线形流畅，吊点之间没有弯折痕迹，且从张控人员进场到张拉到成桥（二期恒载加载后）总共费时一个月，还包括了前面四五天的清除梁下枕木等障碍物而开辟张拉空间的时间、混凝土湿接缝浇注后等待强度和下雨停工的十多天时间。在同类桥型张拉控制中堪称高效准确的典范。