斜拉桥概述
为什么有些桥梁需要斜拉桥设计？
为什么有些桥梁需要斜拉桥设计？一、斜拉桥结构简介斜拉桥是一种采用斜拉索支撑主梁的桥梁结构，其设计独特，具有一系列独特的优势。
斜拉桥通常由塔楼、拉索和主梁三部分组成。
塔楼作为桥梁的支撑点，将拉索与主梁连接起来。
拉索根据需要的张力，通过塔楼连接到主梁，使得主梁得以支撑。
二、延长主梁跨度的设计需求1. 跨越宽度需求：有些地区的桥梁需要跨越非常宽的河流或峡谷，传统的梁桥结构无法满足跨度的需求。
斜拉桥能够通过拉索的支撑，实现更大的跨度，解决了跨越宽度限制的问题。
2. 减少桥梁应力：梁桥结构在跨越较大距离时，会受到较大的应力。
而斜拉桥通过将主梁的荷载分散到斜拉索上，减少了主梁的受力情况，从而降低了主梁的应力，提高了桥梁的承载能力。
3. 美学设计需求：斜拉桥的设计不仅考虑到桥梁的功能，还注重桥梁的美学价值。
斜拉桥的斜拉索在桥梁上呈现出独特的形态，赋予了桥梁优雅、流线型的外观，成为了城市地标之一。
三、斜拉桥的优势与局限1. 结构稳定性：斜拉桥采用了三角支撑结构，使得整个桥梁结构更加稳定。
斜拉桥的主梁在受到荷载时，通过拉索将荷载传递到塔楼上，从而实现了力的平衡，增强了整个桥梁结构的稳定性。
2. 经济性：斜拉桥相比于其他桥梁结构，具有较低的建造成本和维护成本。
斜拉桥的斜拉索可以吸收桥梁的荷载，减少了主梁的材料使用量，降低了桥梁的建设成本。
同时，斜拉桥的维护也相对简单，更易于进行定期检查和维修。
3. 局限性：斜拉桥的设计需要考虑多方面的因素，如地震、风速等，以确保结构的稳定性。
斜拉桥对地基设施的要求也较高，需要保证塔楼的稳定性和承载能力，从而带来更多的施工和维护难度。
四、斜拉桥在世界各地的应用案例1. 若尔盖大桥（中国）：作为世界上跨度最大的斜拉桥之一，若尔盖大桥成功跨越了若尔盖河谷，成为了中国西部地区的标志性建筑。
2. 米尔顿马德斯桥（加拿大）：该桥位于加拿大多伦多市，是一座斜拉桥，不仅具有跨越能力，还有着独特的设计风格，成为多伦多的地标之一。
桥梁工程第14章 斜拉桥
对于大型桥梁, 除主桥部分为斜拉桥外, 往往还有引桥部分。 为改善斜拉桥结构的受力和变形, 可在边孔加设辅助墩。 但当桥 面标高高、边孔水深等原因使设臵辅助墩施工困难或造价较高时, 可采用外边孔的构造形式, 即将斜拉桥的主梁向前后两侧再连续 延伸一孔或数孔, 使斜拉桥的主梁与引桥的上部结构形成连续梁 形式( 实际已成为协作体系桥梁) 。 这样既可减少端锚索的应力集
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围内, 所以斜拉索的疲劳强度是边跨与主跨跨径允许比值的判断 标准。 当边跨与中跨之比为 0. 5 时, 可对称悬臂施工至跨中合龙, 施工方便。 但考虑到施工时长悬臂的稳定性以及提高成桥后的刚 度, 很多情况下边中跨径之比小于 0. 5, 使中跨有一段悬臂施工是 在有后锚的情况下进行。 大跨径斜拉桥为了减小中跨跨中挠度和 提高全桥的刚度, 常采用较小的跨比。 一般情况下, 双塔三跨式斜
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14. 2
总体布臵和结构体系
14. 2. 1 总体布臵 斜拉桥的总体布臵应与周围环境相协调, 并综合考虑经济与 安全、设计与施工、材料与施工机具、运营与管理及桥位处的地形、 地质、水文、气象、地震等因素, 应开展多方案比较, 以寻求经济合 理的最优方案。 斜拉桥的总体布臵主要解决索塔布臵、跨径布臵、斜拉索及主 梁的布臵、塔高与跨径的关系等问题。
梁为钢混凝土结合梁) 最大跨径可达 1 000 m。
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14. 1. 2
斜拉桥的特点
斜拉桥具有下列特点: ① 斜拉桥利用主梁、斜拉索、索塔三者的不同组合, 形成不同 的结构体系以适应不同的地形和地质条件。 ② 斜拉桥是索塔上用若干斜拉索支承起主梁以跨越较大障碍 的桥梁。 斜拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支承, 从而大大减少梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重力, 使桥梁的跨越能力 显著增大。
3.5.12.5.1斜拉桥概述
发展
稀索布置
2
第一阶段：稀索布置，主梁较高，主梁以受弯为主，拉索更换不方便。
中密索布置
2
第二阶段：中密索布置，主梁较矮，主梁承受较大轴力和弯矩。
密索布置
2
第三阶段：密索布置，主梁更矮，并广泛采用梁板式开口断面，主梁承受轴力为主，弯矩为辅。
受力
a图中给出了在荷载作用下三跨连续梁的弯矩分布图，
