斜拉桥发展史及现状综述

斜拉桥发展史及现状综述
斜拉桥发展史及现状综述

从斜拉桥看桥梁技术的发展

姓名:马哲昊

班级:1403

专业:建筑与土木工程

学号:143085213086

摘要: 介绍了国内外斜拉桥的发展历史,综述了现今斜拉桥发展的现状,并分析了斜拉桥的结构形式和布置形式及其经济效益,并简述了其中的桥梁技术,对今后斜拉桥的发展做出展望。

关键词: 斜拉桥;发展史;现状;展望

Abstract: the paper introduces the domestic and foreign in recent decades history of Cable-stayed bridge.the paper summarized the The structure of cable-stayed bridge and the Economic benefits and Introduced the technology of it.the direction of further research in the future was put forward.

Key words: Cable-stayed bridge; Review; Looking forward to

1.斜拉桥的发展

1.1 斜拉桥的历史

斜拉桥是一种古老而年轻的桥型结构。早在数百年前,斜拉桥的设想和实践就已经开始出现,例如在亚洲的老挝,爪哇都发现过用藤条和竹子架设的斜拉结构人行桥。在古代,世界各地也都出现过通行人、马等轻型荷载的斜拉结构桥梁在 18 世纪,德国人就曾提出过木质斜张桥的方案,1817 年英国架成了一座跨径为 34m 的人行木质斜张桥,该桥的桥塔采用铸铁制造,拉索则采用了钢丝。以后在欧洲的很多国家都先后出现了一些斜拉桥,如 1824 年,英国在 Nienburg 修建了一座跨径为 78m 的斜拉桥,拉索采用了铁链条和铸铁杆,后来由于承载能力不足而垮塌。1818 年,英国一座跨越特威德河的人行桥也毁于风振。现在看来,这些桥梁的垮塌主要是由于当时工业水平的限制、对斜拉桥这样高次超静定结构体系缺乏理论分析方法和技术手段以及桥梁结构构造存在缺陷。世界上第一座现代化的大跨径斜拉桥诞生于 1955 年,在第二次世界大战结束后,Dischinger 在瑞典设计建成了 Stromsund 桥。该桥主跨 182.6m,全桥采用斜拉式结构,主梁为钢板梁,中间用横梁连接,双塔式,每塔只用了两对高强钢丝拉索,梁上索距 35m 左右,梁高 3.25m 为跨径的 1/56,塔高 28m 为跨径的 1/6.5。这座桥在现代的观点来看虽然在细节上存在着一些不足,如桥面采用的分离的混凝土梁,索塔的造型缺乏美感等,但在桥梁结构上却开创了一个新的纪元,创造出了一种新的桥梁体系,且这种桥梁结构拥有着诸多优点:

①用少量拉索取代了深水桥墩,不但节省了费用、降低了施工难度,而且有效的提高了桥梁的跨越能力,利于通航和排洪。

②拉索作为主梁的中间弹性支承,使得在桥梁跨径增大的同时,主梁的梁高却可以减小,从而使主梁本身以梁以及段引桥的造价得以降低。

③拉索自锚固于主梁上,梁身能够得到免费的预压应力,在很多情况下,尤其对于中等跨径桥梁是有利的,和悬索桥相比还可以节省庞大而昂贵的地锚。

④拉索和索塔、主梁组成了多个三角形结构,稳定性高,刚度大。静、动力性能都良好。

⑤整体结构新颖,造型美观。

斜拉桥这种新桥型的的出现,以其先进的技术,经济的造价、美观的外形,很快的得到了社会的认同,并在许多国家得到了推广,从Stromsund 桥建成后的第二年起,诸多有名的斜拉桥相继诞生,且发展的速度很快,平均每年就能完一座斜拉桥的修建。早期的斜拉桥结构大多采用当时盛行的轻型钢结构正交异性桥面板,各桥不仅在形式上不尽相同,

各具特色,而且技术构思上也互有区别。在这个过程中,斜拉桥在世界各地也逐渐广泛流行起来。

1.2 国外斜拉桥的发展

从全世界的范围来看,20 世纪中期,由于结构分析技术的进步、高强材料和新施工方法的应用以及防腐技术的发展,推动了大跨径斜拉桥的发展。从 20 世纪70 年代开始,斜拉桥开始进入高速发展的阶段,直到 20 世纪 90 年代,斜拉的跨径已经进入以前悬索桥适应的特大跨径范围,建造的数量也越来越多。斜拉桥的跨径的世界记录是斜拉桥发展的重要标志。斜拉桥的跨径记录在上世纪 70 年代到 80 年代缓慢发展,从 90 年代开始跨径记录则不断被刷新(表 1.1)。

从全世界第一座建成的斜拉桥—瑞典 Stroemsund 桥

(74.7m+183.0m+74.7m)开始,欧洲国家开始出现了一系列稀索结构的钢斜拉桥。1957 年德国建成的杜塞尔多夫北桥,跨径组成为 108m+260m+108m,主梁为钢结构,高度 3.12m;钢塔高 41m,横向不设置横梁;拉索呈竖琴形布置,索距为36m。1959 年德国克隆建成的 Severin 桥,主跨 302m,首次采用“A”形主塔,结合斜索面,首次采用主梁漂浮体系,也是首座非对称、独塔双跨斜拉桥。1962 年在委内瑞拉建成了的马拉开波桥是世界上第一座混凝土斜拉桥,该桥由意大利 Morandi J 设计,主跨跨径为 235m,主梁为带挂孔的悬臂体系。20 世纪 60 年代开始,随着计算机技术的广泛应用,密索体系的斜拉桥开始出现,解决了过去稀索体系斜拉桥存在的主梁重且配筋多的缺陷。1967 年德国波恩

建成的弗瑞德里西—埃伯特桥是单索面密索体系斜拉桥,主跨 280m,该体系的优点还包括锚固点的集中力较小,易于悬臂施工,为期后修建的斜拉桥作出了典范。在密索体系出现后,主梁支撑间距缩短,主梁的高度得以降低,主梁的柔薄化成为了斜拉桥发展的新趋势。特别是对于混凝土主梁而言,梁高的减小对于恒载的降低有尤其重要的意义,例如:1985 年建成的美国 East Huntington 桥,独塔主跨 274.32m,梁板式主梁高1.52m,高跨比为 1/180。1988 年建成的美国 Dame Point 桥,双塔主跨 396.24m,主梁高 1.524m,高跨比为 1/260。1991 年建成的挪威 Skarnsundet 桥,双塔主跨 530m,主梁高2.15m,高跨比为 1/274。可以看出,斜拉桥主梁的柔薄化,使得高跨比视跨径大小、主梁材料、结构形式等在 1/150~1/300 之间变化,甚至可以更低。上世纪末,斜拉桥的发展向着大跨径和特大跨径不断进军。法国 1994 年修建的跨径为 856m 的诺曼底大桥和日本 1998 年修建的跨径为 890m 的多多罗大桥标志着斜拉桥进入了特大跨径领域。斜拉桥的复兴与辉煌也被认为是 20 世纪下半叶桥梁界最重要的事

