浅谈斜拉桥结构体系与创新
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
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拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
7
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
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1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
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3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
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。
桥梁结构体系创新—斜拉拱桥 课件
特别之处：充分发 挥斜拉桥和拱桥的 优点
拱 索
2、传力机制—以湘潭湘江四桥为例
湘潭湘江四桥主桥布置图
主桥：120m+400m+120m 斜拉飞燕式钢管混凝土系杆拱桥 主跨侧斜拉索锚固于拱肋 边跨侧斜拉索锚固于边跨桥面
2、传力机制—以湘潭湘江四桥为例
总：主拱受力为主 斜拉索受力为辅
传力体系图
主跨桥面
主拱 拱脚 基础 斜拉索 桥塔 主跨斜拉索：水平分力相互抵消 竖向分力传至桥塔 边跨斜拉索水平分力可抵消拱脚处部分水平推力
3. 拱对索的优化
由于主拱圈承受部分桥面荷载，与普通斜拉 桥相比： 可降低斜拉索索力 在桥塔的另一侧可不必设置辅助墩 缩短了斜拉索长度，减小了斜拉索的重力 刚度引起的几何非线性影响，同时也可提 高桥面的横向抗风刚度。
二. 施工工艺—缆索吊装
亮点： 1、桥塔可作为扣索塔架和缆索吊装塔架的支撑体系 2、斜拉索可起到扣索作用，协助拱肋安装 效果：节省昂贵的施工器械，达到经济效益
三、美学及展望
斜拉桥-挺 拔向上— 阳刚之美
自然流畅-柔性之美
斜拉 拱桥
挺拔向上阳刚之美 适合： 美观要求较高的风景区 城市地标建筑
拱桥-自然 流畅—柔 性之美
桥梁结构体系创新—斜拉拱桥
一、结构体系
二、施工工艺
三、美学及展望
一、结构体系—斜拉拱桥
马来西亚斜拉拱桥 主跨300m 建于2002年
一、结构体系—斜拉拱桥
工程概况： 湘潭湘江四桥 主桥 120+400m+120 斜拉飞燕式钢管混 凝土拱桥 主跨侧斜拉索锚固 于拱肋 边跨斜拉索锚固于 桥面 建于2007年
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。
斜拉桥受力特点及结构体系
斜拉桥受力特点及结构体系
哎呀，我的天呐！说起斜拉桥，这可真是个超级厉害的东西！
你想啊，我们平常走的桥，要么就是那种平平的石桥，要么就是弯弯的拱桥。
可斜拉桥就不一样啦！它就像是一个巨大的钢铁巨人，横跨在江河湖海之上。
斜拉桥的受力特点那叫一个神奇！就好像有好多好多的大力士在两边一起用力拉着桥身。
那些又粗又长的钢索，就像是大力士的手臂，紧紧地拉住桥，让桥能够稳稳地站在那里。
我给你打个比方哈，斜拉桥的受力就像是我们拔河的时候，两边的人都在用力拉，而中间的绳子就承担着两边的力量。
斜拉桥的钢索不就是这样嘛，把桥身的重量分散到两边的塔柱上。
再说这结构体系，那也是相当复杂但又超级巧妙的！桥塔高高地立在那里，像不像一个坚强的卫士？它们可是承受着大部分的力量呢！还有那主梁，就是桥的主体部分，就像是一条巨龙的脊背，承载着来来往往的车辆和行人。
有一次，我和小伙伴们一起去看斜拉桥。
“哇，这桥也太酷啦！”小明瞪大了眼睛说。
“就是就是，那些钢索看起来好结实啊！”小红也跟着喊。
“我觉得这桥修起来一定很难，得花好多好多的功夫。
”我忍不住说道。
你说，如果没有斜拉桥这样厉害的设计，我们要过河得多不方便呀！想想看，要是没有它，可能我们就得绕好远好远的路，浪费好多好多的时间。
所以呀，斜拉桥真的是人类智慧的结晶！它不仅让我们的出行更方便，还让我们看到了科技的力量和建筑的魅力。
斜拉桥简直太棒啦，难道不是吗？。
斜拉桥的创新设计
发展概况
德国Theodore-Heuss桥（1958年)
