斜拉桥构造

第六章悬索桥及斜拉桥第一节悬索桥及斜拉桥的分类及构造一、悬索桥、斜拉桥的分类（一）悬索桥悬索桥也称吊桥，是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的桥梁。

其主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索、加劲梁组成。

悬索桥的类型可根据悬吊跨数、主缆锚固方式及悬吊方式等方面加以划分。

1．按悬吊跨数分类其结构形式如图6-1。

其中单跨悬索桥和三跨悬索桥最为常用。

图6-1 悬吊跨数不同的悬索桥a)单跨悬索桥；b)三跨悬索桥；c)四跨悬索桥；d)五跨悬索桥1）单跨悬索桥2）三跨悬索桥3）多跨悬索桥图6-2 联袂布置的悬索桥2．按主缆的锚固方式分类按主缆的锚固形式划分，可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。

3．根据悬吊方式分类1）采用竖直吊索并以钢桁架作加劲梁，如图6-4所示。

2）采用三角布置的斜吊索，并以扁平流线形钢箱梁作加劲梁，如图6-5所示。

3）混合式，即采用竖直吊索和斜吊索，流线形钢箱梁作加劲梁。

如图6-6所示。

图6-4 采用竖直吊索桁式加劲梁悬索桥图6-5 采用斜吊索钢箱加劲梁的悬索桥图6-6 带斜拉索的悬索桥4．按支承结构分类图6-7 按支承构造划分悬索桥形式a)单跨两铰加劲梁；b)三跨两铰加劲梁；c)三跨连续加劲梁（二）斜拉桥斜拉桥的主要组成部分为主梁、索塔及拉索。

1．按索塔布置方式分1）单塔式斜拉桥采用图6-8-b）的单塔式斜拉桥。

2）双塔式斜拉桥桥下净空要求较大时，多采用图6-8 a）所示的双塔式斜拉桥。

图6-8 斜拉桥跨径布置3）多塔式斜拉桥在跨越宽阔水面时，由于桥梁长度大，可采用图6-8c)所示的多塔斜拉桥。

2．按主梁的支承条件分1）连续梁式斜拉桥如图6-9 a）。

2）单悬臂式斜拉桥如图6-9 b）。

3）T形刚架式斜拉桥如图6-9 c）。

图 6-9按主梁支承条件划分斜拉桥形式二、悬索桥、斜拉桥的构造（一）悬索桥上部结构的主要形式和构造特点现代悬索桥通常主要由主缆、主塔、锚碇与加劲梁等四大主体结构以及塔顶主索鞍、锚口散索鞍座或散索箍和悬吊系统等重要附属系统组成。

第四章 斜拉桥内容提要：在本章内主要介绍斜拉桥。

内容包括其构造类型和结构体系。

学习的基本要求：1、了解斜拉桥各组成部分（斜索、塔柱、主梁）的构造类型2、了解斜拉桥的四大结构体系斜拉桥——20世纪50年代蓬勃兴起的一种桥梁型式。

斜拉桥是一种用斜拉索悬吊桥面的桥梁。

最早的这种桥梁，其承重索是用藤罗或竹材编制而成。

它们可以说是现代斜拉桥的雏形。

斜拉桥的发展，有着一段十分曲折而漫长的历程。

18世纪下半叶，在西方的法国、德国、英国等国家都曾修建过一些用铁链或钢拉杆建成的斜拉桥。

可是由于当时对桥梁结构的力学理论缺乏认识，拉索材料的强度不足，致使塌桥事故时有发生。

如德国萨尔河桥（1824）在建成第二年，就在一次有246人举行的火炬游行人群聚集桥上时，桥突然坍塌而酿成50 人丧生的严重惨剧。

因此在相当长的一段时间内，斜拉桥这一桥型就销声匿迹了。

直至第二次世界大战后，在重建欧洲的年月中，为了寻求既经济又建造便捷的桥型，使几乎被遗忘的斜拉桥重新被重视起来。

世界上第一座现代公路斜拉桥是1955年在瑞典建成的，主跨为182.6m 的斯特罗姆海峡钢斜拉桥。

近年来斜拉桥在国内外得到了迅速发展，目前已建成跨度最大的是日本国多多罗桥（890m ）。

一、斜拉桥的构造类型预应力混凝土斜拉桥的斜索布置、塔柱型式和主梁截面是多种多样的，现扼要介绍它们的构造类型。

1、 斜索（一） 辐射式：斜索集中塔顶，锚固困难。

（二） 竖琴式：斜索相互平行，倾角相同，外形美观。

（三） 扇式：介于两者之间，采用最多。

2、 塔柱从桥梁行车方向看，塔柱可做成独柱式、双柱式、门式、斜腿门式、倒V 式、宝石式和倒Y 式等多种型式。

3、 主梁斜拉桥主梁的截面形式有板式、箱形截面二、斜拉桥的结构体系斜拉桥的主要组成部分为斜索、塔柱和主梁，这三者可按相互的结合方式组成四种不同的结构体系，即悬浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系。