1.3 国内斜拉桥的发展

斜拉桥在我国的发展起步较晚但发展速度很快。我国第一座斜拉桥为1975 年交通部重庆科学研究所设计和指导施工的四川云阳桥。由于尚处

“文革”时期,各方面条件受限,该桥是在一座人行吊桥的桥墩和桥塔基

础上改建而成的试验桥,桥宽仅能维持单车道 3.75m,主跨跨径 75.84m。

虽然该桥在结构和外形等方面存在一定不足,但云阳桥的成功修建为我国

斜拉桥的进一步发展提供了宝贵了的经验。1975~1985 年是我国斜拉桥

的起步阶段,在这期间,我国共修建了各式的混凝土斜拉桥 15 座,以

1980 年修建的主跨为 128m 的三台涪江桥和 1982 年建成的主跨 220m 的

山东济南黄河斜拉桥为代表。这标志着我国已基本掌握大跨度斜拉桥设计

与施工技术。1985 年后,随着国家经济建设和公路交通的发展,我国的斜

拉桥建设进入高速发展阶段。尤其在 1990 年以后,全国各地大规模修建

高速公路和改渡为桥,迎来了公路建设的第二个春天。临江、城市对跨江

河交通的迫切需求,使得跨径适用范围广、外形美观且具有现代感的斜拉

桥成为我国跨江、跨河桥型的首选。在这期间,我国斜拉桥修建数量迅速

增加。据不完全统计,我国 1986~1990 五年间造成斜拉桥 33 座,

1991~1995 五年间建成 43 座,1996~2000 五年间建成 33 座(图

1.1)。

如今,我国的斜拉桥发展取得了巨大的成就,主要表现在以下方面:

①我国已经成为世界上修建斜拉桥数目最多的国家。目前我国共修建斜拉桥

200 多座,约为全世界斜拉桥总数的 1/3。

②我国的斜拉桥遍布全国,形式多样。在这些桥中有 50m 以下的小跨径斜拉桥,也有跨径 1000 米以上的特大跨径斜拉桥;有独塔、双塔、三塔、多塔、斜低塔、高低塔等各种塔形;有混凝土梁、钢梁、组合梁、混合梁等各种材料的梁型;有平行索、钢绞线索、刚性索等各种索性和相关锚具,在结构上,我国还创新了一些斜拉桥的结构形式和采用了一些新的材料。

③我国大跨径斜拉桥居于世界前列。一般认为,跨径是衡量桥梁建设水平的一个重要尺度。目前在世界目前排名前十位的大跨度斜拉桥中,除日本的多多罗大桥和法国的诺曼底大桥外,其余 8 座打垮度斜拉桥全部在中国(表

1.2)。其中,2008 年建成的苏通长江公路大桥,主跨为 1088 米,是当今世界跨径最大斜拉桥。以上充分表明,中国的斜拉桥建设水平已经跨入了世界先进行列。

2.斜拉桥的现状

2.1 斜拉桥的类型

斜拉桥依据主梁的材料类型,可分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、叠合梁

斜拉桥及混合梁斜拉桥。在国内建造得最多的是混凝土斜拉桥及叠合梁斜

拉桥,而钢斜拉桥及混合梁斜拉桥则很少。近二十多年来,斜拉桥由稀索体系

变为密索体系,带来的突出变化是主梁的截面高度变小,因此其质量和抗弯刚

度显著减少。对于主梁采用连续体系,边跨主梁抗弯刚度的减小并非有利,特

别是对边跨与主跨比值较小的斜拉桥更是如此。因此,需要将边跨主梁的质

量与刚度加大,从而减小主跨的内力和变形。而且边跨采用混凝土梁段压重,

可减少或避免端支点的负反力。混合梁斜拉桥正是基于这样的思路应运而

生的。

混合梁斜拉桥是指斜拉桥主跨采用钢梁,边跨采用混凝土梁,混凝土梁与钢梁的连结点一般设在桥塔附近,可以在边跨侧,也可在主跨侧。这种混合型主梁结构满足了中跨与

边跨主梁的质量平衡,保证了端索的稳定,也改善了塔柱纵向受力。混凝土箱梁外型与钢箱梁一致,在钢箱梁与混凝土箱梁之间的连接部位设置了一段过渡节段。设置过渡节段

的目的在于采取特殊的构造措施来保证钢箱梁与混凝土箱梁既要应力匀顺传递又要刚度匀顺过渡。

2.2 斜拉桥的结构体系形式

目前,国内斜拉桥主梁的结构体系分为连续体系和非连续体系。主梁采

用连续梁形式,可以获得连续梁桥的主要优点。即结构整体刚度好,对抗震有利,行车平顺,变形缝少。

我国道路与桥梁发展现状分析及展望

道路桥梁工程概论论文 ——我国道路与桥梁发展现状分析及展望 姓名:宿凌飞 班级:2011级房建5班 学号:201110703059 任课教师:汪杰

我国道路与桥梁发展现状分析及展望 摘要:随着我国建设的发展,公路已具有非常重要的作用。近几年来,可以说是我国公路桥梁的建设在飞速发展的同时也取得了非常大的成就。交通运输是现代经济社会正常运行的基础保障,生产要素之间的快速交换是保障和维护生产正常运行的基本条件。交通运输规模的大小是经济社会现代化程度的基本标识之一,而交通运输的发展又在很大程度上限制的经济的发展。道路与桥梁的发展又占交通运输发展的很大部分,本文主要阐述的就是我国道路与桥梁发展现状及展望。 关键字:基础设施道路桥梁交通运输发展现状 正文: 交通运输把社会生产、分配、交换和消费等各个环节有机地联系起来,既是重要的基础产业,又为商品流通和人员流动提供基本条件。交通运输是国民经济的重点战略产业,是国民经济的重要基础设施,是制约经济与社会发展的一个重要因素。自改革开放以来,各地政府和人民都认识到“要想富,先修路”。交通运输业要先行,才能保持国民经济的持续、稳定、协调发展。 一、我国道路发展现状 由于之前200年中国经济科技相对于西方工业革命的落后以及战争的影响,中国和平发展的时间非常短,造成了中国交通运输等基础设施的建设严重滞后,据统计,在1949年新中国成立时全国公路通车总里程为8.07万公里,且缺桥少涵,路况极差。全国有1/3的县不通公路,整个西藏的公路交通还是一片空白。从建国到改革开放,由于交通运输的基础性和重要性不被重视,导致了对基础交通设施的投资严重不足,交通发展长期滞后。改革开放以后,虽然同时期公路交通设施在快速发展,但与国民经济发展的需求相比仍然偏低,且由于改革开放前几十年的历史欠账太大,城市出入口和交通干线严重堵塞,交通事故频频发生,运输效率低下,基础设施的落后成为了国民经济发展的主要瓶颈。20世纪80年代后期,中央政府开始了交通运输基础设施的修建,交通运输得到了很大的发展,尤其表现在公路交通方面。进入21世纪后,交通运输的发展速度进一步提高。 我国的高速公路建设自1988年沪嘉高速公路通车实现中国大陆高速公路零的突破后中国高速公路的建设一路突飞猛进。进入2000年之后,国民生活水平进一步提高,国家经济相比于改革开放初期已经有了极大的提高,高速公路等国民基础设施因此得到了进一步的投资。2000年1月,国务院成立了西部地区开发领导小组。西部大开发战略开始实施,中国西部相对于东部沿海的落后地区的交通运输等基础设施开始大力兴建,交通网络的形成加快了各省各地区的物资交流,各地区的经济联系得到进一步的加强。“十一五”规划期间,房地产行业的兴起更是带动了全国基础设施的建设。国家高速公路网规划中重点建设的“五射两纵七横”14条线路中,已建和在建路段达到95%以上。从1988年的100公里一路飙升至2012年的9.62万公里,中国高速公路实现了从无到有,