1962年委内瑞拉建成的第一座混凝土斜拉桥：主跨 5×235m的马拉开波桥
发展概况
发展概况
1992年挪威建 成的斯卡恩圣特 （Skarnsundet ）桥，为主跨 530 的混凝土斜 530m的混凝土斜 拉桥，梁高仅 2.15m，至今仍 保持混凝土斜拉 桥最大跨径的记 录。 1978年美国建成的第一座密索体系混凝土斜拉桥： 主跨299m的P-K（帕斯卡-肯尼斯克）桥
赤石大桥主梁
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由于多塔多跨式斜拉桥的中间塔塔顶没有 端锚索来有效地限制它的变位，因此，多塔多 跨斜拉桥柔性过大，可能导致主梁变形和应力 幅过大。
(a)三塔四跨式斜拉桥的变形
提高多跨多塔斜拉桥刚度的几种方法
(b) 双塔三跨式斜拉桥的变形
主跨荷载作用下斜拉桥的变形
（1）采用刚性主塔
法国米约高架桥 L=204＋6×342＋204m，2004年
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索塔施工
劲性骨架
吊装预制桥面板
安装索塔套管
桥面压重
人行道置于钢箱梁顶面、高出车道2m
赤石大桥多塔斜拉桥 二 超高墩多塔斜拉桥 二、超高墩多塔斜拉桥 超高索塔的设计 试验 超高索塔的设计和试验
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1. 工程概况
桥位 1、 工程概况 2、基础设计 3 双曲线塔柱设计 3、双曲线塔柱设计 成都 4、模型实验 5、结论 赤石大桥 赤石大桥位于厦门至成都高速公路湖南段的宜章县赤石乡的 渔溪村、平光村之间的河流阶地及河漫滩上。
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我校桥梁工程系在斜拉桥 创新设计上做的部分工作
俄罗斯跨越Vladivostok的Rossky Island Bridge，主跨1104 m，于2012年通车
斜拉桥施工工艺的创新与应用
斜拉桥施工工艺的创新与应用在现代城市建设中，桥梁作为连接不同区域和分隔城市交通的重要设施，占据了重要地位。
然而，随着城市规模的不断扩大和交通负荷的增加，传统的桥梁设计和施工方法已经难以满足日益增长的需求。
为此，斜拉桥施工工艺的创新与应用成为了解决问题的一个重要途径。
本文将探讨斜拉桥施工工艺的创新与应用，并对其优势和前景进行分析。
一、斜拉桥施工技术的创新斜拉桥的施工方式主要有两种：一种是先施工主塔，再拉索悬挂桥面；另一种是先施工桥面，再通过索具连接至主塔。
传统的施工方式往往需要大量的人力和物力投入，且施工周期较长。
然而，随着科技的发展，斜拉桥施工技术得到了不断创新。
现代化的斜拉桥施工技术充分利用了机械化和自动化设备，极大地提高了施工效率。
例如，引入了大型龙门吊和液压起重机，可以快速安装主塔和桥面模块；使用先进的测量设备和控制系统，可以精确控制斜拉索的张力和桥面的水平度。
这些创新的施工技术大大缩短了桥梁的建设周期，减少了施工成本。
二、斜拉桥施工技术的应用斜拉桥施工技术的创新不仅体现在个别工程中，也得到了广泛的应用。
例如，在一些大型城市建设中，斜拉桥已成为城市发展的标志性建筑。
由于斜拉桥的外观独特，可以满足城市形象建设的需求。
同时，斜拉桥具有良好的工程性能，能够承受大跨度和高载荷的要求。
这使得斜拉桥在城市道路、高速公路和港口码头等交通工程中得到了广泛应用。
斜拉桥的施工技术也得到了越来越多的关注和应用。
既有基于传统施工方式的改进，也有全新的施工技术的探索，如采用预制构件、模块化施工等。
这些应用不仅提高了施工效率，更重要的是改善了桥梁的使用性能和安全性。
三、斜拉桥施工工艺创新的优势斜拉桥施工工艺创新的优势主要表现在以下方面：1. 缩短施工周期：创新的施工工艺利用了机械化设备和自动化系统，可以提高施工效率，缩短施工周期。
这对于紧急情况下的桥梁修复和新建项目的开工日期非常重要。
2. 降低施工成本：创新的施工工艺使施工过程更加精确，减少了浪费和误差。
浅谈斜拉桥结构体系与创新
浅谈斜拉桥结构体系与创新发表时间：2019-05-14T10:07:13.490Z 来源：《信息技术时代》2018年9期作者：李雷刘海涛张绍涛[导读] 本文主要介绍了斜拉桥的结构体系及其特点，并例举了我国一些斜拉桥梁的创新之处，并展望未来斜拉桥的发展趋势。
