斜拉桥
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。
斜拉桥原理
斜拉桥原理斜拉桥是一种利用斜拉索来支撑桥梁结构的特殊桥梁形式。
它的设计原理是通过斜拉索将桥面的荷载传递到桥墩上，从而实现桥梁的稳定和安全。
斜拉桥的设计和建造需要考虑许多因素，包括桥梁跨度、荷载、斜拉索的布置和张力等。
在本文中，我们将深入探讨斜拉桥的原理，以及它在桥梁工程中的应用。
首先，让我们来了解一下斜拉桥的结构特点。
斜拉桥通常由桥面、桥塔和斜拉索组成。
桥面承载车辆和行人的荷载，桥塔则起到支撑和稳定的作用，而斜拉索则连接桥面和桥塔，承担着荷载传递的重要任务。
斜拉索的布置和张力的调节对于桥梁的稳定性和安全性至关重要。
通过合理设计和施工，斜拉桥可以实现大跨度、大荷载的要求，成为现代桥梁工程中的重要形式之一。
斜拉桥的原理主要是利用斜拉索来传递桥面荷载到桥塔上。
斜拉索呈一定角度与桥面相交，通过张力将桥面的荷载传递到桥塔上，从而使桥梁保持稳定。
在设计斜拉桥时，工程师需要考虑斜拉索的数量、位置、张力等因素，以确保桥梁的安全性和稳定性。
此外，斜拉桥的桥塔也需要经过精密计算和设计，以承受来自斜拉索的复杂力学作用。
斜拉桥在桥梁工程中有着广泛的应用。
它可以实现大跨度、大荷载的要求，适用于河流、湖泊、海峡等跨越水体的场合。
与悬索桥相比，斜拉桥的主梁结构更为灵活，可以适应更多变化的场地条件。
因此，在现代桥梁工程中，斜拉桥成为了跨越水域的重要选择，例如著名的金门大桥、东京湾大桥等都采用了斜拉桥的结构形式。
总的来说，斜拉桥是一种利用斜拉索来支撑桥梁结构的特殊形式，它的设计原理是通过斜拉索将桥面的荷载传递到桥塔上，从而实现桥梁的稳定和安全。
斜拉桥在桥梁工程中有着广泛的应用，可以实现大跨度、大荷载的要求，适用于跨越水域的场合。
通过合理的设计和施工，斜拉桥成为了现代桥梁工程中的重要形式之一，为人们的出行和交通运输提供了便利。
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。
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
1
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
2
3
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
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！
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。
结构设计知识：结构设计中的斜拉桥原理
结构设计知识：结构设计中的斜拉桥原理斜拉桥是一种采用钢索拉拔承载荷载的桥梁结构，是桥梁工程中一种非常常见的结构形式。
其大跨度、美观、安全、经济的特点，使得斜拉桥成为了现代化城市中最具有标志意义的建筑之一。
1.斜拉桥的定义斜拉桥是一种悬臂式桥梁结构，其主跨在一侧支撑，另一侧通过斜拉索将荷载传递到支撑侧。
斜拉索与主梁之间以倾角拉伸，使得主梁受力形成压弯、斜拉索受力形成拉伸，从而达到桥梁结构整体的稳定。
2.斜拉桥的原理（1）力学原理：斜拉桥的传力方式为张索承载，传递的力主要集中在索的上沿，支点处受力的剪力、正弯矩、剪力与正剪力的作用远小于横梁的。
同时，也避免了对斜拉索产生任何的损伤。
（2）优点：斜拉桥主跨悬空，岸塔占用地面较小，有利于提高航道和涉水公路的通行条件。
（3）视觉效果：斜拉桥在结构性上和造型美观上都表现良好，有时候设计师的创意在构造中受较小影响，以达到更好的视觉效果。
3.斜拉桥的结构形式（1）桥面梁：一般采用钢结构桁架梁、钢箱梁桥、钢混合结构。
斜拉桥采用桁架梁结构时，高强度钢材的使用量越来越大，优点是自重可控，安装高效、需要空间小等。
（2）索：斜拉桥使用的索材料一般是钢材，经过拉伸后可以达到较大的抗弯能力。
