斜拉桥发展历史及未来方向
第五篇 第一二三章 斜拉桥与悬索桥简介
第五篇 斜拉桥与悬索桥简介
斜拉桥的构造特点
第一章斜拉桥简介
三、拉索的构造与防护
• 拉索的防护－提高拉索的耐久性，增长使用寿命，减少养护工作 – 钢丝的防护－涂防锈底漆，电泳涂漆或镀锌，或环氧涂层 – 拉索的防护－柔性索套，半刚性索套和刚性索套
• 柔性索套： 1、封闭索防护，制作麻烦，费用高； 2、 平行索用塑料罩套（聚乙烯材料）防护， 1980 年前 后试用的方法，现已不用；3、平行索采用聚乙烯管， 在管内压注水泥浆或树脂等，需要压浆设备，少用； 4、平行索热挤 PE 套防护，广泛采用； 5、钢绞线索 内用 PE 套管（对每股钢绞线），外用聚乙烯硬管， 逐步采用。后两种为主要类型 • 半刚性索套和刚性索套：套管用钢筋混凝土、预应 力混凝土或钢管作成，可以增大刚度，减小挠度， 但施工较复杂，索套迎风面积大（对抗风不利）
2018年8月11日
朱利明 《桥梁工程概论》
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第五篇 斜拉桥与悬索桥简介
斜拉桥的构造特点
第一章斜拉桥简介
四、斜拉索与混凝土梁的锚固形式
第五篇 斜拉桥与悬索桥简介
第二章 悬索桥简介
第五篇 斜拉桥与悬索桥简介
主要组成部分及其为加劲梁提供弹性支承，并 通过桥塔和锚锭将承受的荷载（拉力）传至基础； 桥塔：主要承受由主缆传来的竖向力，并传向基础； 吊索：吊索连接加劲梁与主缆，将桥跨荷载传给主缆； 加劲梁：直接承受桥上荷载，通过吊索传给主缆； 锚定：连接主缆承受主缆的拉力，将其传至基础。
第四篇 混凝土拱桥 第三章 拱桥的计算
END
第五篇 斜拉桥与悬索桥简介
斜拉桥的总体布置
第一章斜拉桥简介
三、索塔的布置
↑横向型式
↑横向型式
↑纵向形式
21世纪斜拉桥发展动态及关键技术分析
21世纪斜拉桥发展动态及关键技术分析土木1110 11160299 司振摘要：斜拉桥的优缺点与发展历程，以及21世纪我国在斜拉桥领域取得的成果。
斜拉桥的现状与前景，分析斜拉桥的施工施法、斜拉索以及抗风性能等关键技术。
关键词：优点，缺点，发展历程，现状，前景，悬臂施工，支架法，抗腐蚀，抗风行能21st century developments in cable-stayed bridge andanalysis of key technologySummary：Advantages and disadvantages of cable-stayed bridge and development process, as well as the 21st century results achieved in thefield of cable-stayed bridge in China. Present situation and prospect ofcable-stayed bridge, analysis of stay cable of cable-stayed bridgeconstruction is cast, as well as wind resistance and other key technologies. Keyword：advantage，disadvantage，development history，Present situation，Future，Cantilever construction，Support method，Anti corrosion，The wind resistance performance（1）斜拉桥的定义、特点与优缺点定义：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。
10.斜拉桥
（重），其吊装施工较为困难。 钢绞线索：工厂制作半成品，现场按长度下料安装并最 终形成索；索力控制相对繁琐费时。
