浅析我国悬索桥建设

陈涛　占安安　卢兴雷　马君意

摘 要：随着世界经济建设的发展，交通运输在国民经济中的地位和作用日因重要。洲际之间，海峡两岸和陆岛之间迫切需要修建大跨度，特大跨度或超长跨度桥梁。我国渤海海峡跨海工程、长江口越江工程、珠江口伶仃洋工程以及琼州海峡工程，为了避免深水基础施工的困难和高昂的造价，满足超级巨轮通航要求，需要修建1000m以上的大跨度甚至是2000m以上的超大跨度桥梁。本文介绍中国目前悬索桥的技术现状及建设成果，展望中国悬索桥事业的发展趋势。

关键字：悬索桥；现状；建设成果；发展趋势

1 引言

悬索桥是目前跨度超过1000m时最优可选择桥型之一，航空的限高和航运要求的通航净空也迫使人们选用悬索桥。因为悬索桥的塔高是斜拉桥的1/2，在施工过程中，悬索桥始终在一个静定稳定结构状态下，容易控制，风险小。从学术研究来说，大跨度悬索桥的研究是当前桥梁学科中最重要最活跃的领域之一。

2 悬索桥的结构特征

2.1 悬索桥的结构组成

悬索桥是以悬索为主要承重结构的桥梁类型，主要由大缆、桥塔、锚碇，加劲梁，吊索和桥面等组成。

2.2 悬索桥的结构优势

悬索桥是适用于大跨度的桥梁结构，构造简单，受力明确。桥面是由钢缆和吊索来承受，作为桥面主要结构物的加劲梁的跨度相当于吊索的间距，成为一个小跨度的弹性支承连续梁，所以主跨的大小与加劲梁刚度没有很直接的关系。而作为承受桥面的关键构件的铜缆是由塔支承着并由强大的锚碇锚固着，只有塔和锚碇的稳定才能使钢缆来承受桥面上的各种荷载。因此，悬索桥在适合的地形、水文和地质条件下都可以建造，只是造价比较高。由于其主要构件大缆承受拉力，材料利用效率高，往往适用于其他桥型难以适用的特大跨径桥梁。因此，悬索桥是目前跨度超过1000m时最优可选桥型之一，并且认为在600m以上的跨度同其他桥型相比也具有很强竞争力。以目前来说，当主跨超过700m的桥，几乎都是悬索桥。

3 我国悬索桥的建设成果

3.1 悬索桥在我国的历史

悬索桥的构思据说来自猴桥，它是由若干强壮的猴子组成一条悬链来让病猴或年老体衰的猴子通过的桥梁。最原始的人类悬索桥采用植物类的竹子或藤条来制造悬索。我国四川省的灌县早在千年之前就出现竹索桥。17世纪开始出现铁链作悬索的桥梁。我国四川省大渡河上由9条铁链组成的泸定桥是在1706年建成的。20世纪90年代初开始，中国也进入发展悬索桥的队伍之中。

3.2 我国悬索桥普遍的设计类型特点

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）我国几座悬索桥均采用PWS（索股法）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。

3.3 我国悬索桥技术成就

在虎门桥、江阴桥等工程的建设过程中，搞笑、科研、设计和施工单位，全面地开展了科研工作，推进了我国悬索桥技术，主要有以下几个方面：

（1）在静力计算方面不仅广泛采用了以有限位移理论为基础的悬索桥计算程序，还做了进一步的研究。

（2）编制了我国的《抗风设计指南》，对大跨度悬索桥进行了全面的风振分析和风洞试验。

（3）我国悬索桥主缆军用平行钢丝组成，钢丝为直径5.2高強镀锌钢丝，在扭转要求和镀锌质量方面，都不预应力钢丝要求高。主缆架设采用空中偏缆法和预制索股法。

（4）钢筋混凝土桥塔设计施工，施工中采用了滑模技术和爬模技术。

（5）通过实践，我国掌握了钢和预应力混凝土二类加劲梁的预制、吊装、调缆形、压重、拼接的全套经验。有了液压提升的跨缆吊机和卷扬机提升的跨缆吊机等两种吊装设备。

（6）施工状态的仿真分析，它课提供悬索桥的空缆初始状态，构件的无应力长度，个施工阶段的结构内力和变形，可以作为悬索桥施工控制的依据。

（7）事前估算，施工中监测，不断分析总结，积累并揭示了单跨悬索桥施工过程中结构行为的变化规律。

（8）采用GPS全球定位技术，对塔、锚、墩等6部位做定位测量。

3.4 我国的著名悬索桥

上世纪90年代以前，尽管我国已经修建了60余座悬索桥，但普遍跨径小、桥面窄、荷载低，其科技含量也极为有限，60余座悬索桥其跨径普遍都在400米以内。

悬索桥在我国真正进入实质性发展阶段的是近十年，跨径从超越400米直至突破1000米。从1995年建成的主跨450米的汕头海湾大桥，到1997年建成的主跨888米的虎门大桥，发展到1999年建成的主跨1385米的江阴长江大桥，悬索桥在我国实现了跨径的“三级跳”。目前，我国已经成为世界悬索桥建设的主要国家。

据统计，目前，我国主跨超过450米以上的悬索桥11座，按跨度大小分别有润扬长江公路大桥南汊悬索桥、江阴长江大桥、香港青马大桥、湖北宜昌长江大桥、湖北西陵长江大桥、虎门大桥、厦门海沧大桥、重庆鹅公岩长江大桥、重庆忠县长江大桥、汕头海湾大桥和重庆丰都长江大桥等。其中，润扬长江公路大桥南汊悬索桥、江阴长江大桥、香港青马大桥其主跨分别为1490米、1385米和1377米，分别名列世界第三、第五和第六大跨径悬索桥。一个不容忽视的现实是，这些大桥全部是1995年以后建造的。 1999年建成的江阴长江公路大桥，以主跨1385米成为我国首座自行设计制造施工跨径超过千米的桥梁工程。值得特别关注的是，该桥在2002年荣获了首届国际桥梁大奖尤金·菲戈金奖，这也是我国桥梁首次

在世界桥梁领域获此殊荣。它标志着我国在悬索桥的设计、制造和施工等方面，已经跃入了国际先进行列。 润扬长江公路大桥，北起江苏扬州，跨江飞跃镇江，全长35.66公里。其中的南汊悬索桥工程，以主跨1490米，成为中国第一、亚洲第二、世界第三大跨径悬索桥。据悉，目前，大桥在运用新材料、推广新技术、探索新工艺等方面，已取得了一系列重大技术突破和科研成果，令世界瞩目。

4 结束语

桥梁建设的发展和科学的发展是分不开的，中国的悬索桥事业从过去发展到今天，取得了辉煌的成就。随着我国经济实力的发展，科学技术的进步，再加上广大设计师的进行设计和工人们的细心施工，我国悬索桥事业必将跻身于世界前列。

参考文献

[1]项柳福，赵长军《悬索桥的发展历史与研究现状》 2重庆交通学院.桥梁公车：北京：人民交通出版社