部分斜拉桥结构体系分析
斜拉桥构造
连接筒
前盖 斜拉索
彩色PE 黑色PE
张拉端锚杯 预留管道
聚乙烯护套
平行钢丝拉索
缠绕细钢丝或 纤维增强聚脂带
高强钢丝
资讯
斜向双索面
单索面
竖向双索面
➢子任务３.1：试比较三者区别，试着说出各自形式上 的特点。（视觉、抗扭、跨径）
解析
单索面
优点： ➢视觉效果最佳， 墩尺寸最小； 缺点： ➢拉索不抗扭 适用： ➢城市桥、窄桥。
作业卡片
1.教材P330，7.1，7.2 2.斜拉桥的结构体系有哪些，可举例说明。
谢 谢！
《桥梁施工》
第33讲 斜拉桥构造
项目任务
➢ 斜拉桥的组成及传力途径； ➢ 斜拉桥各组成部分的类型及作用。 ➢ 斜拉桥各组成间的连接 ➢ 斜拉桥的结构体系
能力目标
目标３
目标２
目标１
能够识别斜 拉桥的组成 及传力途径
能够掌握斜拉 桥各组成类型
及适用条件
能够掌握各组 成连接及结构
体系类型
为施 工做 准备
索力不等；索倾角小，
索用量大。
3.扇形
特点：
➢具有以上两种的 优点，可灵活布置； ➢抗扭刚度提高， 抗风稳定性增强， 抗地震稳定性提高。 ➢大跨、特大跨斜 拉桥的理想选择。
任务三：掌握索、梁、塔的连接
１.索与梁如何连接？ ２.索与塔如何连接？
（1）斜拉索与混凝土主梁的锚固
在主梁顶板设置 锚固构造（锚固块）
资讯 巴西圣保罗奥利韦拉大桥
奥利韦拉大桥（Ponte Oliveira ） ， 全 称 为 奥 克塔维奥·弗里亚斯 尔·德·奥利韦拉大 桥 （ Ponte Estaiada Octávio Frias de Oliveira ） ， 大 桥 全 长 1.4 公 里 , 主 塔 总 高 度 138米，它是世界上唯
千禧大桥部分斜拉桥设计
作者 简介 ： 徐瑞丰 （９ ０ ） 男， １８ 一 ， 江苏淮安人 ， 工程师 ， 主要从事桥 梁设计工作。
第 ２期
徐瑞丰 ， ： 等 千禧大桥部分斜拉桥 设计
‘３ ・ ５
宽２ ｍ，斜拉索布置在 中室 。主梁除支点处设横梁 外 ， 根 拉索 锚 固点 处均 设有 横 梁 ， 每 间距 ４０ｍ。中 ．
支点处 中横梁厚 ２ 边支点端横梁厚 １ ． ｍ， ５ ． ｍ。拉 ５ 索锚 固点处横梁为变厚 度 ， 中室厚 ０ ０ｉ， ． 边室厚 ６ ｎ
０ 主梁顶 板厚 ０３ｍ， 板厚 ０３ ０ ０ ４号 ． ｍ。 ４ ． 底 ． ． ４ｍ。 —６
块后边 腹板厚 ０６ 中腹板厚 ０ ０ｉ， １３号 块 ． ｍ， ０ ． 在 ～ ４ ｎ 件 范 围 内边腹 板 厚 由 Ｏ６ 按直 线 变 化 到 ０８ｍ， ． ｍ ０ ． 中腹板 厚 由 ０ ０ｍ按 直线变 化到 Ｏ ０ｍ。见 图 ２ ． ４ ． ６ 。
中跨处 。斜拉索索体采用填充型环氧涂层钢绞线 ，
钢绞 线标 准强度
１ ６ Ｐ 。 ０Ｍ ａ 斜拉索的锚具组件 ８ 要求在不灌浆工况下 ， 能通过应力上限 ０ ５＂应力 ． ０， ４ ｂ
＝
．
幅 ２０ＭＰ ， ５ ａ疲劳 加载 次数 ２０万 次 的疲 劳试 验 ， ０ 并 在疲 劳 试验 后 继续 静 载试 验 ， 其静 载 试验 破 断力 不
２ 主桥 结构 设计
与连续梁相 比， 它有如下优点 ： 由于斜拉索 ① 的倾 角 较小 。相 当于拉索对 主梁施 加 了较 大 的体 外 预应 力 ． 因此其跨 越能力 较连续 梁大 ， 部分 斜拉桥 较 连续梁可减少根部梁高约一半 ；②对于 １０ ２０ｍ ０ — ０ 左 右跨 径而 言 。 部分 斜拉 桥 比连续 梁经济 。 与斜拉桥相比， 它有如下优点 ： ①塔高较矮 ， 塔 身结构简单 ， 施工方便 ； ②在拉索用量上 ， 由于部分 斜拉桥 以梁受力为主 ， 只起辅助作用 ， 索 斜拉索应 力 变化 幅 度小 ， 采 用较 高 的应 力 ， 可 一般 情况 下 ， 斜 拉 桥拉 索 的应 力 为标 准 强度 的 ０４ ０ ５倍 ， 部分 ．～ ． ４ 而 斜拉桥可用至 ０ ～ ．倍。因此 ， ．０ ５ ６ 其斜拉索的用量明 显比一般斜拉桥要少许多 ；③主梁抗弯刚度大 ， 可 采用 梁式 桥施 工 方 法 ， 而无 需 象斜 拉桥 那 样采 用 大 型牵索挂篮 。 极大地方便了施工 ； ④主梁梁高是斜 拉桥的 ２２ 倍 ． ． ５ 整体刚度大， 变形小。
单索面部分斜拉桥拉索区横隔梁空间应力分析
单索面部分斜拉桥拉索区横隔梁空间应力分析在工程结构中，单索面部分斜拉桥通常由主梁和拉索组成，其中拉索起到承担主梁荷载的作用。
本文将对单索面部分斜拉桥的拉索区横隔梁空间应力进行分析。
首先，我们需要明确横隔梁在单索面部分斜拉桥中的位置和作用。
横隔梁位于拉索的上方，用于支撑上部结构和主梁。
在单索面部分斜拉桥中，拉索通常呈斜拉角度排列，使得主梁的弯矩减小，从而降低结构的整体应力。
横隔梁通过连接拉索和主梁来传递荷载，同时承受来自上部结构和主梁的重力荷载。
在进行横隔梁空间应力分析之前，我们需要了解一些相关参数，包括拉索和主梁的几何参数、荷载参数、材料参数等。
拉索的材料通常是高强度钢丝绳，主梁和横隔梁的材料通常是钢材。
我们还需根据工程需要进行荷载组合和安全系数的设定。
横隔梁受到的主要荷载有以下几种：来自主梁的荷载、来自上部结构的荷载以及来自拉索的张拉力。
这些荷载将产生相应的弯矩、剪力和轴力作用于横隔梁上。
根据横隔梁的结构形式（如梁橼、桁架）和荷载形式（如均布荷载、集中荷载），可以进行相应的受力计算和应力分析。
在进行横隔梁空间应力分析时，一种常用的方法是采用有限元分析方法。
通过将横隔梁划分成若干个小单元，然后利用有限元软件计算每个单元的应力分布。
根据材料力学性质，可以计算出各个单元的变形和应力。
根据应力分析的结果，可以得到横隔梁上各个点的应力大小和分布情况。