大跨度斜拉桥动力特性分析(精)

大跨度斜拉桥动力特性分析Ξ 陈淮郭向荣曾庆元 (郑州工业大学土建系,郑州,450002(长沙铁道学院土木系,长沙,410075 摘要本文提出一种计算大跨度钢桁梁斜拉桥动力特性的方法。文中分别采用桁段 有限单元、空间梁元、空间杆元计算斜拉桥中桁架、桥塔、 拉索的刚度矩阵与质量矩阵, 采用子空间迭代法求解特征方程,所得结果可供设计参考。 关键词有限元法;斜拉桥;自振频率;振型 分类号U 44112 1引言 桥梁结构的动力特性包括自振频率及主振型等,它是桥梁计算的重要课题之一。桥梁结构的动力特性反映了桥梁的刚度指标,它对于正确地进行桥梁的抗震设计及维护,有着重要的意义。我国设计的某大跨度钢桁梁斜拉桥,这种桥型的自振频率和主振型的计算困扰着设计人员。钢桁梁斜拉桥是一个空间杆系结构,从理论上讲计算这种结构的空间振动自振频率及主振型并不是十分困难。然而,由于桥梁结构复杂,自由度很大,加上实际桥梁受结点及支座的约束等,完全由理论按空间梁元计算钢桁梁斜拉桥自振频率及主振型并不容易。本文探讨这种桥型动力特性的计算方法,对于桁梁、应用桁段有限元法,将桁梁取为桁段单元,每个桁梁节间断面有10个自由度。桥塔取为空间梁单元,每个结点有6个自由度。斜拉桥拉索取为空间桁元,分析了国内设计中的某特大跨度斜拉桥的自振特性。文中在形成结构总体刚度矩阵

及质量矩阵时,使用形成矩阵的“对号入座”法则〔1〕,能很简便地考虑桥门架、横联等局部构件的作用。数值算例表明,这种方法使用方便,结果可靠,结构自由度数可大大降低等优点,是斜拉桥动力分析的有效方法。 2计算模型及其主要假定 211桥梁简介 国内设计的某特大跨度钢桁梁斜拉桥为双塔双索面斜拉桥。主梁采用五跨连续钢桁梁,其中主跨跨长368米,主梁宽20米,主梁高1415米,总长864米;桥塔是一个钢筋混凝土框架,塔高113米,每塔有10对索与主梁相连,构成扇形索面,桥梁简图如图1所示。 212计算模型及主要假定 21211桁梁单元 钢桁梁斜拉桥是一个相当复杂的结构,为了减少自由度,主桁采用桁段有限元计算,在不失对桥梁结构主要因素研究的前提下,本文采用以下主要假定: 第14卷第1期 计算力学学报V o l .14N o.11997年2月CH I N ESE JOU RNAL O F COM PU TA T I ONAL M ECHAN I CS February 1997 Ξ河南省自然科学基金资助。 本文于1995年9月5日收到,1996年7月8日收到修改稿。

斜拉桥梁简介及发展趋势

大跨度桥梁——斜拉桥 专业:岩土与地下工程 班级:10-1班 姓名:卢雪东 学号:20101792

斜拉桥 斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。 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。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,而且可以部分预制、部分现场浇筑,为施工方案提供了多种选择,因此箱形截面主梁逐渐成为现代斜拉桥中经常采用的形式。另外,主梁按材料可以分为:预应力混凝土梁、刚—混凝土组合梁、钢主梁和混合式梁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 斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型,也是我国大跨径桥梁最流行的一种桥型。目前为止我国建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,而

居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。 按照交通功能分类根据桥梁建造的使用目的,可以分为公路斜拉桥,铁路斜拉桥,人行斜拉桥,斜拉管道桥,斜拉渡槽等,有时在一座桥上这些功能是兼而有之的,如公铁两用桥,现在越来越多的斜拉桥都同时通行管道(输送水。液化气。电缆等);按照梁体材料分类有钢桥、混凝土桥、迭合梁桥。复合梁桥、组合梁桥;按照塔的数量分类有单塔、双塔、多塔;按照索面不知形式分类索的布置:面外——单面索、双面索、多面索、空间索,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;按照主梁和塔的连接形式分类有悬浮体系,半悬浮体系,塔梁固结体系,刚构体系等。 斜拉桥的主要特征据资料反映已存在于l 8世纪和l9世纪的设计中,所以这种结构体系并不是20世纪的发明,虽然我们将它发展起来,但这种结构体系的滥觞,我们应追溯到更早的时期。老挝和印度尼西亚的爪哇岛上很早就有原始的竹制斜拉桥,古埃及的海船上也出现过用绳索斜拉的工作天桥等等,这些结构中所具有的斜拉桥特征已明晰可见。 (二)斜拉桥的发展历史 斜拉桥的发展历史悠久,1617年,威尼斯建筑大师福斯图斯·费

桥梁设计(研究)现状和发展趋势

设计(研究)现状和发展趋势(文献综述) 2.1桥梁设计的现状 2.1.1 梁式桥 1. 简支体系梁桥 实心板桥,空心板桥,T 梁桥,工字型梁桥, 箱型梁桥等 特点:受力简单;标准设计;预制吊装;20~50m;中小桥;引桥 组合式梁桥有两种型式: Ι形组合梁桥____适用于钢筋混凝土简支梁桥 箱形组合梁桥____适用于预应力混凝土梁桥。 优点:显著减轻预制构件的重量,便于集中制造和运输吊装。 2. 简支变连续体系梁桥 T 梁桥,工字型梁桥, 箱型梁桥等 特点:先简支(预制吊装),后连续;连续体系受力;预应力20~50m;中小桥;引桥3. 连续梁桥 箱型截面,连续体系受力,支座 20~30m:普通钢筋混凝土,中小桥;引桥;高架桥; 立交桥;支架现浇较多 40~60m:预应力混凝土,大中桥;次主桥; 等截面,顶推施工 >60m: 大桥,特大桥;变截面, 悬臂施工(现浇或拼装) 4. 刚构桥 门式刚架桥 T 型刚构桥(带挂孔的或不带挂孔的) 连续刚构桥 刚构-连续组合体系桥 斜腿刚构桥 刚构桥特点: 箱型截面,连续体系受力, 墩梁刚接(不需支座) >60m,大桥,特大桥;变截面, 悬臂施工(现浇或拼装)-不需体系转换 2.1.2 拱桥 简单体系拱桥(上承式拱) 组合体系拱桥(中承式拱、下承式拱、系杆拱等) 1. 石拱桥 我国现存的石拱桥最早已有1500多年历史, 常用跨度:8~60m;

