隨著現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)越來(lái)越注重功能和藝術(shù)的趨勢(shì)，世界范圍內(nèi)懸索橋的形式也在隨之不斷的迭代，細(xì)節(jié)工藝的改進(jìn)層出不窮，工程成本趨向更加經(jīng)濟(jì)。韓國(guó)在過(guò)去十年建造了幾乎所有形式的懸索橋，在理論、材料和裝備方面也相應(yīng)地取得了長(zhǎng)足發(fā)展。每座橋都有其自身特點(diǎn)，相應(yīng)地采用了合適的架設(shè)方法，比如AS法的大跨度懸索橋、AS法的單跨懸索橋、AS法的獨(dú)塔空間索面懸索橋、PPWS的三塔多跨懸索橋等。其纜索和主梁架設(shè)的方案形成優(yōu)化的施工方法，有效地縮減了成本，對(duì)更多跨海工程的建設(shè)有一定可借鑒性。
“小”而優(yōu)的無(wú)牽引PPWS
小鹿島橋
小鹿島橋于2008年完成，為一座自錨式單主纜懸索橋，主跨250m，邊跨100m。大橋的加勁梁被分成五個(gè)大節(jié)段，節(jié)段最大重量為800t。除了合龍段之外的四個(gè)節(jié)段采用兩臺(tái)起重能力600t的浮吊抬吊至臨時(shí)墩，如圖2所示。合龍段重420t，采用一臺(tái)浮吊吊裝。
主纜包括14根索股，采用無(wú)牽引系統(tǒng)的PPWS法架設(shè)。常規(guī)的PPWS法，牽引繩上的拽拉器在兩岸錨碇之間運(yùn)送索股。因主纜數(shù)量較小，且索股張力也不大，新設(shè)計(jì)的小型拽拉器（運(yùn)行在兩條索道上）替代了較重的牽引系統(tǒng)，如圖3所示。
吊桿的安裝采用了帶液壓千斤頂?shù)男⌒脱b置，而沒(méi)有將加勁梁整體頂起，如圖4所示。為使設(shè)備最小化，提前對(duì)安裝順序進(jìn)行了全面的研究。
新千年大橋
新千年大橋是一座多跨懸索橋，2010年開(kāi)工，計(jì)劃2018年完工。該橋的主纜預(yù)計(jì)2016年6月開(kāi)始架設(shè)。
大橋設(shè)計(jì)的兩個(gè)主跨和中間索塔會(huì)使得工期和成本成倍增加。為此，先導(dǎo)索采用如下方式架設(shè)就能充分利用中間索塔，最大程度減少額外工作。首先將先導(dǎo)索從各跨的邊塔位置往中塔牽引，然后在中塔處由塔吊或卷?yè)P(yáng)機(jī)提升至塔頂。
另外一個(gè)特點(diǎn)就是輔助墩，它將主纜在該處“分割”為兩部分。輔助墩和錨碇之間的主纜線形不能按照類似直線進(jìn)行放樣，因此需考慮采用測(cè)量線的方法進(jìn)行控制。首先在工廠對(duì)測(cè)量線進(jìn)行精確測(cè)量，其安裝線形便可與主纜設(shè)計(jì)線形一致。之后在現(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)架設(shè)測(cè)量線，實(shí)際架設(shè)索股的線形保持與測(cè)量線同步。
AS 架設(shè)：“收”“放”同步 便于操控
李舜臣大橋
李舜臣大橋于2013年完工，主跨1545m，為世界排名第四的懸索橋。主纜架設(shè)采用張力控制的AS法，所有裝備在韓國(guó)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，如圖5所示。
該橋跨越通往Gwangyang港的通道，其500m的主航道一般要保持開(kāi)放。為了船舶的通航凈空，要通過(guò)貓道繩索的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)貓道的線形進(jìn)行全過(guò)程控制，牽引繩需采用收繩和放繩同步的方法。在收繩端設(shè)定張力的上限，當(dāng)實(shí)測(cè)牽引繩的張力超過(guò)張力上限時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)即停止工作。在放繩端，設(shè)定張力的下限，當(dāng)牽引繩的張力低于張力下限時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)即停止工作，可以防止?jié)L筒的空轉(zhuǎn)和索股進(jìn)入通航凈空。
在AS法中，死絲和活絲要落在索股成型器和索鞍中指定的位置。但是，即使調(diào)整紡絲輪的傾斜角度，也難免出現(xiàn)鋼絲跑出槽道的情況，出軌的一個(gè)原因是較大的紡絲張力，錨碇處張力為283kgf，索塔處為324kgf。為此，我們采取的解決辦法是將紡絲輪的主體部分（包括傾斜軸和輪子）與其兩個(gè)支腿部分開(kāi)，并增加鉸接連接。由此，傾斜軸與鋼絲就能完全平行，如圖6所示。
