万田保

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仁者爱山，智者乐水。张家界大峡谷两面石壁、满峡飞流，宛如世外桃源，游客怀着兴致而来，自然不满于幽与静，深度融入自然、体验极限、了解当地特色文化，是重要需求，由此构成了大峡谷景观玻璃桥的功能需求。

因地势定悬索桥

张家界大峡谷玻璃桥建于高山峡谷岩溶地域。桥址两岸多处发现断裂、地质漏斗，地形具有“沟大谷深、沟谷交错、岗峦起伏”等特点，桥塔、基础位置只能因应地势选取。又因为处于景区，需最大限度保持地形原貌，致使悬索桥主缆各散束点高程不同。而主缆边跨跨长由散束点位置决定，因此也各不相同。两岸桥塔塔顶、塔底高度均不同。主梁支点间距与主缆跨度相差57m。地形地貌、地质因素决定该桥成为异型悬索桥。

结构抗风稳定性是核心

建筑设计要求融入环境，实现“大象无形”。玻璃桥要结构通透，人在桥上通行如行云流水，这就进一步增加了加劲梁设计的难度。在加劲梁的横向刚度、抗扭转刚度较低，加劲梁型式受限的情形下，保证山区峡谷风环境下的结构抗风稳定性是最为核心的技术问题。

通常，对于加劲梁宽跨比较小的大跨悬索桥，增加抗风索来提高结构抗风稳定性是最为经济和简单的结构措施。但考虑到景观桥外形要简洁，并未采用抗风索。

结构横向刚度+抗扭转刚度保稳定

在设计时，我们将主缆设计为大张开量空间索面，两侧边跨主缆横桥向按受力平衡沿切线方向延伸至锚碇。与平面主缆相比，该桥空间索面可大幅提高结构抗风稳定性，提高幅度达30%。

综合考虑景观、运输和架设等因素，加劲梁采用纵、横梁形式，纵、横梁断面均为钢箱结构。在加劲梁高度和宽度受限的情形下，在钢箱纵梁内灌注混凝土，以有效提高结构重力刚度、增加遏制振动的质量。

除此之外，通过在加劲梁纵梁两侧设置风嘴、底板设置稳定板和采用露空栏杆等综合结构措施，优化结构气动外形，以提高结构抗风性能。

最后，抗风节段模型和全桥模型试验结果表明，玻璃桥各工况颤振临界风速均高于颤振检验风速（51m/s），在0～51m/s的风速范围内未出现明显的涡激共振现象，不同风速下桥梁的振幅均小于规范容许值。

（作者单位：中铁大桥勘测设计院集团有限公司）

本文原载于《中国建材报》12月19日3版

责编：丁涛

校对：和新龙

监审：贺丹

标签： 抗风稳定性 扭转刚度 横向刚度