索一般分成主索和斜拉索两种，其中主索是跨越主桥墩的长索，通过桥墩支撑节点和钢支座进行传力；斜拉索则是连接主索和桥面梁，起到将荷载转移至主梁的作用。
（3）塔：斜拉桥中的塔起到支撑主索、斜拉索的作用，是斜拉桥中非常重要的组成部分。
塔的数量以两个为基本单位，每个塔都有稳固的支撑基础，可以承受相应的荷载。
（4）锚固：索以特制的锚固方式固定在主梁和塔上，固定具有可拆卸性和可调节性，方便调整索的张拉度和锚固位置。
4.斜拉桥的设计原则（1）主跨采用大跨度，力度平衡的设计原则，塔和索的高度要使斜拉力的夹角较大，达到均衡受力。
（2）合理分配斜拉索的长短，使得受拉索、主索、撑杆处于最佳受力状态。
（3）锚固点的布置应使得索材料受力均匀，防止应力集中而产生的材料劣化和疲劳断裂。
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。
斜拉桥简单原理
斜拉桥简单原理
斜拉桥是一种常见的桥梁结构，它通过斜拉索将桥面与桥墩连接起来，形成了独特的结构形式。
斜拉桥的设计原理相对简单，但是其在现代桥梁工程中的应用非常广泛，具有较高的经济性和美观性。
下面我们来简单了解一下斜拉桥的原理。
首先，斜拉桥的主要构成部分包括桥面、斜拉索和桥墩。
桥面是供车辆和行人通行的部分，斜拉索则是连接桥面和桥墩的重要组成部分。
桥墩则是支撑整个桥梁结构的基础。
斜拉桥的原理就是通过斜拉索将桥面悬挂在桥墩上，从而形成跨越河流或其他障碍物的通道。
其次，斜拉桥的设计原理是基于力学原理的。
斜拉索通过受力分析，可以使桥面受力更加均匀，减小了桥面的自重，从而减小了桥梁结构的成本。
斜拉桥的设计原理还考虑了桥面在承载车辆和行人时的变形情况，使得桥梁在使用过程中更加安全可靠。
另外，斜拉桥的设计原理还包括了对风荷载的考虑。
由于斜拉桥的桥面较为轻盈，对风的抗拔能力要求较高。
因此，在斜拉桥的设计中，需要考虑风荷载对斜拉索和桥面的影响，采取相应的措施来增强桥梁的稳定性和安全性。
总的来说，斜拉桥的设计原理是基于力学原理和结构工程原理的。
通过合理的斜拉索布置和桥面结构设计，使得斜拉桥具有了较高的承载能力和良好的风荷载抗拔能力。
斜拉桥不仅在桥梁工程中得到了广泛的应用，而且在城市建设中也成为了一种重要的交通设施。
希望通过本文的简单介绍，大家对斜拉桥的设计原理有了更深入的了解。
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。
斜拉桥的受力分析与优化设计
斜拉桥的受力分析与优化设计斜拉桥作为一种现代桥梁结构形式，以其独特的造型和出色的跨越能力在交通工程中占据着重要的地位。
为了确保斜拉桥的安全性、稳定性和经济性，对其进行准确的受力分析和合理的优化设计至关重要。
一、斜拉桥的结构组成斜拉桥主要由索塔、主梁和斜拉索三大部分组成。
索塔是整个桥梁的支撑结构，承受着来自斜拉索和主梁的巨大竖向和水平荷载。
主梁通常采用钢梁或混凝土梁，负责承担车辆和行人的重量，并将荷载传递给斜拉索和索塔。
斜拉索则是连接索塔和主梁的关键部件，通过受拉来提供支撑力，使主梁能够跨越较大的距离。
二、斜拉桥的受力特点斜拉桥的受力情况较为复杂，其荷载主要包括自重、车辆荷载、风荷载、温度荷载等。
在这些荷载的作用下，斜拉桥的各个部分协同工作，共同承受和传递力。
索塔主要承受压力和弯矩。
由于斜拉索的拉力作用，索塔会产生较大的竖向压力。
同时，风荷载和主梁传递的水平力会使索塔产生弯矩，这就要求索塔具有足够的强度和稳定性来抵抗这些内力。
主梁在承受自重和车辆荷载的同时，还受到斜拉索的竖向分力和水平分力的作用。
竖向分力提供了主梁的支撑力，水平分力则对主梁产生轴向压力或拉力，影响主梁的受力状态。
斜拉索是受拉构件，其拉力的大小和方向取决于索塔和主梁的相对位置以及荷载的分布情况。
在荷载作用下，斜拉索的拉力会发生变化，从而影响整个桥梁的受力平衡。
三、斜拉桥的受力分析方法为了准确分析斜拉桥的受力情况，通常采用有限元分析方法。
