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对斜拉桥总体设计参数的讨论

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设计方法研究７

结构工程师２００３；（３）

对斜拉桥总体设计参数的讨论魏红一胡世德范立础 ‘同济大学，上海２０００９２）日科月

提要主梁的中边跨径比、跨高比、跨宽比、宽高比和主塔的有效跨高比是抖拉桥的总体设计参数。本文根据已建针拉桥资料，对其进行了统计归纳，并对总体设计参数的常用范围及对结构性能的影响作了简要说明。关键词料拉桥，总体设计参数，主梁，主塔

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｌｏｂａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ Ｃａｂｌｅ－Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　Ｂｒｉｄｇｅｓ

ＷＥＩ　Ｈｏｎｇｙｉ ＨＵ　Ｓｈｉｄｅ ＦＡＮ　Ｌｉｃｈｕ （Ｔｏｎｇｊｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９２）

Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｇｌｏｂａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｃａｂｌｅ－ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｃｏｖｅｒ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｓｉｄｅ　ａｎｄｍｉｄｄｌｅ　ｓｐａｎ，　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐａｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐａｎ　ａｎｄ　ｔｈｅｗｉｄｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｉｄｔｈ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｂｅａｍ，ａｎｄ，　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐａｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｔｏｗｅｒ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ａｂｏｕｅ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｒｅｄ　ｆｒｏｍ　ｂｕｉｌｔ　ｂｒｉｄｇｅｓ．　Ｔｈｅｓｕｉｔａｌｅ　ｖａｌｕｅ　ｆｏｒ　ｅａｃｈ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｔｒｕｃｔｒｅ　ｉｓ　ａｎａｌｙｓｅｄ．ｃａｂｌｅ－ｓｕｓｔａｉｎｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ，　ｇｌｏｂａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ，　ｍａｉｎ　ｂｅａｍ，　ｍａｉｎ　ｔｏｗｅｒ

１前言 从第一座现代斜拉桥Ｓｔｒｏｓｕｎｄ桥的建成至今，斜拉桥结构经历了几十年的发展。从最初的稀索体系到密索体系，从工地现场制索、超长节距预制索到单根防护的平行钢绞线索，从钢斜拉桥、ＰＣ斜拉桥到各种不同组合形式的混合体系斜拉桥，结构已经达到了经典时期。斜拉桥主跨跨径从３００ｍ，５００ｍ到最大跨径的８９０ｍ，并向着千米跨径冲击，形成了对悬索桥结构体系的挑战。 在斜拉桥的设计中，除对塔、梁、索的构造形式及尺寸的选取外，主要的总体设计参数有主梁的中边跨跨径比、跨高比、跨宽比、宽高比和主塔的有效跨高比，这些参数将直接对斜拉桥的结构性能产生影响，故有必要通过统计已建斜拉桥的设计资料，对上述参数的选用给出一总体认识。

２总体设计参数

２．１主梁的中、边跨跨径比 主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系

万方数据Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　２００３；（３）・设计方法研究・的变形特性和锚索的抗疲劳性能。 从图１、图２可见，三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于２．０－－３．５之间，集中在２．５处；三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为１．５－３．０，较集中于２．２处。

及主梁宽度与高度之比。主梁的高度、宽、截面形式决定了主梁的刚度和抗风性度

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图１三跨钢斜拉桥中边跨跨径比

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１００ ２００ ３００ ４００ ５００ 二跨矽斜拉桥主跨跨径（ｍ）

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图２三跨混凝土斜拉桥中边跨跨径比 就一般而言，中、边跨跨径的比值大于２．０，将能控制锚索的应力幅度在一定的范围内，并提高结构体系的总体刚度。在许多斜拉桥中，虽然中、边跨跨径的比值较小，但边跨中往往采用设置辅助墩或将主梁与引桥连接形成组合体系以提高结构刚度，适应结构的变形要求。 图３、图４为两跨斜拉桥的中、边跨跨径比值统计图。图中反映的数值：钢斜拉桥的比值为１．　０一２．０，一般为１．　５；混凝土斜拉桥的比值为１．０１．７，一般为

１．２０２．２主梁的跨高比、跨宽比、宽高比 主梁的跨高比、跨宽比、宽高比分别为主梁的主跨跨径与主梁截面高度、宽度比以

图４二跨混凝土斜拉桥中边跨跨径比 早期的稀索体系斜拉桥，主梁大都为箱形截面，抗弯、抗扭刚度均较大，索跨约在２０－－　６０ｍ左右，主梁的跨高比为４０一７００密索体系的出现，主梁的跨高比突破了１００，然而较多的斜拉桥结构为单索面形式，整个结构的抗扭性能依赖于主梁的抗扭刚度，因此，在索距已缩小至ｌｏｍ左右时，跨高比仍在８０－－１２０左右；随着双索面斜拉桥采用结合梁和板式截面主梁，跨高比由２００变至４７８，主梁越来越柔细，从结构性能上主梁已从受弯为主蜕化为受轴压为主，在索距为４一 １０ｍ左右的情况下，跨高比为１４０一３００左右。 从总体上讲，对两跨或三跨密索体系斜拉桥，主梁的跨高比一般均在１００－－－１５０之间，较多的徘徊于１００左右。