根据设计要求和安全性要求，可以对应力进行评估。
如果应力超过了允许的极限值，需要对结构进行进一步优化设计或增加支撑措施，以确保结构的安全可靠性。
总结起来，单索面部分斜拉桥横隔梁空间应力分析是结构设计中必不可少的一项工作。
通过合理的荷载分析和有限元分析，可以获得横隔梁在荷载作用下的应力分布情况。
这对于确保结构的安全性和可靠性具有重要意义，为工程结构的建设和维护提供了科学依据。
斜拉桥的结构体系及特点
斜拉桥结构体系及特点斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在连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, 斜拉索通过矮索塔上设置的鞍座对主梁产生竖向支反力和水平压力。
部分斜拉桥主梁自身刚度较大, 能够承担大部分荷载效应, 斜拉索对主梁只起到一定程度的帮扶作用。
斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁桥之间的一种新桥型, 兼具斜拉桥和连续梁桥的双重结构特征。
斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种基本构件和下部结构墩台、基础组成的结构体系, 影响部分斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、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。
根据部分斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、索、墩的结合方式, 可将部分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连续梁结构。
这种体系必须有一个固定支座, 一般是一个塔柱处梁底支座固定, 而其他支座可纵向活动。
这种体系的主要优点是取消了承受很大弯矩的梁下塔柱部分, 代之以一般桥墩, 中央段的轴向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度变化对这种体系影响较小, 几乎可以略去。
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导致塔柱倾斜, 使塔顶产生较大的水平位移, 因而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、新唐柜大桥均采用这种体系。
已建部分斜拉桥采用这种结构体系较多, 与连梁体系相同, 符合部分斜拉桥的概念含义。
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连续梁结构。
斜拉桥三部分
斜拉桥三部分斜拉桥三部分：结构设计、斜拉索系统、斜拉桥的应用一、结构设计斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，其特点是通过斜拉索来承受桥面上的荷载。
结构设计是斜拉桥建设中的重要环节，它直接关系到桥梁的安全性、稳定性和经济性。
在结构设计中，首先需要确定桥梁的主要构件，包括桥塔、桥墩和桥面。
桥塔是斜拉桥的支撑结构，承受斜拉索的拉力，并将其传递到地基上。
桥墩是桥梁的支承结构，承受桥面上的荷载，并将其传递到桥塔上。
桥面是斜拉桥上车辆通行的部分，承受车辆荷载，并通过斜拉索将荷载传递到桥塔上。
需要确定斜拉索的布置方式。
斜拉索的布置方式有多种，常见的有单塔单索、单塔双索和双塔双索。
不同的布置方式会影响到桥梁的荷载分配和结构的稳定性。
需要进行结构计算和优化设计。
结构计算是指根据桥梁的几何形状、材料特性和荷载情况，计算出桥塔、桥墩和桥面的尺寸和截面形状。
优化设计是指通过调整桥梁的结构参数，使得桥梁在满足安全性和稳定性的前提下，尽可能减小材料的使用量和工程的造价。
二、斜拉索系统斜拉索系统是斜拉桥的核心组成部分，它承担着将桥面上的荷载传递到桥塔上的重要任务。
斜拉索系统由斜拉索、锚固装置和挂点组成。
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，通过将荷载转化为张力来支撑桥面。
斜拉索一般采用高强度钢丝绳制成，具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点。
锚固装置是将斜拉索固定在桥塔上的装置，它能够将斜拉索的张力传递到桥塔上，并能够对斜拉索进行调整和锁定。
锚固装置一般由锚板、锚框和锚索组成，通过将锚索穿过锚框并固定在锚板上，实现对斜拉索的锚固。
挂点是将斜拉索连接到桥面上的装置，它能够将斜拉索的张力传递到桥面上，并能够对斜拉索进行调整和固定。
挂点一般由挂板、挂杆和挂索组成，通过将挂索固定在挂板上，实现对斜拉索的挂点。
三、斜拉桥的应用斜拉桥由于其结构简洁、美观大方的特点，被广泛应用于各种桥梁工程中。
在城市建设中，斜拉桥常用于跨越河流、湖泊和城市道路等地方。
它不仅可以满足人们的通行需求，还能够起到装饰城市、提升城市形象的作用。
部分斜拉桥结构特征参数分析
１ 工程概况及有 限元模 型建立
１ １ 工程概 况 ．
２ 部分斜拉桥结构特征参数分析
２ １ 索塔高 度 变化分 析 ．
新 汴河 大桥 主桥 位 于徐州 至 明光 高速公 路 沿线 ，
为四车道高速公路大桥 ， 设计车速为 １０ｋ ／ ， ２ ｍ ｈ跨径
收 稿 日期 ：０ １０ —０ ２ １－１２
减 系 数和横 向折减 系数 后 ， 车道 荷 载 的均 布荷 载标 取
