虎门大桥为什么要用悬索桥？
有网友调侃虎门大桥喝醉了；或是说天太热了，大口喘气中；有的还开玩笑称“明天就要开始收费了，桥激动了”。值得注意的是，4 月 26 日，武汉鹦鹉洲长江大桥桥体也出现了波浪状晃动。与虎门大桥一样，鹦鹉洲长江大桥亦是悬索桥。如此巧合下，桥梁波动，是悬索桥的锅吗？桥梁晃动的背后成因是什么？
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是悬索桥的锅吗？
虎门大桥建于 1992 年，投资近 30 亿，全长 4588 米，是连通广州市南沙区与东莞市虎门镇的一座跨海大桥，同时也是我国第一座真正意义上的大规模现代化悬索桥。
资料显示，悬索桥（Suspension Bridge）是指以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁，主要由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。
相对于其他桥梁，悬索桥可以使用较少的物质建造，且能够跨越较长的距离，较为灵活。在水面上，悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过，且在造桥时无需在桥中心建立暂时的桥墩。
不过，作为一种大跨径柔性结构，悬索桥对风的作用十分敏感，抗风稳定性是影响悬索桥设计和施工的关键。其中，桥梁宽跨比，风的特性等都是影响抗风性的重要因素。
中铁四局集团市政工程有限公司总工程师周江接受《科技日报》的采访时表示，悬索桥是一种高超静定结构，影响抗风振能力的因素有很多。抗风设计规范的现代悬索桥，只要风力不超过设计允许范围，其结构安全性是不用担心的。
在虎门大桥产生波动之后，国内多名桥梁专家对桥梁进行了研判。5 月 6 日凌晨，广东省交通集团通报称：
专家组初判，虎门大桥悬索桥振动主要原因是沿桥跨边护栏连续设置水马，改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下产生桥梁涡振现象。
另外，广东省交通集团还表示，根据现有数据和观测到的现象分析，此次振动不会影响大桥后续使用的结构安全和耐久性。
也就是说，虎门大桥的晃动只是偶发事件，不会影响后期使用
小型悬索桥桥梁基础开挖后怎么验收
悬索桥施工主要有：锚碇、塔、主缆和加劲梁的制作和安装。本节先就其施工情况作一介绍。 一、锚碇与塔的施工 1.锚碇 锚碇是主缆锚固装置的总称，由砼锚块(含钢筋)及支架、锚杆、鞍座(散索鞍)等组成。主缆由空中成束的形式进入锚碇，要经过一系列转向、展开、锚固的构件，这些我们将在第二节详细叙述。本节只介绍锚块及其基础。 锚块的形式可分为重力式(图13—1a))和隧道式(图13—1b))。若锚碇处有坚实岩层靠近地表，修建隧道锚(或称岩洞式锚)有可能比较经济。美国华盛顿桥新择西岸锚碇是隧道式，其砼用量22200m3，较之于纽约岸锚碇所用砼及花岗岩镶面工程量107000m3，仅为其21％。但隧道锚有传力机理不明确的缺点，美国金门大桥原设计两端部都用隧道锚，但考虑到隧道锚块砼将力传给周围基岩机理不明确，总工程师乃改变决定，全部采用重力式锚碇。 有坚实基岩层靠近地表也可以采用重力式锚，让锚块嵌入基岩，使位于锚块前的基岩凭借承压来抵抗主缆的水平力。例如我国1995年建成的汕头海湾大桥，就是利用两岸山体岩层，设计为重力前锚式锚块(锚块兜住石质山头，抵抗主缆拉力)。巨大的主缆拉力通过锚杆、后锚梁、锚块砼，均匀传递给基岩(图13—2)。虎门大桥的东锚碇也为山后重力式描。若坚实基岩位于桥面之下深度不过30～50m，可修建直接坐落在基岩上的锚块。若坚实持力层埋识更大，而设计意图是使荷载完全传至该持力层，则必须设置沉井、沉箱、大直径桩(含斜桩)等探基础。这样的锚碇造价当然是比较昂贵的。