斜拉桥简介
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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，端锚索对主梁受力 至关重要。
钢构体系
1.漂浮体系主梁除 两端有支座外，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。
3.斜拉索锚具构造
热铸锚
墩头锚
热铸锚
冷铸墩头锚
夹片式群锚
墩头锚
4.拉索的布置形式
单索面
倾斜双索面
竖直双索面
多索面
拉索的平面布置形式：竖琴形、扇形、半扇形。
a）竖琴形
b）扇形
3.斜拉索的间距
稀索 密索 c）半扇形
（三）索塔的构造与尺寸
纵向造型
1.索塔的造型
横向造型
2.索塔的尺寸布置 1）主塔的高度H：主梁与主塔交界处以上的有效高度。 2）塔柱的截面形式
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。
简支挂梁
主梁连续体系
主梁非连续体系
（三）塔、梁、墩之间的不同结合关系
1.塔墩固结、塔梁分离——漂浮体系
2.塔墩固结、塔梁分离但塔墩处主梁下 设竖向支座——半漂浮体系 3.塔梁固结、塔墩分离——塔梁固结系 4.主梁、索塔、桥墩三者互为固结——钢构体系
漂浮体系
半漂浮体系
塔梁墩 的不同结合
塔梁固结体系
4.梁、塔、墩成为多 点弹性支撑的刚构， 这种体系优点是刚 度大，主梁和塔柱 的挠度均较小，不 需大吨位支座，最 适合悬臂施工。但 超静定次数高，解 决温度附加内力是 关键。必须在跨中 设置可纵向 伸缩的铰缝或挂孔。 采用双薄壁型柔性 墩是一种减小桥墩 抗对刚度的方法。
广州海印桥
协作体系 斜拉桥
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。
协作体系 部分斜 多塔 斜拉桥 拉桥 斜拉桥 改变塔柱高度和斜拉索 远离索塔的主梁由 除边塔外，中塔均没有 的初张力，可以改变拉 于拉索倾角很小， 端锚索的锚固作用，活 索与主梁承担的外荷载 支撑效率低，将主 载下塔柱向荷载作用跨 比例关系。塔柱较低时， 梁与变截面连续梁 弯曲，使荷载跨主梁挠 斜拉索只承担部分荷载， 或连续钢构相连， 度和弯矩大增。控制塔 其他荷载仍由主梁承担， 利用连续梁的负弯 顶水平位移和提高全桥 这就是部分斜拉桥。也 矩卸载作用减少远 刚度的同时保证温差下 城矮塔斜拉桥，国外也 离塔柱处主梁的负 主梁的自由伸缩式关键。 弯矩。 将斜拉索称超剂量预应 力。
青州闽江桥
法国的Brotonne桥
3.塔梁固结并支撑在桥墩 上，主梁相当于顶面用拉 索加强的一根连续梁或悬 臂梁。使主梁与塔柱间的 次内力减小或消除。缺点 是中跨满载时主梁在 塔墩处的转角导致塔顶产 生较大的水平位移。显著 曾大主梁的跨中挠度和边 跨的负弯矩，这使得拉索 体系提高结构刚度的效果 很差，主梁多采用梁高较 高的箱型界面。并且需要 很大吨位的支座，限制了 大跨度桥梁上的应用。此 外，结构动力特性也不理 想。
其他体系 斜拉桥 部分 斜拉桥 多塔 斜拉桥
三、斜拉桥的构造
（一）跨径布置
根据具体情况考虑全桥刚度、拉索疲劳强度、锚固墩 承载能力、地形条件、通航要求、经济条件、景观因 素等。
Hale Waihona Puke Baidu
（二）斜拉索的构造与布置
1.钢索的主要类型：封闭式钢缆、平行钢筋索、平 行钢丝索、钢绞线索。 2.斜拉索的防护构造：钢丝的防护、拉索的防护、 拉索的防撞。
整体分析
静力分析 局部分析 1.斜拉桥的分析 稳定性分析 抗风分析 动力分析 抗震分析
几何非线性
非线性因素
材料非线性 混凝土收缩徐变 2.内力计算的基本要素 温度影响
活载内计力算
力学概念方法
2.斜拉索合理索力的确定
优化方法
3.塔、梁、索截面计算 4.斜拉桥的稳定分析 风力静态的效应 5.斜拉桥的抗风问题 风力动态的效应 斜拉桥的风振及减振措施
2）塔柱的截面尺寸：考虑塔柱受力、锚固区构造、 张拉设备所需空间等因素。
3.斜拉索的锚固区构造
1.实心塔柱的交叉锚固 2.空心塔柱上的对称锚固
塔柱上直接锚固
钢锚梁锚固
钢锚箱锚固
（四）主梁的构造与截面尺寸
1.主梁的横截面布置
主梁高度
2.主梁的截面尺寸
主梁宽度 横梁
