几种常见形式斜拉桥的特点浅析及设计计算
斜拉桥整体介绍及实例分析(90页)
1.2.2 索塔布置
横向布置形式
从横桥向，索塔的布置方式主 要有柱型(单或双)、门型或H型、 A型、倒Y型及菱型等，如图 19．5所示。柱型塔构造简单， 但承受横向水平力的能力低。较 单柱型而言，门型塔抵抗横向水 平荷载的能力较强。A型和倒Y 型主塔具有较大的横向刚度，但 其构造及受力复杂，施工难度较 大。
单索面类型兼具美学与结构的优势，但拉索不起抗扭的作用，主梁 要采用抗扭刚度较大的截面。这种体系不适合太宽的桥
平行双索面类型对主梁截面抗扭有利，主梁可采用较小抗扭刚度的 截面并且具有较好的抗风稳定性，
斜向双索面对桥面梁体抵抗风力扭振十分有利，尤其适合于特大跨 径的桥梁，倾斜的双索面应采用倒Y型、A型或双子型索塔。若跨径 过小，考虑视野问题，不宜采用。
1.2.2 索塔布置
普通索
拉索锚点处荷载P作用下， 主梁 下挠量：
Pb
EAsin2
பைடு நூலகம்
cos
Pb3 3EI
tan
sin2 cos 值最大，拉索的支承刚度最大， α 为55°最大；tanα越小，塔的
支承刚度越大。
1.2.2 索塔布置
端锚索
中跨布载时，水平力F作用下，塔顶水平位移为：
F H
EAsin cos2
α为35°时，Δ最小，端锚索提供的支承刚度最大
综合考虑索和塔的共同影响，对于 每座斜拉桥存在一个最佳高度H， 使得索和塔对主梁的支承刚度达到 最大。
1.2.3拉索布置
1、索面布置
索面布置主要有单索面、平行双索面、空间斜向双索面等类型，如图 19．6所示。
1.2.3拉索布置
密索布置
第三阶段：密索布置，主梁更矮，并广泛采用梁板式开口断面。
斜拉桥常用施工方法及各自特点和工艺流程
斜拉桥常用施工方法及各自特点和工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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斜拉桥的受力特点
斜拉桥的受力特点
斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，它通过斜向延伸的索具来承受荷载。
斜拉桥的受力特点主要体现在其结构形式、材料、施工方式和受力特征方面。
1、结构形式：斜拉桥的结构形式是由斜拉索和立柱构成的，它具有高度的紧凑性和美观性。
2、材料：斜拉桥的主要材料是钢结构和高强度纤维素材料，这些材料具有较高的强度和韧性。
3、施工方式：斜拉桥的施工方式需要高精度和高效率的技术，主要采用钢索斜拉和高强度纤维素材料斜拉两种方式。
4、受力特征：斜拉桥的主要受力特征是拉力和压力，它的索具需要承受大量的拉力和压力，而立柱则需要承受压力。
5、抗震性能：斜拉桥具有较好的抗震性能，能够有效地缓冲地震和风荷载的影响。
6、可持久性：斜拉桥具有较高的可持久性，能够经受长时间的使用和自然环境的影响。
总之，斜拉桥具有独特的结构形式、高强度的材料、精密高效的施工方式、明显的拉压力受力特点、较高的抗震性能和可持久性。
这些特点使得斜拉桥成为了高速公路、铁路、悬索桥等大跨度、高线速度、高线路级别和复杂地形环境下的理想选择。
斜拉桥简介 PPT
谢谢聆听
静力分析 1.斜拉桥的分析 稳定性分析
动力分析
整体分析 局部分析
抗风分析 抗震分析
2.内力计算的基本要素
非线性因素
几何非线性 材料非线性
Hale Waihona Puke 混凝土收缩徐变温度影响
活载内计力算
2.斜拉索合理索力的确定
