斜拉桥结构体系

斜拉桥受力特点及结构体系
哎呀，我的天呐！说起斜拉桥，这可真是个超级厉害的东西！
你想啊，我们平常走的桥，要么就是那种平平的石桥，要么就是弯弯的拱桥。

可斜拉桥就不一样啦！它就像是一个巨大的钢铁巨人，横跨在江河湖海之上。

斜拉桥的受力特点那叫一个神奇！就好像有好多好多的大力士在两边一起用力拉着桥身。

那些又粗又长的钢索，就像是大力士的手臂，紧紧地拉住桥，让桥能够稳稳地站在那里。

我给你打个比方哈，斜拉桥的受力就像是我们拔河的时候，两边的人都在用力拉，而中间的绳子就承担着两边的力量。

斜拉桥的钢索不就是这样嘛，把桥身的重量分散到两边的塔柱上。

再说这结构体系，那也是相当复杂但又超级巧妙的！桥塔高高地立在那里，像不像一个坚强的卫士？它们可是承受着大部分的力量呢！还有那主梁，就是桥的主体部分，就像是一条巨龙的脊背，承载着来来往往的车辆和行人。

有一次，我和小伙伴们一起去看斜拉桥。

“哇，这桥也太酷啦！”小明瞪大了眼睛说。

“就是就是，那些钢索看起来好结实啊！”小红也跟着喊。

“我觉得这桥修起来一定很难，得花好多好多的功夫。

”我忍不住说道。

你说，如果没有斜拉桥这样厉害的设计，我们要过河得多不方便呀！想想看，要是没有它，可能我们就得绕好远好远的路，浪费好多好多的时间。

所以呀，斜拉桥真的是人类智慧的结晶！它不仅让我们的出行更方便，还让我们看到了科技的力量和建筑的魅力。

斜拉桥简直太棒啦，难道不是吗？。

斜拉桥的总体布置与结构体系总体布置主要有跨径布置、拉索及主梁的布置、索塔高度与布置。

一、跨径布置主要有下面三种类型（1）双塔三跨式。

为目前应用最广泛的跨径布置方式。

下面是立面图与其荷载作用不同位置时发生的索塔与主梁的形变。

（2）独塔双跨式。

这也是应用较为广泛的一种跨径布置，但由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥，或用于跨越较大河流的主航道部分，也可用主跨跨越河流，索塔及边跨布置在河流一岸的方式。

独塔双跨式斜拉桥立面图（3）多塔多跨式。

多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海峡上，但这种结构一般采用较少，主要原因是中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位，使结构柔性及变形增大，整体刚度差。

多塔多跨式斜拉桥示意图二、拉索的布置，拉索的布置分为空间上的布置与索面内的布置。

（1）拉索索面在空间可布置成单索面和双索面，而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面。

单索面斜拉桥（临海大桥）竖直双索面斜拉桥倾斜双索面斜拉桥（2）拉索在索面内的布置形式主要有以下三种：辐射形、竖琴形及扇形。

辐射形：拉索与水平面的平均交角较大，拉索的垂直分力较大，故拉索的用量最省。

由于在拉索的水平分力在塔顶基本平衡，故索塔的弯矩较小，索塔高度也较小，但由于拉索都固定在塔顶，所以塔顶的结构复杂，集中应力现象突出，给施工和养护带来困难。

竖琴形：所有拉索的倾角完全相同，且拉索与索塔的锚固点分散布置，使拉索与索塔、拉索与主梁的连接构造简单，易于处理。

竖琴形布置拉索加强了索塔的顺桥向刚度，对减少索塔的弯矩和提高索塔的稳定性都有利。

但是其拉索的倾角与水平方向的交角较小故所需的拉索数量大，布置密集，一般都用于中小跨径的斜拉桥中。

扇形：扇形兼有辐射形和竖琴形索的特点，又可灵活布置，与索塔的各种构造形式相配合。

扇形是采用最多的一种索型。

三、索塔与主梁的布置（1）索塔的布置主要在于高度的确定，矮塔斜拉桥为桥塔高度与主跨长度的比值在1/8~1/13之间的斜拉桥。

斜拉桥的设计斜拉桥是一种结构体系独特的桥梁，是斜拉索（索梁组合）和桥塔（梁体组合）共同组成的一个整体。

它是由索塔、主梁和斜拉索组成的一种三跨或多跨连续体系。

斜拉桥的主要特点是桥塔高、跨径大、主梁自重轻、受力明确、刚度大，在交通量大的地方和对抗震要求较高的地方都能使用，并且具有良好的景观效果。

斜拉桥具有以下特点：1.具有良好的景观效果；2.桥塔可以承受较大的水平推力；3.桥塔处梁端负弯矩小，结构刚度大；4.拉索锚固在塔上，可以承受很大的水平力；5.主梁恒载弯矩和扭矩均很小。