3.斜拉索与主梁的锚固构造
四、斜拉桥的设计计算
欢迎批评指正
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，端锚索对主梁受力 至关重要。
钢构体系
1.漂浮体系主梁除 两端有支座外，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。
3.斜拉索锚具构造
热铸锚
墩头锚
热铸锚
冷铸墩头锚
夹片式群锚
墩头锚
4.拉索的布置形式
单索面
倾斜双索面
竖直双索面
多索面
拉索的平面布置形式：竖琴形、扇形、半扇形。
a）竖琴形
b）扇形
3.斜拉索的间距
稀索 密索 c）半扇形
（三）索塔的构造与尺寸
纵向造型
1.索塔的造型
横向造型
2.索塔的尺寸布置 1）主塔的高度H：主梁与主塔交界处以上的有效高度。 2）塔柱的截面形式
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。
简支挂梁
主梁连续体系
主梁非连续体系
（三）塔、梁、墩之间的不同结合关系
1.塔墩固结、塔梁分离——漂浮体系
2.塔墩固结、塔梁分离但塔墩处主梁下 设竖向支座——半漂浮体系 3.塔梁固结、塔墩分离——塔梁固结系 4.主梁、索塔、桥墩三者互为固结——钢构体系
漂浮体系
半漂浮体系
塔梁墩 的不同结合
塔梁固结体系
4.梁、塔、墩成为多 点弹性支撑的刚构， 这种体系优点是刚 度大，主梁和塔柱 的挠度均较小，不 需大吨位支座，最 适合悬臂施工。但 超静定次数高，解 决温度附加内力是 关键。必须在跨中 设置可纵向 伸缩的铰缝或挂孔。 采用双薄壁型柔性 墩是一种减小桥墩 抗对刚度的方法。
广州海印桥
协作体系 斜拉桥
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。
协作体系 部分斜 多塔 斜拉桥 拉桥 斜拉桥 改变塔柱高度和斜拉索 远离索塔的主梁由 除边塔外，中塔均没有 的初张力，可以改变拉 于拉索倾角很小， 端锚索的锚固作用，活 索与主梁承担的外荷载 支撑效率低，将主 载下塔柱向荷载作用跨 比例关系。塔柱较低时， 梁与变截面连续梁 弯曲，使荷载跨主梁挠 斜拉索只承担部分荷载， 或连续钢构相连， 度和弯矩大增。控制塔 其他荷载仍由主梁承担， 利用连续梁的负弯 顶水平位移和提高全桥 这就是部分斜拉桥。也 矩卸载作用减少远 刚度的同时保证温差下 城矮塔斜拉桥，国外也 离塔柱处主梁的负 主梁的自由伸缩式关键。 弯矩。 将斜拉索称超剂量预应 力。
青州闽江桥
法国的Brotonne桥
3.塔梁固结并支撑在桥墩 上，主梁相当于顶面用拉 索加强的一根连续梁或悬 臂梁。使主梁与塔柱间的 次内力减小或消除。缺点 是中跨满载时主梁在 塔墩处的转角导致塔顶产 生较大的水平位移。显著 曾大主梁的跨中挠度和边 跨的负弯矩，这使得拉索 体系提高结构刚度的效果 很差，主梁多采用梁高较 高的箱型界面。并且需要 很大吨位的支座，限制了 大跨度桥梁上的应用。此 外，结构动力特性也不理 想。
其他体系 斜拉桥 部分 斜拉桥 多塔 斜拉桥
三、斜拉桥的构造
（一）跨径布置
根据具体情况考虑全桥刚度、拉索疲劳强度、锚固墩 承载能力、地形条件、通航要求、经济条件、景观因 素等。
Hale Waihona Puke Baidu
（二）斜拉索的构造与布置
1.钢索的主要类型：封闭式钢缆、平行钢筋索、平 行钢丝索、钢绞线索。 2.斜拉索的防护构造：钢丝的防护、拉索的防护、 拉索的防撞。
整体分析
静力分析 局部分析 1.斜拉桥的分析 稳定性分析 抗风分析 动力分析 抗震分析
几何非线性
非线性因素
材料非线性 混凝土收缩徐变 2.内力计算的基本要素 温度影响
活载内计力算
力学概念方法
2.斜拉索合理索力的确定
优化方法
3.塔、梁、索截面计算 4.斜拉桥的稳定分析 风力静态的效应 5.斜拉桥的抗风问题 风力动态的效应 斜拉桥的风振及减振措施
2）塔柱的截面尺寸：考虑塔柱受力、锚固区构造、 张拉设备所需空间等因素。
3.斜拉索的锚固区构造
1.实心塔柱的交叉锚固 2.空心塔柱上的对称锚固
塔柱上直接锚固
钢锚梁锚固
钢锚箱锚固
（四）主梁的构造与截面尺寸
1.主梁的横截面布置
主梁高度
2.主梁的截面尺寸
主梁宽度 横梁
3.斜拉索与主梁的锚固构造
四、斜拉桥的设计计算
欢迎批评指正