b图给出了在相同荷载作用下三跨斜拉桥的弯矩分布图， 我们不难看出，由于斜索的支承作用，使主梁恒载弯矩 显著减小。
在竖向荷载作用下， 主梁以受压为主， 索塔也是以受压为 主，斜索承受拉力。
美国P-K桥（L=299m, 1978年）
美国日照桥的防撞设施 （L=366m, 1987年）
挪威Skarnsundet桥(L=530m,1991 年) 于L1=0.66L2
两跨相等时，由于失去了边跨及端锚 索对主跨变形的约束作用，造成主跨 变形过大，因而这种形式较少采用。
多塔多跨式
（≥3塔）（ ≥4跨）
(a) 三塔四跨式斜拉桥 的变形
(b) 双塔三跨式斜拉桥 的变形
做中间刚 性塔
增加主梁 梁高
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拉索加劲 中间塔
斜拉桥又称斜张桥，是一种由主梁、索塔、和斜索组成的组合体系桥梁。 它的荷载传递路径是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和 车辆（准备小车）等其它荷载传至索塔，再通过索塔基础传至地基。
索塔
斜拉索
主梁
斜拉桥又称斜张桥，是一种由主梁、 索塔、和斜索组成的组合体系桥梁。
它的荷载传递路径是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆 （准备小车）等其它荷载传至索塔，再通过索塔基础传至地基
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桥梁工程第章-斜拉桥课件 (一)
桥梁工程第章-斜拉桥课件 (一)随着经济的发展和城市的不断扩大，桥梁工程的发展越来越重要。
而斜拉桥作为现代桥梁工程的代表之一，不仅在交通领域，还在建筑领域以及文化领域有着广泛的应用。
本文将针对桥梁工程第章-斜拉桥课件进行分析和解读。
1.斜拉桥的定义斜拉桥是一种能够横跨水域或山谷的桥梁结构。
它具有桥梁结构中最大的主梁跨度和最小的结构高度，同时还具有超大荷载力和足够的刚度。
斜拉桥的优点在于大跨径、美观、省材料、省劳动力、建造周期短、强度高、可避免拱桥由于温度变化引起的变形问题。
2.斜拉桥的构造斜拉桥由桥塔、主缆、斜拉索、吊杆、辅助梁和桥面系等组成。
其中，桥塔是斜拉桥的主要承重构件，它通过地基支承在河床上。
主缆是将载荷分配到塔上的重要力学构件，通常采用预应力钢绞线或钢索制成。
斜拉索是将主缆向两侧斜拉的力学构件，它能够防止主缆因自重和风荷载而发生下垂。
吊杆能够将桥面的荷载及其它载荷均匀地分配到主缆上。
辅助梁是用来增加桥面刚度和稳定性的结构构件。
3.斜拉桥的设计斜拉桥的设计考虑了多种因素，如设计荷载、最大跨径、地基和环境条件、初始预张力和承载能力。
设计工程师还会考虑到斜拉桥能够经受的风、水、雷击和振动等因素，其目的是保证桥梁的安全性和稳定性。
在斜拉桥的设计中，还要考虑桥梁的审美因素，如桥塔的造型和斜拉索的倾斜角等。
4.斜拉桥的应用斜拉桥广泛应用于公路和铁路交通，特别是在大河谷、海峡和海湾的跨越中，更具应用价值。
斜拉桥的美观性和性能能够满足人们的要求，既为城市美观增色，也为交通疏通起到了重要作用。
同时，斜拉桥还可以作为城市地标和旅游景点，成为人们观赏和拍照的好去处。
总之，斜拉桥作为现代桥梁工程的代表，其重要性不可忽视。
本文对桥梁工程第章-斜拉桥课件进行了分析和解读，希望能够对读者有所启发和帮助。
随着技术的不断进步和发展，我们相信斜拉桥的应用范围会更加广泛，同时也会对我们的城市和人类社会做出更大的贡献。
斜拉桥
多多罗桥890米，日本，1999年 多多罗桥890米，日本，1999年 该桥该桥位于日本的本州岛和四国岛的联络线上，主 跨890m。日本是一个多台风、多地震的国家。因此多多 890m。日本是一个多台风、多地震的国家。因此多多 罗大桥在抗风、抗震设计上要求很高. 罗大桥在抗风、抗震设计上要求很高.多多罗大桥的总投 资约11亿美元。 资约11亿美元。
诺曼底大桥856米，法国，1995年 诺曼底大桥856米，法国，1995年 诺曼底大桥守卫着法国北部塞纳河上的泥滩，看上去 像一个从混凝土桥塔上伸出的钢索所编成的巨大蜘蛛网。 这座斜拉桥的落成后（ 1995 年）堪称世界上同类桥梁 中极为壮观的一座。
杨浦大桥 602米，中国，1993 602米，中国，1993 杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的自行 设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。桥全长7658米， 设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。桥全长7658米， 主桥为双塔双索面钢筋混凝土和钢叠合梁斜拉桥结构。 大桥每天可解决5 大桥每天可解决5万辆车次过江，对上海的浦东开发和推 动上海城市建设具有重要意义。主桥及引桥照明采用柱式 灯具双排布置，主塔上设置航空障碍灯，钢梁上置航道灯， 既为夜间桥上下车辆、船只行驶安全，又美化大桥。
