2003年10月建成通车的索山大桥始终是我心目中的一座美丽桥梁。

2002年1月，苏州市建设局组织进行了苏州索山大桥（设计时原名竹园大桥）、寒山大桥（设计时原名马运大桥）设计方案竞标，我当时作为项目负责人参加了投标并一举中标。

                           投标时的设计方案效果图

索山大桥主桥采用结构新颖的自锚式悬索桥结构体系，为保证设计任务的顺利完成，中标后，我们邀请同济大学桥梁分院联合进行设计，同济桥梁分院派出的主要设计人员中有我大学的同班同学戴利民，他是一位水平高超非常严谨的青年桥梁专家，他也是当年苏州太湖大桥的主要设计人员；同济桥梁分院当时的总工程师郭文复老师作为顾问也对本桥的设计作出了很大的贡献，郭老是一位极具传奇色彩的桥梁设计前辈，当时已过退休年龄仍坚持在设计一线，原先他是从事工程力学和计算机应用专业的，涉足桥梁设计专业时间不足10年，是我接触过的同济大学不可多得的拥有很强实战水平的桥梁设计专家，他为我们公司的桥梁整体设计技术的进步提供了很大的帮助。

索山大桥桥型设计概况

索山大桥主桥采用结构新颖的三跨（33m+90m+33m=156m）自锚式悬索桥体系，桥梁全宽37.0米，主梁采用钢－砼叠合梁，标准梁高2.45米，主塔为钢筋砼结构，塔高26.0米，采用首创的线型流畅的半弓形主塔，造型新颖、别致，主梁纵向为全飘浮体系，塔梁分离。横桥向在塔内侧设横向限位装置，主桥一跨过河，两侧各自与引桥相接，引桥均为预制空心板梁结构。主桥基础由主墩、边墩及临时锚碇三部分组成；临时锚碇设在与主桥相邻的引桥桥墩之间，主要承受钢梁合龙前的主缆水平拉力。临时锚碇采用地下连续墙和抗拔桩的组合结构体系。下部结构均采用钻孔灌注桩基础，柱式墩，重力式桥台。桥梁全长：378m (桥台尾～桥台尾)。

索山大桥是当时在建的国内跨径最大的自锚式悬索桥

悬索桥一般是大跨度桥梁采用的桥梁形式，因为其它桥型无法实现这么大的跨径，而且需要非常庞大的锚碇基础，1915年德国工程师在科隆的莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥科隆-迪兹桥，在二十世纪三十年代，美国和德国修建了许多自锚式悬索桥，1954年，德国工程师杜伊斯堡完成了一座230米的大跨度自锚式悬索桥；日本的北港桥跨度300米建于1990年，为斜吊杆自锚式悬索桥；2000年建成的韩国永宗桥跨度也为300米，造型尺寸与北港桥相似。从二十世纪八十年代开始起，世界上开始设计建造小跨度的悬索桥，此类悬索桥可以避免庞大的锚碇基础，并能在各种地质条件（包括软土地基基础）下修建，均采用自锚式结构，自锚式悬索桥桥型在国内起步较晚，当时我们参观了已建成的广西桂林丽君桥（柔性索自锚式悬索桥），丽君桥最大跨径为72米，据介绍外型是参照美国金门桥设计，当然山寨版的外形不敢恭维，而索山大桥无论在跨度（中跨90米）和宽度（全宽37米），还是在施工方案（索山桥采用无支架，丽君桥采用的是满堂支架）上均超过丽君桥。索山大桥是当时在建的国内跨径最大的自锚式悬索桥，创了苏州桥梁工程首个国内纪录。

                              广西桂林丽君桥

                                 索山桥桥面

             与同济大学项海帆院士、范立础院士、凌建中院长等合影

组织力量进行技术攻关

结合工程的具体情况，由有关部门牵头，邀请有关单位联合成立科研课题组，对工程中涉及的三个技术难点进行专题攻关。

课题一、悬索桥索塔合理结构研究

半弓形环状塔形，线形流畅，突破了传统中小跨径悬索桥的门式塔型。但由于索塔外侧增加了相对柔性的弧形结构，使得整个结构的受力变得极为复杂，在复杂应力作用下，可能出现砼开裂现象。

