斜拉桥梁简介及发展趋势

大跨度桥梁——斜拉桥

专业：岩土与地下工程

班级：10-1班

姓名：卢雪东

学号：20101792

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。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

索塔主要是承压，斜拉索受拉，梁体主要承受弯矩，外荷载主要由主梁和斜拉索承受，并由斜拉索将受力传递给索塔。

主梁由一根根拉索拉起，等于在梁内设置了许多支撑点，可以将其看作由拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁，这种结构能够非常有效的减小梁体内弯矩，从而降低主梁的高度，减轻结构重量，节省建筑材料，有利于斜拉桥向大跨度方向发展。主梁常见的截面形式有：板式截面和箱形截面。主梁截面选取主要由斜拉索的布置形式和抗风稳定性情况所决定。板式截面的主梁构造简单，施工方便，一般适用于双索面斜拉桥。箱形截面梁有抗弯、抗扭刚度大、收缩变形较小等特点，能适应许多不同形式的拉索布置，对悬臂施工非常有利，而且可以部分预制、部分现场浇筑，为施工方案提供了多种选择，因此箱形截面主梁逐渐成为现代斜拉桥中经常采用的形式。另外，主梁按材料可以分为：预应力混凝土梁、刚—混凝土组合梁、钢主梁和混合式梁斜拉桥相对悬索桥有较大的刚度，在抵抗风载、地震、竖向活载的作用方面有优势

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，也是我国大跨径桥梁最流行的一种桥型。目前为止我国建成或正在施工的斜拉桥共有30余座，仅次于德国、日本，而

居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。

按照交通功能分类根据桥梁建造的使用目的，可以分为公路斜拉桥，铁路斜拉桥，人行斜拉桥，斜拉管道桥，斜拉渡槽等，有时在一座桥上这些功能是兼而有之的，如公铁两用桥，现在越来越多的斜拉桥都同时通行管道（输送水。液化气。电缆等）；按照梁体材料分类有钢桥、混凝土桥、迭合梁桥。复合梁桥、组合梁桥；按照塔的数量分类有单塔、双塔、多塔；按照索面不知形式分类索的布置：面外——单面索、双面索、多面索、空间索，单索面应用较少，因为采用单索面是拉索对结构抗扭不起作用，主梁需要采用抗扭刚度大的截面。采用双索面时，拉索的轴力可以抵抗较大的扭矩，所以主梁可以采用抗扭刚度较小的截面，而且双索面对桥体抵抗风力扭振非常有利，因此双索面在大跨度斜拉桥中已经成为主要的形式；按照主梁和塔的连接形式分类有悬浮体系，半悬浮体系，塔梁固结体系，刚构体系等。

斜拉桥的主要特征据资料反映已存在于l 8世纪和l9世纪的设计中，所以这种结构体系并不是20世纪的发明，虽然我们将它发展起来，但这种结构体系的滥觞，我们应追溯到更早的时期。老挝和印度尼西亚的爪哇岛上很早就有原始的竹制斜拉桥，古埃及的海船上也出现过用绳索斜拉的工作天桥等等，这些结构中所具有的斜拉桥特征已明晰可见。

（二）斜拉桥的发展历史

斜拉桥的发展历史悠久，1617年，威尼斯建筑大师福斯图斯·费

尔安蒂翁斯在达尔玛提亚出版的一部著作中发现了第一座用斜拉索

吊拉的桥梁，近似于悬索桥和斜拉桥的混合结构。1784年，德国人伊曼努尔·勒舍尔(Loseher)设计了一种木制的悬带结构，它已经具备了斜拉桥“自身锚固”的所有特征。1817年，英国人雷德帕斯(Redpath)和布朗(Brow）建造了皇家草场桥，该桥跨径约为33米，它用斜向拉杆连接在铸铁的塔架上。1824年，在德国的尼恩堡(Nienbm'g)建造跨越萨勒河的斜链条桥，跨径78米。1873年，·英国泰晤士河上修建了以斜拉为主的艾尔伯特(Albert)桥。1926年，由西班牙工程师托罗加(Totojr)设计，修建于西班牙古尔达勒特(Guadalete)河上的第一座钢筋混凝土斜拉结构腾普尔(Temp~)渡槽，是引人注目的结构物，它的中孔为57．3米，设有两个铰结构。在以上二、三十年的时间里，斜拉桥经历了—个由缆索悬吊体系到悬吊——斜拉混合体系再到单

纯斜拉自锚体系的发展过程。这个时期斜拉桥发展非常缓慢，主要因当时没有高强材料，斜拉索易于松弛，对复杂的超静定结构缺乏计算分析手段，往往这类结构建成不久就因整个体系松弛，造成很大变形和破坏，导致事故的发生。如1824年修建的跨越萨勒河的斜拉链条桥，在1 825年由于一次火炬游行而致垮塌，造成5O人丧生的悲剧。还有19世纪20年代，纳维叶(Navier)作了斜拉结构破坏原因的分析并得出结论，其结论之一就是吊桥优于斜拉桥。这些都对斜拉桥的发展起了阻碍作用，在以后的一段时间里，斜拉桥的修建很少，它的发展基本上处于停滞状态。

第二次世界大战以后，由于钢材的短缺，促使人们对桥型做重新

的思考和研究。德国人狄辛格尔(F·Disehinger)首先认识到了斜拉桥结构体系的优越性，并大力加以提倡，他在1949年，发表了对斜拉桥结构研究的成果，这对德国乃至整个世界的桥梁界都有触动。他指出对斜拉索必须施加足够的应力来消除长索自重垂度带来的柔度影响，借以使梁体的变形保持在较低的水平上。1955年建成了世界上第一座现代化的斜拉桥——斯特罗姆桑特(Stromsund)桥，该桥是德国一家钢结构公司在瑞典建成的。时隔不久，在德国建造了两座大跨度的钢斜拉桥，它们是杜塞尔多夫(Dusseldorf)北桥和科隆的塞维林(Severin)桥，巩固了现代斜拉桥的地位。值得一提的是，这两座桥的主梁是使用了正交异性钢桥面板的钢箱梁，后者还是世界上第一座非对称式钢斜拉桥。1957年第一座混凝土斜拉桥出现了，但跨径仅为17．53米+51．9米+17．53米，它可以看作是5年后建成的马拉开波(Maracaibo)桥的试验桥，以次为起点，揭开了混凝土斜拉桥建设的序幕。1962年在委内瑞拉建成的马拉开波(Maracaibo)桥是一座大型的桥梁，全长8．85公里，其中混凝土斜拉桥部分为160米+5 x 236米+160米。同时，60年代还修建了法国的东兹尔(Donzere)斜拉桥，前苏联基辅的第聂伯尔(Dnjper)斜拉桥，以及意大利罗马的马格里那(M=suaIla)斜拉桥。

进入20世纪70年代后，预应力混凝土斜拉桥大量兴起，如1977年法国建成的普鲁东(Brotonne)桥，西班牙修建了Luna斜拉桥等。到了90年代，斜拉桥的跨度不断被创新，如挪威的斯卡恩圣特(Skamsundet)桥、日本的名港东、名港中央和名港西大桥、法国的诺