斜拉桥&悬索桥
世界十大斜拉桥
世界十大斜拉桥1.苏通长江大桥1088米，中国，2008 双塔双索面钢箱梁苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿江整体开发，改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义。
大桥建设工程情况：苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。
路线全长32.4公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。
l、跨江大桥工程：总长8206米，其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75米X 48.1米，列世界第一。
专用航道桥采用140+268+140=548米的T型刚构梁桥，为同类桥梁工程世界第二；南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥；2、北岸接线工程：路线总长15．1公里，设互通立交两处，主线收费站、服务区各一处；3、南岸接线工程：路线总长9．1公里，设互通立交一处。
苏通大桥全线采用双向六车道高速公路标准，计算行车速度南、北两岸接线为120公里／小时，跨江大桥为100公里／小时，全线桥涵设计荷载采用汽车一超20级，挂车一120。
主桥通航净空高62米，宽891米，可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。
全线共需钢材约25万吨，混凝土140万方，填方320万方，占用土地一万多亩，拆迁建筑物26万平米。
工程总投资约64.5亿元，计划建设工期为六年。
四项世界之最：最大主跨：苏通大桥跨径为1088米，是当今世界跨径最大斜拉桥。
简述斜拉桥的受力原理
简述斜拉桥的受力原理
斜拉桥是一种利用斜拉索（钢索或预应力混凝土束）将桥梁的自重和荷载传递到桥塔上的桥梁结构。
其受力原理如下：
1. 自重作用：斜拉桥梁本身的重量通过斜拉索传递到桥塔上。
斜拉索在桥塔之间形成一个斜角，使桥梁悬挑在桥塔之间。
桥梁的自重通过斜拉索分散到多个桥塔上，减小了各桥塔的承载力。
2. 荷载作用：斜拉桥梁上的车辆、行人以及其他运载物品的重力通过桥面传递到桥梁结构上。
斜拉索在桥塔上形成张力，并将荷载分担到多个桥塔上。
3. 桥塔作用：桥塔是斜拉桥的支承点，通过其稳定的基础将斜拉索受力传递到地面。
桥塔根据斜拉索的角度和长度，以及所受荷载的大小，承受拉力和压力。
4. 斜拉索作用：斜拉索是连接桥塔和桥面之间的重要组成部分。
斜拉索承受来自桥面的荷载，将荷载的力通过预应力传递到桥塔上，并向两侧分散。
总之，斜拉桥通过斜拉索将桥梁的自重和荷载传递给桥塔，将荷载分散到多个桥塔上，实现了桥梁结构的平衡和稳定。
同时，斜拉桥的受力特点降低了桥塔的承载压力，减小了桥梁结构的材料消耗。
斜拉桥的合理成桥状态
斜拉桥的合理成桥状态
斜拉桥是一种以斜拉索支撑主梁的桥梁结构，其合理成桥状态是指在斜拉桥建成后，其结构应该达到的一种理想状态，以保证桥梁的安全、稳定和经济运行。
斜拉桥的合理成桥状态包括以下几个方面：
1. 结构稳定：斜拉桥的结构应该具有足够的稳定性，能够承受各种荷载和风载的作用，同时在地震等自然灾害下也能够保持稳定。
2. 安全可靠：斜拉桥的结构应该具有足够的安全性和可靠性，能够保证车辆和行人的安全通行，同时在发生事故时也能够保证救援和维修的便利性。
3. 经济性好：斜拉桥的结构应该具有良好的经济性，能够在设计、施工和运营过程中尽可能地减少成本和资源的浪费，同时能够实现长期的经济效益。
