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1、70世界桥梁2006年第1期矮塔斜拉桥研究的新进展121陈从春,周海智,肖汝诚(1.同济大学桥梁工程系,上海200092;2.同济大学建筑设计研究院,上海200092)摘要:简要叙述矮塔斜拉桥在国内外的应用及研究状况,讨论该种桥型的中文和英文关键词,提出索梁恒载比、索梁活载比和名义刚度的概念,并对这种桥型进行界定,试图揭示这类桥梁的力学本质,最后对该种桥型的发展作了展望。关键词:矮塔斜拉桥;应力幅;索梁恒载比;索梁活载比;名义刚度中图分类号:U448.27文献标识码:A文章编号:1671-7767(2006)01-0070-040引言
2、10多座,中国台湾地区有2座,瑞士、菲律宾、老挝、随着桥梁技术的发展,桥梁应用的两大趋势是帕劳群岛、克罗地亚各1座,美国珍珠港在建1座;十分明显的,即传统桥梁的轻型化和组合化。组合其中,中国在建的惠青黄河公路桥、江珠高速荷麻溪体系桥梁极大地丰富了桥梁造型。组合体系桥中比大桥分别达到220m和230m(预应力混凝土梁),较有代表性的是拱梁组合体系、斜拉-连续梁(刚芜湖长江大桥达到340m(钢桁梁),分别为同类桥构)体系等,其中斜拉-连续梁(刚构)体系是一种比梁最大跨径。较新颖的桥型,近10年来应用较多,受到广泛的关尽管这种桥梁发展很快,
3、但仍然有很多问题没注。普遍认为,由ChristianMenn设计的建于1980有很好地解决,本文将就研究的最新情况作一论述。年的的甘特(Ganter)大桥,是斜拉-连续(刚构)体系桥的先驱,其混凝土箱形梁由预应力混凝土斜拉1矮塔斜拉桥的称谓板“悬挂”在非常矮的塔上,这种板可以看成是一种对于这种桥型的称呼尚未统一,法国工程师刚性的斜拉索,该桥的出现形成了斜拉桥的一个分JacguesMathivat在提出他的方案时,命名为“ex2支———板拉桥,由于其与环境的完美结合,成为一道tra2dosedPCbridge”,直译为“超剂量预应力混凝
4、土风景。甘特大桥的出现为其后的矮塔斜拉桥的出现桥梁”;日本工程界一直采用这种名称(ˆ•™¨É奠定了基础。甘特大桥之后,又有墨西哥的帕帕加©yš©);在美国,这种桥有称为“extra2dosed约(Papagayo)大桥、美国得克萨斯州的巴顿河(Bar2PCbridge”的,也有称为“extradosedcable2stayedtonCreek)大桥及葡萄牙的索科雷多斯(Socorri2bridge”的;在我国台湾,最初将这种结构称为“外置[1]dos)大桥等相继建成。预应力桥”,后来根据其外形类似恐龙高耸的脊背,1988年法国工程师J
5、acguesMathivat在设计而称为“脊背桥”、“拱背桥”。国内的称呼一直存在位于法国西南的阿勒特·达雷(ArrêtDarré)高架争论,学者严国敏将其称为“部分斜拉桥”,理由是这桥的比较方案时,首次明确提出了矮塔斜拉桥的方种桥型受力特性介于斜拉桥和连续梁之间,桥的刚案。该方案是跨度为100m的预应力混凝土等截度主要由梁体提供,斜拉索主要起体外预应力的作面箱梁,塔、梁固结,斜拉索穿过矮塔上的鞍座与主用;王伯惠、顾安邦、徐君兰等学者认为应该称为“矮梁锚固。塔斜拉桥”,而“部分斜拉桥”不够明确,没有道出其与此同时,1990年德国的An
6、tonieNaaman提外在的形状与内在的结构特征,早期的稀索结构也出了一种组合体外预应力索桥,体外索的一部分伸有“部分”的性质。[2]出主梁之上,锚固在墩顶处主梁的刚柱上。这一目前,这种体系与最初相比又丰富了很多,主梁种体系与法国JacguesMathivat的方案十分类似。不仅采用预应力混凝土结构,还可采用钢结构(如中目前这种桥在各国得到广泛应用,日本已建成国的芜湖长江大桥),以及钢与混凝土的组合结构此类桥梁20多座,中国大陆地区已建和在建的已达(如波形钢腹板梁及结合梁),不仅可以采用刚性梁,收稿日期:2005-11-22作者简介
7、:陈从春(1970-),男,博士生,1992年毕业于湖南大学公路与城市道路专业,工学学士,1999毕业于武汉理工大学岩土工程专业,工学硕士。矮塔斜拉桥研究的新进展陈从春,周海智,肖汝诚71也可以采用柔性梁[如瑞士的森尼贝格(Sunniberg)图1为矮塔斜拉桥、斜拉桥的应力变幅随β变桥],所以无论是英文的“extra2dosedPCbridge”,还化的情况。山崎淳,山縣敬二等认为,β等于30%为是中文的“超剂量预应力混凝土桥梁”“、外置预应力矮塔斜拉桥和斜拉桥的分界点,小于30%时为矮塔桥”都不合适;而“脊背桥”、“拱背桥”使人有一
8、种斜拉桥,反之则为常规斜拉桥。图1的研究表明,矮“拱、梁、吊”体系以外的误解,而这种桥型不过是索塔斜拉桥拉索的应力变幅在50MPa以下,而常规梁的一种组合体系;另外,对这种塔、梁、索组成的组斜拉桥拉索的应力变幅在50MP