斜拉桥
一、什么是斜拉桥
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。
二、斜拉ห้องสมุดไป่ตู้的历史
七、斜拉桥的发展前景
斜拉桥发展趋势： 跨径会超过1000m； 跨径会超过1000m； 结构类型多样化、轻型化； 加强斜拉索防腐保护的研究； 注意索力调整、施工观测 控制及斜拉桥动力问题的研究。
斜拉桥简介分解
钻孔灌注桩
主墩基础采用钻孔灌注桩和箱形空心承台基础。 按照上部结构荷载以及船撞力的要求，桩基础需 要41根直径为2.5 m的钻孔灌注桩，桩底标高109.0 m，桩长为100 m。承台顶面标高6.3 m，考 虑到避免船舶直接撞击桩身的构造要求，根据船 撞力作用范围（参见船撞力研究成果表）以及最 低通航水位-1.46 m，确定底面标高-9.0 m，因此 承台设计为厚15.3 m的箱形空心承台；承台顶、 底板厚度均为4m，外壁厚度1.5 m，隔舱壁厚度 1 m， 隔舱大小为6.25³6.25 m；承台平面尺寸为 62.75³29.5 m的圆端形。
索塔
索塔为钢筋混凝土材料，呈倒Y形。塔柱分 上、中、下三段，上塔柱高89.396m，中塔 柱高146.692m，下塔柱高61.612m，总高 度297.700m，桥面以上高230.410m。塔柱 顺桥向宽度由塔顶的9m直线变化至塔底的 15m；横桥向塔顶宽8m，自上向下逐渐变 宽，中、下塔柱横向宽度由分叉点处的 5.5m直线变化至塔底的8m。采用矩形断面， 在外侧中部设置凹槽
斜拉索
钻孔灌注桩
水上钻孔灌注桩采用一般钻孔平台进行施工； 钻孔平台采用钢管桩（钢护筒）、桁架梁和型钢 等进行搭设，钢管桩（钢护筒）利用打桩设备进 行打设，钢管桩的倾斜率应控制在1％以内，平面 偏移应小于30cm。钢管桩（钢护筒）的打设宜选 择在平潮时进行，钢管桩（钢护筒）打设到位后 立即进行连接，增加其整体稳定性。搭设钻孔平 台的桁架梁和型钢等先用连接设备在岸上或施工 船舶上拼接成施工需要的长度，再利用吊装设备 吊装到位。陆地钻孔灌注桩施工根据施工荷载及 墩位地基承载能力，采用筑岛法或桩基平台法施 工。筑岛施工时筑岛面积应根据钻孔方法、钻孔 机具的大小等要求决定，筑岛高度应高出地面 0.5～1.0m，并需采取必要的排水措施。
斜拉桥
斜拉桥：cable-stayed bridge经过专家组验收及评议，世界最大跨径斜拉桥、连接南通市与苏州市的苏通长江公路大桥工程项目11日正式整体通过验收。
验收专家组一致认为，苏通大桥代表了当代中国桥梁建设技术最高水平。
西班牙在塞维利市建设的单侧索斜拉桥，是以1993年世界展览会的会标造型设计而成。
该桥的奇特造型给人以优美的印象，但由于它违背了斜拉桥结构受力的平衡原理，与拉索的平衡全部依靠塔后倾及塔下巨大基础承受，使整座桥造价极为昂贵，原计划建一座对称的孪生桥，后因经济原因没能实现。
又称斜张桥，是将桥面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。
斜拉桥作为一种拉索体系，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。
第一座现代斜拉桥始建于1955年的瑞典，跨径为182米。
目前世界上建成的最大跨径的斜拉桥为法国的诺曼底桥，主跨径为856米。
1993年建成的上海杨浦大桥是我国目前最大的斜拉桥，主跨径为602米。
斜拉桥发展趋势：跨径会超过10O0m；结构类型多样化、轻型化；加强斜拉索防腐保护的研究；注意索力调整、施工观测与控制及斜拉桥动力问题的研究。
16日上午11时18分，舟山连岛工程西堠门大桥第126段钢箱梁完成吊装、连接，至此，世界最长的钢箱梁悬索桥——西堠门大桥主桥宣告全线贯通。
西堠门大桥是连接舟山本岛与宁波的舟山连岛工程五座跨海大桥中技术要求最高的特大型跨海桥梁，主桥为两跨连续钢箱梁悬索桥，主跨1650米，是目前世界上最大跨度的钢箱梁悬索桥，全长在悬索桥中居世界第二、国内第一，但钢箱梁悬索长度为世界第一。
_斜拉桥简介
2014-1128
桥梁工程
三、拉索 拉索的构造
• 拉索构造分为整体安装的拉索和分散安装的拉索。 整体安装：平行钢丝索配冷铸锚。 分散安装：平行钢绞线索配夹片锚。 1.平行钢丝索配冷铸锚。
冷铸锚
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桥梁工程