4. 美观性好：斜拉桥的结构应该具有良好的美观性，能够与周围环境相协调，同时能够体现出设计者的创意和技术水平。
为了达到斜拉桥的合理成桥状态，需要在设计、施工和运营过程中进行全面的考虑和规划，同时需要进行严格的质量控制和监测，确保斜拉桥的安全、稳定和经济运行。
斜拉桥
昂船洲大桥方案
第五名 螺旋形塔顶A塔斜拉桥
第四名 分叉索斜拉桥
4.迈向超大跨度的新时期 (1985-2010)
跨度超大化
第三名 无风撑双柱斜拉桥
昂船洲大桥方案
第二名 “天人合一”斜拉桥
4.迈向超大跨度的新时期 (1985-2010)
跨度超大化
昂船洲大桥方案
最终方案—— 圆形独柱分离流线形双箱斜拉桥
斜拉桥前进后退分析
6. 斜拉桥体系计算理论与技术发展
斜拉桥结构分析理论
斜拉桥前进后退分析
6. 斜拉桥体系计算理论与技术发展
斜拉桥结构分析理论
斜拉桥前进后退分析
6. 斜拉桥体系计算理论与技术发展
新材料及连接技术
6. 斜拉桥体系计算理论与技术发展
新材料及连接技术
6. 斜拉桥体系计算理论与技术发展
1. 概 述
1）新理论和分析方法 2）跨径不断突破 3）新施工方法和设备 4）新材料与连接技术 5）新构造和附属设备
1. 概 述
Rion 桥
法国米卢桥
福斯二桥
费曼恩海峡桥
1. 概 述
世界十大斜拉桥
创跨径记录的斜拉桥
在斜拉桥的发展中，哪些理论和技术推动了斜拉桥的发展？ 在未来的发展中，我们要关注和解决哪些关键 的问题？
1. 概 述
用锻铁拉杆将梁吊到相当高的桥塔上 拉杆按扇形布臵，锚固于桥塔顶部 这一描述只给出结构外形和构件组成，缺少对其力学性能及合理受力的阐述
木制桥面、主梁由斜向锻铁拉杆支承 建成次年就在行人通过时倒塌
1. 概 述
拉索张拉；拉索采用高强钢丝 为现代斜拉桥的诞生和发展奠定了理论基础，被视为二十 世纪桥梁发展最伟大的创举之一！
什么是斜拉桥
什么是斜拉桥
斜拉桥由塔柱、缆索、主梁、桥墩等部分组成：塔柱高高地竖立在桥面上，用来固定缆索；粗大的缆索一端固定在塔柱上，另一端拉牢桥的主梁；主梁的上面铺设有行车道路，也就是桥面；挺立于江河中的桥墩，既有支撑桥梁的作用，更重要的是用来固定塔柱。
斜拉桥的主要特点是，通过许多缆索直接把主梁拉牢在塔柱上，使桥面之重主要由塔柱来承担，这样就充分发挥了钢材的抗拉优越性，同时还有节约材料、施工方便等优点，这比其他结构方式的桥梁所能达到的跨度都要大得多。
斜拉桥第一 PPT
(5)在一座桥上,常以多根索同时出现风雨激振 。
辅助墩 1) 依边孔高度、通航要求、施工安全、全桥刚度及
经济和使用而定 2) 作用:减小塔顶水平位移、主梁跨中挠度、塔根弯
矩、边跨主梁弯矩,增强施工期安全。 3) 受力:a)受拉时:减小主跨弯矩和挠度;b)受压时:减
小边跨主梁弯矩 4) 设置位置:由跨中挠度影响线确定,同时考虑索距和
施工要求; 5) 数量:1根最有效;2根以上不明显。
法国,诺曼底大桥,主跨856m,主跨钢梁/边 跨混凝土梁
斜拉桥得发展(国内)
20世纪70年代,1975,1976建成两座混凝 土试验桥
1993年,上海杨浦大桥,L=602m,结合梁斜 拉桥
1996,重庆长江二桥,L=444m,混凝土斜拉 桥
2006:苏通长江大桥,L=1088m
混凝土斜拉桥得发展阶段
拉索得风雨振及减震措施
日本研究人员Hikami首先观察到拉索得风雨激 振。实际得拉索结构得风雨激振有如下特点:
(1)在大、中、小雨状况下皆可能发生拉索得风 雨激振,发生大幅振动得风速一般为8-15m/s 。
(2)长索发生风雨激振得可能性较大,而靠近塔 柱处得短索发生这一振动得可能性较小;
(3)一般发生在PE包裹得拉索,拉索直径一般为 140mm～200mm;
拉索得风雨振及减震措施