在多數(shù)懸索橋，索夾和吊桿是由運(yùn)行軌索上的天車分開(kāi)運(yùn)輸和安裝。因?yàn)樽詈臅r(shí)的工序是將構(gòu)件運(yùn)輸至安裝位置，為了縮短施工時(shí)間，研發(fā)了一種在主纜上運(yùn)行的裝置能同時(shí)安裝索夾和吊桿，如圖7所示。貓道下邊的門架可進(jìn)行角度調(diào)整，由此保持與主纜平行。因?yàn)閽煸谒鞯郎系乃鲓A位于貓道上方，采用該裝置可以避免貓道面層的大開(kāi)口。索夾與吊桿相比較輕，索道的工作也可較為順暢。
積金大橋
積金大橋?yàn)閱慰鐟宜鳂�，主�?50m。主纜架設(shè)的大部分程序與常規(guī)懸索橋相同，主要有以下兩處不同：采用簡(jiǎn)化的懸掛體系進(jìn)行貓道繩索的架設(shè)；鋼絲張力的分布式調(diào)整。
貓道繩索的架設(shè)方法可以分為兩種：自由懸掛架設(shè)和多點(diǎn)懸掛架設(shè)。為了減少多點(diǎn)懸掛架設(shè)方法的缺點(diǎn)，采用了簡(jiǎn)化方法。其優(yōu)點(diǎn)主要是：與自由懸掛相比，貓道繩索的張力減小了30%；索股與海平面之間的空間得到保證；索股線形與最終線形相似。
懸掛索上布置了五個(gè)支索器，貓道索股采用臨時(shí)牽引系統(tǒng)進(jìn)行牽引。在支索器安裝完成之后，貓道索股由臨時(shí)牽引系統(tǒng)從卷?yè)P(yáng)機(jī)中牽出。在各支索器之間，索股呈自由懸掛狀態(tài)。
索股松散的主要原因是貓道的變形，因此，減小貓道變形所致的松散是減小索股松散的主要手段。在本工程，采用了調(diào)整鋼絲張力的方法，以最小的代價(jià)減小貓道變形所致的松散。該方法的關(guān)鍵因素是變形貓道上已紡鋼絲的張力會(huì)顯著增加，從而后紡鋼絲與第一批鋼絲具有相同的長(zhǎng)度。
當(dāng)所有鋼絲張力保持恒定時(shí)，第一根索股中第N根鋼絲與第一根鋼絲在中跨的垂度差。另一方面，如果當(dāng)紡制128根鋼絲后，垂度差就降到紅色的點(diǎn)線以下，即圖中的實(shí)線。其結(jié)果為實(shí)際的松散要低于理論計(jì)算值。
Dandeung大橋
Dandeung大橋計(jì)劃于2015年底完工，為一座獨(dú)塔懸索橋，主跨400m。該橋主纜直徑為0.38m，采用AS法施工，如圖8所示。
架設(shè)期間鋼絲張力為192kgf，為自由懸掛張力的80%。每個(gè)主纜各自獨(dú)立布置兩條牽引系統(tǒng)，每條牽引系統(tǒng)布置兩個(gè)鋼絲輪，鋼絲直徑為5.35mm，極限強(qiáng)度為1960MPa。每個(gè)紡絲輪可紡4根鋼絲，每個(gè)輪回可紡制8根鋼絲。因主纜一端錨固于塔頂，故呈空間外形。主纜架設(shè)開(kāi)始于2013年12月，于2014年2月結(jié)束。
由于主纜呈空間形態(tài)，常規(guī)的浮吊或跨纜吊機(jī)不能用于加勁梁的吊裝。為此研制了新型跨纜吊機(jī)，如圖9所示。與常規(guī)跨纜吊機(jī)不同，該裝備不包括橫梁，各吊裝單元都能獨(dú)立運(yùn)行，因?yàn)槠渲匦奈挥谥骼|中心。由于沒(méi)有橫梁，跨纜吊機(jī)行走時(shí)可不考慮主纜線形的影響。
加勁梁分為26塊，最大節(jié)段重140t。第6號(hào)-22號(hào)節(jié)段采用跨纜吊機(jī)直接吊裝。靠近索塔和錨碇的節(jié)段，需結(jié)合跨纜吊機(jī)、支架和軌道進(jìn)行安裝。
索塔附近的淺水區(qū)水深較小，駁船不能靠近，因此采用在22號(hào)節(jié)段位置垂直起吊，然后蕩移至支架。
在錨碇附近采用了另外一種架設(shè)方法。因?yàn)榕c索塔附近梁段同樣的原因，節(jié)段需在4號(hào)節(jié)段位置起吊，然后放置于軌道，運(yùn)輸至其安裝位置。此外，由于主纜和節(jié)段之間的空間較小，不能容納跨纜吊機(jī)的滑輪組，因此還采用了液壓千斤頂系統(tǒng)進(jìn)行縱向滑移。
在這些工程中，可以看出懸索橋架設(shè)所遇問(wèn)題不僅通過(guò)對(duì)方法、材料等的針對(duì)性選擇來(lái)解決，且在施工過(guò)程中達(dá)到了節(jié)省成本的效果，帶來(lái)了懸索橋施工技術(shù)的顯著進(jìn)步。
雖然可施工性差的橋梁設(shè)計(jì)會(huì)受到工程人員的詬病，但僅僅追求可施工性又會(huì)阻礙技術(shù)的進(jìn)步。韓國(guó)在一個(gè)較短的時(shí)期建造了各種形式的懸索橋，其中包括傳統(tǒng)橋型、空間索面和多跨懸索橋。不僅拓展了懸索橋方面的工程經(jīng)驗(yàn)，還提高了工程的經(jīng)濟(jì)性。這些經(jīng)驗(yàn)不僅有益于今后橋梁工程的發(fā)展，更對(duì)各種大型跨海懸索橋的建設(shè)具有借鑒作用。