准值 ｑ一３ Ｎ ｍ， 中荷载标准值 Ｐ 一１１０ｋ ３ｋ ／ 集 １ Ｎ， 以此 进行加 载 计 算 。考 虑 到 该 桥 桥 面 宽 度 为 ２ ８ｍ，
为 ４车道 桥梁 ， 面宽 度 相 对 来 说 较 宽 ， 在 分 析 时 桥 可 适 当增大 荷载 工况 系数 。
一
实心 矩形 截 面 ； 梁 为 单 箱 三 室 断 面 ， 梁 宽 度 为 主 箱 ２ 高度按 二 次抛物 线 变化 ， ８ｍ， 边墩 处梁 高 ２ｍ， 塔 桥
结构 截 面尺寸 ； 塔 本 身 构造 简单 ， 般 不 存 在 失 稳 索 一
问题 ， 施工简单方便 ； 桥型外观简洁美观 。综上这些 优点 ， 部分 斜 拉桥 在 中小 跨径 桥 型 的 比选 上 ， 有 优 具
Ｈ ¨ ２ ¨
高对减小工程造价及缩 短施工工期都有积极 意义。 本次分析 ， 采取在结构形式及其他结构几何参数均不 变的前提下 ， 仅改变第一对拉索 Ｊ ， 即离桥面最近的
桥 向间距 为 ０ ９ｍ； 梁 主塔 桥 面 以上 高 １ 为钢 ． 桥 ９ｍ， 筋 混凝 土结 构 ， 截面 采 用 横桥 向 ３ｍ、 桥 向 ２ｍ 的 顺
其最明显的结构特点是塔矮 、 梁刚、 索集中［ ］ １ 。在梁 ｛ 桥 的基础上采用了体外预应力索 的构思 ， 把梁体内的 部 分预 应力 索移 到桥 塔上 ， 鞍相 当于 体外 预应 力 索 索 的转 向点ｌ 。这种 体 系可有 效 降低 结构 高度 ， 小 ３ ］ 减
第四章斜拉桥
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。
斜拉桥的构造及设计
钢梁斜拉桥主梁截面：箱形截面、板板截面、分离式边 箱截面和钢板梁截面，当采用双层桥面的主梁时，宜采 用桁架形式。
2013-7-20
桥梁工程
组合梁斜拉桥主梁截面：用两工字形钢主梁其间加小纵 梁截面形式，跨径较大时也可采用边钢箱梁截面形式。
宜采用双索面，飘浮体系。 采用钢筋混凝土或预应力混凝土桥面板，其厚度≥250mm，混凝土强 度等级≥C40，需存放4～6个月后才能使用，混凝土板间接缝、钢梁 顶面的剪力键与钢梁顶面应有效地结合成整体。
2013-7-20 桥梁工程
2. 主梁横截面 主梁横截面宽度B，取决于行车道、人行道宽、拉索布臵、 横断面布臵、抗风稳定性等，B/L≥1/30, B/h≥8。 混凝土斜拉桥主梁截面：实心板截面、边箱梁截面、箱 形截面、带斜撑箱形截面和肋板式截面。
实心板截面适用于跨径≤200m斜拉桥；肋板式截面及边箱梁截面适 用于双索面斜拉桥；带斜撑的箱形截面适用于单索面斜拉桥。 当桥面很宽时，箱梁截面可考虑设为单箱多室截面、肋板式及边箱 梁截面，必要时在中间板的部分适当增加梁肋数。
2013-7-20 桥梁工程
2013-7-20
桥梁工程
2005年建成的长沙浏阳河洪山大桥，主跨206米，斜塔垂直高度136.8米， 塔身倾斜角58度。 桥梁工程
2013-7-20
第二节 一、跨径布置与分孔
斜拉桥的总体布置
斜拉桥的跨径布臵与分孔，除了考虑桥位处的地形、 地质、水文条件、通航要求以及技术条件，还要考虑桥跨变 化的韵律感与连续性。一般而言，斜拉桥跨径控制在300m～ 1000m之间是较为合适的。 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，也可布臵成独塔单跨式或混合式。
斜拉桥的总体布置-斜拉索构造
单股钢绞缆只能在工厂生 产，柔性好、可成盘运输 至现场安装，但用于混凝 土斜拉桥的拉索很少
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
斜拉索构造
➢ 斜拉索的防护构造
高强度钢材在长期高应力及应力变化状态下工作，良 好的防护是保证其使用寿命的关键
拉索的防护可分为钢材防腐和索体保护两个方面 钢材本身应不含有腐蚀成份，并有足够的抗拉强度和
这种斜拉索弯曲性能好，可以 盘绕，具备长途运输条件，宜 在工厂机械化生产，质量易保 证，逐步取代了纯平行钢丝索
它是目前使用最多的斜拉索
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和Байду номын сангаас索构造
斜拉索构造
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
斜拉索构造
钢绞线索——由多根钢绞线按规则排列而成，抗拉强 度标准值达到1860MPa
超大跨径斜拉桥拉索重 量大、安装困难，能够 逐根钢绞线安装及张拉 的平行钢绞线拉索得到 越来越多的应用
采用带护套的无粘结钢 绞线，再穿入高密度聚 乙烯外护套中
《桥梁工程》（下）
斜拉索构造
➢ 斜拉索的防护构造
索体防护_早期方法
钢丝束外缠绕多层玻璃纤维并加涂沥青或环氧树脂（使 用过程中防护层易破裂、油脂外漏）
钢丝束外套钢、 铝或高密度聚乙 烯管，管内压注 水泥浆（上端水 泥浆泌水、钢丝 会锈蚀，使用过 程中有断索危险）
《桥梁工程》（下）
斜拉桥的总体布置和拉索构造
斜拉索构造
根据钢束的组成材料，斜拉索主要类型有：
封闭式钢缆（Locked-Coil Cable） 平行钢筋索（Parallel-Bar Cable） 平行钢丝索（Parallel-Wire Cable） 钢绞线索（Stranded Cable） 螺旋钢绞缆（Spiral Rope）
斜拉桥
42
1 主梁的构造
主梁的作用：
1、将恒、活载分散传给拉索。梁的刚度越小，则承担的弯矩越小； 2、与拉索及索塔一起成为整个桥梁的一部分，主梁承受的力主要是拉索的 水平分力所形成的轴压力，因而需有足够的刚度防止压屈； 3、抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结构。