1991年,120m,湖南凤凰县乌巢河桥 2001年,146m, 山西晋城丹河大桥, 世界最大跨度。 2. 混凝土拱桥 分箱形拱、肋拱、桁架拱 常用跨度:30~200m 世界已建成跨径超过240M拱桥共15座,中国4座 跨径大于300m的拱桥共5座,中国占3座 1997年,重庆万县长江大桥(主跨420m),为世界最大跨度。 钢管混凝土劲性骨架混凝土箱形拱:以钢管混凝土作为劲性骨架,再外包混凝土形成箱形拱,是修建大跨径拱桥十分好的构思,除了方便施工外,还避免了钢管防护问题。 3. 钢管混凝土拱桥 钢管混凝土是一种钢-混凝土复合材料具有支架、模板二大作用,自架设能力强极限状态下发挥套箍作用,极限承载能力高常用跨度:100~300m。 4. 钢拱桥 ?适用于大跨径 ?我国钢拱桥修建正在较快增加 2.1.3 斜拉桥 特点:组合体系,比梁式桥有更大的跨越能力 200~800m的跨径范围内占据着优势 由于拉索的自锚特性而不需要悬索桥那样巨大锚碇 在800~1100m的跨径范围内,斜拉桥也扮演重要角色 1600m跨径都是可行的 斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分成: 主梁一般采用混凝土结构、钢-混凝土组合结构、钢结构或钢和混凝土混合结构; 索塔-采用混凝土、钢-混凝土组合或钢结构;大部分采用混凝土结构; 斜拉索-则采用高强材料(高强钢丝或钢绞线)制成。 2.1.4 悬索桥 世界已建成跨径大于1000米的悬索桥17座;日本于1998年建成了世界最大跨径的明石海峡大桥,是世界建桥史上的一座丰碑。 特点:悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一 受力明确,造型优美,规模宏伟,“桥梁皇后” 跨径大于800m的桥梁,悬索桥具有很大的竞争力 400~800m也有可比性 抗风稳定性问题突出 2.2桥梁设计的发展趋势 随着我国经济发展,材料、机械、设备工业相应发展,这为我国修建大跨径斜拉桥和悬索桥提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工,使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。以下是桥梁发展得趋势:

斜拉桥发展历史及未来方向

斜拉桥的发展历程及未来发展趋势 通过本学期的学习,我们学习了梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥的计算方法。通过老师的讲解使我们了解到了不同桥梁的受力特点的不同以及不同桥梁计算时使用的不同的理论。梁桥以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单,制造、架设和维修均较方便,广泛用于中、小跨度桥梁,但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力,材料能充分利用,自重较轻,跨越能力大,多用于建造大跨度桥梁。拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。拱桥是向上凸起的曲面,其最大主应力沿拱桥曲面作用,沿拱桥垂直方向的最小主应力为零。悬索桥既吊桥指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。下面我们重点来说说斜拉桥,斜拉桥是由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成,主梁一般采用混凝土结构、钢和混凝土结构、组合结构或钢结构,索塔主要采用混凝土结构,斜拉索采用高强材料的钢丝或钢绞线制成。它的主要优点有在各个支点支承的作用下跨中弯矩大大减小,而且由于结构自重较轻,既节省了结构材料,又能大幅地增大桥梁的跨越能力。此外,斜拉索轴力产生的水平分力对主梁施加了预应力,从而可以增强主梁的抗裂能力,节约主梁中预应力钢材的用钢量。斜拉桥和梁桥和拱桥相比有着跨越能力大的优

势。而与悬索桥相比在300-1000米跨度又有经济性的优势。同时外形对称美观更兼线条纤秀,构造简洁,造型优美。符合桥梁美学的要求。适合在跨度为300-1000米的桥梁使用。 斜拉桥的发展其实进行了一个漫长的历史,在国外1784年德国人勒舍尔建造了一座跨径为32米的木桥,这是世界上第一座斜拉桥。1821年法国建筑师叶帕特在世界上第一次系统地提出了斜拉桥的结构体系。在这个体系里,他构想用锻铁拉杆将梁吊到相当高的桥塔上,拉索扇形布置,所有拉索都锚固于桥塔顶部。1855年美国工程师罗伯林在尼亚加拉河上,建成了跨径达250米的公铁两用桥。这是世界上首次将悬索体系和拉索体系的成功组合。1949年,德国著名的桥梁工程师迪辛格尔发表了他对斜拉桥的结构体系的研究成果,为现代斜拉桥的诞生和发展奠定了理论基础。1952年德国莱昂哈特教授在世界上第一个设计出现代化斜拉桥――德国杜塞尔多夫跨越莱茵河的大桥。1953年迪辛格尔与德国承包商德玛格公司,承建了瑞典的斯特罗姆松德桥,这是世界上第一座现代斜拉桥。从此斜拉桥经历了三个发展阶段:自20世纪50年代中至60年代中,其特征是拉索为稀索体系,钢或混凝土梁体,以受弯为主;第二阶段,自20世纪60年代后期开始,其特征是拉索逐步采用密索体系,并可以换索,钢和混凝土梁以受压为主,截面减小;第三阶段,从20世纪80年代中期至今,拉索普遍采用密索体系,可以换索,梁体结构出现组合式、混合式、钢管混凝土等新的形式。相应地梁向轻型化发展,梁高减小,梁面也出现了肋板式、板式等形式。

斜拉桥&悬索桥

第六章悬索桥及斜拉桥 第一节悬索桥及斜拉桥的分类及构造 一、悬索桥、斜拉桥的分类 (一)悬索桥 悬索桥也称吊桥,是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系,将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的桥梁。其主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索、加劲梁组成。 悬索桥的类型可根据悬吊跨数、主缆锚固方式及悬吊方式等方面加以划分。 1.按悬吊跨数分类 其结构形式如图6-1。其中单跨悬索桥和三跨悬索桥最为常用。 图6-1 悬吊跨数不同的悬索桥 a)单跨悬索桥;b)三跨悬索桥;c)四跨悬索桥;d)五跨悬索桥 1)单跨悬索桥 2)三跨悬索桥 3)多跨悬索桥 图6-2 联袂布置的悬索桥 2.按主缆的锚固方式分类 按主缆的锚固形式划分,可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。 3.根据悬吊方式分类 1)采用竖直吊索并以钢桁架作加劲梁,如图6-4所示。 2)采用三角布置的斜吊索,并以扁平流线形钢箱梁作加劲梁,如图6-5所示。 3)混合式,即采用竖直吊索和斜吊索,流线形钢箱梁作加劲梁。如图6-6所示。