这种方法将桥梁结构离散成若干个单元，通过建立数学模型来模拟桥梁在各种荷载作用下的响应。
在有限元分析中，需要确定桥梁的几何形状、材料特性、边界条件等参数。
通过计算，可以得到桥梁各个部分的内力、位移、应力等结果，从而评估桥梁的安全性和可靠性。
此外，还可以采用理论分析方法，如基于力学原理的解析计算。
但这种方法通常适用于简单的桥梁结构，对于复杂的斜拉桥，有限元分析方法更为准确和实用。
四、斜拉桥的优化设计优化设计的目标是在满足桥梁使用功能和安全性的前提下，使桥梁的造价最低、结构性能最优。
斜拉桥
斜拉桥的变形
(a)三塔四跨式斜拉桥的变形
(b) 双塔三跨式斜拉桥的变形
44
第一章 总体布置
第二节
孔跨布局
四、辅助墩和边引跨
图4-1-6
边引跨和辅助墩
a) 设引跨 b) 设辅助墩 活载往往在边跨梁端附近区域产生很大的正弯矩，并导致 梁体转动，伸缩缝易受损，在此情况下，可以通过加长边梁以 形成引跨或设置辅助墩的方法予以解决，同时，设辅助墩可以 减小拉索应力变幅，提高主跨刚度，又能缓和端支点负反力， 是大跨度斜拉桥中常用的方法。 另外，设置辅助墩也便于斜拉桥的悬臂施工，即双悬臂施 工到辅助墩处的时候就相当于单悬臂施工，其摆动小，较安全。
27
第一章 总体布置
第一节
概述
重庆石门桥：位于重庆市沙坪坝，跨越嘉陵江，全长７１６ｍ。 主桥为２００＋２３０(ｍ）单索面独塔预应力混凝土斜拉桥
28
第一章 总体布置
第一节
概述
鹿特丹的超现代伊拉斯缪斯大桥
29
第一章 总体布置
第一节
概述
长沙洪山庙大桥
30
第一章 总体布置
第一节
概述
海参崴俄罗斯岛跨海大桥，中跨跨度长度— —1104米，为世界纪录，牵索长——580米。 距水平面高度 ——70米。桥墩高度——324 米。主跨1104米的俄罗斯岛大桥（Russky Island Bridge）于2012年7月2日在海参崴通 车投入使用，成为全世界第三座跨度超过千 米的斜拉桥，也超越国内主跨1088米的苏通 大桥（Sutong Bridge）和香港主跨1018米的 昂船洲大桥（Stonecutters Bridge）成为全球 主跨最长的斜拉桥。
6
第一章 总体布置
第一节
斜拉桥有哪些方案
斜拉桥有哪些方案引言斜拉桥作为现代桥梁的一种重要形式，因其独特的结构和美观的外观而备受关注。
斜拉桥以其高度的稳定性和较小的建设成本而成为跨越较大跨度的理想选择。
本文将介绍斜拉桥的概念、原理以及现有的几种常见的斜拉桥方案。
斜拉桥的概念和原理斜拉桥是一种借助拉索的张力来支撑桥梁结构的桥梁形式。
它由主桥梁、斜拉索和塔组成。
主桥梁是横跨河道或其他障碍物的主体结构，斜拉索则通过拉伸和压缩来支撑主桥梁。
塔则作为斜拉桥的支点，承受着主桥梁和斜拉索的力。
斜拉桥的原理主要依靠桥塔和斜拉索的相互作用来承受桥梁上的荷载。
斜拉索从桥塔顶部斜向两侧延伸，与主桥梁连接。
斜拉索以张力形式存在，能够承受拉力荷载。
通过斜拉索的张力传递，主桥梁上的荷载被均匀地分散到桥塔上，桥塔再将荷载通过基座传递到地基。
常见的斜拉桥方案单塔斜拉桥单塔斜拉桥是最简单和最常见的斜拉桥方案之一。
它只有一座塔，与主桥梁和斜拉索相连。
单塔斜拉桥通常适用于较小跨度的桥梁，能够有效地传递荷载并提供稳定性。
单塔斜拉桥的外观通常简洁明快，成为城市地标建筑。
双塔斜拉桥双塔斜拉桥是较大跨度的斜拉桥常见方案之一。
相比于单塔斜拉桥，双塔斜拉桥在桥梁两端各设置一座桥塔。
这样能够增加结构的稳定性，并提供较大的张力支持。
双塔斜拉桥常用于跨越较大河流或其他较宽水域的桥梁设计，节省材料且能够承载更大的荷载。
多塔斜拉桥多塔斜拉桥是针对特殊地形和设计需求而出现的方案。
相比于单塔和双塔斜拉桥，多塔斜拉桥在主桥梁长度上增加了更多的塔和斜拉索。
这样能够克服地形难题并提供更大的荷载承载能力。
多塔斜拉桥多用于特殊地理环境下的跨越，如山区及峡谷。
斜塔斜拉桥斜塔斜拉桥是一种特殊设计的斜拉桥，其桥塔倾斜的角度与斜拉索的倾斜角度一致。