（重庆交通大学土木工程学院，重庆 402247）摘要：本文主要介绍了斜拉桥的结构体系及其特点，并例举了我国一些斜拉桥梁的创新之处，并展望未来斜拉桥的发展趋势。
关键词：斜拉桥；结构体系；创新斜拉桥的构思源于19世纪，当时有关桥梁的理论、材料、工艺等技术水平相对贫乏，修建的斜拉桥往往因材料缺乏足够的强度以及对复杂的超静定结构缺乏有效的计算，斜拉桥完工后不久便出现严重的变形与破坏，这使得斜拉桥的发展与实际应用停滞不前。
直到20世纪下半叶，高强钢丝、正交异性钢桥面板、计算机等新材料新技术的出现，使斜拉桥的复兴得以实现。
1.斜拉桥的定义及优缺点斜拉桥也被称之为斜张桥，意思就是这种桥的主梁是由许多拉索直接拉在桥塔上，它是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁组合起来的一种结构体系，也可看作是支墩的多跨弹性支承连续梁被拉索代替了。
最终的目的就是使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省材料。
斜拉桥有不少的优点，但是也有不足之处。
首先看看其优点：跨越能力强、建筑高度低、受力合理、设计构思多样性、施工方法安全、刚度大、桥型美观。
斜拉桥的不足之处：设计计算困难、施工技术要求高、链接构造复杂。
2.斜拉桥内部传力形式结构体系及其特点斜拉桥有三个主要组成部分，其就是塔、梁、索。
斜拉桥可以分为四种结构体系，支承体系、塔梁固结体系、半飘浮体系以及刚构体系，每一种结构都有着各自的特点。
（1）支承体系。
支承结构体系是一种接近主梁具有弹性支承的连续性梁结构。
支承体系结构在施工时比较方便，因为支承体系结构不需要额外的设置临时支点其实支承体系结构在部分斜拉式桥梁种还是较少采用。
中国著名的芜湖长江大桥就是采用的支承体系结构。
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浅谈斜拉桥结构体系与创新
摘要：本文主要介绍了斜拉桥的结构体系及其特点，并例举了我国一些斜拉桥梁的创新之处，并展望未来斜拉桥的发展趋势。
关键词：斜拉桥；结构体系；创新
斜拉桥的构思源于 19 世纪，当时有关桥梁的理论、材料、工艺等技术水平相对贫乏，修建的斜拉桥往往因材料缺乏足够的强度以及对复杂的超静定结构缺乏有效的计算，斜拉桥完工后不久便出现严重的变形与破坏，这使得斜拉桥的发展与实际应用停滞不前。
直到 20 世纪下半叶，高强钢丝、正交异性钢桥面板、计算机等新材料新技术的出现，使斜拉桥的复兴得以实现。
1.斜拉桥的定义及优缺点
斜拉桥也被称之为斜张桥，意思就是这种桥的主梁是由许多拉索直接拉在桥塔上，它是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁组合起来的一种结构体系，也可看作是支墩的多跨弹性支承连续梁被拉索代替了。
最终的目的就是使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省材料。
斜拉桥有不少的优点，但是也有不足之处。
首先看看其优点：跨越能力强、建筑高度低、受力合理、设计构思多样性、施工方法安全、刚度大、桥型美观。
斜拉桥的不足之处：设计计算困难、施工技术要求高、链接构造复杂。
2.斜拉桥内部传力形式结构体系及其特点
(1)支承体系。
支承结构体系是一种接近主梁具有弹性支承的连续性梁结构。
支承体系结构在施工时比较方便，因为支承体系结构不需要额外的设置临时支点其实支承体系结构在部分斜拉式桥梁种还是较少采用。
中国著名的芜湖长江大桥就是采用的支承体系结构。
(2)塔梁固结体系
塔梁固结体系的塔和墩的内力是最小的，其内力受温度的影响也是非常之小，并且主梁边跨负弯矩较大。
现在许多已经建成的部分斜拉桥都是采用的这
种结构，它与连梁体系相同，很适合大部分斜拉桥的理念。
国内外许多的桥梁
都采用的这种结构。
比如国内的漳州战备桥、离石高架桥，国外的新唐柜大桥。
漳州战备大桥才用的是塔梁固结，桥梁与墩分离，墩顶设支座的结构，这样
就可以让矮塔斜拉桥更接近于桥梁式，使其受力更加的明确，结构更加的简
单。
其桥梁体伸出牛腿支承引桥，使桥梁更加的美观。
漳州战备桥主梁的刚度
相对较大，它的受力特点是介于斜拉桥与连续梁之间的，斜拉索类似连续梁的