图6-4 采用竖直吊索桁式加劲梁悬索桥 图6-5 采用斜吊索钢箱加劲梁的悬索桥 图6-6 带斜拉索的悬索桥 4.按支承结构分类 图6-7 按支承构造划分悬索桥形式 a)单跨两铰加劲梁;b)三跨两铰加劲梁;c)三跨连续加劲梁(二)斜拉桥 斜拉桥的主要组成部分为主梁、索塔及拉索。 1.按索塔布置方式分 1)单塔式斜拉桥 采用图6-8-b)的单塔式斜拉桥。 2)双塔式斜拉桥

桥下净空要求较大时,多采用图6-8 a)所示的双塔式斜拉桥。 图6-8 斜拉桥跨径布置 3)多塔式斜拉桥 在跨越宽阔水面时,由于桥梁长度大,可采用图6-8c)所示的多塔斜拉桥。 2.按主梁的支承条件分 1)连续梁式斜拉桥如图6-9 a)。 2)单悬臂式斜拉桥如图6-9 b)。 3)T形刚架式斜拉桥如图6-9 c)。 图 6-9按主梁支承条件划分斜拉桥形式 二、悬索桥、斜拉桥的构造 (一)悬索桥上部结构的主要形式和构造特点 现代悬索桥通常主要由主缆、主塔、锚碇与加劲梁等四大主体结构以及塔顶主索鞍、锚口散索鞍座或散索箍和悬吊系统等重要附属系统组成。 1.主缆 1)主缆的材料 2)主缆的类型 (1)钢丝绳主缆。 (2)平行丝股主缆。 3)主缆的制作 4)主缆的形式 5)主缆的截面组成

组合斜拉桥简介及其结构特点分析

2002年增刊广东公路交通 GuallgDOllgc∞gIjlJi日岫总第76期文章编号:167l一7619(2002)增刊一0Q52一03 组合斜拉桥简介及其结构特点分析 苗德山1(1.广东省交通集团有限公司.广州5101叭 孙向东2 2.广东省公路勘察规划设计院。广州5lQ5昕) 摘要:利用斜拉桥自身构件的各种变化,可以派生出众多优美的结构形式,并达到与环境的完美结合。组合斜拉桥跨越能力强,应用广泛,桥型美观。简要介绍了其类型并分析了各桥型的结构受力特点。 关键词:组舍斜拉桥桥掣结构分析 中图分类号:tM8.刀“文献标识码:c 1引言 随着结构分析技术、高强材料及先进施工工艺的发展,斜拉桥凭其自身的特点在太跨径桥梁领域成为了一种竞争能力极强的桥型。虽然现代斜拉桥只有短短的几十年历史,却在实际工程中展现了勃勃生机。利用斜拉桥自身构件的各种变化可以派生出众多优美的结构形式,并达到与环境的完美结合。 斜拉桥的上部结构由梁、索、塔三类构件组成,因上述三者一般不是同一种材料,故从整体上看斜拉桥本身就是一种组合结构。对于任何桥型来说跨度的推进始终是其发展的主题,而斜拉桥在自身的发展过程中,其粱、索、塔在结构形式、材料组成及协作方式等方面均发生了众多演化,其中以粱所派生出的形式最多,影响也最大。斜拉桥的主梁在空间不同的部位可以分别采用不同材料,通常是钢材和混凝土,此类斜拉桥与钢斜拉桥和混凝土斜拉桥相比,可称之为组合斜拉桥。 2组合斜拉桥分类 2.1竖向组合斜拉桥 竖向组合斜拉桥,是指在钢格构或钢梁上铺设钢筋混凝土或预应力混凝土行车道,这也就是通常所说的叠合梁斜拉桥(图1)。此类斜拉桥的代表有加拿大的A11Ilacis桥、中国上海的南浦及杨浦大桥等。 囤1血mads桥的叠台粱断面 2.2纵向组合斜拉桥 纵向组合斜拉桥一般是由边跨混凝土主粱与主跨钢粱在纵向加以连接组成.也就是通常所说的混合粱斜拉桥。此类斜拉桥的代表有法国的 ?52N0Ⅱllalldv桥和日本的生口桥等。 图2所示为N0㈣dy大桥的纵向布置情况,图中显示边跨混凝土粱进人中跨116m后与中跨钢主梁相接,从而减少钢主梁长度,降低造价。 圈2N0mwdv桥的纵向布置

现代桥梁之斜拉桥与悬索桥区别与联系[优秀工程范文]

现代桥梁之斜拉桥与悬索桥区别与联系 斜拉桥与悬索桥作为现代桥梁的主要建筑方式,二者之间又存在着怎样的区别与联系呢?下面我们通过结构力学的方法对其进行受力方面的定性分析,来解决一些现实中的 现象. 首先我们来了解一下他们的定义: 斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系.其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁.其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料.斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成. 悬索桥,又名吊桥(suspension bridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁.其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线.从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形. 斜拉桥与悬索桥的结构简图如图a,b所示. 下面对一些现实现象进行定性分析. 1.为什么斜拉桥和悬索桥可以比其他桥梁的跨度大很多? 通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥和悬索桥都是通过钢索的拉力来代替了桥墩的支持力.因此可以减少桥墩的数量,实现桥梁的大跨度. 2.为什么悬索桥可以比斜拉桥的跨度更大?