主梁的型式：
1、实体梁、板式；2、箱型截面梁；3、叠合梁；4、钢桁梁
斜拉桥多数是自锚体系。只有在主跨很大边跨很小时，少 数斜拉桥才采用部分地锚体系。
图1-11 西班牙卢纳桥
40
（6）矮塔/部分斜拉桥体系
按塔高分类：常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥 矮塔部分斜拉桥受力性能介于梁式桥和斜拉桥之间。
图1-12 矮塔部分斜拉桥
41
二 斜拉桥的构造
1 主梁的构造
2 索塔
3 拉索
45
单索面箱形截面主梁
（a）法国布鲁东纳（Brotonne）桥
（b）美国日照（Sunshine Skyway）桥
单箱单室： 采用斜腹板，可以改善抗风性能，又可减小墩台的宽度，且箱形截面的抗 扭刚度也大。
46
单箱三室：
30100
1.5% 1.5%
300
4900
2650
15000
2650
4900
宽达30-35m，悬臂施工时， 须将截面分成三榀，先施 工中间箱，待挂完拉索后， 再完成两侧边箱的施工， 呈品字形前进，将截面构 成整体。
12
海参崴俄罗斯岛跨海大桥（L=1104,2012）成为全世界第三座跨度超过千米的 13 斜拉桥，全球主跨最长的斜拉桥。
（ 286+560+560+560+286m ,2003年）
斜拉桥简介
代东辉
一、斜拉桥的结构特点
边跨 主跨 索塔 端锚索 边跨
边墩 或桥台
1.斜拉索将梁多点吊起，恒载及活载通过斜拉索传 至塔柱，在通过塔柱基础传至地基。 2.高次内部超静定结构，可通过斜拉索的张拉调整 主梁和主塔塔的恒载受力状态。
3.在不对称荷载作用下，斜拉索对主梁的弹性支撑 作用受塔柱顺桥向弯曲的影响。 4.不对称荷载作用下，斜拉索对主梁的弹性支撑作 用受塔柱顺桥向弯曲的影响，端锚索对主梁座外，其 余位置均有拉索支 撑，成为在纵向可 自由漂移的多点弹 性支撑连续梁，次 内力较小，受力均 匀。具有很好的抗 震消能作用。塔梁 之间要设横向约束。
滑动支座 塔柱 主梁
杨浦大桥
2.将0号索换成塔 柱横梁上的竖向支 撑，主梁刚度更大， 对限制主梁纵向位 移更有利，同时省 去换锁的复杂工艺。 但次内力较大，支 撑处主梁截面需要 加强。我国福州的 青州闽江桥就是采 用的半漂浮体系， 主梁为连续体系， 塔梁交接处通过盆 式橡胶支座。
索塔 单端锚索 桥塔
塔后斜索
边墩 或桥台 自锚体系斜拉桥
边墩 或桥台 地锚式斜拉桥方案
以上是根据斜拉索的锚固方式分成的不同体系， 此外，还有一种是为了景观效果而设计的独特 的无端锚索的斜拉桥，下图是美国著名桥梁专 家林同炎所设计的Ruck-A-Chuck桥方案。
（二）主梁的连续与非连续体系
大部分斜拉桥主梁采用连续体系，当主梁与塔墩固 结时，形成连续钢构体系。也可以将主梁设置成单 悬臂梁或T型钢构。
边跨 主跨 索塔 端锚索 边跨
二、斜拉桥的结构体系
（一）斜拉索的不同锚固体系
1.自锚式斜拉桥 拉索全部锚固在主梁与塔柱之间，竖向荷载通过塔柱递到桥墩 及基础中，拉索的水平分立由主梁的轴来力平衡。 2.地锚式斜拉桥 拉索一端锚固在主梁上，另一端锚固在山岩上。 3.部分地锚式斜拉桥 边跨部分锚索锚固在主梁上，部分拉索布置成地锚式。
新洋港大跨径部分斜拉桥设计
・
３ ・ ４
现 代 交 通 技 术
２ １年 ０２
后期养护工作量大、 抗风安全性较差 的缺点 。经综 合 比较 ， 推荐采用部分斜拉桥方案。 新洋港特大桥主桥为桥跨布置 １０ｍ ２６ｍ ２ ＋ １ ＋ １０ｍ的预应力混凝土部分斜拉桥 。桥型布置如图 ２
１ 以压弯为主 。 与一般斜
部 分斜 拉桥 的结 构体 系 可选 用塔 梁 固结 、 梁底
设支 座 ； 墩 固结 ， 塔 塔梁分离 ； 梁墩 固结 ３ 塔 种形 式。图 ２ ａ形式适用于跨度不太大的桥梁 ， （） 支座吨 位不致于过大 。 它的特点是塔根弯矩较小 ， 塔两侧 索力差较小 ， 结构 的整体刚度较小 。图 ２ｂ形式适 （） 用于跨度稍大 ， 墩高较矮的桥梁 ， 的特点是塔墩 它
拉索锚 固点处均设有横隔板 。 厚度为 ４ 在靠近 ５ｃ ｍ。
上
ｆ 塔粱墩同结 ｃ ）
梁端位置 ，每幅桥每个箱室各设置一个高 ０ ． ｍ的 ８ 检查维护和修理的人 口。
图 ２ 部 分斜 拉 桥 结 构 体 系
进行桥梁设计时 。 应慎重选择结构体系 ， 选择
最合适 的形式。由于本桥跨径达到 ２ ６ｍ， １ 且桥面 以下墩身高度较小 ， 用塔墩 固结 、 采 塔梁分离的结 构体系是 比较合适的．主桥竖向支座布置图如 图 ３
（ 江苏省交通规划设 计院股份有限公 司 ， 江苏 南京 ２ ００ ） １０ ５
摘 要： 新洋港特 大桥 为跨 径组合 １０ｍ＋ １ １０ｍ 的预应 力混凝土部分斜拉桥 ， ２ ２ ６ｍ＋ ２ 主桥跨 径位 于国内同类桥
梁前 列。 文中主要介 绍工程概 况、 术标准、 技 结构特点 以及设计计算方法。 主桥采 用左 、 右幅分 离 布置并共 用中塔
国内部分斜拉桥
国内部分斜拉桥芜湖长江大桥芜湖长江大桥，是国家“九五”重点交通项目，其桥型为公、铁两用钢桁梁斜拉桥，铁路为I级，双线；公路为4车道，车行道宽18米，两侧人行道各宽1.5米。
公路在上层，铁路在下层。
芜湖长江大桥位于安徽省芜湖市，是国家“九五”期间重点交通项目，工程规模居中国长江大桥之首。
大桥采用低塔斜拉桥桥型主跨312米，是中国迄今为止公、铁两用桥跨度最大的桥梁（2009年12月26日，武汉天兴洲大桥建成通车，主跨504米，打破这一纪录）。
铁路桥长10616米，公路桥长6078米，其中跨江桥长2193.7米，含引桥36千米，投资61亿元。