思考题
1、单索面斜拉桥主梁采用什么型式截面？为什么？ 2、斜拉桥中塔梁墩固结、漂浮以及半漂浮体系各有 何特点？ 3、斜拉桥中密索体系与稀索体系各有何优缺点？ 4、斜拉索立面布置型式有哪些？各有何优缺点？ 5、拉索空间布置与平面布置方式对斜拉桥的受力性 能有何影响？
索面内的其它布置形式 星式
分叉式
混合式
拉索间距 早期：稀索
混凝土达15m~30m
钢斜拉桥达30m~50m
莱茵河上最早的斜拉桥（德）
现代： 密索
混凝土达4m~12m
钢斜拉桥达8m~24m
上 海 南 浦 大 桥
拉索倾角（边索）
辐射式或扇式：260~300
竖琴式:210~300
4、主梁： （1）力学体系： 主梁是以承受压力和弯矩为主的偏心受压构 件，力学体系上可分为：连续体系、非连续体系。 （2）主梁的高跨比 等高度梁，h/l=1/100~1/200 （3）材料 钢材、混凝土、结合梁、混合梁
2. 半飘浮体系（或铰支体系） 塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，为多点弹 性支承的三跨连续梁。 一般支座/ 可调节高度支座或弹簧支承
3. 塔梁固结体系： 塔梁固结并支承在墩上，斜拉索变为弹性支承。 优点：主梁中央段的轴向拉力减小，温度内力极小。 缺点：主梁转角位移导致塔柱倾斜，塔顶水平位移较大， 增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩；需设大吨位支座。
2、斜拉桥的组成
3、传力途径及力学特点 a、多点弹性支承，弯矩和挠度显著减小 （1）主梁 高 次 （压弯构件） b、斜拉索水平分力，提供“免费”预应力 超 a、为主梁提供弹性支承 对斜拉索 静 （2）斜索 b、调整其索力、间距 进行预张 定 （受拉） 和数量，可调整桥梁内 拉 结 力分布及刚度 构 3 ）索塔（受压为主）： 承受索力
斜拉桥的现状与展望解析
析按斜塔拉梁桥的合结理状合态方确 定法 式理论与索力优化方 斜按拉交桥通力功学能行为分参类数
研究
斜②拉世桥界的斜静拉力稳桥定跨性 斜径拉排桥名抗震性能研究
斜拉桥抗风性能研究
灌③酒设构计造理及论钢箱与梁科设 计研理情论况研的究现进展状 特体④大系斜跨 方拉度 面桥斜 的施拉 理桥 论工结 探与构 索 ④施斜工拉控桥制施现工与状施工
拉桥，并可对他们进行组合。
赤峰桥，弯斜拉桥
绵阳会客厅一号桥，直弯组合斜拉桥
ponte-del-mare，分离式弯斜拉桥
控制现状
⑤⑤总总结结
按塔的形状
有H形、倒Y形、A形、钻石形、异性等。
斜拉桥的现状
①①斜斜拉拉桥桥的的分类分类
按塔的结构与布置
按按梁塔的的材结料构与线与形布 按置索的疏密与线形 按按按索塔梁的 梁的锚 的材固 结料方 合式 方与式线 按 形交通功能分类 ②名③按形世设索界 计的斜 理疏拉 论密桥 与跨 科与径 研线排 情 况按的索现的状锚固方式
斜拉桥静力非线性分
析按斜塔拉梁桥的合结理状合态方确 定法 式理论与索力优化方 斜按拉交桥通力功学能行为分参类数
研究
斜②拉世桥界的斜静拉力稳桥定跨性 斜径拉排桥名抗震性能研究
斜拉桥抗风性能研究
灌③酒设构计造理及论钢箱与梁科设 计研理情论况研的究现进展状 特体④大系斜跨 方拉度 面桥斜 的施拉 理桥 论工结 探与构 索 ④施斜工拉控桥制施现工与状施工
斜拉桥是一种由塔、梁、索三 种基本构件组成的组合桥梁结构 体系。
因此，根据塔、梁、索各自的 结构形式与布置形式以及其相互 之间的关系，可以对斜拉桥进行 分类。
斜拉桥的现状
①斜拉桥的分类 按塔的结构与布 置 按梁的材料与线 形 按索的疏密与线 形 按索的锚固方式 按塔梁的结合方 式 按交通功能分类 ②世界斜拉桥跨 径排名 ③设计理论与科 研情况的现状 ④斜拉桥施工与 施工控制现状 ⑤总结
03斜拉桥的发展
世界大跨经斜拉桥
中国 苏通长江大桥（主跨1088m）
苏 通 长 江 大 桥