通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥的钢索是斜着的,以a图C点进行受力分析,为了在C点提供足够的竖直拉力Fcy随着AC距离的增加,Fc和Fcx将会不断增大,这样会不断增大钢索的拉力和桥面的轴向压力,这也是为什么斜拉桥的钢索大多集中在索塔的上端的原因.因此AC之间的距离不能太大,即斜拉桥的跨度不能太大 .而通过悬索桥的结构简图可以看出,悬索桥的钢索受力是竖直方向的,随着跨度的增加并不会增加钢索的受力.因此悬索桥的跨度可以比斜拉桥更大. 3.为什么斜拉桥比悬索桥稳定? 由斜拉桥的结构简图可以看出绷紧的钢索与索塔及桥面根据三钢片原则构成了不变体系,而有悬索桥的结构简图不难看出悬索桥的主索、细钢索、索塔及桥面之间构成的是可变体系.因此悬索桥的稳定性不如斜拉桥的稳定性好. 4.既然增加索塔可以加大桥面的竖向拉力,减小桥面轴向应力鹤岗索拉力,为什么不把索塔建得很高呢? 首先,增加索塔的高度会增加桥梁的用料,从而增加桥梁的经济成本高.其次,由于现实生活中桥面的受力情况特别复杂,无法保证索塔两边桥面受力情况完全相同,这会使得索塔两边钢索所受的拉力不同,如果索塔很长会使得索塔与桥面连接处以及桥墩与地面连接处弯矩过大,容易发生破坏. 5.为什么斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面宽很多? 斜拉桥的桥面比悬索桥的桥面宽很多是有桥面的材料为混凝土和桥面的受力特点的决定的 .下面截取斜拉桥和悬索桥的桥面的一个横截面来简化力学模型,并对其进行受力分析.假设桥面受大小为q的均布力,斜拉桥的受力如图c,悬索桥的受力如图d. 在斜拉桥的横截面受力图中,桥面横截面受斜向上的钢索拉力,因为斜拉桥的索塔为A型或椡Y型;而在悬索桥的受力图中,桥面横截面只受到竖直向上的拉力,因为悬索桥的索塔为H型.假设斜拉桥和悬索桥桥面长度为l,厚度为2h,则斜拉桥受到的最大拉应力为:米y/Iz-Tt/2lh=0.5ql*lh/Iz-Tt/2lh;悬索桥的最大拉应力为:米y/Iz=0.5ql*l/Iz.由此可见在受力和桥面横截面形状相同的情况下,斜拉桥的最大拉应力比悬索桥小Tt/2lh,又因为桥面材料为混凝土,抗压不抗拉,因此斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面更宽一些. 下面,假设桥面受大小为q的均布力(因为桥面主要受到自身的重力,而桥面自身的重力是均布力),而这也是桥面的,设有n根钢索且每根钢索所受的拉力相等为T=ql/(n+2),并且假设桥面只发生小变形,对力学模型进一步简化后.对斜拉桥和悬索桥进行分析,做出斜拉桥与悬索桥的受力图g,剪力图e,弯矩图f.

我国桥梁的现状与发展趋势

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我国桥梁的现状与发展趋势 前言 改革开放之前,我国的经济、政治各方面都处于落后时期,桥梁工程方面也就没有太大的突破。改革开放以来,随着经济的发展,综合国力的增强,我国公路建设事业迅猛发展,作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,特别是近十年来,我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期。 一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,形式多样,实用效果不断提高,跨越大江(河)、海峡(湾)的超大桥梁建设也相继修建,为公路运输提供了安全、舒适的服务。随着建筑材料、设备、建筑技术的较快发展,特别是电子计算技术的广泛应用,为广大工程技术人员提供了快捷、高精度的计算分析手段,我国广大的桥梁工程师和工作者,不断推进我国公路桥梁建设事业的发展。

1 我国桥梁的发展历程 1.1 古代桥梁的发展 1.1.1 萌芽阶段(以西周、春秋为主,包括此前的历史时代) 中国最早的桥梁可以追溯到原始社会时期,有独木桥和数根圆木组成的木梁桥,此为中国桥梁的雏形,进入周朝,已建有梁桥和浮桥。1972年,在春秋时期齐国的京城山东临淄的考古挖掘中,首次发现了梁桥的遗址和桥台遗迹,两处桥梁的跨径均在8 m左右。 1.1.2 初步发展阶段 战国时期,单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。坐落在咸阳故城附近的渭水三桥,在古代是很有名的。三桥包括中渭桥、东渭桥和西渭桥,都是多跨木梁木柱桥。进入秦汉后,建筑材料的丰富化使得以砖石结构为主体的拱结构出现。进入东汉末期,梁桥,浮桥,索桥,拱桥四大基本桥型已全部形成。 1.1.3 辉煌阶段 这一阶段包括了两晋到宋朝时期。这一时期涌现出许多名桥。隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥——赵州桥,该桥在隋大业初年为李春所创建,是一座卒腹式的圆弧形石拱桥,净跨37 m,宽9 m,拱矢高度7.23 m,在拱圈两肩各设有2个跨度不等的腹拱,这样既能减轻桥身自重、节省材料,又便于排洪、增加美观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,在我国古桥是首屈一指。唐朝时期出现了不少名闻天下的石梁桥。 1.1.4 饱和阶段 进入元朝以后,古代桥梁发展几乎没有多大的创造和技术突破,没有涌现出更多的名桥,主要是对一些古桥进行了修缮和改造。 1.2 近代桥梁的发展 从鸦片战争爆发到新中国的建立,这一时期中国的桥梁主要是有外国人建造旧中国的承包商还没有建造大桥的能力,而政府交通部门也没有大桥施工队伍,只能做一些公路小桥涵的工程。可以这么说,这一时期的中国桥梁发展已经进入停滞时期,究其原因,我认为主要由当时旧中国落后的社会生产力引起,没有及时吸收当时桥梁建造的先进理念和主流思想,导致技术远远落后于人们的需求,恶性循环加剧,桥梁发展止步不前。 1.3 交流学习阶段 新中国建立后,面对美国的经济封锁和制裁,向苏联学习是最好的选择。在苏联专家的帮助下铁道部筹建了山海关、丰台、宝鸡和株州桥梁厂。交通部组建了北京的公路规划设计院、西安的第一设计院和武汉的第二设计院以及从事施工的公路一局和二局。各省的

斜拉桥结构设计及问题简析

斜拉桥结构设计及问题简析 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: The cable-stayed bridge is a bridge combined stress system, its main structure is composed of cables, towers, girders. In this paper, through the analysis of the structural characteristics of cable-stayed bridge, the cable-stayed bridge in the structure, layout, material selection and design aesthetic requirements and matters needing attention, and briefly introduces the problems encountered in the design and construction of cable-stayed bridge and measures. Keywords: cable-stayed bridge;layout;structure design;cable-stayed bridge aesthetics 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 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