采用镀锌高强钢丝，其标准强度不低于1600MPa，常采 用5或 7镀锌钢丝制造。 由于是在常温下浇铸填料，故称为“冷铸锚”
一、索塔的形式
美学观点 适合拉索布臵 传力简单，恒载作用下， 索塔尽可能处于轴心受压 状态。
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桥梁工程
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桥梁工程
二、塔的高跨比 索塔的高度决定着整个桥梁的刚度和经济性。 索对梁的支承刚度主要取决于索力的竖向分力V 和拉索的线刚度EA/l。 拉索锚点处荷载P作用下， 主梁下挠量：
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桥梁工程
• 斜拉桥属于高次超静定结构，包含较多的设计 变量，桥型方案和寻求合理设计较为困难。 • 现代斜拉桥的发展： 第一阶段：稀索布臵，主梁较高，主梁以受弯 为主，拉索更换不方便； 第二阶段：中密索布臵，主梁较矮，主梁承受 较大轴力和弯矩； 第三阶段：密索布臵，主梁更矮，并广泛采用 梁板式开口断面。
桥梁工程
2.索面形状 • 辐射形 斜拉索沿主梁均匀分布，而集中于塔顶一点。 优点：斜拉索与水平面交角大，故斜拉索的垂直分力对主 梁的支承效果也大。 缺点：但塔顶锚固点构造过于复杂。
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桥梁工程
• 竖琴形 斜拉索成平行排列。 优点：可简化与塔的连接构造，塔上锚固点分散，对 索塔的受力有利。
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桥梁工程
二、索塔
索塔的组成：
斜拉桥2
桥梁工程
索距的布置
可以分为“稀索”与“密索”：在早期的斜拉桥中都为 “稀索” (超静定次数少），现代斜拉桥则多为“密索”( 必 须利用电子计算机计算) 。
早期：稀索
拉索间距 现代：密索 混凝土达6m～12m 钢梁（或组合梁）斜拉桥达8m～16m 混凝土达15m～30m
钢斜拉桥达30m～50m
拉索倾角（边索）
2015/12/12
斜拉桥的种类 矮塔斜拉桥，又称部分斜拉桥。塔高较低，梁体刚度较大， 斜拉索对承载力的贡献相对较小。
多塔斜拉桥，具有两个以上索塔的斜拉桥。
混凝土梁斜拉桥，主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土结构 的斜拉桥。 钢梁斜拉桥，主梁与桥面板均为钢结构的斜拉桥。 组合梁斜拉桥，主梁为钢结构，桥面板为混凝土结构，主 梁与桥面板组合共同承载的斜拉桥。 混合梁斜拉桥，边跨的一部分或全部采用混凝土梁，主跨 的大部分或全部采用钢梁或组合梁的斜拉桥。
交工三班汪浩组
第一节
斜拉桥概述
一、斜拉桥 (cable-stayed bridge ) 的简介
定义： 由梁、索、塔三类构件组成的一种桥面体系以加 劲梁受压（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。
特点：与吊桥相比
它是一种自锚体系，不需昂贵的地锚基础；
防腐技术要求较低，还可在通车情况下换索； 刚度较大，抗风能力较好；
桥梁工程
1. 双塔三跨式 适用：跨越较大的河流、海口及海面；最常用，分对称式和 非对称式。
边跨L1与中跨L2之比： 一般宜为0.33～0.50 钢主梁宜为0.30 ～0.40;组合梁宜为0.40～0.50;混合梁 宜为0.30～0.45；混凝土主梁宜为 0.40～0.45。但在特殊的 地形条件下，可采用更小的跨径比或采用地锚式斜拉桥。
3.5 斜拉桥
三、完整的正装分析，利用施工阶段的未知荷载系数功能二次 调索，使最终阶段与成桥状态吻合。拉索力选体外力。
实例1 斜拉桥成桥阶段和施工阶段倒拆分析
注意：该实例缺少最后完整的正装分析、二次调索过程 。
“未知荷载系数” 功能求解拉索初拉力
图33有误：自重、二期恒载不应勾选。
实例2 斜拉桥成桥阶段和未闭合配合力正装分析
3. 悬臂施工法
从桥墩开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者 称悬臂浇筑施工，后者称悬臂拼装施工。 悬臂浇筑施工
悬臂拼装施工
4. 转体施工法
将桥体构件先在桥位处（岸边或路边及适当位置）进行预制，待混凝土 达到设计强度后旋转构件就位。
5. 顶推施工法
沿桥纵轴方向的后台设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将 预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁 体向前顶推出预制场地。之后继续在预制场地进行下一节段梁的预制， 循环操作至施工完成。