力学概念方法 优化方法
3.塔、梁、索截面计算
4.斜拉桥的稳定分析 5.斜拉桥的抗风问题
风力静态的效应 风力动态的效应 斜拉桥的风振及减振措施
3.塔梁固结、塔墩分离——塔梁固结系 4.主梁、索塔、桥墩三者互为固结——钢构体系
漂浮体系
半漂浮体系
塔梁墩 的不同结合
塔梁固结体系
钢构体系
1.漂浮体系主梁除 两端有支座外，其 余位置均有拉索支 撑，成为在纵向可 自由漂移的多点弹 性支撑连续梁，次 内力较小，受力均 匀。具有很好的抗 震消能作用。塔梁 之间要设横向约束。
2）塔柱的截面尺寸：考虑塔柱受力、锚固区构造、 张拉设备所需空间等因素。
3.斜拉索的锚固区构造
1.实心塔柱的交叉锚固 2.空心塔柱上的对称锚固
塔柱上直接锚固
钢锚梁锚固
钢锚箱锚固
（四）主梁的构造与截面尺寸
1.主梁的横截面布置
2.主梁的截面尺寸
主梁高度 主梁宽度 横梁
3.斜拉索与主梁的锚固构造
四、斜拉桥的设计计算
协部作多分体塔斜系 斜斜拉拉拉桥桥桥
部分 斜拉桥
其他体系 斜拉桥
多塔 斜拉桥
除端载弯度顶刚主改的索比斜其这城将边锚下曲和水度梁远于支梁或利矩离弯变初与例拉他就矮斜塔索塔，弯平的的离拉撑与连用卸塔矩塔张主关索荷是塔拉外 的柱 使 矩 位 同 自索索效变续连载柱。柱力梁系只载部斜索，锚向荷大移时由塔倾率截钢续作处高，承。承仍分拉称中固荷载增和保伸的角低面构梁用主度可担塔担由斜桥超塔作载跨。提证缩主很，连相的减梁和以的柱部主拉，剂均用作主控高温式梁小将续连负少的斜改外较分梁桥国量没，用梁制全差关由，主梁，弯远负拉变荷低荷承。外预有活跨挠塔桥下键索拉载时载担也也应。，，， 力。
斜拉桥的分类
斜拉桥的总体布置与结构体系总体布置主要有跨径布置、拉索及主梁的布置、索塔高度与布置。
一、跨径布置主要有下面三种类型（1)双塔三跨式。
为目前应用最广泛的跨径布置方式。
下面是立面图与其荷载作用不同位置时发生的索塔与主梁的形变。
（2）独塔双跨式。
这也是应用较为广泛的一种跨径布置，但由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥，或用于跨越较大河流的主航道部分，也可用主跨跨越河流，索塔及边跨布置在河流一岸的方式。
独塔双跨式斜拉桥立面图（3）多塔多跨式。
多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海峡上，但这种结构一般采用较少，主要原因是中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位，使结构柔性及变形增大，整体刚度差。
多塔多跨式斜拉桥示意图二、拉索的布置，拉索的布置分为空间上的布置与索面内的布置。
(1）拉索索面在空间可布置成单索面和双索面，而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面.单索面斜拉桥(临海大桥）竖直双索面斜拉桥倾斜双索面斜拉桥（2）拉索在索面内的布置形式主要有以下三种：辐射形、竖琴形及扇形.辐射形：拉索与水平面的平均交角较大，拉索的垂直分力较大,故拉索的用量最省。
由于在拉索的水平分力在塔顶基本平衡,故索塔的弯矩较小，索塔高度也较小,但由于拉索都固定在塔顶，所以塔顶的结构复杂，集中应力现象突出，给施工和养护带来困难。
竖琴形：所有拉索的倾角完全相同，且拉索与索塔的锚固点分散布置，使拉索与索塔、拉索与主梁的连接构造简单，易于处理.竖琴形布置拉索加强了索塔的顺桥向刚度，对减少索塔的弯矩和提高索塔的稳定性都有利。