由于该塔型在国内外属首例，没有相应成功的经验借鉴，有必要对该塔立项进行研究，研究根据索塔的模型设计，进行计算机三维仿真分析，对索塔进行在各种荷载工况下的空间受力及稳定性研究，根据计算分析结果对索塔构造进行优化。

课题二、悬索桥新型索夹、索鞍的研究

小跨度自锚式悬索桥与大跨度悬索桥除了受力性质有根本区别外，在结构上也有区别，其中主缆的构造有本质的不同，大跨度悬索桥主缆采用现场编索法组成平行钢索，这种形式的主缆需复杂的编丝机及附属的锚道索，因此主缆施工周期长，价格昂贵，小跨度悬索桥无法采用，因此自锚式悬索桥常采用工厂生产的带PE护套的成品索，其优点是可免去大跨度悬索桥现场编索的一套复杂工艺设备，从而大大降低了主缆的造价，运输安装均很方便，而且与斜拉索一样带PE防护套，提高了主缆防腐性能。索的结构形式变更后索夹及索鞍结构也必须作相应调整，索夹及索鞍是悬索桥两个关键构造，索夹保证桥面横梁上的荷载通过吊杆传递到主缆上去，索鞍保证主缆的垂直荷载传递到塔上去。已建成的桂林丽君桥因跨度小，桥面窄，荷载轻，采用的施工方法是满堂支架断航施工，情况与索山大桥不同，虽然已在索夹索鞍设计构造方面作了一些探索，但其索夹索鞍的结构体量仍较大。主缆采用单根带PE护套的成品索，直径已是目前国内最大的，而索山大桥主缆索力为丽君桥的2～3倍，再采用单根成品索加大尺寸，主缆加工、运输、安装都会很困难，且没有现成的工厂产品，因此索山大桥设计采用多根成品索组合成悬索桥主缆，由于当时国内尚未研制生产过多根成品索主缆的索夹和索鞍，因此需重新设计试制新型的索夹索鞍。

                 丽君桥桥面较窄，横向联系梁粗笨、索夹尺寸较大

                             索山桥新型索夹

                                   无支架施工现场

课题三、主缆梁端锚固特点研究

自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥，它不需要庞大的锚碇，而是把主缆锚固到加劲梁的两端，锚固端需要承受强大的锚固力，而加劲梁可供锚固用的断面较小，因此需要对锚固结点进行研究，使其能满足各种工况下的空间受力要求，构造不至于太复杂，且有良好的施工可操作性。

为了避免大跨度悬索桥现场编索的复杂工艺设备，索山大桥主缆首次采用了多根带PE防腐套的成品索，其梁端锚固形式也将和其它悬索桥不同。另外，由施工过程决定了需要临时地锚，临时地锚与永久锚的连接处理也是端锚设计中需要考虑的问题。为确保主缆梁端锚固结点安全可靠、经济合理，需要对主缆梁端锚固结点作专项研究。

索山大桥美丽的理由

1、  结构新颖，是苏州首座自锚式悬索桥，技术含量较高，创了苏州桥梁国内同类型桥梁跨径纪录，据报道，目前国内自锚式悬索桥的跨径纪录已达180米（辽宁省朝阳市黄河大桥，由索山大桥同一家施工单位中铁十八局集团承建）；

2、  桥梁造型独特，半弓形环状塔形，线形流畅，突破了传统中小跨径悬索桥的门式塔型，该塔型在国内外属首例，由于该塔形可实现自身横向平衡，不需要横跨桥面笨重的塔与塔之间的横向联系梁，理论上可以实现更宽的桥梁应用；

3、  采用无支架施工方案，保证了京杭运河在施工期间的正常通航，说明了索山桥的设计施工水平可以适应各种地形情况，也可以实现更大跨径的技术要求；

4、  设计中实现了很多技术创新，如造型简洁的新型索夹及索鞍的研究、采用多根成品索组合成悬索桥主缆技术、主梁采用钢-砼叠合梁结构技术、临时锚碇技术、缆索架设技术、大型钢梁吊装技术、自锚体系转换技术、施工期间工程控制技术等；

5、  桥梁各部分比例协调，尺度合理，功能适用，造型别致，刚柔结合，符合桥梁美学准则，该桥荣获2006年江苏省12届优秀工程设计一等奖。