中国香港 昂船洲大桥(主跨1018m)
昂船洲大桥
多多罗大桥(主跨895m)
诺曼底大桥（主跨856m）
南京长江三桥（主跨648m）
南京长江二桥（主跨628m州闽江大桥（主跨605m）
四川云阳斜拉桥
1975年建成的重庆云阳云安桥（又名汤溪河大桥），是我国第一座试 验性斜拉桥，在中国桥梁史上具有划时代意义，三峡三期蓄水后将被 淹没。
红水河斜拉桥48m+96m+48m
山东济南黄河大桥
94+220+94+20预应力混凝土双塔斜拉桥
上海泖港大桥
3×85+200+85预应力混凝土斜拉桥
斜拉桥的发展 Cable-stayed bridges
1873年，英国泰晤士河上建成Albert桥；
具有斜拉桥的雏形 .. 1955年，瑞典建成主跨182.6m的Stromsund桥； 第一座现代斜拉桥 1958年，原联邦德国的杜塞尔道夫建成主跨260m 的Theodor－Heuss桥； 巩固了斜拉桥的地位 1962年，委内瑞拉建成马拉开波斜拉桥； 第一座混凝土梁斜拉桥
Albert bridge
.. Stromsund bridge
Theodor－Heuss bridge
马拉开波桥
国内斜拉桥的发展
1975年，四川云阳建成跨度76m的混凝土斜拉桥；
第一座混凝土斜拉桥 1981年，广西建成主跨96m的红水河斜拉桥； 第一座铁路斜拉桥 1982年，建成上海泖港斜拉桥和山东济南黄河桥； 混凝土斜拉桥跨径突破220m 90年代以后，我国斜拉桥建设进入飞速发展时期；
结构设计知识：结构设计中的斜拉桥原理
结构设计知识：结构设计中的斜拉桥原理斜拉桥是一种采用钢索拉拔承载荷载的桥梁结构，是桥梁工程中一种非常常见的结构形式。
其大跨度、美观、安全、经济的特点，使得斜拉桥成为了现代化城市中最具有标志意义的建筑之一。
1.斜拉桥的定义斜拉桥是一种悬臂式桥梁结构，其主跨在一侧支撑，另一侧通过斜拉索将荷载传递到支撑侧。
斜拉索与主梁之间以倾角拉伸，使得主梁受力形成压弯、斜拉索受力形成拉伸，从而达到桥梁结构整体的稳定。
2.斜拉桥的原理（1）力学原理：斜拉桥的传力方式为张索承载，传递的力主要集中在索的上沿，支点处受力的剪力、正弯矩、剪力与正剪力的作用远小于横梁的。
同时，也避免了对斜拉索产生任何的损伤。
（2）优点：斜拉桥主跨悬空，岸塔占用地面较小，有利于提高航道和涉水公路的通行条件。
（3）视觉效果：斜拉桥在结构性上和造型美观上都表现良好，有时候设计师的创意在构造中受较小影响，以达到更好的视觉效果。
3.斜拉桥的结构形式（1）桥面梁：一般采用钢结构桁架梁、钢箱梁桥、钢混合结构。
斜拉桥采用桁架梁结构时，高强度钢材的使用量越来越大，优点是自重可控，安装高效、需要空间小等。
（2）索：斜拉桥使用的索材料一般是钢材，经过拉伸后可以达到较大的抗弯能力。
索一般分成主索和斜拉索两种，其中主索是跨越主桥墩的长索，通过桥墩支撑节点和钢支座进行传力；斜拉索则是连接主索和桥面梁，起到将荷载转移至主梁的作用。
（3）塔：斜拉桥中的塔起到支撑主索、斜拉索的作用，是斜拉桥中非常重要的组成部分。
塔的数量以两个为基本单位，每个塔都有稳固的支撑基础，可以承受相应的荷载。
（4）锚固：索以特制的锚固方式固定在主梁和塔上，固定具有可拆卸性和可调节性，方便调整索的张拉度和锚固位置。
4.斜拉桥的设计原则（1）主跨采用大跨度，力度平衡的设计原则，塔和索的高度要使斜拉力的夹角较大，达到均衡受力。
（2）合理分配斜拉索的长短，使得受拉索、主索、撑杆处于最佳受力状态。
（3）锚固点的布置应使得索材料受力均匀，防止应力集中而产生的材料劣化和疲劳断裂。
现代斜拉桥的发展趋势
现代斜拉桥的发展趋势
近年来，现代斜拉桥的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 载重能力增强：随着交通和贸易的不断发展，斜拉桥需要承载更多的交通载荷和人流量。
现代斜拉桥的设计和建造致力于提高桥梁的载重能力，通过增加主梁和拉索的数量和尺寸等方式来增强桥梁的承载能力。