优点：每根拉索具有可能的最大倾角，斜拉力较小，减少拉索用钢量。 缺点：斜索集中锚固在塔顶，锚固困难，对索塔受力不利。
竖琴式（中、小跨径）
布置方式：斜索与塔柱联接点分散，斜索倾角相同。 优点：外形简洁美观，索塔连接构造易于处理，塔柱受力较有利。
缺点：斜索倾角较小，工作效率差，钢索用量较多。
扇式（较多，尤其大跨径）
2. 支承体系（半漂浮体系）
构造特点：
• 塔墩固结； • 塔墩上设置竖向支承； 优点： 减小纵向漂移。 缺点： 塔柱处主梁负弯矩很大；
使用：早期常用。
3. 塔梁固结体系
构造特点： 相当于斜索加强的连续梁。 优点： • 索塔弯矩小； • 主梁受力较均匀； • 整体升降温引起的结构温度应力较小。 缺点： • 结构刚度小，在荷载作用下变形比较大； • 需大吨位支座（可能为万吨级）。 使用：少用。
斜拉桥
斜拉桥的结构体系
漂浮体系
Ø 现代大跨度混凝土斜拉桥大多采用飘浮体系，如我 国的武汉长江公路桥、重庆长江二桥、铜陵长江大 桥、上海南浦大桥和杨浦大桥（钢—混凝土结合 梁）都采用漂浮体系 。
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斜拉桥的结构体系
漂浮体系——优点
Ø 全跨满载时，塔柱处主梁无负弯矩峰值。 Ø 主梁可以随塔柱的缩短而下降，所以温度、收缩和 徐变内力均较小。
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斜拉桥的结构体系
半漂浮体系——特点
Ø 由于主梁支承在桥塔的横梁上，整体刚度比漂浮体 系大。
Ø 这种结构体系中索塔对主梁的纵向水平约束刚度需 根据结构受力要求通过试算确定，一般约束刚度越 小，结构受到的水平地震作用也就越小，但顺桥向 的水平变形增大。 Ø 主梁内力在塔墩支点处产生急剧变化，出现了负弯 矩尖峰，通常须加强支承区段的主梁截面。
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斜拉桥的总体布置
主梁布置——非连续体系
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斜拉桥
Ø 概述 Ø 斜拉桥的总体布置 Ø 斜拉桥的结构体系 Ø 斜拉桥的构造 Ø 斜拉桥的计算理论与技术发展 Ø 大跨度斜拉桥的特点 Ø 大跨度斜拉桥面临的挑战与发展方向
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斜拉桥的结构体系
漂浮体系 梁与塔墩的连接方 连接方式 半漂浮体系（支承体系） 塔梁固结体系 刚构体系 自锚式 拉索的锚拉体系 地锚式 部分地锚式
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斜拉桥的结构体系
塔梁固结体系——优点
Ø 减小了塔墩弯矩和主梁中央段的轴向拉力。
Ø 主梁受力比较均匀，整体升降温引起的结构温度应 力较小。
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斜拉桥的结构体系
塔梁固结体系——缺点
Ø 结构的刚度小，在荷载作用下变形比较大；当中跨 布载时，主梁在墩顶处转角会使塔柱倾斜，显著增 大主梁跨中挠度和边跨负弯矩。
第二篇斜拉桥
稀索:主梁为弹性支承连续梁 中密索:弹性支承梁&承受较大轴向力 密索:承受强大轴向力,是一种压弯构件
斜拉桥旳分类
按主梁材料： 混凝土斜拉桥；钢斜拉桥；钢—混凝土结合 梁（叠合梁）斜拉桥；钢
按斜拉索和主梁参加受力旳百分比： 部分斜拉桥；一般斜拉桥
第二篇 斜拉桥
第一章 概述
第一节 概述
基本概念
斜拉桥，又称斜张桥，属组合体系 构成：主梁、拉索、索塔 主梁：轴向力（密索体系）、受弯（稀索体
系） 支撑体系：拉索（受拉），起主梁中旳弹性
支撑作用，明显减小主梁弯矩，减小截面尺 寸，增大跨径 索塔：受压
斜拉桥旳发展(国外)
17世纪 19世纪23年代，斜拉桥坍塌 20世纪30年代，Dischinger（德国），第
分离；塔梁墩固结
（四）主梁布置
非连续体系：三跨式斜拉桥，跨中设挂梁或铰
二、构造体系
1、墩塔固结，塔梁分离－漂浮体系
➢ 多点弹性支承旳单跨梁 ➢ 满载时墩柱处主梁不出现负弯矩峰值 ➢ 各截面变形、应力变化小，应力均匀 ➢ 温度、收缩、徐变内力较小 ➢ 悬臂施工时需临时固结（类似于连续梁桥） ➢ 横向约束能力差，需设置橡胶支座（用于
一座当代斜拉桥－－STomsund（钢主梁 ，1955），瑞典 德国：主跨260m，（Theoder Heuss） ，北莱茵河桥（钢斜拉桥） 早期斜拉桥特点：钢主梁、稀索