1984年,日本Hikami观察到直径140mm得 斜拉索在14m/s风速下振幅值达到275mm 。Aratsu桥在建造时就时有强烈得索振动, 观测到得最大幅值为300mm,大约就是直径 得二倍。法国得布鲁东桥、泰国得RamaIX 桥、日本得名港西大桥报道得拉索振幅甚至 大到相邻拉索发生碰撞得程度。国内杨浦大 桥尾索在风雨共同作用下也曾发生强烈振动 ,其最大振幅超过1米。
斜拉桥施工技术
斜拉桥施工技术第一节认识斜拉桥斜拉桥是由主梁、拉索和索塔三种构件组成的，见图8.1.1。
图8.1.1 斜拉桥的组成斜拉桥是一种桥面体系以主梁承受轴向力（密索体系）或承受弯矩（稀索体系）为主，支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主的桥梁。
拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支承，使主梁跨径显著减小，从而大大减少了梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重力，使桥梁的跨越能力显著增大。
与悬索桥相比，斜拉桥不需要笨重的锚固装置，抗风性能又优于悬索桥。
通过调整拉索的预拉力可以调整主梁的内力，使主梁的内力分布更均匀合理。
一、总体布置斜拉桥的总体布置主要解决塔索布置、跨径布置、拉索及主梁的关系、塔高与跨径关系。
1. 孔跨布置现代斜拉桥最典型的跨径布置（图8.1.2）有两种：双塔三跨式和单塔双跨式。
特殊情况下也可以布置成独塔单跨式、双塔单跨式及多塔多跨式。
双塔三跨式是斜拉桥最常见的一种布置方式。
主跨跨径根据通航要求、水文、地形、地质和施工条件确定。
考虑简化设计、方便施工，边跨常设计成相等的对称布置，也可采用不对称布置，边跨和中跨经济跨径之比通常为0.4。
另外，应考虑全桥的刚度、拉索的疲劳度、锚固墩承载能力多种因素。
如：主跨有荷载会增加端锚索的应力，而边跨上有活载时，端锚索应力会减少。
拉索的疲劳强度是边跨与主跨跨径允许比值的判断标准。
当跨径比为0.5 时，可对称悬臂施工到跨中进行合龙；小于0.5 时，一段悬臂是在后锚的情况下施工的。
独塔双跨式是另一种常见的斜拉桥孔跨布置方式之一，通常可采用两跨对称布置或两跨不对称布置。
两跨对称布置，由于一般没有端锚索，不能有效约束塔顶位移，故在受力和变形方面不能充分发挥斜拉桥的优势，而如果用增大桥塔的刚度来减少塔顶变位则不经济。
采用两跨不对称布置则可设置端锚索控制桥塔顶的位移，受力比较合理，采用不对称布置时，要注意悬臂端部的压重和锚固。
图8.1.2 斜拉桥的跨径布置当斜拉桥的边孔设在岸上或浅滩上，边孔高度不大或不影响通航时，在边孔设置辅助墩，可以改善结构的受力状态。
斜拉桥桥桥梁结构调研报告
斜拉桥桥桥梁结构调研报告斜拉桥是一种常见的桥梁结构，其主要特点是悬挂在主塔上的斜拉索，用于支撑桥面的荷载。
斜拉桥由于具有较大的跨度和较高的刚度，被广泛应用于公路和铁路交通。
本文将对斜拉桥的桥梁结构进行调研，并详细分析其优势和局限性。
斜拉桥的主要结构组成包括主塔、斜拉索和桥面。
主塔是斜拉桥的支撑结构，通常采用钢筋混凝土或钢结构。
主塔的高度取决于斜拉索的倾角和跨度大小。
斜拉索是斜拉桥的核心部分，分布在主塔和桥面之间。
斜拉索通过压缩力使桥面受力均匀，减小了桥面的弯曲变形，提高了桥梁的刚度和承载能力。
桥面是斜拉桥上行人和车辆行驶的平台，通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土构造。
斜拉桥相比于其他桥梁结构具有许多优势。
首先，斜拉桥的主塔和斜拉索的布置使得桥面的刚度和强度较大，可承受大跨度和大荷载。
