4月10日，武漢青山長江大橋南岸主塔成功封頂，標(biāo)志著世界跨度最大的雙塔鋼箱及鋼箱結(jié)合梁斜拉橋建設(shè)取得階段性勝利。這一天，中國建設(shè)者同時一舉刷新了世界橋梁A型塔的高度紀(jì)錄。

從上面視頻中可以看到，藍(lán)色的橋面首片鋼箱梁似乎是安裝到了橘黃色的支座上，而支座則被固定在主塔上。其實(shí)這只是暫時的過渡措施。鋼箱梁將在后續(xù)的施工中被斜拉索吊起，而下方的支座將被拆除。整座大橋主跨橋面將完全與主塔塔柱分離，處于懸空狀態(tài)。這就是所謂的全漂浮。更專業(yè)的知識在下面。

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斜拉橋主要由索塔、主梁、斜拉索組成。在斜拉橋設(shè)計(jì)上，按梁體與塔墩的連接方式可以分為四大類：剛構(gòu)體系、塔梁固結(jié)體系、半漂浮體系、漂浮體系（全漂浮體系）。這是個比較專業(yè)的問題。所謂剛構(gòu)體系就是指大橋的主梁索塔橋墩三者互為固結(jié)；塔梁固結(jié)體系就是塔梁固結(jié)體系且塔墩分離；半漂浮體系就是塔墩固結(jié)塔梁分離，在塔墩處主梁下設(shè)置豎向支承；全漂浮體系就是塔墩固結(jié)塔梁分離。

▲青山長江大橋設(shè)計(jì)圖

青山長江大橋A型主塔A中間的那“一橫”在主塔的上半部，而大橋的橋面主梁在主塔的下半部。大橋主塔和主梁交界處的下面沒有橫梁。青山長江大橋這種無下橫梁的主塔設(shè)計(jì)和絕大多數(shù)斜拉橋是截然不同的。例如下面的照片是蘇通長江大橋，也是A型主塔。

▲蘇通長江大橋的A型主塔橫梁設(shè)計(jì)在主梁下方，主梁“坐落”在橫梁上方。

▲港珠澳大橋青州航道橋的主塔橫梁也是在主梁的下方，主梁“坐落”在橫梁上方。港珠澳大橋青州航道橋的這種設(shè)計(jì)就叫做半漂浮體系。橋梁通過斜拉索牽拉浮在空中，同時又“坐落”在主塔的橫梁上。此處的“坐落”之所以用了引號，是由于不是真正的坐實(shí)，主梁看似坐在主塔橫梁上，其實(shí)其重量還在上方的斜拉索上。主梁和主塔橫梁之間安裝有動態(tài)限位阻尼支座，平時這個支座幾乎不起作用，但一旦橋梁過載或者震動過大，這個支座就會起到支撐作用。這就叫做半漂浮體系。

▲青山長江大橋的主塔沒有下橫梁，現(xiàn)在放置首節(jié)鋼梁的這個平臺是個臨時裝置。首節(jié)鋼梁只是臨時在這個平臺上進(jìn)行組裝，等掛好斜拉索后，鋼梁的重量就全部被斜拉索承載，這個臨時支撐平臺會被拆除。于是，大橋938米主跨以及主塔兩側(cè)18號墩至21號墩之間的全部主梁將完全懸空。這叫做全漂浮體系。

大橋一千多米的鋼梁中沒有橫梁的支撐，整個梁段均是依靠斜拉索的拉力支撐，處于“全懸浮”狀態(tài)，整個橋梁與橋墩之間完全無連接。這樣一來，整座大橋的重量就全部通過斜拉索傳到了索塔的塔頂。

全漂浮體系雖然建設(shè)難度大，但其優(yōu)勢也十分明顯。特別是在發(fā)生地震或颶風(fēng)時，全飄浮斜拉橋可以不受橋墩的約束而極大限度地實(shí)現(xiàn)縱向擺動，從而避免結(jié)構(gòu)共振，達(dá)到抗震消能的最佳效果。當(dāng)橋梁發(fā)生溫度變形或正常的徐變變形時，相互脫離的懸浮結(jié)構(gòu)也能避免橋中產(chǎn)生過大的內(nèi)部應(yīng)力。

三、關(guān)于斜拉橋主塔

武漢青山長江大橋有兩座A型主塔，此次封頂并創(chuàng)造世界最高紀(jì)錄的南塔設(shè)計(jì)高度271.5米。其實(shí)暫未封頂?shù)谋彼?/strong>，其設(shè)計(jì)高度為279.5米，將來封頂?shù)臅r候?qū)⒃俅未蚱颇纤?chuàng)造的世界最高紀(jì)錄。基建狂魔是不是很厲害？

從上面的圖片可以看到，近處的南岸主塔已經(jīng)封頂，成功戴上了一頂帽子。而北岸主塔剛剛合龍。不久之后，等北岸主塔也帶上皇冠之時，世界最高A塔的桂冠將花落北塔。而南塔將屈居世界第二。

斜拉橋主塔的塔型一般分為H形、倒Y型、A形、鉆石形、單柱式、雙柱式、門架式等，也有個別的采用V型、O型、或者混合型等，有的大橋設(shè)計(jì)師為了追求視覺效果還故意把主塔弄歪了斜了扭曲了等等。具體如下：

▲合福高鐵銅陵長江大橋倒Y型主塔

▲武漢白沙洲長江大橋鉆石型主塔

▲上海南浦大橋H型主塔

▲果子溝大橋的H型主塔升級版

▲武漢陽邏長江大橋的門型主塔

▲蕪湖長江公路二橋的柱型主塔

▲蕪湖長江大橋的U型主塔

▲鄭州潮晟路跨潮河橋O型主塔

▲法國Millau橋的塔墩分離式柱形主塔

▲中企承建的摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋的空間曲線型主塔

我們再回到青山長江大橋的Ａ型主塔。那么，這多形狀的主塔，為什么青山長江大橋采用Ａ型主塔呢？

大跨度橋梁較多采用H型主塔。主要原因是H型塔的兩柱基本垂直，且左右對稱。主塔施工時使用自動化爬模技術(shù)比較容易，人員上下也方便。主塔上放出的斜拉索也可以基本按照垂直平面拉住大橋的兩側(cè)，受力比較均勻，后續(xù)貓道架設(shè)、斜拉索施工、橋面吊裝等工序都相對簡單一些。但是H形的結(jié)構(gòu)類似于矩形，并不是最穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，而接近三角形的A型則穩(wěn)定性更強(qiáng)。

青山長江大橋跨度大，而橋面設(shè)計(jì)與江面距離較近，因此選用Ａ型主塔和全懸浮體系使受力結(jié)構(gòu)更合理。Ａ型主塔的左右兩柱在塔頂處交匯，與主塔底部墩身構(gòu)成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，大橋左右兩側(cè)斜拉索傳來的力在中間交匯，索塔的受力具有了整體性，極大的提高了抗震抗風(fēng)能力。