但是其拉索的倾角与水平方向的交角较小故所需的拉索数量大，布置密集，一般都用于中小跨径的斜拉桥中。
扇形：扇形兼有辐射形和竖琴形索的特点,又可灵活布置，与索塔的各种构造形式相配合.扇形是采用最多的一种索型.三、索塔与主梁的布置（1）索塔的布置主要在于高度的确定,矮塔斜拉桥为桥塔高度与主跨长度的比值在1/8～1/13之间的斜拉桥。
斜拉桥设计计算及实例介绍
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
2、主梁的支承体系
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
三、结构计算
计算分类
三、结构计算
计算软件 1、整体静力：桥梁博士、QJX、综合程序，midas、
TDV,SAP2000,ANSYS； 2、局部分析：midas、ANSYS、Nastran,SAP2000等； 3、抗震：midas、ANSYS、TDV、SAP2000等
三、结构计算
1、静力计算分析
斜拉桥设计计算及实例介绍
1
主要内容
一、总体布置 二、结构设计（塔、梁、索） 三、结构计算 四、桥梁实例介绍
一、总体布置
斜拉桥是由塔、梁和拉索桥传力分析示意
桁架传力分析示意
一、总体布置
1、孔跨布置
边跨可对称布置或 者不对称布置，边 跨可设置辅助墩。
一、总体布置
1、孔跨布置
首先确定主跨跨径，双塔斜拉桥，边中跨比一般0.35-0.5，以0.4居多。 （1）边跨过小，易导致边跨负反力及尾索过大的应力幅度（疲劳破坏）； （2）边跨过大，边跨弯矩过大，中跨刚度小，不经济。
一、总体布置
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
3、斜拉索布置
斜索斜拉桥建筑设计的特点
斜索斜拉桥建筑设计的特点
斜索斜拉桥建筑设计的特点主要包括以下几点：
1. 结构轻巧，适用性强：斜索斜拉桥的结构轻巧，造型美观，适用于跨越较宽的河流、峡谷、海域等障碍物。
2. 跨度大：斜索斜拉桥的跨度可以做得很大，从而减少了对河道、山谷等自然条件的限制，提高了交通的效率和便利性。
3. 稳定性好：斜索斜拉桥采用斜拉索和斜吊杆作为主要承载结构，使得整个桥体在垂直和水平方向上都具有较好的刚度和稳定性。
4. 便于施工：斜索斜拉桥的施工相对简单，可以采用预制桥梁段拼装的方式进行施工，从而缩短了施工周期。
5. 可维护性好：斜索斜拉桥的各个部件都是可以替换或维修的，从而延长了整个桥梁的使用寿命。
6. 经济性好：斜索斜拉桥的造价相对较低，特别是对于大跨度桥梁而言，其造价要比传统的拱桥和梁式桥更加经济实惠。
总之，斜索斜拉桥建筑设计的特点使得其成为了一种具有很高实用价值的桥梁结构形式，广泛应用于各类交通工程中。
悬索桥及斜拉桥的分类、构造、受力特点及设计要点
Marian Bridge (the Czech Republic)
span=123.3m，pylon=75m
Sunshine Skyway Bridge (USA 1987)
span=366 m
Sunshine Skyway桥位于佛罗里达州，系独柱式单面索双塔斜拉 桥。主跨365.76米，全长8851米，1987年建成通车。该桥最大 特点是采用迎风面积较小的独柱塔和该桥所设的防撞设施。
Oresund Bridge
Oresund桥是一座跨越了Oresund海峡的公铁两用桥，连接了丹 麦首都哥本哈根和瑞典的城镇。这座桥有世界上最长的490米的 斜拉桥主跨。全桥长7845米，近似的等于丹麦和瑞典之间的距离。 Oresund桥在2000年7月的一个星期五通车的。