其次，由于主塔和斜拉索的特殊结构，斜拉桥采用的材料量较少，工程施工和维护成本较低。
此外，斜拉桥的美观性和建筑艺术性也是其吸引人的特点之一。
然而，斜拉桥也面临一些局限性。
首先，斜拉桥的复杂结构需要严密的计算和精确的施工，给工程带来较高的技术要求。
其次，斜拉桥在施工期间需要大量的临时支撑和固定设备，增加了施工难度和时间。
此外，斜拉桥的设计和施工要求较高，需要有专业的设计和施工团队保障工程的质量和安全。
总的来说，斜拉桥作为一种特殊的桥梁结构，在大跨度和大荷载的条件下具有较好的应用前景。
斜拉桥不仅可以满足交通运输需求，而且具有良好的建筑美观性。
然而，斜拉桥的设计和施工需要较高的技术和经验，同时还需要充分考虑其承载能力和结构可靠性，以保障工程的安全运行。
未来，随着技术的发展和经验的积累，斜拉桥有望在更多的地区得到应用，并为交通运输事业做出更大的贡献。
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。
世界十大斜拉桥
世界十大斜拉桥No.1 苏通大桥1088米，中国，2008年苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿江整体开发，改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义。
苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。
路线全长32.4公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。
No. 2 香港昂船洲大桥1018米，在建昂船洲大桥位于香港，是全球第二长的双塔斜拉桥。
大桥主跨长1018米，连引道全长为1596米。
是本港首昂船洲大桥座位处市区环境的长跨距吊桥，在香港岛和九龙半岛都可以望到这座雄伟的建设。
大桥属于8号干线的一部份，跨越蓝巴勒海峡，将葵涌和青衣岛的8号和9号货柜码头连接起来。
昂船洲大桥离海面高度73.5米，而桥塔高度则为290米，两者都比青马大桥为高。
桥面为三线双程分隔快速公路。
而昂船洲大桥于2003年1月开始动工兴建，耗资27.6亿港元。
香港政府把修建世界最长斜拉桥的合同给了Media-Hitachi-Yokogawa-HsinChong合资公司，合同金额高达48亿港元（合6.16亿美元）。
这座大桥名为“昂船洲大桥”，设计者是OveArup合伙事务所，主要跨度长1018米，超过了世界上最长的同类斜拉桥日本的多多罗大桥（890米），直到被苏通大桥超越。
No. 3多多罗大桥890米，日本，1999年多多罗大桥是位于日本濑户内海的斜拉桥，连接广岛县的生口岛及爱媛县的大三岛之间。
大桥于1999年竣多多罗大桥工，同年5月1日启用，最高桥塔224米钢塔，主跨长890米，是当时世界上最长的斜拉桥，连引道全长为1480米，四线行车，并设行人及自行车专用通道，属于日本国道317号的一部分。
斜拉桥三部分
斜拉桥三部分
斜拉桥是由桥塔、桥索和桥面三个部分组成的。
它们分别是：
1. 桥塔：桥塔是斜拉桥的支撑结构，通常呈塔形或倒塔形状。
桥塔承担着桥面荷载的压力，通过锚固系统将桥面的重力传递到地基。
桥塔通常由混凝土或钢结构构成，具有一定的高度和稳定性。
2. 桥索：桥索是斜拉桥的主要构件，起到承担桥面荷载和保持桥面形状的作用。
桥索通常由高强度钢丝绳或钢缆组成，通过连接桥塔和桥面的索槽或索孔固定。
桥索以拉力的形式传递荷载，使得桥面呈现出悬浮在空中的状态，从而实现了长跨度无支撑墩的设计。
3. 桥面：桥面是斜拉桥上供车辆通行的平台，也是人行道的支撑结构。