虎门大桥的西锚碇基础原设计为沉井加桩基方案，后经细探，发现基岩严重不平，沉井施工将会遇到很大困难，进改为地下连续墙方案。如果将地基在荷载之下的各种变形予以充分考虑，也可以采用法基础，例如美国1964年建成的维拉扎诺桥（370.33m＋1298.45m＋370.33m)和英国1970年建成的小贝耳特桥(240m 600m＋240m)设扩大浅基础。 2.塔 大跨度悬索桥的索塔在50年代以前几乎都是采用钢塔，其主要优点是：施工速度快、质量容易保证、抗震性能好。直到l959年，法国建成主跨608m的其坦卡维尔悬索桥，开始采用砼塔。我国新近建造的几座大跨度悬索桥(汕头海湾大桥、虎门大桥、西陵大桥、江阴大桥)全都是采用砼塔。塔的施工与斜拉桥塔基本上相同。 二、主缆架设 悬索桥的钢缆有钢丝绳铜缆和平行线钢缆。前者一般用于中、小跨度的悬索桥，后者主要用于主跨为500m以上的大跨悬索桥。平行线钢缆根据架设方法分为空中送丝法(As法)及预制索股法(Pws法)。 1.空中送丝法 用空中送丝法架设主缆，19世缆中叶发明于美国，自1855年用于尼亚瓜拉瀑布桥以来，多数悬索桥都用这种方法来架设主缆。在桥两岸的塔和锚碇等都已安装就绪后，沿主缆设计位置，在两岸锚碇之间布置一无端牵引绳，亦即将牵引线的端头连接起来，形成从这一岸到那岸的长绳圈。将送丝轮扣牢在这牵引绳上某处，且将缠满钢丝的卷筒放在一岸的锚碇旁，从卷筒中抽出钢丝头，暂时固定在某靴跟(可编号为A)处，称这一钢丝头为“死头”。继续将钢丝向外抽.由死头、送丝轮和卷筒将正在输送的丝形成一个钢丝套圈，用动力机驱动牵引绳，于是送丝轮就带着钢丝送向对岸。在钢丝套圈送到对岸时，就用人工将套圈从送丝轮上取下，套到其对应的靴蹬(可编号为4P)上。图13—3为送丝工艺示意图。随着牵引绳的驱动，送丝轮又被带回这岸，取下套圈套在靴跟4上，然后又送向对岸。这样进行上百次，当其套在两岸对应靴跟(例如A及A’)上的丝数达到一丝胶钢丝的设计数目时，就将钢丝“活头”剪断，并将该“活头”同上述暂时固定的“死头”用钢丝连接器连起来。这样，一根丝股的空中编制就完成了。 在上述基本原理基础上，可以采取多种提高工效的措施。如果对岸也有卷筒钢丝，可以利用刚才所说的送丝轮在其返程中另带一钢丝套圈到这岸来，从而在另一对编号为B、B’的靴跟之间进行编股。又沿无端牵引绳可以设置两个送丝轮，两轮的间距为，当甲轮从这岸驶向对岸时，乙轮正好从对岸驶向这岸，而且两岸都有卷筒钢丝，于是就可以同时在C、C’和D、D’靴跟之间编制另两丝股。这就是“以四根丝股为一批”的安排。再者，对于送丝轮扣牢在牵引绳上的两个点而言，每点可以不只设一轮，例如美国金门桥是设四轮，而且每个送丝轮上的缠丝道路也可以不只一条。 空中送丝法的主缆每一丝股内的钢丝根数约为300～600根，再将这种丝股配置成六角形或矩形并挤紧而成为圆形。它的施工必须设置脚手架(猫道)、配备送丝设备，还需有稳定送丝的配套措施。为使主缆各钢丝均匀受力，必须对钢丝长度和丝股长度分别进行调整.还应及时进行紧缆和绕组。我们将在第二节介绍其中的主要设置。 2.预制索股法 用预制索股法架设主缆是1965年间在美国发展起来的，其目的是使空中架线工作简化。自用于1969年建成的纽波特桥以后使用逐渐广泛，我国新近建成的汕头海湾大桥、虎门大桥、西陵大桥、江阴长江大桥都是采用这个方法。 预制索股每束61丝、91丝或127丝，再多就太重了。两端嵌固热铸锚头，在工厂预制，先配置成六角形，然后挤紧成圆形。架设的过程同空中送线法一样，但在猫道之上要设置导向滚轮以支持绳股。 虎门大桥每束137丝，每丝直径5.2mm，每根主缆110束，采用门架式拽拉器牵引索股，如图13—4所示。在猫道上设置若干个猫道门架安装门架导轮组，牵引索通过这些导轮组，牵引索上固接有拽拉器，通过主(副)牵引卷扬机的收(故)索或放(收)索，使牵引索带动拽拉器穿过导轮组作往复运动。索股前端与拽拉器相连，使得索股前端约30m长悬在空中运行，而索股后段则支承在导向滚轮上运行。