事實(shí)上，它們都是靠著一條粗壯的懸?guī)芰?，橋兩端的橋墩就像是兩個(gè)農(nóng)夫挑著一根柔軟的扁擔(dān)，橋體的荷載沿著這條懸?guī)鹘o橋墩，再傳到地面上。

唯一不同的是，懸索橋的橋面是掛在這根“扁擔(dān)”下方的，而上承式懸?guī)虻臉蛎鎰t通過立柱撐在“扁擔(dān)”的上方。

洞口淘金橋由混凝土吊板包裹的懸?guī)е?，埋藏?8根只有5毫米粗，但是強(qiáng)度極高的預(yù)應(yīng)力鋼索。通過預(yù)加拉應(yīng)力的手法，主索懸?guī)У某休d力可以被最大限度的利用，鋼材的抗拉能力得到了充分的發(fā)揮。

而橋面梁板結(jié)構(gòu)既被用于通車，又作為受壓構(gòu)件平衡拱的水平力，充分發(fā)揮了混凝土的抗壓能力。中間的主柱排架作為次結(jié)構(gòu)，除了在橋板和懸?guī)еg傳力外，還承擔(dān)了橋梁所受的剪應(yīng)力，它的存在顯著減小了橋梁的跨度，節(jié)約了成本。

整個(gè)結(jié)構(gòu)自身錨固平衡，沒有一個(gè)多余的構(gòu)件，所有材料也沒有一點(diǎn)浪費(fèi)。

（預(yù)應(yīng)力鋼索）

事實(shí)上，無論是上凸的拱橋，還是下凹的懸?guī)蚧蛘邞宜鳂颍瑥牧W(xué)上講，它們的受力是一致對稱的，都是上緣受壓力，下緣受拉力。

大橋越靠近中間的位置，彎矩越大，這就是扁擔(dān)為什么總是在中間折斷的原因。因此，將扁擔(dān)的中間增厚是非常科學(xué)的，體現(xiàn)在橋梁上，就是這個(gè)中間的“大肚子”。莫說凸橋凹橋，有的橋甚至是既凸又凹的呢！

（上凸下凹的魚腹橋）

大橋的設(shè)計(jì)者吳琦瑛可以稱得上是一個(gè)建筑天才。

（吳琦瑛）

解放前出生的他全靠刻苦自學(xué)，為國家設(shè)計(jì)建造了23座橋梁，確保安全與美觀的同時(shí)，共節(jié)約鋼材78%，節(jié)約投資60%，震驚了國內(nèi)外的橋梁界同行。包括洞口淘金橋在內(nèi)，他設(shè)計(jì)的多座橋梁都由于新穎的設(shè)計(jì)被載入了史冊。

但他設(shè)計(jì)這座怪橋，可不僅僅是為了標(biāo)新立異，吸人眼球。它的設(shè)計(jì)可是嚴(yán)格的計(jì)算下的最優(yōu)結(jié)果。

2連橋墩都省了，安全如何保證？

洞口淘金橋建于1989年。那時(shí)，中國的經(jīng)濟(jì)條件還很差，建筑行業(yè)從業(yè)人員的素質(zhì)也良莠不齊。在設(shè)計(jì)建造橋梁時(shí)，必須考慮到這些因素。

木魚塘峽谷的兩側(cè)巖壁比較陡峭，如果按照傳統(tǒng)的拱橋方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，勢必需要在谷底建設(shè)兩座幾十米高的拱足橋墩，成本算下來，建設(shè)橋墩的價(jià)錢比橋面還要高。

橋墩的施工還要單獨(dú)設(shè)立腳手架，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且復(fù)雜的施工流程對于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平普遍偏低的工程人員來說也是一個(gè)很大的考驗(yàn)。此外，拱橋會產(chǎn)生水平方向上的推力。這要求兩邊的巖體必須足夠結(jié)實(shí)，并且要打足夠牢固的地基，才能支撐得起整個(gè)拱橋的重量。

而上承式懸?guī)蛴捎谑堑构埃瑐鬟f給橋兩端地基的只有豎向壓力，水平拉力則被橋面自身作為壓桿來平衡，這樣就節(jié)省了橋墩。

既然不用修橋墩，施工流程也就簡便了許多。

上承式懸?guī)蜃韵露鲜┕?，懸?guī)Э梢灾苯幼鳛橹髦偶芎蜆蛎媪喊宓氖┕て脚_，無論峽谷多深，都是依托于梁板進(jìn)行懸空作業(yè)，不需要另外支設(shè)腳手架?？梢哉f，采用這種設(shè)計(jì)，既免除了安全隱患，又降低了建設(shè)成本。