这样的设计可以使桥梁更加紧凑，减少对周围环境的影响。
斜塔斜拉桥在设计上要求更高，但能够提供独特的视觉效果和结构性能。
结论斜拉桥作为一种重要的桥梁结构形式，具有独特的外观和高度的稳定性。
幼儿斜拉桥知识点总结简单
幼儿斜拉桥知识点总结简单斜拉桥是一种横跨河流或峡谷的桥梁，其特点是拥有斜拉索来支撑桥面结构。
本文将从斜拉桥的定义、结构特点、建设过程和安全知识等方面进行详细介绍，旨在帮助幼儿了解斜拉桥的基本知识。
一、斜拉桥的定义斜拉桥是一种由桥面梁和斜拉索组成的特殊桥梁，是梁式桥的一种。
它的主要特点是在桥面梁下方加装了一定数量的斜拉索，通过拉索的张力来支撑桥面梁，使桥梁得到有效的支撑和稳定。
斜拉桥广泛应用于大跨度的桥梁建设中，具有承重能力强、结构简洁、美观大方等特点。
二、斜拉桥的结构特点1. 主梁结构：斜拉桥的主梁一般为钢箱梁或钢桁梁，这些结构能有效地承受桥面上的荷载，并能够进行自重和交通荷载的传递。
2. 斜拉索结构：斜拉桥的斜拉索一般由高强度的钢材制成，通过对角拉索将桥梁的重量和荷载传递到桥墩上，使得桥梁获得充分的支撑和稳定。
3. 桥塔结构：斜拉桥的桥塔通常位于桥梁两端或中部，是斜拉索的支撑点。
桥塔的高度和形状会影响到斜拉桥的视觉效果和稳定性。
4. 基础结构：斜拉桥的基础一般是深埋的桩基或桩基础，用以支撑桥塔和传递桥梁的重力和荷载。
三、斜拉桥的建设过程1. 桥梁设计：在斜拉桥建设之前，需要进行详细的桥梁设计工作，包括荷载计算、结构分析、地质勘察等工作，确保桥梁的安全和稳定。
2. 施工准备：斜拉桥的施工准备主要包括场地准备、材料采购、设备调配等工作。
3. 桥墩建设：斜拉桥的桥墩一般是在水中或者河岸上进行施工，需要先建立桥墩的支撑结构，然后浇筑混凝土，最后进行调试和加固。
4. 主梁吊装：斜拉桥的主梁是通过吊装设备进行安装的，需要精确的计算和调试，确保主梁的安全和稳定。
5. 斜拉索张拉：斜拉桥的斜拉索一般在主梁安装完成之后进行张拉，通过张拉设备进行张拉，使得斜拉索产生一定的张力，确保桥梁的稳定和安全。
6. 最后调试：斜拉桥安装完成之后，需要进行最后的调试和检验工作，确保桥梁的安全通行。
四、斜拉桥的安全知识1. 桥梁的使用：在使用斜拉桥时，需要严格遵守交通规则，确保行车安全，不得在桥面上超速或者停车。
斜拉桥的受力性能与设计方法
斜拉桥的受力性能与设计方法引言斜拉桥是一种通过斜拉索来分担桥梁荷载的桥梁结构。
相比于其他桥梁结构，斜拉桥具有受力均衡、结构轻巧、造型美观等优点，因此在现代桥梁工程中被广泛应用。
本文将探讨斜拉桥的受力性能及其设计方法。
1. 斜拉桥的受力性能1.1 斜拉索的受力特点斜拉桥通过斜拉索将桥梁主体悬挑于桥墩之上。
斜拉索与桥梁主体之间形成一种张拉受力状态，具有以下特点：•拉力均衡：斜拉索受力形态中拉力均衡，使得桥梁主体能够稳定悬挑于桥墩之上。
•受力传递：斜拉索通过节点将受力传递到桥墩上，使得桥墩能够承受来自桥梁主体的荷载。
•受力集中：斜拉索与桥梁主体交汇处的节点处受力集中，需要特殊的设计和加固。
1.2 桥梁主体的受力特点斜拉桥的桥梁主体通常采用刚性结构，具有以下受力特点：•受压力：桥梁主体受到来自斜拉索的压力，需要能够承受压强的设计和材料选择。
•受弯矩：桥梁主体在荷载作用下会产生弯矩，需要进行结构计算和加固，以确保桥梁的稳定性。
1.3 斜拉桥的受力平衡斜拉桥的受力平衡是保证桥梁结构稳定的关键因素。
斜拉桥的受力平衡包括以下几个方面：•斜拉索张力平衡：保证斜拉索受力均衡，要求斜拉索的长度、材料和角度等因素能够满足力学平衡方程。
•桥梁主体力平衡：保证桥梁主体受到的压力和弯矩均衡分布，要求桥梁主体的设计满足结构力学的基本原理。
•节点强度：保证斜拉索与桥梁主体交汇处的节点具有足够的强度和刚度，能够承受受力集中的荷载。
2. 斜拉桥的设计方法2.1 斜拉索设计斜拉索的设计需要考虑以下因素：•受力平衡：根据桥梁主体的荷载情况和几何形状，计算斜拉索的长度、角度和张力分布。
•材料选择：选择合适的材料，使得斜拉索能够承受荷载并保持稳定。