斜拉桥的发展

中国斜拉桥的发展状态和关键技术 摘要:斜拉桥的发展引用着多种现代的高新技术,得以桥梁在大跨度的桥梁施工中,得以精确度的保证以及在规范要求的范围内,并且施工中必须考虑到外部环境的影响,所以接下来对以上的问题作以叙述。 关键词:斜拉桥全球卫新定位系统防护措施施工重点 斜拉桥又称斜张桥,上部结构由索、梁、塔三个主要组成部分构成,从其力学特点看,属于组合体系桥。斜拉桥依靠斜拉索支撑梁跨,类似于多跨弹性支承梁,梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关,而与拉索间距有关。斜拉桥开始于17世纪,现在斜拉桥正处于发展的高峰期间,长度、跨度和持久性也在不断增加。 斜拉桥采用斜拉索来支撑主梁,使主梁变成多跨支撑连续梁,从而降低主梁高度、增大跨度。斜拉桥属于自锚结构体系,斜拉索对桥跨结构的主梁产生有利的压力,改善了主梁的受力状态。主要构造有基础、墩塔、主梁和拉索。其上的主梁是受弯构件,为多点弹性支撑,弯矩和挠度显著减小,斜拉索水平分力,提供对称的预应力,减缓主梁的压力。斜索是受拉构件,为主梁提供弹性支持,调整其索力、间距和数量,可调整桥梁内力分布及刚度,对斜拉索进行预张拉。 斜拉桥孔跨布置主要可分为双塔三跨式、独塔双跨式和多塔多跨式等三种形式。在特殊情况下,斜拉桥也可以布置成独塔单跨式或者混合式。 1、双塔三跨式 目前双塔三跨式最常用,形式有对称式和非对称式,适用在跨越较大的河流、海口及海面比较近的工程中。以下为双塔三跨式的例子,如图一所示。杭州湾跨海大桥建于2003年11月14日开工,2007年6月26日贯通,2008年5月1日启用。杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥,北起浙江嘉兴海盐郑家埭,南至宁波慈溪水路湾,全长36公里,比连接巴林与沙特的法赫德国王大桥还长11公里,已经成为中国世界纪录协会世界最长的跨海大桥候选世界纪录,成为继美国的庞恰特雷恩湖桥和青岛胶州湾大桥是世界上最长的跨海大桥后世界第三长的桥梁。此桥的特点为两侧都建有辅助墩,目的是为了缓和端锚索应力集中或减少边跨主梁弯矩,增大桥梁总体刚度。杭州湾大桥的钢管桩制作过程中,每个工序都进行严格质量检查,对焊缝百分之百进行超声波检查,还有部分的需要进行射线照相。其中T形和十字形的焊缝及近桩顶焊缝作为重点检查。焊缝不允许有咬边、焊缝未融合、未焊透的情况表面气孔、弧坑、夹渣等外观缺陷,这些都是对桩的焊接要求,而且在做这桥的设计时,还得考虑到一些外在因素,因为作为海上建筑,必须考虑到海上的海风很大,桥墩放下的时候会因为海风的吹动而摇晃,可能导致放置的位置不精确,所以得用到精密仪器测量和GPS 定位导航系统,这个是近几年才开始开发使用在桥梁建筑上的科技技术使用。在建成的时候还得预防以后海上出现台风现象,因为美国就有桥在设计时未能够充分考虑到风力和风速的影响,导致桥在风的作用下,产生摇晃,导致桥的倒塌。钢管桩的制作已经需要考虑到防腐的问题,而且也要考虑到在运输的时候,防止桩与周围的摩擦。而且全球卫星定位系统在这里利用的地方也比较多。像这里外海沉桩施工过程中,因为在海上的施工,所以在岸上看上去距离远,常规的经纬仪和全站仪测量定位很难达到设计的要求,所以只有使用全球卫星定位系统在施

斜拉桥的发展现状及常见问题浅析

斜拉桥的发展现状及常见问题浅析徐灯飞夏德俊(西南交通大学土木工程学院四川成都611756) 庄晴(内江师范学院四川内江641112) 摘要:本文主要论述了斜拉桥在近些年发展建设中取得的成就,分析了斜拉桥在结构、布置、选材和审美方面,以及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的必要措施。斜拉桥因为结构和审美上优势,以及大量的建设尝试和研究,斜拉桥以后势必还会有更大的发展。 关键词:斜拉桥;布置形式;桥梁结构体系;斜拉桥审美 一.我国斜拉桥建设取得的成就 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。2008年建成的苏通大桥全长1088米,成为世界上最长的斜拉桥,这也是我国历史上工程规模最大、建设条件极为复杂的特大型桥梁工程。目前我国已经建成的世界级的大跨度斜拉桥还有:2005年建成的南京长江三桥,是国内第一座钢塔斜拉桥,也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥;2009年香港建成的双塔斜拉桥昂船洲大桥,主跨长1018米,为世界第二长;2010年建成的鄂东长江大桥,主桥主跨为926米,位居混合梁斜拉桥世界第二位等等...... 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。 二.斜拉桥整体结构特点 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。三.斜拉桥的布置: 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。(1)相对于双塔三跨式,独塔双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;(2)斜拉桥布置成双塔三跨式时,具有较大的主跨径,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;(3)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.索塔

斜拉桥与悬索桥之比较

第四篇斜拉桥与悬索桥 第一章斜拉桥 教学目的:1、掌握斜拉桥桥型的构造及力学特点。 2、了解斜拉桥的设计简介。 教学内容: 1、斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。 2、斜拉桥常见的孔跨布置方式和立面上的布置方式。 3、斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。 4、斜拉桥的设计简介。 重点:1、斜拉桥构造特点。 2、斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。 难点:斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。 思考题及习题: 1.斜拉桥的主要受力特点是什么? 2.斜拉桥主梁常采用哪些截面,各有何特点?

第一章斜拉桥 1、组成: 主梁——混凝土、钢—混凝土组合、钢 索塔——钢筋混凝土 斜拉索——高强材料(高强钢丝或钢绞线) 2、荷载传递路径: 主梁——多跨弹性支承的连续梁。 斜拉索对主梁的多点弹性支承作用,只有在拉索始终处于拉紧状态时才能得到充分发挥。因此在主梁承受荷载之前对斜拉索要进行预张拉。 预张拉力——主梁一个初始支承力——调整主梁初始内力,并提高斜拉索的刚度。斜拉索水平分力对主梁预压,——增强主梁的抗裂性能,节约高强钢材的用量 3、斜拉桥与悬索桥的区别:结构刚度大小 主梁承受轴力——可以对主梁内力进行调整 刚度可改变 4、索力调整——主梁受力均匀——经济、安全——工序繁琐 5、拉索的防护、新型锚具的工艺和耐疲劳问题 (一)孔跨布置: 双塔三跨式 最常见,主跨跨径较大,适用较大河流 主跨作用活载时,塔向中跨侧发生水平倾斜,此时边跨刚度将显著减小塔的倾斜量,从而提高了中跨的刚度。 有效办法:加粗端锚索或增加边跨辅助墩。 独塔双跨式 常见:主跨跨径比双塔三跨式主跨跨径要小,适用中小河流和城市道路 当边跨较大时,一般需在边跨范围内布置辅助墩,以提高主跨刚度 三塔四跨式和多塔多跨式 非常少 原因:中间塔没有端锚索来有效地限制它的变位, 可将中间塔做成刚性塔(例如A形塔),或用拉索对中间塔顶加劲,或增加主梁梁高、采用矮塔部分斜拉桥体系 (二)构造 1、斜拉索 抗拉强度高、弹性模量大且抗疲劳性能好的钢 平行高强钢丝束、平行钢绞线束