桥面通常由钢箱梁、预应力混凝土梁或钢桁梁等构件组成，固定在桥索上。
桥面的形状和尺寸根据实际需要进行设计，以适应不同的交通需求和特殊环境条件。
这三部分相互作用，共同构成了斜拉桥的整体结构，使得斜拉桥能够承载车辆和行人的重量，同时保持稳定和安全。
斜拉桥由于其独特的结构和美观的外观，在桥梁工程中被广泛应用。
斜拉桥设计概念及结构分析
图1 1820年Navier提出的斜拉桥系统
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总工办
一、斜拉桥概述
2 斜拉桥技术演变
Albert桥，采用斜拉索作为辅助
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一、斜拉桥概述
2 斜拉桥技术演变
斜拉桥的雏形在几百年前就出现过，以前采用竹子和绳子作为斜拉索，后来 在1617年意大利人fraustus verantius设计了采用眼杆铁链吊拉的桥梁。
1823法国著名的工程师Navier发表了采用锻铁 拉板加固桥面桥梁的研究结果，非常有趣的是 navier当时考虑了扇形和竖琴形两种系统的外 形，就是今天所说的密索体系。斜拉索体系是 非常现代的，而且是采用了地锚，如图1所示。
Navier "证明" 斜拉桥不安全应该选择悬索桥，这 些事故和科学论述阻碍了斜拉桥发展几乎接近一个 世纪。斜拉索只用于一些悬索桥靠近主塔的位置以 增加系统的刚度。
跨度超过800米，向着1000米以上发展，同时出现大量的多塔、矮塔和曲线斜拉 桥、板拉桥、斜拉桥组合体系。
从荷载分斜拉桥则发展为：人行桥、公路桥、水槽桥、各种管道桥、铁路桥和公 铁两用桥。
在20世纪的最后十年里，显然可以感受到缆索承重桥梁（斜拉桥、悬索 桥）领域内取得的巨大成就。
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2 斜拉桥技术演变
技术特色：8次超静定结构，钢板梁 斜拉索为扇形体系
号称为第一座现代化的斜拉桥
设计人：Dischinger
瑞典斯托洛姆桑特桥 1956年建成 74.7+182.6+74.7
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一、斜拉桥概述
2 斜拉桥技术演变
2.1 稀索体系的斜拉桥
斜拉桥的设计
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。
斜拉桥的结构形式、原理及发展
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。
斜拉桥的原理
斜拉桥的原理
斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，其主要原理是通过拉索的张拉力和桥塔的支撑力来实现桥梁的稳定和承载。
斜拉桥采用了一组倾斜的拉索，这些拉索通过索面连接到桥面，再通过桥塔的支撑将力传递到地基上。
拉索的角度和张拉力的大小，是根据桥梁设计的需求和要求来确定的。
在斜拉桥的建设过程中，拉索会被事先预应力引拉至设计要求的张力，以保证桥梁的稳定和安全。
拉索起到了桥面加载和传递荷载的作用，通过它们的张拉力，将桥面的重量和行车荷载转移到桥塔上，再由桥塔向地基传递。
桥塔的主要功能是承受拉索的张拉力和垂直向下的压力，并将这些力分散到地基上，确保桥梁的稳定和牢固。
斜拉桥的优势在于其结构简洁、自重轻、使用材料相对较少，同时也能跨越较大的跨度。
其独特的结构使得斜拉桥在工程实践中得到了广泛的应用，可以用于跨越河流、峡谷等地形复杂的区域，为交通运输提供了便利。
总的来说，斜拉桥通过拉索的张拉力和桥塔的支撑力来实现桥梁的稳定和承载。