万方数据设计方法研究・结构工程师２００３；　（３）Ｙ－－１２．３１０８３＋０．３３３５１Ｘ ‘二

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图８６ｒ

二跨钢斜拉桥主跨跨径（ｍ）两跨钢斜拉桥主梁跨高比（ｍ）

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０ ２００４００ ６００８００ １０００ 三跨钢斜拉桥主跨跨径（（ｍ）

图５三跨钢斜拉桥主梁高度（ｍ）３００　ｒ／ Ｉ　Ｙ＝１２．３１０８３＋０．３３３５１Ｘ　／．

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图９三跨硅斜拉桥主梁高度（ｍ）

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图６：．：〔

三路栩斜拉桥主踌路径（ｍ）三跨钢斜拉桥主梁跨高比（ｍ）图１０

１００ ２００ ３００ ４００ ５００ ６００ 三踌班斜拉桥主跨踌径（回

三跨硅斜拉桥主梁跨高比（ｍ）

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图７两跨钢斜拉桥主梁高度（ｍ）图１１二跨硅斜拉桥主梁高度（ｍ）

万方数据

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斜拉桥整体介绍及实例分析(90页)

斜拉桥整体介绍及实例分析(90页)


1.2.2 索塔布置
横向布置形式
从横桥向，索塔的布置方式主 要有柱型(单或双)、门型或H型、 A型、倒Y型及菱型等，如图 19．5所示。柱型塔构造简单， 但承受横向水平力的能力低。较 单柱型而言，门型塔抵抗横向水 平荷载的能力较强。A型和倒Y 型主塔具有较大的横向刚度，但 其构造及受力复杂，施工难度较 大。
单索面类型兼具美学与结构的优势，但拉索不起抗扭的作用，主梁 要采用抗扭刚度较大的截面。这种体系不适合太宽的桥
平行双索面类型对主梁截面抗扭有利，主梁可采用较小抗扭刚度的 截面并且具有较好的抗风稳定性，
斜向双索面对桥面梁体抵抗风力扭振十分有利，尤其适合于特大跨 径的桥梁，倾斜的双索面应采用倒Y型、A型或双子型索塔。若跨径 过小，考虑视野问题，不宜采用。
1.2.2 索塔布置
普通索
拉索锚点处荷载P作用下， 主梁 下挠量：


Pb
EAsin2
பைடு நூலகம்
cos

Pb3 3EI
tan
sin2 cos 值最大，拉索的支承刚度最大， α 为55°最大；tanα越小，塔的
支承刚度越大。
1.2.2 索塔布置
端锚索
中跨布载时，水平力F作用下，塔顶水平位移为：

F H
EAsin cos2
α为35°时，Δ最小，端锚索提供的支承刚度最大
综合考虑索和塔的共同影响，对于 每座斜拉桥存在一个最佳高度H， 使得索和塔对主梁的支承刚度达到 最大。
1.2.3拉索布置
1、索面布置
索面布置主要有单索面、平行双索面、空间斜向双索面等类型，如图 19．6所示。
1.2.3拉索布置
密索布置
第三阶段：密索布置，主梁更矮，并广泛采用梁板式开口断面。
大跨度桥梁斜拉索设计与分析