此方式也可用于空中送丝法。 三、加劲梁架设 加劲梁架设的主要工具是缆载起重机。架设顺序可以从主跨跨中开始，向桥塔方向逐段吊也可以从桥塔开始，向主跨跨中及边跨岸边前进。兹分述于下： 1.架设方式 以往加劲梁多用钢桁架，其架设方式也像钢桁架桥那样，从桥塔开始，向主跨跨中和岸边逐段吊装。在每一梁段拼好以后，立即将其与对应的吊索相连，使其自重由吊索传给主缆。对于三跨悬索桥而言，一般需要四台缆载起重机，分别从两塔各向两个方向前进．边跨和主跨的跨径比，各桥不同，为了使塔顶纵向位移尽可能小，对于当主跨拼成几段时，边跨应拼几段，应该进行推算。在历史上，因为推算速度跟不上施工需要，曾使用全桥的结构模型试验(例如美国三潘市海湾桥)来决定其较为合理的吊装次序。 从桥塔开始吊装的优点是施工比较方便，缺点是桥塔两侧的索夹首先夹紧，此时主缆形状与最终几何线形差别最大，因而主缆中的次应力较大。汕头海湾大桥就是采用这种方式，如图13—5所示。海湾大桥混凝土加劲箱梁主跨有73段，边跨各24段，首先特预制梁段从预制场纵、横移下海，用铁驳浮运到各跨主缆下定位，用锚固在主缆索夹上的1800kN缆载吊机垂直起吊安装。每安装一梁段之后，吊机向前移6m，锚固到下一对索夹上，做下一梁段的吊装准备。吊装时，采用四点吊装法。 当加劲梁的重力逐渐作用到主缆上，主缆将产生较大的位移，改变原来悬链线的形状，所以在吊装过程中上缘一般都顶紧而下缘张开，直至全部吊装完毕下缘才闭合。如果强制使下缘过早闭合，结构或其连接件有可能因强度不够而碇坏。合理的做法应该是：在架设的开始阶段，使各梁段在上缘铰接，而使下缘张开。这些上缘铰接的梁段应具备整体以横向抗弯抵抗横向风荷载的能力。待到一部分梁段业已到位，主缆线形也比较接近最终线形时，再将这一部分梁段下缘强制闭合。当然必须通过施工控制确认此时闭合是结构和其连接件都能够承受的虎门大桥为什么要用悬索桥？
虎门大桥（Humen Bridge）是中国广东省境内一座连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的过江通道，位于珠江干流之上，为珠江三角洲地区环线高速公路南部联络线(原莞佛高速公路)的组成部分。其东起东莞市太平立交，上跨狮子洋入海口，西至广州市南沙立交，线路全长15.76千米，工程项目总投资额30.2亿元人民币。虎门大桥路面环境
虎门大桥悬索桥墩
虎门大桥主缆采用预制平行索股制作和架设，每束索股由多个平行镀锌高强钢丝排列成正六边形组成。主缆与加劲梁之间采用平行竖直吊索相联系，每个吊点由四根钢丝绳组成。吊索与主缆之间的连接方式为背骑式，配以马鞍形索架。为减少铸件重量，大桥采用铸焊组合形式的索鞍。吊索两端为锌铜合金热铸锚，通过钢加劲梁风嘴锚于箱内。加劲梁采用扁平闭口流线型钢箱梁截面，使用全焊结构；加劲梁端于索塔下系梁设竖向支座以及水平抗风支座。桥面东西索塔处设两道伸缩缝，允许在竖直及水平方向有较大转角。虎门大桥悬索桥主缆系统 、箱梁、鞍座和吊杆均采用经重涂装防腐处理的钢结构。
2、悬索桥下部工程
虎门大桥东西索塔为门式框架结构，由两侧塔柱及其之间的三道系梁组成；两侧塔柱为钢筋混凝土空心薄壁箱型结构，三道系梁均为钢筋混凝土空心箱型截面，预应力束布置在腹板内并穿过塔柱锚于塔壁外侧；受不同地质条件影响，东西索塔分别采用群桩基础和分离式扩大基础。虎门大桥东西锚碇均为重力式，由散索鞍墩、后锚块、锚室组成；主缆通过锚梁、锚杆牢固地锚固在锚碇上，主缆拉力由锚碇钢框架传递至混凝土锚体。
虎门大桥为什么要用悬索桥？
虎门大桥是悬索桥，要解决振动，可能也要从增加阻尼器的角度进行，但悬索桥比斜拉桥复杂，悬索上安装阻尼器并发挥作用比斜拉索更困难。在建工社微课程看来，无论是斜拉桥还是悬索桥，都会有在面临某个频率时发生共振的风险。但不同的是，斜拉桥可以通过应用阻尼器抑制，而悬索桥因为天生的设计缺陷，阻尼器并不能充分发挥作用。
