1.概況
廣東佛山平勝大橋是和順至北滘公路主干線(佛山快速環(huán)線) 跨越平洲水道的特大橋梁工程，大橋全長2248m（圖1）。
該橋主橋為自錨式懸索橋，雙向10車道，橫橋向為兩幅，每幅寬26.1m，兩幅橋間距3.8m，橋兩側人行道寬2.5m，全橋?qū)?6m。設計車輛荷載：汽車-超20級，掛車-120；城市A級驗算；人群荷載3.5kN/m2 。通航凈空150m×18m，按II級航道要求。地震基本功烈度7度，50年10%超載概率峰值加速度0.113g，反應譜特征周期3.475；100年2%超越概率峰值加速度0.240g，反應譜特征周期4.53s。年最低月平均氣溫13℃，最高月平均氣溫28.8℃?；撅L速V10=29.9m/s。
圖1 佛山平勝大橋全景
2．主橋結構
(1)總體設計
平勝大橋主橋跨度布置為39.64m+5x40m+30m（預應力混凝土加勁梁及錨跨）+350m（鋼加勁梁）+30m+29.60m（錨跨），全長680.20m。主橋采用獨塔單跨四索面自錨式懸索橋，實現(xiàn)了三柱式獨塔、分離雙主梁、四索面支撐、混合加勁梁創(chuàng)新設計，有效降低了自錨式懸索橋施工難度、節(jié)省投資，做到景觀藝術與結構的完美融合。
圖2 大橋總體布置
(2)主纜
主纜由4跨組成，分錨跨、邊跨（預應力混凝土加勁梁）、主跨（鋼箱加勁梁）、錨跨。主跨理論跨徑350m，邊跨理論跨徑224m。通過主纜錨固處水平軸向壓力和豎直上拔力的參數(shù)分析及優(yōu)化后，主纜矢跨比定為1/12.5。
(3)索塔
索塔采用三柱門式塔柱，塔柱自承臺以上高138.87m，設上、下兩道橫梁，塔柱均為箱型結構。三塔柱中心間距為2×26.75m。上橫梁頂、底均設置裝飾墻，橋塔頂部裝飾墻橫橋向采用圓弧過渡構成佛山市的“山”字造型（圖3）。左、右兩邊塔柱橫向等寬4.5m，橋塔底部由4.5m變?yōu)?.5m；順橋向由塔頂6.0m漸變?yōu)?.0m。中塔柱橫向等寬6.0m，順橋向?qū)挾扔伤?.0m漸變?yōu)?.0m。索塔位于陸上，基礎采用21根直徑2.5m的鉆孔灌注樁，沖擊鉆機成孔。下塔柱及橫梁采用支架澆筑，上塔柱采用爬模施工。
圖3 索塔
(4)加勁梁
加勁梁采用混合梁。主跨采用單箱三室全焊鋼加勁梁，正交異性板結構（圖4）。梁高3.50m，頂板厚16mm～20mm，底板厚14mm～20mm，腹板厚16mm，頂、底板U形加勁肋厚10mm。橫隔板標準間距3.0m，鋼箱梁節(jié)段重170t-205t，總共約12000t。板厚除鋼-混結合段、吊索處橫隔為12mm外，余均為10mm。縱隔板為實體式構造，板厚16mm，板式加勁。
圖4 加勁梁（單位：cm）
邊跨采用C50混凝土加勁梁，外形與主跨鋼加勁梁一致，單幅采用單箱三室（圖4），梁高3.50m，頂板寬23.25m，底板寬13.70m，腹板厚45cm，頂?shù)装搴駷?6cm。為加強與鋼箱梁的連接，在距橋塔中心線10m長范圍內(nèi)頂?shù)装寮雍裰?0cm。
(5)鋼-混凝土結合段
鋼-混凝土結合段的結合面設在主跨距M8和M9號墩中心線各2.50m處（圖5）。過渡段鋼箱梁采用U肋上П型加勁的方式，長3.75m；頂、底板厚28mm，縱隔板及外腹板厚16mm；結合段內(nèi)設兩道橫隔板，間距1.50m；頂?shù)装搴透拱鍘Ю邨l，都伸入混凝土梁，在肋條上開孔，穿鋼筋形成PBL剪力鍵，通過PBL剪力鍵和混凝土梁連接；鋼梁和混凝土梁間設60mm厚鋼承壓板，通過剪力釘和縱向預應力與混凝土梁連接。
圖5 鋼-砼結合段構造（單位：mm）
圖6 主纜錨固構造（單位：cm）
(6)錨跨
利用兩岸混凝土加勁梁作為錨碇，且稱之為錨跨，錨跨跨徑布置39.64m+40m。為承受強大的水平力和較大的上拔力，主纜錨固處的跨梁高由3.5m漸變至7.5m，再由7.5m漸變至2.0m與引橋順暢連接（圖6）。適應主纜錨固所需空間，半幅橋橋?qū)捰?3.25m漸變至29.25m，由此增加的恒載足以抵抗主纜所產(chǎn)生的上拔力，同時加寬的外側與人行懸梯連接。
(7)纜吊系統(tǒng)（圖7）
主纜采用預制平行鋼絲索股逐根架設（PPWS法）。主纜共4根，每根有48股索股，每股由127φ5.1mm的鍍鋅高強鋼絲組成。索股錨頭采用套筒式熱鑄錨，直接錨固在錨跨上。
圖7 纜吊系統(tǒng)
