论矮塔斜拉桥受力性能与发展前景

形 上概括 了这种结 构最主要 的特征 ， 而且 能将其 与常规斜 拉桥分 斜拉桥 和柔 性矮塔斜拉桥 。刚性矮塔 斜拉桥 主梁 的刚度 比较 大 ， 开， 而不 会发生歧义 ， 也能为工程界所接受 。 国内的矮 塔斜拉 桥也多数 采用 这种结 构 矮塔斜拉桥作 为一 种新 型 的桥 梁结 构 ， 既不 是连 续 梁桥 ， 塔斜拉桥 大都归于此类 ， 它 也不是传统 的斜拉桥 ， 的力 学行 为介 于两 者之 间 ， 它 因此 分析 它 形式 。这 种梁刚塔柔 的矮 塔斜 拉桥 的受力 更 接近 于粱 式桥 。柔 性矮塔 斜拉桥主梁 的 刚度 比较 小 ， 而塔 的刚 度相 对 比较大 ， 上 梁 的力学行为 ， 就要 同这两种 桥型联系但又加 以区别 。
１ 概 述
就活载 的结构效率来 说 ， 矮塔斜拉 桥处 于普通 预应 力混 凝土
Baidu Nhomakorabea
世界上第一座真 正意义上的矮 塔斜拉 桥是 １９ ９ ４年建 成 的 日 梁式桥和斜拉 桥之 间。普通斜 拉桥 的拉 索 由活载 引起 的应 力增 量较大 ， 以应力变 幅相 对较大 ， 劳 问题 突出 ， 所 疲 因此 ， 计计 算 设 本小 田原港桥 ， 跨径 为 ７ ＋１２ｍ＋７ ４ｍ ２ ４ｍ。矮塔 斜拉桥 在 国内 而矮塔 斜 拉桥 主梁 的跨 高 比一 般斜 拉桥 的起步 比较晚 ， 直到 ２０ ０ ０年 ９月建 成 的芜湖长 江大桥 ， 国才有 中安 全 系数 取值 较大 ； 我 小 ， 于斜拉桥与连 续梁 之间 ， 介 这说 明矮塔 斜拉 桥 的整体 刚 度主 了 自己的第一座矮塔斜拉桥 。 要靠梁体 提供 ， 拉索 的刚度仅起 加强 作用 ， 因而拉 索应 力变 幅较 目前 ， 矮塔斜 拉桥 已经发 展成 为 当今 的主 流桥 型之 一 ， 应用 小， 约为传统斜拉桥 的 １３ 其疲 劳现象 不是很 严 重 ， 设计 计算 ／， 故 相 当广泛 。主梁不仅采 用 预应力 混凝 土结 构 ， 钢结 构 （ 中 国的 如 中其容许应力 取与一般预应力结构索相 同。 芜 湖长江大桥 ） 以及钢 与混凝 土的组合结构 （ 波形钢腹 板梁及 ， 如 矮塔斜拉 桥 的特性 决 定 了其 适用 跨 径 ， 的适 用跨 径 宜在 它 结 合梁 ） 也得 到了大力应用 。 １０ｍ～ ０ ０ ３ ０ｍ之间 ， 主梁采用 钢 与混凝土 混合 结构 ， 若 跨径 有望
从构造特 征上看 ， 矮塔 斜拉桥 中的拉 索与常 规斜拉 桥 中的拉 不设 无索区段 。这种形式 的矮塔 斜拉桥 的受力更接 近于斜拉 桥。 斜拉桥 索不 同之处在 于塔 上的锚 固形式 ， 常规 斜拉桥 中的拉索 在塔顶 上 这类矮塔斜拉桥修建得很少 。如果说连续梁属于刚性桥梁 ， 那么 ， 矮塔斜拉桥则为一种刚柔相济的新型桥梁 。 锚固或张拉 ， 而矮 塔斜拉 桥则 基本 采用 鞍座 式 ， 斜拉 索在 塔顶 连 属于柔性桥梁 ，
预 应力桥 …‘ 背桥 ” 拱背 桥 ” 脊 “ 等不 同称 谓 。矮塔 斜拉 桥其 实质 大 ， 它的特点是塔根弯矩较小 ， 塔两侧索 力差较 小 ， 结构 的整体 刚 就是一种 主梁 与斜缆 相结 合 的组合 体 系， 、 、 是 主要结 构 。 度较小 。第 二种形式适 用于 跨度稍 大 ， 高较 矮 的桥梁 ， 的特 塔 梁 索 墩 它 悬 挂在塔上 的斜缆 和吊扣的主梁 紧密 协作 ， 使主梁像 多点 弹性支 点是塔墩 弯矩 较大 ， 塔两 侧索 力差较 大 ， 结构 的整 体刚 度较 第一 承的连续梁一样 工作 ， 在这个体 系里 ， 塔成 为索、 两个基 本构件 种形 式大。第三种形式适用于跨度稍 大 ， 梁 墩高较 大的桥梁 ， 构体 结
第３ ８卷 第 ３期
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２０ １２年 １月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＥＣ ＵＲＥ Ｔ Ｔ
山 西 建 筑
Ｖｏ ． ８ Ｎ ． １３ ｏ ３ Ｊ ｎ ２ １ ａ． ０２
文 章 编 号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ０ —２ ２ ０ １０ — ８ ５ ２ １ ） ３０ ０ — ３
作受力 的关键 。改变 塔 的高度 ， 就会 改 变索 、 两个 基本 构件 系类似于连续刚构 ， 梁 它的特点接近于第二种形式 。目前 我国已建和 受 力的协作关 系。这 就是矮塔斜拉桥 的本质 ， 同时也成 为最重要 在建 的矮塔斜 拉桥多为第一种形 式。 的特征之一 。因此 ，矮 塔斜拉 桥” 比较贴 切 的称呼 ， 仅从外 “ 是 不 根据 主梁与塔的刚度关系 ， 可以将矮塔 斜拉桥 分为 刚性矮塔 而塔 的刚度相对 比较小 ， 塔根 及跨 中有 无索 区段。现在 １ 的矮 ３本
论 矮塔 斜 拉 桥 受 力性 能 与发 展 前 景
雷 涛 李粉玲 陈 晖
摘 要： 简单介绍 了 目前 国 内外对矮塔斜拉桥 的应 用情 况， 从构 造特征 、 力特 征、 受 活栽的 结构效 率等方面分析 了矮塔斜 拉桥 的力学行 为， 同时对其进行受力分析 ， 并总结归纳了近年来该桥 型的发展趋势 ， 出矮塔斜拉桥具有广阔的应 用前景。 指 关键词 ： 矮塔斜拉桥 ， 受力特征 ， 受力分析 ， 发展前 景 中图分类号 ： ４ ８ ２ Ｕ ４ ．７ 文献标识码 ： Ａ
２ 力 学行 为
突破 ４ ０ｍ。结构体 系可选用塔 梁 固结 、 ０ 梁底设 支 座 ； 塔墩 固结 、 矮塔斜拉桥诞生之 初 ， 国学 者称 呼不 一。国外称 之为 “ ｘ 塔 梁 分 离 ； 梁 墩 固结 ３种 形 式 。 各 ｅ— 塔 ｔ ・ｏｅ Ｃ ｂｉｇ ” 国内也有 “ ｒ ｄ ｓｄＰ ｒ ｅ ， ａ ｄ 超剂量预应力混凝 土桥 梁 …‘ 外置 第一 种形 式适 用 于跨 度不 太 大 的桥 梁 ， 座 吨 位不 致 于过 支