Oresund Bridge
斜拉桥
塔柱——承担锚固区传来的重力 主梁——承担斜拉索水平力、承担活载弯矩 斜拉索——将主梁承担的荷载传递到塔柱或基础
二、悬索桥和斜拉桥的设计要点
1、悬索桥的设计要点
悬索桥的设计顺序一般可以分为两部分考虑；先考虑主 缆及加劲梁的设计，然后根据已决定的主缆及加劲梁体 系考虑桥塔的设计。
1）加劲梁：拟定悬索桥的形式、选择边孔与主孔的跨 度比等； 2）主缆：确定主缆的垂跨比等 3）桥塔：确定桥塔的构架形式等
大缆以as法（空中送丝法）或ppws法（预制束股法）制 造，美国、英国、法国、丹麦等国均采用as法，中国、日本 采用ppws法。
塔架型式一般采用门式框架，材料用钢和混凝土，美国、 日本、英国采用钢塔较多，中国、法国、丹麦、瑞典采用混 凝土塔。
加劲梁有钢桁架梁和扁平钢箱梁，美国、日本等国用钢桁 架梁较多，中国、英国、法国、丹麦用钢箱梁较多。
浅谈钢 - 混凝土结合梁斜拉桥
—113—《装备维修技术》2021年第3期1 斜拉桥简介斜拉桥结构组成：由塔（索塔）、梁（主梁）、索（斜拉索）三部分组成的组合结构。
斜拉桥的特点：斜拉桥是一种主梁、主塔受压为主，拉索受拉的桥梁。
斜拉桥采用斜拉索来支承主梁，使主梁变成多跨支承连续梁，从而降低主梁高度、增大跨度。
并且斜拉索对桥跨结构的混凝土主梁产生有利的压力，改善了主梁的受力状态。
结构体系：漂浮体系—塔墩固结、塔梁分离；半漂浮体系—塔墩固结、塔梁分离、主梁在塔墩上设置竖向支撑；塔梁固结体系—塔梁固结并支撑在塔墩上刚构体系—塔、墩、梁固结。
索塔按材料分：混凝土索塔、钢塔、钢混凝土塔按结构分：有单柱式、双柱式、门架式、倒Y 形、A 字形、H 形、钻石形、异形（拱形、鹅塔形、V 形）主梁按材料分：混凝土、钢主梁、钢混凝土结（叠）合梁；钢混凝土混合梁；按结构形式分：板式、箱形、双主肋断面斜拉索按材料分：平行钢丝斜拉索、钢绞线斜拉索按索面分：单索面、双索面、三索面按拉索布置分：扇形、竖琴形、星形2 结合梁斜拉桥受力特点（1）钢主梁或组合梁重量较轻.跨越能力强，而混凝土主梁自重大、刚度高，钢材和混凝土两种材料的在横桥和纵桥向的合理使用，充分发挥了各自的优势，加强了对建设条件的适应能力，改善了结构体系的受力性能，大大的优化了工程经济性。
（2）混合体系斜拉桥边跨一般设置多个辅助墩，可大大增加边跨主梁的刚度，减小活荷载作用下边跨挠曲对中跨的影响，进而使中跨主梁的拉索索力变幅减小显著，从而增强了拉索的抗疲劳影响。
同时边跨主梁密布的斜拉索，使混凝土主梁受力更接近于多支点弹性支承连续梁，可进一步减少预应力筋的配置。
（3）斜拉桥主梁存在2处钢-混结合部，钢-混结合部位置的选择需要考虑结构受力、施工及经济性三方面综合决定。
（4）混合体系斜拉桥中跨采用钢梁或组合梁，跨度大，刚度相对较小，施工期间的线型需要予以特别精确的计算：边跨采用混凝土梁，结构刚度大，施工期间各种外界因素对其线型影响小，但对内力影响较大。
第八章斜拉桥(分析“斜拉桥”文档)共73张PPT
➢根据塔梁墩连接形式进行结构体系选定 悬浮体系、半悬浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。
可提高抗裂性能。
➢ 4、通过调整索力，对主梁内力进行调整，可以得到最优恒 载内力状态。
➢ 5、可以采用传统施工方法，如悬臂施工等。
§ 8.2 斜拉桥的构造
主梁
➢ 斜拉桥主梁按材料不同分：