為了承受水平力，橋臺處需要設(shè)置與連續(xù)T梁、主索懸?guī)檎w的強(qiáng)大的端錨梁，形成自錨剛性體系。

所謂自錨體系，是相對于懸索固定在橋外地基中的外錨體系而言的。一般的懸索橋會將懸索固定在兩岸的土層中，懸索的拉力對于工程師來說是不好的，必須用一塊重達(dá)數(shù)萬噸的混凝土坨將懸索死死拉住，化解懸索的拉力。

而自錨體系則相當(dāng)于直接將這個(gè)力向內(nèi)收，轉(zhuǎn)化為了橋面板的壓力，省去了這個(gè)巨大的錨碇，極其高效地節(jié)省了土工作業(yè)和混凝土成本。

（外設(shè)的錨碇）

因此，說洞口淘金橋沒有橋墩也不確切。

橋兩端的剛性橋臺不僅承擔(dān)了全橋重量，而且承擔(dān)了懸?guī)c橋面之間自錨的拉壓應(yīng)力轉(zhuǎn)換，功能十分重要。相比起一般的橋墩而言，它只是矮了點(diǎn)，功能上可是絲毫不缺的。

（剛性橋臺，一種另類的“橋墩”）

當(dāng)然，上承式懸索橋的這種自錨體系也帶來了一個(gè)重大難點(diǎn)，那就是橋梁巨大的內(nèi)力。

在這種結(jié)構(gòu)形式下，橋梁所受的原本不大的荷載會轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的水平拉力，施加在主索懸?guī)希M(jìn)而在橋板中引發(fā)很大的水平壓力。

不過，吳琦瑛設(shè)計(jì)的天才之處恰恰體現(xiàn)在這里。自錨結(jié)構(gòu)巧妙地使用橋面系梁板內(nèi)儲存的大量軸向壓力來承受局部的彎矩和剪力，可以說是“借力打力”，相當(dāng)于變相降低了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，大大減小了結(jié)構(gòu)中用于承擔(dān)荷載的鋼材用量。

3巧奪天工的設(shè)計(jì)，施工起來并不簡單

這種結(jié)構(gòu)形式的橋梁舉世罕見，基本沒有什么經(jīng)驗(yàn)可供參考。

因此，湖南省交通科研所在建橋前就特意制作了1/10的實(shí)橋模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對施工、靜載、動載進(jìn)行了全模擬，為大橋的實(shí)現(xiàn)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

然而，這種橋畢竟十分小眾，在施工中遇到了許多前所未有的問題。

完成版的大橋可以實(shí)現(xiàn)自錨固，但施工過程中，橋板還未架設(shè)，懸?guī)П仨氝M(jìn)行臨時(shí)的外錨固。橋址兩岸的巖層風(fēng)化嚴(yán)重，構(gòu)造松散，很難禁得住這兩根錨索。

（強(qiáng)風(fēng)化的巖體）

經(jīng)過設(shè)計(jì)，吳琦瑛采用了隧洞式錨碇。在岸上打了兩個(gè)錨洞之后，再在錨洞的底部打一個(gè)橫洞將其串起來。這樣，相當(dāng)于用一塊巨大的山體兜住了橋索，巧妙地解決了橋索臨時(shí)的張拉問題。

（隧道式錨索的設(shè)計(jì)）

上承式懸?guī)虮仨氁詰規(guī)ё鳛槠脚_進(jìn)行施工。輕盈的懸?guī)Р槐绕降兀荒茉谏厦媸褂萌魏未笮桶惭b機(jī)械設(shè)備和沉重的支架。因此，橋梁的每個(gè)構(gòu)件和機(jī)械都必須輕型化。

除了采用輕型的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場拼接安裝外，施工中還采用了許多在如今的大型工程中已經(jīng)很難見到的小型手動機(jī)械，其中最有代表性的就是這兩種：手拉葫蘆與三輪滑車。

聽它們土氣的名字就知道，這兩個(gè)都是比較簡陋的手動機(jī)械，利用物理學(xué)上簡單的動滑輪原理，用微弱的人力完成對沉重貨物的移動。

經(jīng)過吳琦瑛巧妙的施工布置，這兩種簡陋機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)小型設(shè)備和橋面板、鋼筋等構(gòu)件的短距離吊運(yùn)，進(jìn)而完成整個(gè)橋面板的組裝與成型。

在這種精妙的“微操”下，大橋的施工沒有使用一件大型機(jī)械，卻只用了短短八個(gè)月就完成施工。即使是29年后的今天，許多工程師看了洞口淘金橋的案例都拍案叫絕。

結(jié)語

洞口淘金橋的工程造價(jià)只有26萬元，即使折合到今天也只有不到200萬元。相比起同時(shí)代、同環(huán)境、同跨度、同工期的日本速日峰橋，它的造價(jià)低了85%，簡直就是工程學(xué)上的一大奇跡，真可謂每一分錢都用在了刀刃上。

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