体外索，主塔实质上就是体外的转向点，所以在技术上有一下的特点：桥塔矮、梁低、边孔与主孔比值大、斜拉索集中在塔的中部，从而让斜拉索垂直分离最大、斜拉索用镀锌钢绞线，应力幅度小，允许应力较大。
(3)半飘浮体系
半漂浮体系结构的受力比较均匀、刚度强、抗震能力强、主梁能采用等截
面从而使施工简单。
半漂浮体系就是在塔墩处设支座。
支座可以使固定支座也
可以是活动支座。
在施工当中一般采用的是活动支座，这样就可以避免由于不
对称约束，温度变化带来的问题。
芜湖长江二桥主桥采用的是国际先进的五跨
持续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥。
桥全长 6000 米，双向六车道。
双桥墩中空跨
度 600 米，采用倒 Y 型宝瓶型分散式双塔，斜拉链接纳双索面扇形斜拉链体系。
该大桥底部单桩竖向承载力大，抵抗水平荷载能力较强，沉降量低于同类
型平均标准，在施工过程中，施工工艺较容易控制，在同类型施工过程中，
大幅减少工期，并且降低造价成本。
(4)刚构体系
该体系的特点是质量轻，强度高，并且具备其抗压以及抗拉等相关优点，
对于混凝土结构而言，其外观更为直观，强度等级更高。
此外，结构能够免除大型支座的设置，还能满足悬臂施工的稳定要求，
其整体结构的刚度大，主梁的挠度小，主梁固结处的弯矩大，在大跨度桥梁渡
河工程中，由于其结构自重较轻，稳定性较强，所以刚构体系为首选。
3.斜拉桥的创新
苏通长江大桥是一座世界第二大跨度的斜拉桥，全长 32.4 公里，跨江的
部分大约有 8.2 公里。
该桥由南北两岸接线工程和跨江大桥三部分组成。
其主
桥有 2088 米，采用的是就是双塔双索面刚箱梁斜拉结构，它的斜拉主孔跨度
有 1088 米，主塔高度 306 米，都是位列世界第二，而这座桥最大的亮点就是
它的斜拉索长度，它的斜拉长度是位列世界第一，长度达到了 577 米，比日
本多多罗大桥的斜拉索还长 100 米。
苏通长江大桥是一座规模巨大，综合建
设性很复杂的特大型斜拉桥，它的建成对完善国家公路网有着重大的意义，
促进了区域平衡发展和沿江的开发，改善了长江航运的条件，缓解了过江的交
通压力。
沪通长江大桥是一座世界上最大跨径的公铁两用斜拉桥梁，同时也是世界
上第一座超过千米跨度的公铁两用桥梁，它连接着南通市和张家港市，它是
沪通铁路全线的控制工程，该桥全长 11072 米，大桥采用的是钢桁梁斜拉结构，其跨度达到了 1092 米。
沪通长江大桥是由中铁大桥勘测设计院设计，
由中交二航局承建。
该桥建成后的投入使用有着重要的意义：该桥成为了沿海
的重要铁、公路通江大道，能够让沿海铁路的全线贯通愿望更快实现，完善交
通运输的结构，大大提高了通江道的运输能力，并且促进了区域经济的发展。
总结：
自新中国成立以来，我国国内对于交通基础建设力度不断加大，其中在桥
梁建设方面取得的成就令人瞩目，由于我国地形情况复杂，尤其在西南地区，多山多河的地形占据了所有地形的很大比例，所以在很多工程建设中采用大跨
度桥梁作为控制性工程，而大跨度桥梁多采用斜拉桥形式，斜拉桥从十七世纪
从欧洲起源以来，经历了近 400 年的发展历程，直到现在德国工程师对于斜
拉桥的设计理念还影响着各国桥梁设计师们，中国从 1975 年在四川建设了第
一座真正意义上的斜拉桥，从此在国内拉开了建设斜拉桥的序幕，截止目前为
止，中国建成的斜拉桥数量已经超过 100 座，由此看见，中国建造斜拉桥的
技术还是非常成熟。
中国的斜拉桥不仅仅数量很多，而且斜拉桥的结构和材料
也是多样化的，在斜拉桥的建设上，我们创造了自己独特的风格，索塔我们
主要采用混凝土，刚塔用的相对较少，索塔的型式也很丰富，有 A 形、 H 形、倒 Y 形，塔数也有讲究，可分为独塔、双塔、三塔等。
目前我国斜拉桥建设
技术还在不断的创新当中，斜拉桥建设将会有更大的跨越。
参考文献
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社,2004 [2]周水兴.桥梁工程[M].2 版. 重庆：重庆大学出版
社， 2011. [3]喻梅，廖海黎，李乔等. 多塔斜拉桥的结构体系研究[J].铁道建筑. 2015 (3) .P12-
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[4]肖汝诚, 陈红,魏乐永.桥梁结构体系的
研究、优化与创新[J]. 土木工程学报,2008,(06):69-74..。