斜拉桥具有明显的优点，但其设计也是一项复杂而又困难的工作，因此，要做到技术上可靠、经济上合理，并具有良好的外观效果。

设计概述该工程位于某城市，为一座主跨为150m的预应力混凝土斜拉桥，由北桥台、南跨、东跨及南引桥组成。

北桥台位于主跨150m的跨径上，桥台后接既有引桥。

南跨和东跨分别为70m和25m。

南主梁采用预应力混凝土箱形结构，北主梁采用钢结构。

北桥台位于主跨150m的跨径上，桥台后接既有引桥，北主梁采用预应力混凝土箱形结构，南引桥桩位于北主梁边跨的中心附近，桥桩与主梁的锚固均为单根悬臂。

全桥共设置4道横梁，其中主梁上的2道横梁均设于边墩上，边跨设1道横梁与中墩横梁连接；北引桥桩的上、中、下各设1道横梁，其中下横梁设于主梁的腹板处。

南引桥的上、中、下各设1道横梁。

引桥的边、中、中塔柱之间均设横隔板。

引桥桥墩均采用实心墩，基础均为重力式桥墩。

边、中墩均采用双柱式墩，边墩两侧各设2道横隔板。

计算分析斜拉桥计算分析的主要内容包括：1.静力分析；2.动力分析；3.结构稳定性分析。

静力分析是计算结构在各种荷载作用下的内力与变形，并通过相应的安全系数进行校核；动力分析是在静力分析结果的基础上，进行结构动力特性研究，并对结构体系及其动力性能做出评价；结构稳定性分析是计算结构在各种荷载作用下的稳定安全系数，以评定其是否满足规范要求。

在设计中，由于斜拉桥主梁多采用悬索式体系，故需要对斜拉索的内力分布、索力及拉索与主梁之间的关系进行计算；同时由于斜拉索的受力复杂，一般要采用通用有限元程序对斜拉桥进行分析计算；最后，在静力、动力和稳定性计算结果的基础上对结构进行稳定性评价。

斜拉桥的结构形式、原理及发展斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。

斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

一、结构斜拉桥(cable stayed bridge)作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。

斜拉桥是由许多直接连接到塔上的钢缆吊起桥面，斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土的。

斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。

第一座现代斜拉桥是1955年德国DEMAG公司在瑞典修建的主跨为182.6米的斯特伦松德（Stromsund）桥。

目前世界上建成的最大跨径的斜拉桥为俄罗斯的俄罗斯岛大桥，主跨径为1104米,于2012年7月完工。

斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。

它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。

斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受。

梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。

按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

2013年已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。

以钢筋混凝土塔为主。

塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等。

斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、冷铸锚头为主。

钢绞线斜拉索在汕头石大桥采用。

钢绞线用于斜拉索，无疑使施工操作简单化，但外包PE的工艺还有待研究。

斜拉桥的钢索一般采用自锚体系。

开始出现自锚和部分地锚相结合的斜拉桥，如西班牙的鲁纳（Luna）桥，主桥440m；我国湖北郧县桥，主跨414m。

地锚体系把悬索桥的地锚特点融于斜拉桥中，可以使斜拉桥的跨径布置更能结合地形条件，灵活多样，节省费用。

斜拉桥的施工方法：混凝土斜拉桥主要采用悬臂浇筑和预制拼装；钢箱和混合梁斜位桥的钢箱采用正交异性板，工厂焊接成段，现场吊装架设。

浅谈斜拉桥认识斜拉桥又称斜张桥，是一种缆索承重结构体系，其上部结构由塔、梁、拉索三种基本构件组成。

由塔柱伸出的斜拉索作为主梁的多点弹性支承，同时斜拉索拉力的水平分力对主梁起着轴向预应力作用，因此斜拉桥是一种桥面体系以主梁受压(密索)或受弯(稀索)为主、支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。

斜拉桥良好的力学性能、建造相对经济、景观优美，已是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。

一、斜拉桥介绍以斜拉桥的主要结构体系来划分，斜拉桥的发展可分成两个阶段：第一阶段，稀索体系；第二阶段，密索体系。

稀索体系的主梁基本上为弹性支承连续梁；密索体系的主梁主要承受强大的轴向力，同时又是一个受弯构件。

斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。

这样可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。

斜拉桥是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土的。

斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。

梁按所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

纵观斜拉桥结构体系的发展历史，可以看到，加劲梁朝着更细更柔的方向演变，加劲梁的高跨比不断减小。

唯一的制约来自于空气动力作用，为了使加劲梁获得令人愉悦的外形而同时又要保证最小刚度，加劲梁从最初的重质量块发展到后来的加肋板、箱梁。

虽然也有由桁架构成的加劲梁体系，但这多应用于双层桥面体系。

拉索体系则经历了一个从无到有、从少到多的过程。

现在稀索体系斜拉桥已经很少采用，除非偶尔为了桥梁造型上的求新创异，密索体系以其突出的优势成为了人们心目中默认的斜拉桥体系，也必然将是超千米主跨斜拉桥结构体系的组成之一。

索塔的外形由简单到复杂，稳定性却在不断加强，其最初为门式塔，继而“入"形塔，A形塔，钻石形塔，直至空间塔结构。

斜拉桥的四种结构体系
根据索、塔、梁结合方式的不同，斜拉桥可分为4种不同结构体系：漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系、刚构体系。

漂浮体系的特点：受力较匀称、有足够刚度、抗风抗震性能好、主梁可采用等截面以简化施工。

支承体系的特点：支承体系悬臂施工中不需要额外设置临时支点，施工较方便。

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。

刚构体系特点：免除大型支座设置，满足悬臂施工的稳定性要求，结构整体刚度大，主梁挠度小；但主梁固结处弯矩大。