斜拉桥旳发展(国外)
1962年,委内瑞拉,马拉开波 桥,160+5*235+160m,第一座当代混凝 土斜拉桥,稀索
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
中铁大桥勘测设计院有限公司
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
中铁大桥勘测设计院有限公司
总工办
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。
中铁大桥勘测设计院有限公司
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
中铁大桥勘测设计院有限公司
总工办
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。
斜拉桥施工技术
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
索塔一般由塔座、塔（墩）柱、横梁等几部分组
成，根据索塔施工部位和施工工艺要求，索塔施 工主要有以下几个内容： 1、索塔起重设备的选用和安装布臵 2、钢筋及劲性骨架的加工安装 3、索塔模板系统施工 4、横梁支架施工 5、索塔拉（撑）杆的布臵
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
利用汽车轮渡和汽车吊组成的简易浮吊
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
3.水上施工平台
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
云万路采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
云万路采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
云万路整体拼装成型的钢围堰
四川川交路桥有限责任公司
第一层钢围堰悬挂拼接，并及时将吊点转换为精扎螺纹钢吊点。
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
巴南D9钢吊箱施工
四川川交路桥有限责任公司
Sichuan Road and Bridge (Group)
三、索塔施工技术
1、概况
索塔是现代斜拉桥和悬索桥的重要组成部分，特别是斜拉桥索塔，是桥梁 的主要受力构件，除自重引起的轴力外，还有水平荷载以及通过拉索传递给塔 的竖向荷载（活载）和水平荷载，索塔设有预应力锚固区，受力结构复杂，施 工技术难度大，相对于悬索桥索塔施工更复杂。 索塔在斜拉桥施工中有着重要的地位，塔高与跨径比一般为1:4时跨越效果 最好。从造价方面看，索塔占总造价的20％左右；从建设工期看，索塔施工约 占总工期的1/3。
任务14斜拉桥的概述
在双索面混凝土斜拉桥中，箱形截面的主梁常以分离 式的两个箱体各自锚固于斜索，两箱之间则以横梁和桥面 板连结。双箱梁的典型截面为倒梯形，如下图所示济南黄 河桥和武汉长江二桥 ：
泸州泰安长江大桥的单箱三室截面与分段现浇施工方案（单位 cm）
泸州泰安长江大桥主桥跨度208+270+35+30m，PC单箱 三室箱梁，PC索塔，不对称独塔双索面斜拉桥。单箱三室流 线形梁段，梁宽29.5m，梁高3m。顶板厚40~20cm，底板厚 70~25cm，腹板厚50~25cm，斜腹板厚23cm，斜拉索外侧 设宽度2.4m的人行道悬臂。梁顶设2%双向桥面横坡。主梁截 面宽高比B/h=9.833:1，高跨比h/L=1/90，跨宽比 L/B=9.153:1。
斜向双索面（海口世纪大桥）
2.索面形状 索面形状主要有3种基本类型，即放射 形、扇形和竖琴形。
放射形
竖琴形
扇形
PASCO-KENNEWICK（放射形）
竖琴形（西樵山桥）
扇形（海印桥）
根据力学观点，以放射形较优。原因是：(1) 斜索与水平面的平均交角较大，斜索垂直分力对 梁的支承效果较大，而对主梁产生的轴力较小； (2)因斜索的水平分力在塔顶基本平衡，塔的弯矩 较小。但放射形的斜索集中汇交于塔顶，塔顶构 造细节较为复杂。反之，竖琴形由于所有斜索的 倾角相同，锚固点结构可以单一化，塔上锚固点 的间距大，对索塔的受力有利。扇形布置则介于 两者之间，它的斜索垂直分力小于放射形但大于 竖琴形，而水平分力大于放射形小于竖琴形。塔 上锚固点的间距也同样介于放射形和竖琴形之间。
南京长江二桥钢箱梁截面
2180 2580 730500 1450 400 32800 32000 1500 2180 2580 1450 500730 400