2. 结构优化：现代斜拉桥在结构上进行了优化，利用新材料和新技术，减少了桥梁的自重，提高了桥梁的可靠性和耐久性。
例如，采用更轻的复合材料作为主梁材料，采用预应力技术来增强桥梁的稳定性等。
3. 美学和环保要求的提升：现代斜拉桥不仅要满足功能需求，还要注重桥梁的外观设计和环境保护。
设计师和建筑师在桥梁的外形、色彩、灯光设计等方面加入了更多的美学元素，使得斜拉桥成为城市的地标和风景线。
同时，为了减少对环境的影响，现代斜拉桥在材料的选择、施工过程的环保措施等方面也更加注重可持续发展。
4. 智能化和数字化应用：随着科技的发展，现代斜拉桥也开始应用智能化和数字化技术。
通过传感器和监测系统，实时监测桥梁结构的变化和健康状况，提前发现潜在故障，保障桥梁的安全性。
同时，与交通管理系统和智能交通技术相结合，实现桥梁的智能化管理和运营。
总之，现代斜拉桥在载重能力、结构优化、美学要求、环保要求以及智能化和数字化应用方面都有了显著的发展趋势，以满足不断增长的交通需求和城市发展的要求。
斜拉桥
李亚东：斜拉桥
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斜拉桥发展的原因和条件
▪ 结构造型新颖（直线感和柔细感） ▪ 新材料的应用（高强钢丝，特别是斜拉索卷材） ▪ 设计理论和计算技术的进步 ▪ 施工技术的进步 ▪ 在400～800m跨度内具有很强竞争力（经济效益）
爪哇的竹斜拉桥
2020年4月25日
李亚东：斜拉桥
10
钢斜拉桥跨度排名前10名
2020年4月25日
李亚东：斜拉桥
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3、斜拉索的布置
a) 双平行索面 b) 双斜索面 c) 单平面 d) 曲索面
2020年4月25日
辐射形 扇形 平行形
混合形
星形
索距的选择－密索(约6~8m)，优点：主梁
中的弯矩小；锚固点的构造简单；伸臂施工 时所需辅助支撑较少，每根斜索的截面较小， 斜索制造更换较容易
第八章 其他桥型
预应力混凝土连续梁桥 拱桥
斜拉桥 悬索桥
2020年4月25日
李亚东：斜拉桥
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内容
▪ 概述（发展与现状） ▪ 总体布置 ▪ 构造特点（梁、索） ▪ 计算分析要点 ▪ 施工方法 ▪ 斜拉桥图片欣赏
2020年4月25日
李亚东：斜拉桥
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一、概述
▪ 主要组成部分－主梁、斜拉索、索塔 ▪ 按（梁的）材料分类－钢、混凝土、结合梁（叠合梁）
▪ 总投资在60亿元左右，今年年 底开工建设，约5年时间建成
2020年4月25日
李亚东：斜拉桥
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二、斜拉桥的总体布置
1、斜拉桥孔跨布置
(c)多塔多跨式
2020年4月25日
李亚东：斜拉桥
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斜拉桥孔跨布置（续）
独塔单跨式
塔跨混合式
2020年4月25日
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斜拉桥发展历史及未来方向
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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
斜拉桥发展历史及未来方向
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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。
