Sunniberg 橋梁位于瑞士Klosters地區(qū)之高速公路上，路線跨越Landquart 河谷，橋梁總長526米。早在20年前Sunniberg橋的規(guī)劃構(gòu)想即被提出，然而當(dāng)時之設(shè)計并未能滿足環(huán)境要求，而被多次修改。1993年業(yè)主邀請三家顧問公司提出新的設(shè)計，最終由Menn工程師所提出的設(shè)計概念獲得廣泛的好評。Sunniberg橋梁造價共計一仟七佰萬瑞士法郎， 1996年開始興建，僅歷時二年，于1998年建成通車。
Sunniberg橋的設(shè)計理念系參考了瑞士Fribourg的Poya橋。兩橋均具備了三個結(jié)構(gòu)特征：曲線、懸臂梁及斜拉橋。而Menn工程師在設(shè)計Sunniberg橋時，因地型限制而采取高橋墩、矮橋塔、豎琴形鋼索配置，上構(gòu)為預(yù)應(yīng)力邊主梁曲線梁，并搭載較薄的橋面形成行車系。在橋梁設(shè)計過程中Menn提出，可經(jīng)由簡單運算來掌握其可行性與經(jīng)濟性，在概念設(shè)計時間工程師須同時考慮到結(jié)構(gòu)形式、數(shù)值分析、施工方式、工期、經(jīng)費估算及橋梁和橋址間的關(guān)系，即由迭代及回饋分析法獲得主要構(gòu)件尺寸，得到較為優(yōu)化的設(shè)計方案，完美地融合了橋梁力學(xué)與橋梁美學(xué)要素，將兩者有機的結(jié)合在一起。這種概念設(shè)計有助于橋梁工程師設(shè)計出更好的橋梁來。
Sunniberg橋結(jié)構(gòu)型式為五跨連續(xù)雙索面曲線梁矮塔斜拉橋。橋?qū)挒?2.378米；橋梁總長為526米，跨徑配置為59+128+140+134+65=526米，最大跨徑為140米；橋高約50至65米，橋塔最高距河谷約77米；平曲線半徑503米；橋面縱坡3.2%。
上部結(jié)構(gòu)為預(yù)力混凝土結(jié)構(gòu)。橋面鋼索間距10m，橋面板厚40cm，兩邊主梁高80厘米。在初步（概念）設(shè)計中之?dāng)?shù)值計算包括擬定鋼纜斷面、計算上部結(jié)構(gòu)于橋墩處之應(yīng)力、橋塔形式之選定、計算橋墩頂部斷面應(yīng)力、橋墩頂部橫梁之作用、橋墩橫梁間距、上部結(jié)構(gòu)臨界軸力等。計算使用的永久作用（恒載）為190kN/m（含17厘米的橋面鋪裝層），活載考慮以均布三個車道載重6kN/m及卡車載重300kN + 80%沖擊載重+ 80%偏心載重。
Sunniberg橋為高墩矮塔搭配組成墩塔。塔高與跨徑長之比約在0.10至0.15，一般常見的斜拉橋塔高與跨徑比約在0.25左右。此舉極具橋梁美學(xué)效果，因其幾何尺寸與比例的關(guān)系，其橋梁構(gòu)件受力情況與普通的斜拉橋不同，矮橋塔與較平緩的鋼索使得上部結(jié)構(gòu)承受著較大的軸力，而細長的橋面板使主梁屈曲穩(wěn)定成為主要問題，因此在設(shè)計中給予了特別的關(guān)注。由于平面線形的關(guān)系，全橋橋面板整體澆筑為一體，并在橋臺處取消了伸縮縫，形成一個平面拱形結(jié)構(gòu)。另一個結(jié)構(gòu)體點就是墩、塔、梁三者固結(jié)形成剛性約束，進而導(dǎo)致上構(gòu)、下構(gòu)彎矩重分配。橋墩及橋塔為變截面槽形斷面，與橫梁橫向加勁連接，減少自由長度，增加穩(wěn)定性。
Sunniberg橋梁于2001年在馬耳他IABSE 年會上獲得該年度卓著結(jié)構(gòu)獎。因橋其位于生態(tài)敏感的風(fēng)景區(qū)中，能設(shè)計出如此卓越、創(chuàng)新、美觀的橋梁，并且能在較短的工期內(nèi)完工而獲獎。
親臨Sunniberg橋現(xiàn)場，觀其橋塔鋼索伴隨著橋梁優(yōu)美的曲線，配上纖細高聳的橋墩，宛如婀娜多姿的少女一般，其獲獎?wù)婵芍^實至名歸！
最后再介紹一下Sunniberg橋結(jié)構(gòu)上的幾個關(guān)鍵技術(shù)。
-橋墩