斜拉桥
目前世界上跨度最大的斜拉桥是位于湖南省岳阳洞庭湖上的特大桥已经 在2017年3月胜利合龙。主桥长1290米，大桥结构设计形式新颖、施工技术难 度大，在国内外同类桥梁中享有四项世界第一。
跨越无限——古今桥梁艺术赏析
5.1 斜拉桥概述
斜拉桥的工作原理
此时运动员的工作状态，很能说明斜拉桥的工作 原理。
杠铃高度以下的双腿为桥墩，杠铃以上的身体为 塔，头部为塔冠。显然，双腿和身体承受了杠铃的压 力和身体本身的自重；双臂为斜拉钢索，处于伸拉状 态，承受杠铃给他的压力。再把杠铃看作桥面体系。 这样一来，不难看出，两者是很相似的。再细分一下， 在提起杠铃的同时，由于杠铃的重心与人体的重心离 开了一定距离，不在同一铅垂线上，因此杠铃对人体 又有一个偏心弯矩的作用；加上人体起杠铃时不能保 证绝对的平衡，因此杠铃会因摇摆而对人体产生扭曲 作用。所有这些过程
5.1 斜拉桥概述
斜拉桥定义
斜拉桥是一种用斜拉索直接将梁悬吊在塔柱上的桥梁，主要由主梁、索塔和斜拉索 三大部分组成。
法国的米洛大桥，伴随着塔、从塔上部成放射状张拉的钢索轻轻地将桥面提起，塔 柱最高处达343米，比巴黎艾菲尔铁塔还高，纤细高耸的桥塔让人看了都心惊胆颤，这 是一副十分壮观的画面！
跨越无限——古今桥梁艺术赏析
斜拉桥
跨越无限——古今桥梁艺术赏析
目錄
1 斜拉桥概述 2 斜拉桥的发展 3 斜拉桥的美
跨越无限——古今桥梁艺术赏析
5.1 斜拉桥概述
如果说前面所描述的三种类型的桥梁，即梁桥、拱桥和刚架桥体现 了传统的桥梁建筑风格，那么斜拉桥则是时代气息较为浓厚的桥梁类型。 中国桥梁界为译这种桥式的名称曾经有过一番争论。有人赞成称“斜 拉”，有人主张“斜张”，因为古时绷紧弓弦称为“张弓”。其实张和 拉都说得过去。大多数人习惯称斜拉桥，便约定俗成定下来了。
斜拉桥的认识
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。
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拉 优越性：
桥 1．跨越能力大； 概 2．具有良好的结构刚度和抗风稳定性； 述 3．依靠斜拉索的应力调整，能设计的很经济；
4．结构轻巧，适应性强；
5．利用斜拉索，发挥无支架施工的优越性。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 1、 双塔三跨式
桥 概
这是一种最常见的斜拉桥孔跨布置方式。由于它的主跨跨 径较大，一般可适用于跨越较大的河流。如下图所示。
直线形状，不发生大的位移，故斜拉桥整体刚度要比悬索桥
大的多。
桥 梁 工 程
一、斜拉桥的特点
斜 拉 桥 概 述
斜拉桥充分利用斜拉索的刚性，巧妙地将索与梁结合 桥
起来。因此，斜拉桥这一桥式属于梁式桥与悬索桥之间的 梁
大跨度桥梁，它可有效的用于1000—600m之间的跨度。
工 程
一、斜拉桥的特点
斜
根据以上特点，预应力混凝土斜拉桥具有下列显著的
拉 2、 独塔双跨式
桥
这也是一种常见的斜拉桥孔跨布置方式，如下图所示。
概 述
由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小，适用 于跨越中小河流和城市通道。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 2、 独塔双跨式 桥 概 述 独塔双跨式斜拉桥的主跨跨径L2与边跨跨径L1之间的比例关
系一般为L1＝（0.5—0.8）L2，但多数接近于L1＝0.66L2 。 国内资料统计为：
述
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 1、 双塔三跨式 桥
概 述
主跨跨径L2与边跨跨径L1之间的比例关系根据统计资料为： 钢斜拉桥：L1＝(0.40-0.45)L2；
其他斜拉桥：L1＝(0.33—0.50)L2；
一般接近于L1＝0.4L2 。
国内统计资料显示：
上海杨浦大桥(钢)：L2＝602m，L1＝243m，L1＝0.40L2； 武汉长江二桥(混凝土)：L2＝400m，L1＝l80m，L1＝0.45L2；
反之，竖琴形由于所有斜索的倾角相同，锚固点结构可以单 一化，塔上锚固点的间距大，对索塔的受力有利。
扇形布置则介于两者之间，它的斜索垂直分力小于放射形但
大于竖琴形，而水平分力大于放射形小于竖琴形。塔上锚固 桥
桥
梁
工
单索面（钱江三桥）
程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥
梁
工
斜向双索面（海口世纪大桥）
程
二、斜拉桥的总体布置
斜
三索面（天兴洲大桥）
拉
桥
概
述