1、 悬浮体系（漂浮体系）塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端外全部用缆索吊起而在纵向可稍作浮动的一种体系。

10.2 斜拉桥总体布置与构造10.2.1 孔跨布置斜拉桥孔跨布置主要可分为双塔三跨式、独塔双跨式和多塔多跨式等三种形式。

在特殊情况下，斜拉桥也可以布置成独塔单跨式或者混合式。

双塔三跨式（图10.1）是一种最常见的斜拉桥孔跨布置方式。

双塔三跨式斜拉桥通常布置成两个边跨跨度相等的对称形式，也可以布置成两个边跨跨度不等的非对称形式。

边跨跨度与主跨跨度的比例关系通常取0.4左右。

根据已建斜拉桥统计，一般跨度比/=0.35~0.5。

另外，还可根据需要在边跨内设置辅助墩，以提高结构体系的刚度。

辅助墩数量不宜过多，一般1～2个，过多，效果不显著。

由于双塔三跨式斜拉桥的主孔跨度较大，一般可适用于跨越较大的河流、河口和海峡。

1L 2L 1L 2L图10.1 双塔三跨式斜拉桥图10.2 重庆石门嘉陵江大桥独塔双跨式斜拉桥也是一种常见的孔跨布置方式，如图10.2所示重庆石门嘉陵江大桥即为独塔双跨式斜拉桥。

独塔双跨式斜拉桥可以布置成两跨不对称的形式，即分为主跨与边跨；也可以布置成两跨对称，即等跨形式。

其中以两跨不对称的形式较多，也较合理。

独塔双跨式斜拉桥的边跨跨度与主跨跨度的比例通常介于0.6～0.7之间。

由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及交通道路；当然也可用于跨越较大河流的主航道部分。

1L 2L 在跨越宽阔水面时，由于通航孔要求，必要时也可采用三塔斜拉桥，如湖北宜昌夷陵长江大桥(主跨2×348m，主梁为混凝土箱型梁，悬臂拼装施工)。

多塔多跨式的斜拉桥应用较少，这是由于多塔多跨式斜拉桥的中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位，结构的刚度较低。

增加主梁的刚度可以在一定程度上提高多塔斜拉桥的整体刚度，但这样做必然会增加桥梁的自重。

在必须采用多塔多跨式斜拉桥时，可将中间塔做成刚性索塔，此时索塔和基础的工程程量将会增加很多，或用斜拉索对中间塔顶加劲，但这种长索柔度较大，且影响桥梁的美观。

斜拉桥结构体系及特点斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在持续梁中支点处设置矮索塔, 其塔高只有斜拉桥索塔高度的一半左右, 斜拉索通太矮索塔上设置的鞍座对主梁产生竖向支反力和水平压力。

部份斜拉桥主梁自身刚度较大, 能够承担大部份荷载效应, 斜拉索对主梁只起到必然程度的帮扶作用。

斜拉桥是介于斜拉桥和持续梁桥之间的一种新桥型, 兼具斜拉桥和持续梁桥的双重结构特点。

斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种大体构件和下部结构墩台、基础组成的结构体系, 阻碍部份斜拉桥结构各部份荷载效应最全然的因素是梁、塔、墩之间的结合方式, 不同的结合方式产生不同的结构体系。

依照部份斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、索、墩的结合方式, 可将部份斜拉桥结构体系划分为三种型式: (1) 塔梁固结体系; (2) 支承体系; (3) 刚构体系, 见图1 所示。

（4）半漂浮体系，见图2所示。

（1）塔梁固结体系及特点塔梁固结、塔墩分离、梁底设支座支承在桥墩上, 斜拉索为弹性支承, 这是一种完全的主梁具有弹性支承的持续梁结构。

这种体系必需有一个固定支座, 一样是一个塔柱处梁底支座固定, 而其他支座可纵向活动。

这种体系的要紧优势是取消了经受专门大弯矩的梁下塔柱部份, 代之以一样桥墩, 中央段的轴向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度转变对这种体系阻碍较小, 几乎能够略去。

这种体系结构整体刚度小, 当中跨满载时, 由于主梁在墩顶处的转角位移致使塔柱倾斜, 使塔顶产生较大的水平位移, 因此显著增大了主梁的跨中挠度。

上部结构重力和活载反力需经支座传递到桥墩, 因此需设置大吨位支座。

我国的漳州战备桥、小西湖黄河大桥、离石高架桥; 日本的蟹泽桥、士狩大桥、木曾川桥、揖斐川桥、新唐柜大桥均采纳这种体系。

已建部份斜拉桥采纳这种结构体系较多, 与连梁体系相同, 符合部份斜拉桥的概念含义。

塔梁固结体系的特点：塔、墩内力最小，温变内力也小，主梁边跨负弯矩较大。

（2）支承体系及特点塔墩固结、塔梁分离, 主梁在塔墩上设置竖向支承, 支座均为活动支座, 这种体系接近主梁具有弹性支承的持续梁结构。