在橋的縱向，橋墩呈拋物線形錐體，且寬度是改變的。在橋的橫向，橋墩的寬度從基底處的8.80米變?yōu)闃蛎嫣幍膌3.40米，結(jié)果形成了一個杯型開口結(jié)構(gòu)。
由橫隔梁定型的塔架高出橋面15.00米。在縱向，塔架的橫隔梁承受局部交通荷載引起的彎矩。在橫向，由于行車道是曲線形的，它們要承受由于纜索的偏離力產(chǎn)生的橫向彎矩，纜索的固定錨頭布置在銅嵌板里的橫隔梁中央部分。緊貼橋面下方的主橫隔梁將巨大的橫向彎矩傳遞成為不同大小的法向力給兩根墩柱，曲線內(nèi)側(cè)約60% ，外側(cè)約40%。
-橋的橫斷面
主梁的橫截面由一塊附帶兩根邊粱的l2.10米寬的板組成。板厚橫向由0.40米變至0.32米。纜索的活動錨頭位于邊梁的外面。因為靜力的原因，橫截面的板厚在橋的縱向朝橋墩方向遞增。邊梁用同一種預(yù)應(yīng)力鋼筋束施加全預(yù)應(yīng)力；跨中部分，提高了縱向預(yù)應(yīng)力以補償纜索引起的軸向力的損失。
-纜索
橋梁的纜索由封裝在硬聚乙烯鋼筋鞘管中的成束平行鋼絲組成，每根索由125至160根直徑為7毫米的鍍鋅鋼絲組成，設(shè)計最大索力其應(yīng)用限度為σ=0.5fpk纜索分別錨固并可在任何時候更換。錨固端的套節(jié)經(jīng)過特別設(shè)計，可以承受很大的變化荷載。
-梁塔墩完全固結(jié)
由于塔很矮，斜拉索夾角過于平坦，導(dǎo)致梁體受到了更大的水平力，結(jié)構(gòu)會有更大的變形。因此，設(shè)計師Menn提出梁塔墩完全固結(jié)，以剛性連接形成整體。正是由于這樣的措施，所以多跨度的梁體跨域跨之間聯(lián)系相對較弱，基本上是依靠塔索梁組成的三角形勁性結(jié)構(gòu)單元。
這種結(jié)構(gòu)在單跨作用下，梁體上的荷載會產(chǎn)生很大的墩身彎矩。但是在全橋成橋之后，由于高墩、連續(xù)梁體的共同組合，使傳遞給墩身的彎矩大為減少，并在墩高1/3處出現(xiàn)彎矩零點，此處的橋墩截面尺寸也就最為纖細，它也減少了由于荷載偏心對基礎(chǔ)的不利影響。
-平面拱結(jié)構(gòu)
Sunniberg橋不僅僅是梁塔墩固結(jié)，連續(xù)的邊主梁無伸縮縫，即使是在橋臺處也是路橋固結(jié)。這種把固結(jié)理論用到了極致水平也只有設(shè)計師Menn。那么在溫度變化情況下，梁體如何變形呢？在我看來Menn利用了水平拱結(jié)構(gòu)原理，因此，在溫度荷載作用下梁體伸縮依靠梁體的平面曲線徑向位移來消化。這就從結(jié)構(gòu)上很好的解釋了為什么全橋無伸縮縫的道理。為了適應(yīng)平面拱結(jié)構(gòu)的徑向位移，橋墩的橫向尺寸設(shè)計得很小、很薄。
-施工過程
施工始于1996年7月，在1998年l0月竣工。總長近兩年半的工期需要做仔細的準(zhǔn)備工作。在長13.00米的第一節(jié)段完成之后，使用專門為此橋制造的兩個吊籃采用平衡懸臂法以每周6.00米的速度進行施工。每一節(jié)段照澆筑邊梁的混凝土，同時澆筑上一節(jié)段的中間板區(qū)域。在吊籃移動之前安裝纜索錨固。四個懸臂段由7至9個6.00米長的節(jié)段組成。最大跨徑為140米。
必須指出，由于斜拉索的傾角很小，即tana=0.20，控制變形非常困難而且費時。在施工階段，高次超靜定系統(tǒng)是非常不穩(wěn)定的。為了使懸臂施工過程中強度還很低的現(xiàn)澆混凝土邊梁不超過容許應(yīng)力，一份關(guān)于施工過程的12個步驟的說明書詳細說明了每個階段的施工。
-體會
剖析一座橋梁就像一位醫(yī)生來剖析一位人體結(jié)構(gòu)一樣，搞清楚了一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)，有利于橋梁的維修與加固，延長它的壽命，這對于我們設(shè)計一座新橋也頗有益處。因為你知道哪些地方是薄弱環(huán)節(jié)，如何解決這些技術(shù)難題，有的放矢的做好設(shè)計，而不是那種不注重細節(jié)、沒有針對性的閉門造車式的Ctrl+C、Ctrl+V!
來源：路人@行者博客