吊桿共27對，分柔性吊索（25對）、剛性（2對，分上、下節(jié)）兩種。柔性吊索采用73φ5.1mm的鍍鋅高強鋼絲索體外包PE護套；剛性吊桿采用材質(zhì)為40CrNiMoA的鋼棒。柔性吊索的上接頭采用鉸銷接頭，下接頭采用錨頭直接錨固在主梁的錨箱上，吊索采用冷鑄錨并設置球面錨墊板，以適應吊索的變形；剛性吊桿的上節(jié)上、下均采用鉸銷配SFT-3聚乙烯襯套，下節(jié)上端為叉形耳板與上節(jié)連接，下端采用螺母錨固在球面錨墊板上。
主索鞍采用全鑄型結構，分前后兩半；散索套上、下套體均采用全鑄結構，下套體與底座板間設不銹鋼滑板副以適應施工中的滑移和成橋后主纜在活載作用下的微量滑移。
(8)頂推法架設鋼加勁梁施工
鋼加勁梁采用短線法組拼——多點頂推法架設工藝（圖8），每次起吊3節(jié)箱梁在平臺上焊接組拼。頂推臨時墩的跨徑布置為30.5m＋2×78m＋45m＋37.5m；因橋軸線與水流交角為68°，橋?qū)掃_56m，為減少施工難度及船舶撞擊風險，臨時墩分兩幅呈斜交布置，單幅斜交頂推。
圖8 鋼加勁梁頂推施工布置（單位：cm）
臨時墩最大跨徑為78.0m（航運要求），墩頂單點反力達6950kN，對鋼箱梁的局部受力提出了嚴峻考驗；在盡量減少一期恒載的前提下，特別對鋼箱梁進行了局部加勁處理，并對滑道設計進行了重點研究；采取盡量加大滑道尺寸，增加接觸面以減少面荷載，并設計了能適應鋼箱梁允許變形的支點滑道副。
(9)釣索調(diào)索施工
吊索張拉過程中，由于主纜的非線性變形和梁的彈性變形，以及結構體系的改變（點支承逐漸改變?yōu)閼宜髦С校?、塔、纜和吊索力在施工過程中發(fā)生的應力重分配，將對最終的結構狀態(tài)產(chǎn)生影響。自錨式懸索橋的巨大纜索拉力全部由主梁承擔，主梁和橋塔是混凝土結構，在軸力作用下，收縮徐變將造成主梁梁段縮短、橋塔塔頂標高降低，從而影響主纜線形、鋼主梁線形和內(nèi)力不可忽視。
調(diào)索的初始狀態(tài)由目標狀態(tài)倒拆確定。初始狀態(tài)控制值充分考慮：主梁線形（頂推線形，既是主梁的制作線形），亦是無應力線形；主梁考慮軸力作用下的彈性壓縮量和收縮徐變量（和順岸彈性壓縮量為132mm，北滘岸彈性壓縮量為33mm），依此設置“預長值”：和順岸139mm，北滘岸101mm，共240mm。塔頂標高考慮彈性壓縮和收縮徐變后的“預高值”為70mm。
3.主要技術特點和創(chuàng)新點
平勝大橋是世界上首座獨塔單跨自錨式懸索橋，主跨350m、總寬56m居世界第一，鋼箱梁頂推法架設為國內(nèi)首例。開展的自錨式懸索橋結構體系、自錨式懸索橋靜力與動力性能、自錨式懸索橋施工關鍵技術、鋼---混凝土結合段關鍵技術、自錨式懸索橋鋼加勁梁局部穩(wěn)定、吊桿錨箱、鋼加勁梁架設頂推技術研究等多項專題研究，形成了自錨式懸索橋設計施工成套技術，積累了豐富經(jīng)驗，對同類型橋梁的設計、施工具有重要參考價值。
1.提出了一種新的自錨式懸索橋結構型式，率先設計并建成了世界第一座獨塔、混合梁、多索面、最大跨度自錨式懸索橋。
2. 首次建立了多跨連續(xù)加勁梁自錨式懸索橋撓度理論方程和解算方法，為力學特性研究、結構體系參數(shù)優(yōu)化提供了一種新的理論分析手段；提出了結構體系的比擬模型，首次從理論上解釋了其不同于地錨式懸索橋的力學行為。
3.率先發(fā)現(xiàn)并獲得了串列雙主纜的尾流馳振規(guī)律與最小安全距離、串列雙橋面渦激共振規(guī)律。
4.開發(fā)了一套鋼箱梁頂推施工的自適應變形滑道系統(tǒng)；通過對吊索張拉的仿真分析和1：20全橋模型試驗研究，提出了吊索張拉的多點同步連續(xù)調(diào)索法，率先解決了大跨度混合梁自錨式懸索橋體系轉(zhuǎn)換的技術難題。
5.提出了可考慮多參數(shù)、更精確的PBL剪力連接件極限承載力計算公式和鋼箱梁U肋加勁板件局部屈曲臨界應力計算的四邊簡支嵌固系數(shù)法。
4.有關資料
建設單位: 佛山市路橋建設有限公司
設計單位: 湖南省交通規(guī)劃勘察設計院
施工單位: 中鐵大橋局集團有限公司、
中鐵寶橋股份有限公司
佛山公路工程有限公司
鋼材用量: 48293噸
混凝土用量：155753m3
造價: 10億
建成日期: 2006年11月