芜湖长江大桥于1997年3月22日正式开工，2000年9月建成通车。
大桥工程采用了15项新技术、新结构、新材料、新工艺，大大提高了中国公、铁两用桥梁设计、制造、安装水平，有14项刷新了全国建桥记录，荣获2001年度中国建筑工程最高荣誉鲁班奖。
全长10521m，全桥混凝土总量55万吨，结构用钢11万吨，其工程总量及规模均超过了武汉和南京两座公路铁路两用桥的总和，该桥的科技含量、工程规模和建造质量，居国际一流，国内领先。
芜湖长江大桥，是中国跨度最大的公路和铁路两用桥梁，在同类型重载桥梁中，它的主跨度仅次于丹麦厄勒海峡桥，居世界第二。
从武汉长江大桥跨度128米，发展到九江长江大桥216米，花40年时间，而芜湖长江大桥主跨突破300米，却用了不到10年的时间。
芜湖长江大桥是中国重载桥梁跨度发展的一个里程碑，它的建设成功表明中国已经跻身于世界大跨重载铁路桥梁的先进行列。
福建漳州战备大桥漳州原战备大桥修建于上世纪70年代初，桥面宽27米，双向四车道，全长438米，设计时速为每小时50公里，是原324国道上的主要工程。
由于当时还是10年“文革”的中期，在当时“备战、备荒、为人民”的口号下，针对漳州市特殊的地理位置和对台形势，有关部门将这座桥命名为“战备大桥”。
漳州战备大桥为三跨部分（矮塔）斜拉桥,主跨132米,边跨80.8米,南北引桥分别为6 X 32米及5 X 32米连续梁.桥上设纵坡,主桥设1%人字坡,竖曲线半径为8000米,引桥纵坡分别为0.55%及3.5%,竖曲线半径为4000米及16000米.北引桥北端约18米位于缓和曲线上。
部分斜拉桥结构性能分析
孙振， 汪罗英 ， 张伟： 部分斜拉桥结构性能分析
表 １ 主 粱 刚 度 变化 内 力和 位 移 比较
桥梁论 文 集
增加
Ｏ％ ｌ Ｏ％ ２ Ｏ％ ３ ％ Ｏ
跨 中弯矩／ Ｎ・ｎ 中墩墩顶 弯矩／ Ｎ・ 中跨跨中挠度／ 塔顶水平位移／ ｍ ｋ ｉ ｋ ｍ ｍｍ ａ ｒ
大 小
２ ３ ８６ ７ ２ ９ ９３４ ３ ６ ００ ０ ３ ５ Ｏ６３
塔根弯矩／ Ｎ ・ｎ 拉索应力变幅／ ａ ｋ ｉ ＭＰ
大 小
４６ ４ ４４ ４ ４２ ４ ４３ ９
湛 河一 桥 主桥 。由于这种 桥型 的发展 在 国内 尚处 于 起 步阶段 ， 其结 构特性 还有 待于更 深入 地研究 。
１ 工程设 计概况
｝动 ｝ ｝力 ｝ 计 算
围 １ 计 鼻 模 式
Ｘ ９桥 是 上 海 某 跨 航 道 桥 梁 。主 桥 是 跨 径 为 ６ ＋ １ ６ 的 预应 力 混 凝 土 部 分斜 拉 桥 ， ２ｍ １ ２ｍ＋ ２ ｍ 采用塔 梁 固结 、 底设 支座 的 结构 形 式 。 主梁 采用 梁 Ｃ ０混凝土 ， 断面为单 箱五 室箱 梁 ， 梁 梁底 曲线 ５ 横 箱
部分斜拉 桥又 称矮 塔 斜 拉桥 ， 是处 于梁 桥 与传 统斜 拉桥之 间新 的桥 梁 结构 形 式 。它 以主 梁受 弯 、
受 剪来承 担大部分 荷 载效 应 ， 同时 增加 了斜 拉 索 承 担 荷载效应 的作用 ， 拉索对 主 梁起 到 了加劲 作用 。 斜 这种体 系的主要 优点有 ： 整体 刚度 大于连 续梁 ，
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桥梁论 文集
Ｃ ＮＡ ｍ ＭＵＮＩ Ⅱ’ ＮＧＩ ＥＥ Ｉ Ｃ ＡＬ Ｅ Ｎ Ｒ ＮＧ
中 国市 敌 ｚ程
斜拉桥 梁式桥支座介绍
（3）成品盆式橡胶支座承载能力的合理选择
支座承载力大小的选择，应根据桥梁恒载、活载的支点反 力之和及墩台上设置的支座数目来计算。合适的支座一般为： 最大反力不超过支座容许承载力的5%，最小反力不低于容许承 载力的80%。
GYZF430054(NR)，表示公路桥梁圆形、直径300、厚度 为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。
3 盆式橡胶支座的选用
（１）成品盆式橡胶支座的系列 成品盆式橡胶支座的主要系列有：GPZ、TPZ-1等。其中， GPZ表示由我国交通部中交公路规划设计院设计的系列盆式橡胶 支座；TPZ-1则表示我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶 支座。
4. 刚构体系
构造特点：塔、梁、墩固结 优点： • 省大型支座； • 主梁挠度小； • 施工的稳定性好； 缺点： • 主梁固结处M更大； • 温度M大(固结点、墩脚处)； 使用：独塔、地基好，高墩（附加内力小）
3.5.3 斜拉桥的构造
1、拉索（立面布置）
辐射式（较少） 竖琴式（中、小跨径） 扇式（较多，尤其大跨径） 星式（较少）
当5 S 8时， []=7～9
支座高度
主梁由温度变化等因素在支座处产生的纵向水平位移，
依靠全部橡胶片的剪切变形t来实现。
t
h
a
由
有 t
[tg ]
[tg ] --橡胶片容许剪切角的正切，可取用0.5～0.7，不计活载制动力 时用0.5；计及活载制动力时取用0.7，则上式可写成：
L
HT t 2GA
部分斜拉桥在城市景观桥梁中的应用
部分斜拉桥在城市景观桥梁中的应用随着城市建设的发展，城市桥梁的景观设计要求越来越高，从景观和功能结合的优势，阐述部分斜拉桥的发展。
通过对几座城市斜拉桥的介绍，分析目前在城市桥梁建设中部分斜拉桥的应用现状、前景及结构体系的选择。
标签：斜拉桥；城市桥梁；桥梁景观；结构体系1 城市桥梁与部分斜拉桥随着经济建设的迅速发展，我国的城市建设也发展得越来越有声有色，高楼大厦鳞次栉比，城市桥梁在满足功能需求的同时，对景观的要求也越来越高。
不同于公路桥梁，城市桥梁由于其地理位置的特殊性，在设计时应充分结合桥位周围环境、当地文化背景及功能要求，提出具有一定景观效果的设计方案。