大跨度桥梁斜拉索设计与分析

大跨度桥梁斜拉索设计与分析大跨度桥梁是现代交通工程中重要的一部分，它们连接起了不同地区，实现了人们之间的联系。

而其中，斜拉桥作为大跨度桥梁的一种重要形式，具有独特的设计和分析技术，本文将探讨大跨度桥梁斜拉索的设计与分析。

斜拉桥采用了悬索与梁体结合的构造形式，通过悬挂在主梁上的斜拉索来承担桥梁荷载。

这种设计不仅可以充分利用悬索的受力优势，还能减小主梁的跨度，提高桥梁的稳定性和承载能力。

首先，斜拉桥设计的一个重要步骤是斜拉索的选取。

斜拉索的选取需要考虑多个因素，如桥梁的跨度、荷载、材料强度等。

通常情况下，斜拉索的材料采用高强度钢或预应力混凝土，这样可以保证斜拉索具有足够的强度和刚度，以承担桥梁的荷载。

在斜拉索的设计中，另一个关键因素是斜拉索的布置。

斜拉索的布置直接影响到桥梁的结构性能和外观。

一般来说，斜拉索的布置要满足力的平衡条件，即使桥梁受到一侧的加载，斜拉索的应力分布也要保持均衡。

此外，为了使斜拉索的布置更加美观，设计师还需要考虑桥梁的造型和整体的设计风格。

当斜拉索的设计确定后，需要进行斜拉索的分析。

斜拉索的分析是为了确定斜拉索在荷载作用下的应力和变形情况。

为了进行这一分析，工程师通常会采用有限元分析的方法。

这种分析方法可以将桥梁模型分割成许多小的有限元，通过求解有限元方程来得到斜拉索的应力和变形情况。

通过斜拉索的分析，设计师可以了解斜拉索在各种情况下的受力性能，从而优化设计，提高桥梁的安全性和稳定性。

另外，斜拉桥在设计与分析的过程中还需要考虑到结构振动的问题。

斜拉桥由于其独特的结构形式，往往会引起较大的结构振动。

这种振动可能影响到桥梁的使用和安全，因此在设计和分析过程中，需要对斜拉桥的振动进行评估。

工程师可以通过振动试验和数值模拟的方法来研究桥梁的振动响应，并采取相应的措施来减小振动影响。

综上所述，大跨度桥梁斜拉索的设计与分析是一个复杂而重要的工作。

设计师需要综合考虑多个因素，如斜拉索的选取、布置和分析，以及结构振动的问题。

斜拉桥结构设计及问题简析

斜拉桥结构设计及问题简析

斜拉桥结构设计及问题简析摘要：斜拉桥是一种组合受力体系的桥梁，其主体结构由斜拉索、索塔、主梁组成。

本文通过分析斜拉桥的结构特点，论述了斜拉桥在结构、布置、选材和审美方面的设计要求及注意事项，并简单介绍了斜拉桥在结构设计和施工建设方面遇到的难题及采取措施。

关键词：斜拉桥；布置形式；结构设计；斜拉桥审美Abstract: The cable-stayed bridge is a bridge combined stress system, its main structure is composed of cables, towers, girders. In this paper, through the analysis of the structural characteristics of cable-stayed bridge, the cable-stayed bridge in the structure, layout, material selection and design aesthetic requirements and matters needing attention, and briefly introduces the problems encountered in the design and construction of cable-stayed bridge and measures.Keywords: cable-stayed bridge；layout；structure design；cable-stayed bridge aesthetics自1979年建成的第一座斜拉桥——主跨只有76米云阳桥以来，经过30多年的飞速发展，现今我国斜拉桥无论是在规模和跨度方面，还是在结构设计和施工技术都取得了巨大的成就。

目前我国已经是世界上斜拉桥数量最多、跨度最大的国家。

斜拉大桥设计范文

斜拉大桥设计范文

斜拉大桥设计范文斜拉大桥是一种新型的桥梁结构，其独特的设计和建造方式在近年来得到了越来越广泛的应用。

斜拉大桥在连接两个相对较远的地点时，可以提供更高的通行能力和更好的结构稳定性。

本文将探讨斜拉大桥设计的原理和几个成功案例，以及一些常见的斜拉大桥设计细节。

斜拉大桥的设计原理是利用拉索向两端支撑。

拉索是由高强度钢丝组成的缆索，可以承受大量的拉力。

在斜拉大桥中，拉索将通过塔或桥墩固定，并通过系节点与桥面连接。

这种设计方式使得桥面能够承受悬挑跨度的重量，并将其转移到拉索上。

斜拉大桥的设计还考虑了桥面荷载的分布和结构的稳定性，从而确保桥梁的安全和可靠。

斜拉大桥的设计需要考虑多个因素，例如地理环境和桥梁跨度。

斜拉大桥通常适用于跨越较长的距离，因为其设计能够提供更好的结构稳定性。

此外，斜拉大桥的设计也需要考虑到风荷载和地震荷载等外力，以确保桥梁的安全性。

在斜拉大桥的设计和建设中，有一些成功的案例可以作为借鉴。

其中著名的例子包括日本的“明石海峡大桥”和美国的“金门大桥”。

这些桥梁都采用了斜拉桥的设计方式，并且在建成后成为了当地的重要地标。

这些成功案例的经验教训可以帮助我们更好地理解斜拉大桥的设计和建设。

在斜拉大桥设计中，有一些细节需要特别注意。

首先，拉索的设计需要考虑到其承受的拉力以及可能的锚固和支撑方式。

其次，桥面的设计需要考虑到荷载分配和结构的稳定性，以及预留的膨胀缝和维护通道等。

最后，斜拉大桥的塔或桥墩的设计也需要考虑到其稳定性和荷载承载能力。

总之，斜拉大桥是一种新型的桥梁结构，其独特的设计和建造方式使其成为连接两个相对较远地点的理想选择。

斜拉大桥的设计原理是利用拉索向两端支撑，从而提供更高的通行能力和结构稳定性。

斜拉大桥的设计需要考虑多个因素，包括地理环境和桥梁跨度等。

成功的案例可以为我们提供宝贵的经验教训，并帮助我们更好地理解斜拉大桥的设计和建设。

在设计中，需要注意拉索、桥面和塔或桥墩等细节。

通过合理的设计和建造，斜拉大桥可以成为一座安全、可靠且美观的交通设施。