（1）钢梁（钢斜拉桥） （2）混凝土梁（混凝土斜拉桥） （3）结合梁（结合梁斜拉桥） （4）混合梁（混合梁斜拉桥）
风嘴形实体或厚边板传递，垂直分力则需要在斜腹板内设置预应力筋来 抵抗。适用于双索面斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
塔梁索锚固体系
➢斜拉索在梁上的锚固方式
➢5、梁底锚固式 锚固简单，在肋中按斜拉索的倾角设置管道，拉索通过管道
锚固在梁底。适用于双索面斜拉索。
§ 8.3 斜拉桥的设计构思
➢ 斜拉桥设计构思应根据工程的经济性、适用性，同时兼顾美学 效果，内容包括：
• 塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端支承于桥台处，全部用斜 拉索吊起，其结构形式相当于在单跨梁加斜拉索。
• 特点：可减少主梁在支点的负弯矩，但须施加横向约束。缺点 是：悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，成桥后解除临时 固结时，主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体系斜拉桥 产生过大的摆动，十分有必要在斜拉桥塔上的梁底部位设置 高阻尼的主梁水平弹性限位装置。
莱茵河上最早的斜拉桥（德）
15~30m（混凝土斜拉桥） 30~60m（钢斜拉桥）
§ 8.2 斜拉桥的构造
斜拉索
➢2）斜拉索的布置
➢ 索距布置分为稀索和密索两种形式。
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几种常见形式斜拉桥的特点浅析及设计计算
姓名：XX 学号：X0X0X0XX
摘要：斜拉桥的主要形式有以下几种： 1）双塔三跨式；2）独塔双跨式；3）斜塔但跨式；4）三塔四跨式；5）多塔多跨式等。
这些斜拉桥形式有各自的适用范围，应按工程具体情况选用适当的形式运用。
关键词：斜拉桥；跨径；适用条件；跨径设计；分孔尺寸
1 引言
斜拉桥是一种用斜拉索悬吊桥面的桥梁。
最早的这种桥梁，其承重索是用藤罗或竹材编制而成。
它们可以说是现代斜拉桥的雏形。
斜拉桥的发展，有着一段十分曲折而漫长的历程。
18世纪下半叶，在西方的法国、德国、英国等国家都曾修建过一些用铁链或钢拉杆建成的斜拉桥。
可是由于当时对桥梁结构的力学理论缺乏认识，拉索材料的强度不足，致使塌桥事故时有发生。
如德国萨尔河桥（1824）在建成第二年，就在一次有246人举行的火炬游行人群聚集桥上时，桥突然坍塌而酿成50 人丧生的严重惨剧。
因此在相当长的一段时间内，斜拉桥这一桥型就销声匿迹了。
直至第二次世界大战后，在重建欧洲的年月中，为了寻求既经济又建造便捷的桥型，使几乎被遗忘的斜拉桥重新被重视起来。
世界上第一座现代公路斜拉桥是1955年在瑞典建成的，主跨为182.6m的斯特罗姆海峡钢斜拉桥。
近年来斜拉桥在国内外得到了迅速发展，目前已建成跨度最大的是中国苏通长江公路大桥（1088m）。
[1]
2 各形式斜拉桥的特点分析
斜拉桥的孔径布置主要可以分为双塔三跨式、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。
下面就这几种形式的特点进行简要的分析。
双塔三跨式（图一）是一种最常见的斜拉桥孔径布置形式。
双塔三跨式斜拉桥通常布置
两个边跨的跨度相等的对称形式，亦可以布置成两个边跨跨度不等的不对称形式。
边跨的跨度L1与主跨的跨度L2的比例关系通常取0.4左右。
根据已建斜拉桥的资料统计，一般跨度比L1/ L2=0.35~0.5。