•附着装置：设计合适的附着装置，使得斜拉索能够与桥梁主体牢固连接，保证受力传递的可靠性。
2.2 桥梁主体设计桥梁主体的设计需要考虑以下因素：•荷载分析：根据交通荷载和自重荷载等因素，进行荷载分析，确定桥梁主体所受力的类型和大小。
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哈尔滨工业大学毕业设计（论文）第1章绪论1.1概述斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段：第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力；第三阶段：密索，主梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。
近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。
斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到10m以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。
混凝土斜拉桥已是跨径200m～500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
1.1.1 结构体系斜拉桥的基本承载构件由梁（桥面）、塔和索三部分组成，且三者以不同的方式影响总体结构的性能。
实际设计时三者是密不可分的。
塔、梁及索的不同变化和相互组合，可以构成具有各自结构性能且力学特点和美学效果的突出的斜拉桥。
正因为如此，斜拉桥基本体系可按力学性能分为漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系：漂浮体系为塔墩固结、塔梁分离，主梁除两端有支承外，其余全部用拉索悬吊，是具有多点弹性支承的连续梁。
支承体系即墩梁固结、塔梁分离，在塔墩上设置竖向支承，为具有多点弹性支撑的三跨连续梁。
塔梁固结体系即塔梁固结并支承在墩上，梁的内力和挠度同主梁与塔柱的弯曲刚度比值有关。
其支座至少有一个为纵向固定。
刚构体系为梁塔墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。
这种体系的优点是既免除了大型支座又满足悬臂施工的稳定要求，结构整体刚度较好，主梁挠度小；缺点是主梁固结处负弯矩较大，较适合于单塔斜拉桥。
在塔墩很高的双塔斜拉桥中，若采用薄壁柔性墩来适应温度和活载等对结构产生的水平变形，形成连续刚构，能保持刚构体系的优点，并使行车平顺。
采用这种体系的有美国的Dames Point桥和我国的广东崖门大桥等。
- 1 -哈尔滨工业大学毕业设计（论文）- 2 -在边跨加辅助墩，对梁和塔的内力和变形都很有利。
实践表明，无论采用以上何种体系，设一个辅助墩后，塔顶水平位移、主梁跨中挠度、塔根弯矩和边跨主梁弯矩均急剧降低，一般约为原来的40%～65%。
1.1.2 主梁斜拉桥主梁直接承受车辆荷载，是斜拉桥主要承重构件之一。
由于受拉索的支承作用，与其它体系桥梁相比，斜拉桥主梁具有跨越能力大、建筑高度小和能够借助拉索的预应力对主梁内力进行调整等特点。
斜拉桥的跨径比应考虑全桥刚度、拉索疲劳强度、锚固墩承载能力等多种因素确定。
双塔斜拉桥的边跨与主跨比一般为0.25～0.50，从经济角度考虑，宜取0.4。
斜拉桥主梁自重应尽量减小，梁高与主跨比L h /变化范围一般在1/50～1/100，对密索体系大跨径斜拉桥，高跨比可小于1/200；单索面要按抗扭刚度确定。
主梁截面形式应根据跨径、索距、桥宽等不同需要，综合考虑结构的力学要求、抗风稳定、施工方法等选用。
如对于单索面斜拉桥，主梁断面宜采用抗风性能优越的近似三角形断面。
主梁按材料可分为混凝土梁、钢梁、结合梁和混合梁，其中混凝土梁的主要优点是：（1） 造价低。