它的独特结构和优势使得斜拉桥成为现代桥梁工程中重要的一种桥梁类型。
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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。
1．主缆
1）主缆的材料
2）主缆的类型
(1)钢丝绳主缆。
(2)平行丝股主缆。
3）主缆的制作
4）主缆的形式
5）主缆的截面组成
主缆常见的截面类型有由高强钢丝组成的圆形截面（图6-10a）和由钢丝绳组成的主缆其它截面如图6-10b、c，主缆的截面组成一般是由φ=5mm左右的镀锌钢丝组成的钢丝束股，然后再由若干束钢丝索股构成一根主缆
图6-10 主缆截面类型
2．吊索的结构
吊索是连接主缆和加劲梁的构件，它通过索夹把加劲梁悬挂于主缆上。
1）吊索的布置形式
吊索顺桥面布置形式一般有竖直布置和斜向布置两种，见图6-12。
图6-12 吊索顺桥面的布置形式
a)垂直布置；b)斜向布置
2）吊索的材料
现代悬索桥吊索一般采用镀锌钢丝绳或镀锌高强平行钢丝制作，少数小跨度悬索桥也有用刚性吊杆。
3）吊索与主缆及加劲梁的连接方式
(1)吊索与主缆的连接方式：可分为骑跨式(见图6-14a)和铰结式(见图6-14b)。
(2)吊索与加劲梁的连接方式常用的有锚头承压方式，见图6-15a和销接式图6-15b。
图 6-14 吊索与主缆连接
图 6-15 吊索与加劲梁连接
3．索夹
4．索鞍
5．加劲梁
1）加劲梁的主要功能
2）悬索桥加劲梁的主要结构形式
⑴钢板梁
⑵钢桁梁
⑶钢箱梁
⑷混凝土箱梁
6．加劲梁的布置
1）双铰加劲梁简支体系
2）连续加劲梁的连续体系
7．桥面
1）钢桥面
2）混凝土加劲梁桥面
（二）斜拉桥构造
预应力混凝土斜拉桥的拉索布置、塔柱型式和主梁截面是多种多样的。
介绍如下：1．拉索的布置
根据拉索在立面的不同布置方法，可以分为图6-21所示的四种形式。
1）辐射式
2）竖琴式
3）扇式
4）星式
2．塔柱
塔柱主要承受轴力，除柱底铰支的辐射式斜索布置外，也要承受弯矩。
塔柱的抗风稳定性就成为突出的问题。
3．主梁
斜拉桥常用的主梁形式，按静力体系有连续梁、悬臂梁和悬臂刚构等。
第二节悬索桥和斜拉桥的受力特点及设计要点
一．悬索桥和斜拉桥的受力特点
㈠悬索桥的受力特点
㈡斜拉桥的受力特点
二、悬索桥和斜拉桥的设计要点
㈠悬索桥设计要点
悬索桥的设计顺序一般可以分为两部分考虑，先考虑主缆及加劲梁的设计，然后根据已决定的主缆及加劲梁体系来考虑桥塔的设计。
1．加劲梁
⑴拟定悬索桥的形式，即采用单跨悬吊、还是三跨悬吊。
⑵根据桥位处地形及地质条件，选择边孔与主孔跨度比，以及初步决定主缆垂跨比。
⑶假定加劲梁的恒载及刚度，可参照已有类似跨度和规模的实桥数据来假定。
2．主缆
1）确定主缆的垂跨比。
2）参考既有类似跨度、规模、形式与垂跨比的悬索桥来初步假定主缆的钢丝索股数与每股的钢丝根数。
3．桥塔
首先确定桥塔的构架形式，桥塔的构架形式一般有门架式、具有多层横梁的刚架式以及具有一组或若干组交叉斜杆的桁架式。
各部分的截面尺寸可以参考已有类似的悬索桥来作初步的假设。
桥塔计算应根据主缆与加劲梁的结构体系来进行，对桥塔应考虑纵向应力和横向应力的影响。
同时应验算桥塔的稳定性。
（二）斜拉桥设计要点
1．结构几何尺寸的确定
2．整体静力分析
1）合理的成桥状态
2）静力分析计算成果
3．索塔分析计算
⑴截面强度计算
⑵索塔稳定性计算
索塔稳定性计算包括弹性稳定性计算和弯压稳定性计算。
⑶索塔锚固区局部应力计算
计算锚固区内最大主压应力和最大主拉应力，并控制其值满足规范要求。
4．桥面板受力计算
对桥面板进行配筋计算，控制配筋率符合相关规范规定。