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （二）斜索布置
拉 2、索面形状 桥
概 述
索面形状主要有3种基本类型，即放射形、扇形和竖琴形。
放射形
竖琴形
扇形
重庆石门桥(混凝土)：L2＝230m，L1＝200m，L1＝0 .87L2；
广东南海西樵桥(混凝土)：L2＝125m，L1＝110m，L1＝0.88L2；
武汉汉水月湖桥(混凝土)：L2＝232m，L1＝138m，L1＝
0.59L2 ；
桥
梁
工
程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥 梁 工 程
重庆石门嘉陵江桥
桥 梁 工 程
一、斜拉桥的特点
斜
从其力学特性分析，与传统的梁式桥比较，斜拉桥除
拉 斜拉索的水平分力所产生的轴向力影响外，大体上具有弹性
桥 支承连续梁的性能；和悬索桥相比，作用在斜拉桥主梁上的
概 荷载通常是由锚固点直接传给斜拉索的；预应力混凝土斜拉
述 桥更能充分发挥材料的性能；斜拉桥中，因斜拉索被张拉成
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥
梁
工
PASCO-KENNEWICK（放射形）
程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥
梁
工
竖琴形（西樵山桥）
程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥 梁 工 程
扇形（海印桥）
二、斜拉桥的总体布置
斜 根据力学观点，以放射形较优。原因是： 拉 (1)斜索与水平面的平均交角较大，斜索垂直分力对梁的支承 桥 效果较大，而对主梁产生的轴力较小； 概 (2)因斜索的水平分力在塔顶基本平衡，塔的弯矩较小。但放 述 射形的斜索集中汇交于塔顶，塔顶构造细节较为复杂。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔
桥 梁 工 程
三塔四跨式（洞庭湖大桥）
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 3、三塔四跨式和多塔多跨式 桥 在必须采用多塔多跨式斜拉桥时，可将中间做成刚性索塔， 概 或用拉索对中间塔顶加劲，如香港汀九大桥。 述
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 1、 双塔三跨式 桥
概 述
解决较大应力幅产生疲
劳问题的办法：使边跨伸出一
悬臂端(端支点内移)，由此对
端支点产生预压，减小端支点
上抬倾向，以减小端锚索的应
力幅。如下图所示的武汉长江
二桥就是这样做的。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 1、索面布置
桥
从力学角度来看，采用单索面时，拉索对抗扭不起作用。
概 述
因此，主梁应采用抗扭刚度较大的截面。采用双索面时，作 用于桥梁上的扭矩可由拉索的轴力来抵抗，主梁可采用较小
抗扭刚度的截面。至于斜向双索面，它对桥面梁体抵抗风力
扭振特别有利。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
一、斜拉桥的特点
斜
斜拉桥是由主梁、塔柱和斜拉索三部分组成的一种组
拉 合体系结构。
桥
利用由塔柱伸出的斜拉索为钢筋混凝土主梁的弹性支
概 承，以代替中间支墩，借以降低主梁的截面弯矩，减轻自
述 重，显著得增大了跨越能力。
同时，斜拉索拉力的水平分力对主梁起着轴向预应力 作用，可以增强主梁的抗裂性能，节减了主梁高强钢材的 用量。
桥 梁 工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥
梁
工
多塔多跨式（Millau Viaduct）
程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （二）斜索布置
拉 1、索面布置
桥 概 述
索面布置一般有3种类型，即单索面、竖向双索面和斜 向双索面。
单索面
双索面
斜向双索面 桥
梁
工 程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （二）斜索布置
二、斜拉桥的总体布置
斜 拉 桥 概 述
桥
武汉汉水月湖桥
梁 工
程
二、斜拉桥的总体布置
斜 （一）孔跨布置
拉 3、三塔四跨式和多塔多跨式 桥 概 述 斜拉桥很少采用三塔四跨式或多塔多跨式，因为中间塔顶没
有端锚索来有效地限制它的变位。因此，柔性结构的斜拉桥 或悬索桥采用多塔多跨式将使结构柔性进一步增大，随之而 来的是变形过大。