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