对于一些水面较窄或无通航要求的河流，其上跨的城市桥梁可选择连续梁或拱桥的结构，既经济又美观，必要时可做一些桥梁装饰设计，以达到更好的景观效果；对于水面较宽且有通航要求的河流，可选择斜拉桥、拱桥或悬索桥的结构，充分利用桥型的结构美，或利用部分结构构件进行一定的景观优化设计。
对于大多数城市桥梁，通航要求不是很高，单孔跨径一般在百米以内，悬索桥造价较高，相对于斜拉桥和拱桥没有经济优势，因此在这类跨径在百米左右的城市桥梁中，斜拉桥和拱桥是比较理想的桥型。
在此范围内各地已建成桥梁中拱桥所占比例较高，因此具有突出上构的斜拉桥在今后的建设中是比较具有竞争力的。
许多城市在建设大桥时希望桥梁成为地标建筑，因此建筑师对桥梁上构的设计往往费尽心思。
对于斜拉桥，桥塔的造型十分关键，如何使桥塔的造型与结构受力完美结合是挑战设计师的重要一关。
有时为了减少桥塔和基础的造价，可将这类跨径不大的斜拉桥的荷载由拉索与主梁共同承担，成为部分斜拉桥。
2 结构体系的选择斜拉桥的总体布置方案应与周围环境相协调，并综合考虑经济与安全、设计与施工及桥位处的地形、地质、水文、气象、地震等因素确定，宜进行多方案的比较，以寻求经济合理的最优方案。
斜拉桥是由上部结构的主梁、拉索、索塔及下部结构的桥墩、桥台等基本构件组成的组合体系桥梁。
缆索承重斜拉桥受力特点及结构体系
Extra-dosed Prestressing Concrete Bridge
小田原港（Odawara Blueway)桥, 1994
32
瑞士森尼伯格(Sunniberg)桥， 1994,5跨，140米
33
斜拉桥的结构体系
➢ 部分斜拉桥（矮塔）
❖ 结构刚度大； ❖ 主梁和塔柱的挠度均较小，不需要大吨位支座； ❖ 最适合用悬臂法施工； ❖ 在独塔双跨式斜拉桥中，边墩设置活动支座可以使主梁纵向自由伸缩，故该
体系得到广泛应用。
23
斜拉桥的结构体系
➢ 协作体系斜拉桥
协作体系斜拉桥——主梁端部直接与连续梁或连续刚构完全联结一 体的斜拉桥。
❖ 利用连续梁或连续刚构的负弯矩卸载作用，减少远离塔柱段主 梁的正弯矩，减少拉索用量、降低总造价；
福建樟洲战备桥
❖ 部分斜拉桥——兼有斜拉桥与连续梁或连续刚构桥受力和构造特 点，有斜拉索和塔柱类似构造但非索支承结构，有连续梁或连续 刚构的构造特点和外部受力图式但有别其受力；
❖ 斜拉索只分担部分荷载，其余仍由主梁及其内预应力钢束承担， 这就是所谓部分斜拉桥名称的来源。
❖ 部分斜拉桥的塔高约为常规斜拉桥的一半，故也俗称矮塔斜拉桥；
16
斜拉桥的结构体系
斜拉桥是由上部结构的主梁、拉索、索塔及下部结构桥墩、桥台等 基本构件组成的组合体系。斜拉桥的结构体系可以根据主梁、拉索、 索塔和桥墩的不同结合方式（支承体系）形成不同的结构体系，也可 以根据拉索的锚拉体系来形成斜拉桥的不同结构体系。
17
斜拉桥的结构体系
➢ 依据支承体系划分的结构体系类型
引起的内力也较大，通常须加强支承区段的主梁截面或采取其它措施。
国内部分斜拉桥
国内部分斜拉桥芜湖长江大桥芜湖长江大桥，是国家“九五”重点交通项目，其桥型为公、铁两用钢桁梁斜拉桥，铁路为I级，双线；公路为4车道，车行道宽18米，两侧人行道各宽1.5米。
公路在上层，铁路在下层。
芜湖长江大桥位于安徽省芜湖市，是国家“九五”期间重点交通项目，工程规模居中国长江大桥之首。
大桥采用低塔斜拉桥桥型主跨312米，是中国迄今为止公、铁两用桥跨度最大的桥梁（2009年12月26日，武汉天兴洲大桥建成通车，主跨504米，打破这一纪录）。
铁路桥长10616米，公路桥长6078米，其中跨江桥长2193.7米，含引桥36千米，投资61亿元。
芜湖长江大桥于1997年3月22日正式开工，2000年9月建成通车。
大桥工程采用了15项新技术、新结构、新材料、新工艺，大大提高了中国公、铁两用桥梁设计、制造、安装水平，有14项刷新了全国建桥记录，荣获2001年度中国建筑工程最高荣誉鲁班奖。
全长10521m，全桥混凝土总量55万吨，结构用钢11万吨，其工程总量及规模均超过了武汉和南京两座公路铁路两用桥的总和，该桥的科技含量、工程规模和建造质量，居国际一流，国内领先。
芜湖长江大桥，是中国跨度最大的公路和铁路两用桥梁，在同类型重载桥梁中，它的主跨度仅次于丹麦厄勒海峡桥，居世界第二。
从武汉长江大桥跨度128米，发展到九江长江大桥216米，花40年时间，而芜湖长江大桥主跨突破300米，却用了不到10年的时间。
芜湖长江大桥是中国重载桥梁跨度发展的一个里程碑，它的建设成功表明中国已经跻身于世界大跨重载铁路桥梁的先进行列。
福建漳州战备大桥漳州原战备大桥修建于上世纪70年代初，桥面宽27米，双向四车道，全长438米，设计时速为每小时50公里，是原324国道上的主要工程。
由于当时还是10年“文革”的中期，在当时“备战、备荒、为人民”的口号下，针对漳州市特殊的地理位置和对台形势，有关部门将这座桥命名为“战备大桥”。
漳州战备大桥为三跨部分（矮塔）斜拉桥,主跨132米,边跨80.8米,南北引桥分别为6 X 32米及5 X 32米连续梁.桥上设纵坡,主桥设1%人字坡,竖曲线半径为8000米,引桥纵坡分别为0.55%及3.5%,竖曲线半径为4000米及16000米.北引桥北端约18米位于缓和曲线上。
部分斜拉桥在铁路桥梁中的应用
部分斜拉桥在铁路桥梁中的应用摘要部分斜拉桥是介于梁式桥与斜拉桥之间的一种过渡结构型式，其以梁为主、以索为辅的结构体系，具有经济技术优势、造型美观、施工方便、整体刚度较大等优点。
本文将简要阐述部分斜拉桥的特点、部分斜拉桥在铁路桥梁中的适用范围，并从结构体系、竖向刚度等方面简要讨论部分斜拉桥应用于铁路桥梁设计中所要注意的问题。