但当主跨大于500m 时，混凝土主梁的低造价难以抵销由于混凝土自重大而导致拉索和基础费用的额外增值。
（2） 刚度大挠度小。
在汽车作用下，产生的主要挠度约为类似钢结构的60%左右。
（3） 抗风稳定性好。
这是由于混凝土结构振动衰减系数约为钢结构的两倍。
（4） 后期养护比钢桥简单便宜。
缺点是跨越能力不如钢结构大，施工速度不如钢结构快。
1.1.3 索塔作用于斜拉桥主梁的恒活载通过拉索传递给索塔，因而索塔是通过拉索对主梁起弹性支承作用的重要构件。
索塔上的作用力除本身的自重引起的轴力外，还有拉索索力的垂直分力引起的轴向力、水平分力引起的弯矩和剪力。
索塔设计应满足强度、刚度、稳定等使用要求，并充分考虑施工方便、哈尔滨工业大学毕业设计（论文）造价低及造型美观等要求。
斜拉桥索塔的型式有柱式、门式、A型、倒Y型、菱型和钻石型等。
塔柱截面型式可分成矩形和非矩形两种基本型式。
柱式塔柱构造简单，但承受横向水平荷载的能力较差。
对于单索面斜拉桥，由于索塔塔柱常设在桥面中央分隔带上，增加了桥面宽度，因此多采用单柱型索塔。
双塔斜拉桥索塔高与主跨比宜选用0.18～0.25，并宜使边索与水平线的夹角控制在25°～45°左右。
1.1.4 拉索斜拉索是斜拉桥的重要组成部分，并显示了斜拉桥的特点。
斜拉桥桥跨结构的重量和桥上荷载，绝大部分或全部通过斜拉索传递到塔柱上。
拉索布置不仅影响桥梁的结构性能，而且影响到施工方法和经济性。
斜拉索横桥向布置可分为中心挂索（单面索）、侧挂索（双面索）和三索面三种体系。
现有桥梁大部分采用双面索，即把斜拉索设于桥面结构两侧；然而，现已成功修建了数座单面索斜拉桥，单索面体系避免了拉索交叉的视觉，给人以美观开阔的视感，结构轻巧，但要求主梁具有必要的横向抗弯和抗扭刚度；较少采用三面索。
在桥梁纵向，拉索布置可选择扇形、竖琴形（平行）、辐射形和不对称形。
平行索从力学和经济的观点考虑不是最佳的形式；辐射形索的索塔锚固区应力集中、构造复杂、造价昂贵且外观较笨重；不对称形索适用于单跨斜拉桥；扇形索综合了平行索和辐射形索的优点，是一种理想的索形。
目前大部分斜拉桥采用扇形索。
目前，斜拉桥已从大索距的稀索发展到小索距的稀索，绝大多数斜拉桥采用密索布置。
一般密索体系布置时，对于混凝土主梁，索距宜采用4m～12m。
为使拉索材料经济，边索倾角宜控制在25°～45°左右。
1.1.5 桥型确定本设计为墩、塔、梁固结的，双塔单索面预应力混凝土斜拉桥。
1.2目的与意义1.2.1 立题目的通过本次有关斜拉桥的毕业设计，可使自己初步了解有关斜拉桥的基本- 3 -哈尔滨工业大学毕业设计（论文）知识和结构设计计算的基本理论，并具备相当程度的大跨度桥梁的设计计算能力，为今后的学习和工作打下良好的基础，同时使自己能够熟练运用计算机程序或软件进行桥梁结构设计计算，并熟悉计算机绘图。
1.2.2 立题意义毕业设计是大学四年来最重要的一项学习内容，是对四年所学知识的总结与运用；运用学过的基础理论和专业知识，结合工程实际，参考国家有关规范、标准、工程设计图集及其他参考资料，独立地完成斜拉桥部分构件的设计；同时初步掌握斜拉桥的设计步骤、方法，培养分析问题、解决问题的能力，为以后的继续学习和工作奠定基础。
1.3 主要内容由于时间有限，未对斜拉桥进行全面设计，主要的内容有：（1）XXX混凝土斜拉桥的构造尺寸、结构形式及其结构静力计算，包括计算恒载内力、活载内力、温度内力、支座沉降引起的内力，并进行索塔控制截面的作用效应组合；（2）确定成桥状态的合理索力，即斜拉桥的恒载受力优化；（3）拉索设计，包括拉索应力验算与拉索的构造和下料长度；（4）桥塔锚固区的局部受力分析，对桥塔锚固区配置水平预应力筋。
