斜拉桥结构设计和问题简析

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1、斜拉桥结构设计和问题简析　　摘要：斜拉桥是一种组合受力体系的桥梁，其主体结构由斜拉索、索塔、主梁组成。本文通过分析斜拉桥的结构特点，论述了斜拉桥在结构、布置、选材和审美方面的设计要求及注意事项，并简单介绍了斜拉桥在结构设计和施工建设方面遇到的难题及采取措施。关键词：斜拉桥；布置形式；结构设计；斜拉桥审美Abstract:Thecable-stayedbridgeisabridgecombinedstresssystem,itsmainstructureiscomposedofcables,towers,girders.Inthispaper

2、,throughtheanalysisofthestructuralcharacteristicsofcable-stayedbridge,thecable-stayedbridgeinthestructure,layout,materialselectionanddesignaestheticrequirementsandmattersneedingattention,andbrieflyintroducestheproblemsencounteredinthedesignandconstructionofcable-stayedbrid

3、geandmeasures.Keywords:cable-stayedbridge；layout；structuredesign；cable-stayedbridgeaesthetics中图分类号：TU318文献标识码：A8文章编号：2095-2104（2012）自1979年建成的第一座斜拉桥——主跨只有76米云阳桥以来，经过30多年的飞速发展，现今我国斜拉桥无论是在规模和跨度方面，还是在结构设计和施工技术都取得了巨大的成就。目前我国已经是世界上斜拉桥数量最多、跨度最大的国家。我国斜拉桥的设计与施工技术也已经跨入世界的先进行列，并取得了显著

4、的成绩：（1）斜拉索制造工艺实现了专业化和工厂化及防护技术不断完善；（2）斜拉桥的施工技术逐步完善；（3）用计算机进行结构计算和施工过程控制等。目前我国的斜拉桥正在向新型结构、大跨度、轻质和美观等方向发展，以更好的适应交通、经济、环境和安全的要求。1斜拉桥整体结构特点8斜拉桥又称为斜张桥，是用许多拉索将主梁直接拉在桥塔上的一种组合受力体系的桥梁，其主体结构由斜拉索、索塔、主梁组成。在斜拉桥结构体系中，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

5、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。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。2斜拉桥的布置2.1斜拉桥整体布置常见的布置形式有：独塔双跨式、双塔三跨式和多塔多跨式。独塔双跨式相对于双塔三跨式，斜拉桥主跨径较小，而且常采用双跨不等的非对称形式，使结构整体受轴向力为主，以充分发挥材料的优势，这种布置形式在跨越中小河流和城市通道中较常用。斜拉桥布置成双塔三跨式时，具有较大的主

6、跨径，并便于通航、简化计算、方便施工，因此在大跨度桥中最为常见，适用于跨越海峡和宽度较大的河流、峡谷等。双塔三跨桥一般布置成对称结构，而且要调整好边跨和主跨的比例，这对于审美和控制整体刚度及拉索应力有很大非常有利。多塔多跨式斜拉桥现在已经很少采用，因为这种形式的桥中间塔顶处没有端锚索来有效的限制其变位，采用多塔多跨式会使结构的柔性增大，对抗风不利。2.2索塔8索塔常见布置形式有：独柱式、A字形、倒Y形、H形等。索塔的形状和高度对审美、结构刚度及整体稳定性都有很重要的作用。索塔受力比较复杂，必须保证其具有足够的刚度和强度。索塔的形式必须适合于

7、拉索的布置，使传力简单明确。主塔高度的决定应根据经济情况、主跨跨度、所选主塔的形状、主梁截面形式以及景观要求等进行合理设计。2.3斜拉索斜拉索常见的布置形式有：单索面、竖向双索面和斜向双索面。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。2.4主梁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

8、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