斜拉桥发展历史及未来方向
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在国内斜拉桥的发展历史要比国外晚许多，但是斜拉桥在我国的
发展相当迅速，我国于1975年在重庆云阳建成了第一座试验性斜拉
桥；1991年上海南浦大桥建成，开创了我国400米以上特大斜拉桥的
先河。2001年我国建成了南京长江二桥钢箱梁斜拉桥和福建青州闽江
结合梁斜拉桥，使我国的斜拉桥建设技术进一步提高。南京长江二桥
是继日本多多罗大桥，法国诺曼底大桥之后的世界第三跨径的斜拉
桥。福州市的青州闽江大桥是主跨605m的结合梁斜拉桥，在结合梁
斜拉桥类型中位居世界第一。2002年5月我国建成了亚洲最大的单塔
混合体系斜拉桥——天津海河大桥。海河大桥位于天津海河入海口西
侧，全长2650m，正桥的主跨310m，为钢箱梁结构；边跨190m，为混
凝土箱梁结构。主塔高168m，通航净空37.5m。2008年建成通车的苏
通大桥。苏通大桥工程规模浩大：其主跨跨径达到1088米，是世界位
居第二大跨径的斜拉桥。至今，我国已建的跨径400米以上的斜拉桥
27座，其中建成18座在世界上50大斜拉桥的排行榜上我国就占了25
座。我国从以前建造斜拉桥需要向国外学习借鉴，经过了几代建桥人
的努力，到现在自主设计建造了杨浦大桥、南浦大桥、苏通大桥等。
实现了建造斜拉桥的自主创新。使得我国逐步走向一个造桥强国。
现代斜拉桥的发展趋势是：
（1）桥跨向特大跨度（即1000m以上）发展；提高斜拉桥的跨越能
力。
（2）结构形式更为美观，表现为桥塔独特异形，桥面加劲梁更为轻
巧。
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（3）桥梁的建造对当地的环境产生积极的影响，表现为桥梁的建造
不破坏当地的环境、和不影响当地动植物的生存。
（4）通过科学技术的发展，使得斜拉桥建造需要的材料价格降低，
强度升高。使得在1000m以上的斜拉桥的造价降低到悬索桥的造价以
下。
因此需要存在改进的问题为：
（1）、抗风设计
风的随机性和其动力振动行为极为复杂，尽管依靠风洞试验来验
证抗风设计，但风洞模型与实际还是存在差异。因此，需要多收集跨
海峡大桥的风振方面实际资料加以研究。同时通过对箱梁的研究和设
计，可以使得风对桥梁的影响减弱。
（2）、抗震设计
斜拉桥的塔、索、梁的各自振动特性有很大差别，给抗震设计带
来很大的复杂性。此外结构的阻尼特性也还研究不够，再加之对于大
跨度桥梁，地震的行波效应也需要考虑。
（3）、斜索的使用寿命
影响斜索的使用寿命是三个方面的问题：腐蚀、疲劳和斜拉索
材料的强度。同时未来可以考虑使用纤维预应力索来代替斜拉索使
用。
（4）结构材料强度的提高
结构材料强度的提高可以减轻结构自重，从而提高桥梁跨越能
斜拉桥发展历史及未来方向
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力。同时改进技术使得材料的价钱降低，使得在1000m以上的特大跨
径桥梁上更具有优势。
总结：
虽然斜拉桥在中国的发展时间很短，但中国绝对是世界上斜拉桥发展
的最快，最好的地方。由于其刚柔相济的特性，符合受力的特点。使
得斜拉桥在我国倍受重视。无论是斜拉桥的结构形式，还是外形美观
的设计，我觉得中国基本上包括了斜拉桥的所有形式。世界上好多造
型美观，跨度巨大，新工艺新技术的运用。你都可以在中国找到它的
影子。身为一个建桥人，我为成长于这个伟大的祖国而感到自豪，作
为富有创造力的中华民族的一份子而感到骄傲。随着中国进一步的改
革开放，中国已超越日本成为世界上第二大经济强国。中国综合国力
也进一步增强，越来越多的不仅功能齐全，外型美观，跨径巨大的斜
拉桥会在中国出现。这也更加坚定了我们投身桥梁建设事业的决心和
意志。