- 4 -哈尔滨工业大学毕业设计（论文）第2章技术指标及设计资料2.1 设计依据2.1.1 技术指标（1）公路等级：高速公路（2）设计速度：120km/h（3）设计荷载汽车荷载：公路—I级温度作用：均匀温度取±15℃，梁、塔与斜拉索的温差取±10℃，主梁的日照温差按桥面板升温5℃计（4）桥面宽度：2×11m+4×0.45m（防撞栏）+3（分隔带）=26.8m桥面横坡2%（5）通航标准：通航水位：2.27m(黄海高程)通航净高：48m通航净宽：底宽≥300m,顶宽≥220m（6）基础变位：主墩沉降3.0cm，边、辅助墩沉降2.0cm（7）主桥竖曲线：凸曲线半径R=16700m；纵坡：±2%2.1.2 设计规范（1）《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)（2）《公路斜拉桥设计规范》（试行）(JTJ027-96)（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 2.1.3 航运净空根据《全国内河通航标准》有关规定及交通部广州航道局提供的有关船舶资料，结合地形、地质条件，考虑特种船舶运营的需要，经审批后的通航净空要求为：通航净空高48m。
航道净宽300m。
2.2材料参数- 5 -哈尔滨工业大学毕业设计（论文）- 6 -2.2.1 混凝土预应力混凝土主梁的混凝土强度等级为C50，索塔为C60，主墩墩身为C50，承台、桩基、边墩和辅助墩墩柱均采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C40。
2.2.2 预应力钢材桥塔锚索区的环向预应力钢筋为32φ的精轧螺纹粗钢筋，强度标准值pk f =930MPa ，弹性模量为s E =2.0×510MPa 。
预应力管道均采用预埋金属波纹管成型。
2.2.3 斜拉索该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由φ7mm 高强平行钢丝组成，规格为PES7-109～PES7-187,抗拉强度标准值pk f =1670MPa ，弹性模量为p E =2.05×510MPa ，为PE 、PU 双层防护体系。
锚具为冷铸墩头锚。
2.2.4 桥面铺装8cm 厚防水混凝土，容重23KN/3m 。
2.2.5 支座GPZ 抗震型盆式橡胶支座。
2.2.6 伸缩缝SSFB240型伸缩装置。
2.3 设计荷载与组合2.3.1 主要设计荷载（1）永久作用：结构重力、基础变位作用（2）可变作用：汽车荷载（含汽车冲击力）、温度（均匀温度和梯度温度）作用哈尔滨工业大学毕业设计（论文）- 7 -2.3.2 索塔的作用效应组合根据《公路桥涵设计通用规范》第4.1.6条规定：公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：基本组合—永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：0γ)(21110∑∑==++=nj Qjk Qj c k Q Q m i Gik Gi ud S S S S γψγγγ式中 ud S —承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值； Gi γ—第i 个永久作用效应的分项系数，按表4.1.6的规定采用； Gik S —第i 个永久作用效应的标准值和设计值；1Q γ—汽车荷载效应（含汽车冲击力）的分项系数，取1Q γ=1.4； 1Q S —汽车荷载效应（含汽车冲击力）的标准值和设计值；Qj γ—在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力）、风荷载外的其他第j 个可变作用效应的分项系数，取Qj γ=1.4；Qjk S —在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力）、风荷载外的其他第j 个可变作用效应的标准值和设计值；c ψ—在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力）外的其他可变作用效应的组合系数，当只有一种其他可变作用（温度）参与组合时，取c ψ=0.8。