关键词;部分斜拉桥；铁路桥梁；设计一引言部分斜拉桥，是由法国Mathivat教授于1988年提出的一种新的桥梁结构形式。
由于部分斜拉桥优越的结构性能、良好的经济指标，近年来在国内外发展非常迅速。
对于公路桥梁，当跨度超过梁式桥的适宜跨度而采用斜拉桥又不经济时，部分斜拉桥刚好能发挥它的跨度优势；对于修建斜拉桥索塔受到限制或梁高受到限制的桥梁，部分斜拉桥将是一种很好的选择。
同时，部分斜拉桥造型美观，可以成为一座城市的标志性建筑。
二部分斜拉桥的特点部分斜拉桥是介于梁式桥与斜拉桥之间的一种过渡结构型式，以主梁受弯为主、拉索辅助受力，主梁承载能力不足的部分则由斜拉索的弹性支承来弥补[1]。
主梁刚度、抗弯能力的增大，不仅提高了主梁材料利用效率，而且降低了对拉索及索塔的要求，索塔可根据造型景观要求灵活设计。
现将部分斜拉桥的特点简单归纳如下。
（一）在尺寸比例及外观方面1）为了充分利用桥塔的高度，部分斜拉桥的斜拉索全部集中在塔顶处通过，这样可以取得斜拉索垂直分力的最大效果[2]，有效发挥斜拉索对梁体的竖向支承作用，且部分斜拉桥没有斜拉桥的重要特征构件——端锚索。
2）部分斜拉桥与斜拉桥相比，无论是主孔或边孔，梁体上的无斜索区段都比较长。
除了主孔跨中与边孔端部的无斜索区段之外，部分斜拉桥还有较明显的塔旁无斜索区段。
3）部分斜拉桥的梁体高跨比(梁高/跨度)介于斜拉桥与连续梁之间，即大于斜拉桥而小于连续梁，这也反映了部分斜拉桥以刚性梁为主、柔性索为辅的受力特点。
（二）在受力特性方面1）主梁为主要受力构件，而拉索、索塔则为辅助受力构件。
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主梁塔左
2 700
2 220
1 442
轴力 kN
主梁塔右
2 279
2 220
5 125
主梁跨中
0
- 478
3 256
中跨跨中
7168 (110)
7159 (0199)
5112 (0167)
位移 cm
边跨跨中
1139 (110)
1138 (0199)
0146 (0133)
塔 顶
1148 (110)
1118 (0180)
图 4 轴力图
2005 年 第 6 期 郑一峰等: 部分斜拉桥结构体系分析
—3—
图 8 位移图
图 6 弯矩图
图 9 弯矩图
图 10 弯矩图
图 7正, 反之为 负, 轴力以压为正、拉为负。三种体系位移、内力值比 较见表 2。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
2005 年 第 6 期 郑一峰等: 部分斜拉桥结构体系分析
—5—
塔梁固结体系和支承体系在中跨、全桥满布载时, 主
结构整体升、降温度工况对支承、刚构体系产生
梁中跨跨中和边跨跨中挠度变形基本相同, 相差 的荷载效应十分明显, 弯矩数值较大, 对塔梁固结体
1% ; 塔梁固结体系塔顶位移略大, 高出支承体系 系基本没有影响。 刚构体系的温度荷载效应大于支
中跨满布汽车荷载时, 三种结构体系产生的弯 矩、轴力、位移分别见图 3、图 4、图 5。全桥满布汽车 荷载时, 三种结构体系产生的弯矩、轴力、位移分别 见图 6、图 7、图 8。整体升温 20℃和整体降温 50℃两 种荷载工况产生的弯矩见图 9、图 10。
2 结构体系实例分析 211 实例桥简介
以我国第一座部分斜拉桥 —— 漳州战备桥作为
公路 2005 年 6 月 第 6 期 H IGHW A Y J un12005 N o16 文章编号: 0451- 0712 (2005) 06- 0001- 05 中图分类号: U 448. 271 文献标识码: B
部分斜拉桥结构体系分析
—4—
公 路 2005 年 第 6 期
工 况
表 2 三种体系位移、内力值比较
内力及位移
塔梁固结体系
支承体系
刚构体系
中跨跨中
1115 (110)
1114 (0199)
6127 (0155)
位移 cm
边跨跨中
4144 (110)
4146 (110)
01625 (0142)
主梁塔左
- 56 499 (110)
- 57 794 (1102)
- 39 098 (0169)
主梁塔右
- 59 393 (110)
- 57 794 (0198)
- 66 829 (1112)
全桥满布公路— 级汽车荷载
弯矩 (kN ·m )
主梁跨中 塔 根
39 560 (110) - 2 650 (110)
关键词: 部分斜拉桥; 结构体系; 内力; 位移
部分斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在 连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, 斜拉索通过矮索塔上设置的鞍 座对主梁产生竖向支反力和水平压力。 部分斜拉桥 主梁自身刚度较大, 能够承担大部分荷载效应, 斜拉 索对主梁只起到一定程度的帮扶作用。 部分斜拉桥 是介于斜拉桥和连续梁桥之间的一种新桥型, 兼具 斜拉桥和连续梁桥的双重结构特征。
我国芜湖长江大桥采用的是支承体系, 该体系 在部分斜拉桥结构中较少采用。
收稿日期: 2004- 12- 18 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
—2—
公 路 2005 年 第 6 期
213 计算结果分析 部分斜拉桥的三种结构体系, 在中跨、全桥满布
载、升温 20℃、降温 50℃ 4 种工况作用下, 表现出了
不同的结构响应, 结果分析如下。 (1) 位移分析。 位移数值的大小反映了结构体系刚度的大小。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
