大型公共建築為什麼常常採用懸索結構？

2012年3月31日，位於中國湖南省吉首市，渝湘高速公路上的橋樑矮寨大橋正式建成通車，成為世界上最長的跨峽谷懸索橋。那麼，什麼是懸索結構？為什麼要用懸索的結構建造大型橋樑？還有哪些建築使用懸索結構呢？

讓我們的專家來告訴你。

人們很早就開始採用懸索結構製造橋樑了。早在1000多年前，中國先民就已經用竹索和鐵鏈來建造懸索橋，至明代時已用鐵鏈建成霽虹橋 。而蒙古包這樣的帳篷則被看成是懸索結構建築的原型。

現代懸索橋採用高強度鋼索，充分利用了鋼材的抗拉性能，並因橋樑的跨度大、自重小、材料省、施工方便等優點而頗受歡迎，所以是一種比較理想的大跨度結構形式，且跨度越大，經濟效益就越顯著。

現代懸索橋由塔架、纜索、吊杆、錨碇等組成，造橋方式一目了然：河流兩岸豎起高高的塔架，塔架上端掛起纜索；纜索兩端跨過塔頂後，在兩岸的地面上錨固，粗大而堅韌的纜索上垂直掛下許多吊杆，用來懸吊起橋面結構。塔架已由早期的石塔改為現在的鋼塔，有時也用鋼筋混凝土來製造塔架，塔的下端固定在橋墩上。

目前通常用鋼絲繩組成粗大的纜索。有趣的是，當橋體跨度較大（如超過750米）時，鋼纜大都採用「空中編纜法」就地製作。這是由於鋼纜十分沉重，如果預先編製再起重到高塔上，會給施工帶來很大困難。例如建於1936年的美國舊金山金門大橋，跨度1280米，鋼塔高227米。它的纜索絞合成以後的直徑達到92.7厘米，總重約11000噸，要把它架到200多米的高空當然十分困難了，而用「空中編纜法」就能解決這個難題。這種方法是由美國早期著名懸索橋設計工程師羅布林發明的。

使用又粗又重的懸索，是為了有足夠的承受力來吊起巨大的橋面。纜索並不是固定在高高的塔架上的，而是跨過塔架，固定在橋兩側的地面上。在橋兩岸的岩石層中打鑿出坑洞或隧道，然後把固定纜索的構件放人隧道後再澆實混凝土；或者在沒有岩石層時灌制巨大的混凝土塊，依靠其重力和摩擦力來「拉住」纜索。

像體育館、展覽館、飛機庫這樣的大跨度建築也廣泛採用懸索結構，就是為了最大可能地形成室內無柱的大空間，以滿足容納飛機、大型展示和比賽場地的需要。中國懸索結構大跨度建築的經典之作是完成於1961年的北京工人體育館，當時是為舉辦第26屆世界乒乓球錦標賽而建造的。建築平面為圓形，面積40200平方米，可容納15000名觀眾。屋面採用輪輻式雙層懸索結構，跨度達到94米，共有144根懸索。經改造更新，該館成為2008年北京奧運會的拳擊主賽場和殘奧會盲人柔道比賽場地。

懸索結構的建築還能形成強烈的雕塑感。比如日本著名建築師丹下健三設計的東京代代木國立綜合體育館，一座為兩個相對錯位的新月形，一座為螺旋形，像只大蝸牛。兩館均採用懸索結構，創造出了富有緊張感和靈動感的大型內部空間和獨特的外部形態。該作品被譽為20世紀最美的建築之一。

蒙古包

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