桥梁发展6悬索桥

五、悬索桥
    悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一，可以说是跨千米以上桥梁的唯一桥型（从目前已建成桥梁来看说是唯一桥型）。但从发展趋势上看，斜拉桥具有明显优势。但根据地形、地质条件，若能采用隧道式锚碇，悬索桥在千米以内，也可以同斜拉桥竞争。根据理论分析，就目前的建材水平，悬索桥的最大跨径可达到3500m左右。已建成的日本明石海峡大桥，主跨已达1990m。正在计划中的意大利墨西拿海峡大桥，TRANBBS设计方案之一是悬索桥，其主跨3500m。当然还有TRANBBS规划中更大跨径的悬索桥。
　　悬索桥跨径增大，如上所述当跨径达35O0m时，动力问题将是一个突出的矛盾，所以，对特大跨桥梁，已提出用悬索桥和斜拉桥相结合的“吊拉式”桥型。在国外这种桥型目前还停留在研究之中，并未诸实施。然而，在我国贵州省乌江1997年底建成了一座用预应力钢纤维混凝土薄壁箱梁作为加劲梁的吊拉组合桥，把桥梁工作者多年梦寐追求的桥型付诸实现，这是贵州桥梁工作者的大胆尝试，对推动我国乃至世界桥梁建设都有巨大作用。乌江吊拉组合桥，经过近两年运行和测试，结构性能良好，特别是两种桥型交接部位的处理，较为 理。
　　其实我国很早就开始修建悬索桥，究其跨径和规模远不能同现代悬索桥相比。到了90年代初，我国才开始建造大跨悬索桥，例如：广东汕头海湾大桥，主跨452m，加劲梁采用混凝土箱梁；广东虎门大桥，主桥跨径888m，钢箱悬索桥；正在建设的钢箱悬索桥——江阴长江大桥，主跨1385m。由此可见，现代悬索桥在我国已具有相当规模和水平，已进人世界悬索桥的先进行列。
　悬索桥采用钢箱作为加劲梁，在我国较为普遍。美国和日本的悬索桥的加劲梁一律用桁架。最有名的明石海峡桥，主跨1990m也是桁架加劲粱。欧洲人研究认为，正交异性板钢箱作为加劲梁，梁高矮，如同机翼一样，空气动力性能好，横向阻力小，大大减小了塔的横向力；抗扭刚度大，顶板直接作桥面板，恒载轻，主缆截面可以减小，从而降低用钢量和造价。我国一起步修建现代悬索桥，加劲梁就采用钢箱,而对桁架梁作为加劲梁的优劣并未作深人分析研究。在已修建的几座悬索桥上，桥面沥青铺装相继出现了损坏现象，有的桥梁工作者反思认为，一是钢箱作为加劲梁还有一些方面值得改进，如钢箱桥面板的局部挠度以及箱体的通风，降低钢箱铺装层的温度；二是桁架梁作为加劲梁，还有不少优点，如加劲梁刚度大，桥面温度相对低，还可解决双层TRANBBS交通等。用混凝土箱梁作为加劲梁的尝试，国外有先例，在我国汕头海湾桥也实现了。总结经验，也许不会再采用混凝土箱梁作为加劲梁了。
　　塔的材料，国外以钢为主，我国以混凝土为主，近年来国外也有向混凝土发展的趋势，基础多为钻孔桩或沉井。
锚碇一般以重力式和地锚为主，少数地质条件好的采用了隧道锚。深水锚碇往往采用沉井或地下连续墙。如江阴长江大桥北锚，位于冲积层上，采用69m×51m带有36个隔仓的沉井，下沉深度达58m；日本明石海峡大桥神户侧锚碇采用环形地下连续墙基础，直径85m，高73.5，槽宽2.2m。
　　悬索桥结合地形、地质、水文可采用单跨悬吊、双跨不对称悬吊和三跨悬吊（简支和连续体系）。据查，世界上悬索桥多为单跨悬吊，其次是不对称双跨和三跨简支悬吊。三跨悬吊连续体系最少。丹麦大带桥，三跨悬吊连续，其跨径为535m＋1624m＋535m；中国的厦门海沧大桥，三跨悬吊连续，其跨径为 230m＋648m＋23Om，可称世界同类桥梁的第二位。
　　主缆的TRANBBS施工方法：空中纺线法（AS）；索股法（PWS）。我国几座悬索桥均采用PWS法。索股采用φ5mm镀锌钢丝，由91或127根φ5组成一根索股，根据受力钢缆由不同数量索股组成。
　　我国今后还会在长江、海湾修建更大跨径的悬索桥；一般加劲梁仍用钢箱；塔、锚用混凝土，但应对大体积混凝土水化热的冷却降温措施加以研究；悬索桥风动稳定还需进一步研究；钢箱梁的桥面铺装，我国已建成的几座悬索桥，都存在问题，今后应进一步研究钢箱梁桥面铺装材料、钢箱除锈、清洁、铺装的粘结以及施工工艺等。