113 刚构体系 梁塔墩三向互为固结, 这是一种完全的主梁具
有弹性支承的连续刚构结构。 这种体系的优点是结 构刚度大, 主梁和塔柱的挠度及变形均较小, 不需要 支座, 施工时也不需临时固结措施, 最适合采用悬臂 法施工。缺点是固结处主梁负弯矩大, 温度变化对这 种体系影响敏感, 梁下桥墩高度不宜过小。刚构体系 动力性能差, 体系用于地震区及风荷载较大的地区 时, 应认真进行动力分析研究。
主梁塔右
4 761 (110)
- 4 594 (0196)
主梁跨中
- 1 277 (110)
- 4 594 (3159)
塔 根
6 397 (110)
- 9 675 (1146)
墩 顶
9 559 (110)
- 38 241 (3189)
整体降温 50℃
弯矩 (kN ·m )
墩 底 主梁塔左
31 690 (110) - 11 391 (110)
部分斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种基本构 件和下部结构墩台、基础组成的结构体系, 影响部分 斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、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。 根据部分斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、 索、墩的结合方式, 可将部分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。部分斜拉桥三种结构体系与斜拉 桥相应的结构体系含义相同, 所不同的是部分斜拉 桥没有斜拉桥常用的漂浮体系。
图 1 结构体系划分
1 三种结构体系技术特点分析 111 塔梁固结体系
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 性支承的连续梁结构。 这种体系必须有一个固定支 座, 一般是一个塔柱处梁底支座固定, 而其他支座可 纵向活动。 这种体系的主要优点是取消了承受很大 弯矩的梁下塔柱部分, 代之以一般桥墩, 中央段的轴 向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度变化对这 种体系影响较小, 几乎可以略去。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 移导致塔柱倾斜, 使塔顶产生较大的水平位移, 因而 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。
98 346 (3105) - 25 643 (2115)
主梁塔右
- 11 391 (110)
11 478 (1101)
主梁跨中
3 192 (110)
11 478 (3159)
注: 表中括号内数值为以塔梁固结体系各值为 110 之比例数, 塔梁固结体系数值为 0 时是以支承体系为 110 之比例数。
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、 新唐柜大桥均采用这种体系。 已建部分斜拉桥采用 这种结构体系较多, 与连续梁体系相同, 符合部分斜 拉桥的概念含义。 112 支承体系
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 支承的连续梁结构。 支承体系与梁塔固结体系主梁 受力性能基本相同, 塔墩底部承受较大的弯矩。
3 749
中跨跨中
0
- 220
1 614
塔 根
- 2 559 (110)
3 870 (1146)
墩 顶
- 3 930 (110)
15 296 (3189)
整体升温 20℃
弯矩 (kN ·m )
墩 底 主梁塔左
- 12 676 (110) 4 761 (110)
- 39 339 (3105) 10 257 (2115)
20%。 塔梁固结体系索塔位移由主梁在墩顶处的转 承体系的温度荷载效应, 刚构体系的塔根、墩顶、墩
角引起的索塔向跨中方向的水平变位和索塔弯矩引 底弯矩分别是支承体系的 1146 倍、3189 倍、3105
起的向边跨方向的水平变位两者叠加而成, 且前者 倍。 升温 20℃和降温 50℃时, 刚构体系墩顶弯矩分
实例, 对其进行结构体系计算分析。该桥跨径布置为 8018 m + 132 m + 8018 m , 桥宽 27 m , 主梁采用大悬 臂单箱三室箱梁, 主梁高度按二次抛物线变化, 跨中 梁高为 214 m , 支点梁高 318 m , 桥面以上索塔高 1615 m , 桥墩高 28 m , 主梁上索间距为 4 m , 索塔上 索间距为 017 m , 桥型结构布置见图 2 所示, 材料弹 性模量和几何特性参数见表 1。
折减系数和箱梁偏载内力增大系数后, 取车道荷载 的均布荷载标准值为 qk = 40 kN m , 集中荷载标准 值 P k = 1 370 kN , 集中荷载施加于中跨跨中。 计算 分析采用同济大学开发的《桥梁博士》软件系统。
荷载工况按中跨汽车满载、全桥汽车满载、结构 整体升温 20℃、结构整体降温 50℃的 4 种工况分别 加载计算。 212 计算结果
1131 (0130)
塔 顶
2184 (110)
2127 (0180)
1112 (0139)
主梁塔左
- 41 800 (110)
- 46 000 (1110)
- 6 452 (0115)
主梁塔右
- 50 905 (110)
- 46 000 (0190)