桥梁的现状与发展趋势

摘要 关键词 目录 我国桥梁的现状与发展趋势 前言 改革开放之前,我国的经济、政治各方面都处于落后时期,桥梁工程方面也就没有太大的突破。改革开放以来,随着经济的发展,综合国力的增强,我国公路建设事业迅猛发展,作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,特别是近十年来,我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期。 一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,形式多样,实用效果不断提高,跨越大江(河)、海峡(湾)的超大桥梁建设也相继修建,为公路运输提供了安全、舒适的服务。随着建筑材料、设备、建筑技术的较快发展,特别是电子计算技术的广泛应用,为广大工程技术人员提供了快捷、高精度的计算分析手段,我国广大的桥梁工程师和工作者,不断推进我国公路桥梁建设事业的发展。

1 我国桥梁的发展历程 1.1 古代桥梁的发展 1.1.1 萌芽阶段(以西周、春秋为主,包括此前的历史时代) 中国最早的桥梁可以追溯到原始社会时期,有独木桥和数根圆木组成的木梁桥,此为中国桥梁的雏形,进入周朝,已建有梁桥和浮桥。1972年,在春秋时期齐国的京城山东临淄的考古挖掘中,首次发现了梁桥的遗址和桥台遗迹,两处桥梁的跨径均在8 m左右。 1.1.2 初步发展阶段 战国时期,单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。坐落在咸阳故城附近的渭水三桥,在古代是很有名的。三桥包括中渭桥、东渭桥和西渭桥,都是多跨木梁木柱桥。进入秦汉后,建筑材料的丰富化使得以砖石结构为主体的拱结构出现。进入东汉末期,梁桥,浮桥,索桥,拱桥四大基本桥型已全部形成。 1.1.3 辉煌阶段 这一阶段包括了两晋到宋朝时期。这一时期涌现出许多名桥。隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥——赵州桥,该桥在隋大业初年为李春所创建,是一座卒腹式的圆弧形石拱桥,净跨37 m,宽9 m,拱矢高度7.23 m,在拱圈两肩各设有2个跨度不等的腹拱,这样既能减轻桥身自重、节省材料,又便于排洪、增加美观,赵州桥的设计构思和工艺的精巧,在我国古桥是首屈一指。唐朝时期出现了不少名闻天下的石梁桥。 1.1.4 饱和阶段 进入元朝以后,古代桥梁发展几乎没有多大的创造和技术突破,没有涌现出更多的名桥,主要是对一些古桥进行了修缮和改造。 1.2 近代桥梁的发展 从鸦片战争爆发到新中国的建立,这一时期中国的桥梁主要是有外国人建造旧中国的承包商还没有建造大桥的能力,而政府交通部门也没有大桥施工队伍,只能做一些公路小桥涵的工程。可以这么说,这一时期的中国桥梁发展已经进入停滞时期,究其原因,我认为主要由当时旧中国落后的社会生产力引起,没有及时吸收当时桥梁建造的先进理念和主流思想,导致技术远远落后于人们的需求,恶性循环加剧,桥梁发展止步不前。 1.3 交流学习阶段 新中国建立后,面对美国的经济封锁和制裁,向苏联学习是最好的选择。在苏联专家的帮助下铁道部筹建了山海关、丰台、宝鸡和株州桥梁厂。交通部组建了北京的公路规划设计院、西安的第一设计院和武汉的第二设计院以及从事施工的公路一局和二局。各省的

斜拉桥发展史及现状综述

从斜拉桥看桥梁技术的发展 姓名:马哲昊 班级:1403 专业:建筑与土木工程 学号:143085213086

摘要: 介绍了国内外斜拉桥的发展历史,综述了现今斜拉桥发展的现状,并分析了斜拉桥的结构形式和布置形式及其经济效益,并简述了其中的桥梁技术,对今后斜拉桥的发展做出展望。 关键词: 斜拉桥;发展史;现状;展望 Abstract: the paper introduces the domestic and foreign in recent decades history of Cable-stayed bridge.the paper summarized the The structure of cable-stayed bridge and the Economic benefits and Introduced the technology of it.the direction of further research in the future was put forward. Key words: Cable-stayed bridge; Review; Looking forward to

1.斜拉桥的发展 1.1 斜拉桥的历史 斜拉桥是一种古老而年轻的桥型结构。早在数百年前,斜拉桥的设想和实践就已经开始出现,例如在亚洲的老挝,爪哇都发现过用藤条和竹子架设的斜拉结构人行桥。在古代,世界各地也都出现过通行人、马等轻型荷载的斜拉结构桥梁在 18 世纪,德国人就曾提出过木质斜张桥的方案,1817 年英国架成了一座跨径为 34m 的人行木质斜张桥,该桥的桥塔采用铸铁制造,拉索则采用了钢丝。以后在欧洲的很多国家都先后出现了一些斜拉桥,如 1824 年,英国在 Nienburg 修建了一座跨径为 78m 的斜拉桥,拉索采用了铁链条和铸铁杆,后来由于承载能力不足而垮塌。1818 年,英国一座跨越特威德河的人行桥也毁于风振。现在看来,这些桥梁的垮塌主要是由于当时工业水平的限制、对斜拉桥这样高次超静定结构体系缺乏理论分析方法和技术手段以及桥梁结构构造存在缺陷。世界上第一座现代化的大跨径斜拉桥诞生于 1955 年,在第二次世界大战结束后,Dischinger 在瑞典设计建成了 Stromsund 桥。该桥主跨 182.6m,全桥采用斜拉式结构,主梁为钢板梁,中间用横梁连接,双塔式,每塔只用了两对高强钢丝拉索,梁上索距 35m 左右,梁高 3.25m 为跨径的 1/56,塔高 28m 为跨径的 1/6.5。这座桥在现代的观点来看虽然在细节上存在着一些不足,如桥面采用的分离的混凝土梁,索塔的造型缺乏美感等,但在桥梁结构上却开创了一个新的纪元,创造出了一种新的桥梁体系,且这种桥梁结构拥有着诸多优点: ①用少量拉索取代了深水桥墩,不但节省了费用、降低了施工难度,而且有效的提高了桥梁的跨越能力,利于通航和排洪。 ②拉索作为主梁的中间弹性支承,使得在桥梁跨径增大的同时,主梁的梁高却可以减小,从而使主梁本身以梁以及段引桥的造价得以降低。 ③拉索自锚固于主梁上,梁身能够得到免费的预压应力,在很多情况下,尤其对于中等跨径桥梁是有利的,和悬索桥相比还可以节省庞大而昂贵的地锚。 ④拉索和索塔、主梁组成了多个三角形结构,稳定性高,刚度大。静、动力性能都良好。 ⑤整体结构新颖,造型美观。 斜拉桥这种新桥型的的出现,以其先进的技术,经济的造价、美观的外形,很快的得到了社会的认同,并在许多国家得到了推广,从Stromsund 桥建成后的第二年起,诸多有名的斜拉桥相继诞生,且发展的速度很快,平均每年就能完一座斜拉桥的修建。早期的斜拉桥结构大多采用当时盛行的轻型钢结构正交异性桥面板,各桥不仅在形式上不尽相同,

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