另外，还可以根据需要在边跨内设置辅助墩，以提高结构体系的刚度。
辅助墩数不宜过多，一般设置1~2个，数量过多效果并不明显。
由于双塔三跨式斜拉桥的主孔跨度较大，一般可适用于跨度较大的河流、河口和海峡。
图一双塔三跨式斜拉桥
独塔双跨式斜拉桥（图二）也是一种常见的孔径布置方式。
独塔双跨式斜拉桥可以布置成两跨不对称的形式，即分为主跨与边跨；也可布置成两跨对称，即等跨形式。
其中以两跨不对称的形式居多，也比较合理。
独塔双跨式斜拉桥的边跨的跨度L1与主跨的跨度L2的比例，通常介于0.6~0.7之间。
由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的主孔跨径小，故特别适用于跨越中小河流、谷地及交通道路；也可用于跨越较大河流的主航道部分。
[2][3]
图二独塔双跨式斜拉桥
在跨越宽阔水面时，由于桥梁长度大，必要时也可采用三塔斜拉桥，如湖南洞庭湖大桥（图三，主跨2×348m）。
由于中间桥塔没有端锚索来有效地限制其变形，三塔斜拉桥的结
构柔性会有所增大。
图三洞庭湖大桥（三塔四跨式斜拉桥）
在适宜的地形条件下，有时也可采用独塔单跨式斜拉桥，此时边跨跨度很小，甚至没有边跨。
图四为Marian Bridge (the Czech Republic) ，主跨123.3m。
图四Marian Bridge（the Czech Republic)
多塔多跨式斜拉桥应用较少，这是由于多塔多跨式斜拉桥的中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位，结构刚度较低。
增加主梁的刚度可以在一定程度上提高多塔斜拉桥整体高度，但这样做必然会增加桥梁自重。
在必须采用多塔多跨式斜拉桥时，可将中间塔做成刚性
索塔，此时索塔和基础的工程量会增加很多，或者用斜拉索对中间塔顶加劲，但这种场所柔度较大，且会影响桥梁的美观。
3 斜拉桥设计计算
下面通过一个实际例子来说明如何进行斜拉桥形式的选择与结构计算。
例：设一跨江桥梁总跨径500m，采用斜拉桥。
试采用2种形式，设计其跨径和分孔，要求拟定分孔尺寸并分析受力、变形等特点。
方案一：可采用边跨对称的双塔三跨式。
由于边跨的跨度L1与主跨的跨度L2的比例关系通常取0.4左右，不妨取L1/ L2=0.39，则计算可得，主跨跨度L2=280m，两个边跨跨度L1=110m。
主孔跨径由主跨跨度决定，而两个边跨各设置一个辅助墩，位置在距桥头50m处，由此，两边孔孔径也可确定。
借助ANYSY软件，输入已知数据并添加荷载后，可对桥梁的受力特性及变形进行单元分析。
方案二：可采用独塔双跨不对称式。
此时边跨的跨度L1与主跨的跨度L2的比例关系通常位于0.6~0.7之间，可取L1/ L2=0.61,，可得主跨跨度L2=310m，边跨跨度L1=190m。
可在主跨近岸处设置2个辅助墩，辅助墩之间间距为50m，近岸端辅助墩距桥头40m。
[4][5][6] 同样可用ANSYS软件分析该设计桥型的受力特性和变形。
由于跨径500m属于中小型河流，通过软件分析可知，双塔三跨式不太适合该跨径桥梁选用；而独塔双跨式斜拉桥的主跨径较小，故更适合用于跨越中小河流、谷地及交通道路，由以上分析可知，此斜拉桥宜采用第二种方案。
4 结语
本文通过对各形式斜拉桥的特点及适用范围进行了系统分析，并对其中两种形式做了一些基础的设计计算，包括跨径和分孔尺寸，受力特性等。
由于知识储备不足和时间所限，未能进行深入而具体的探讨，诚请老师见谅。
参考文献
[1]佚名. 斜拉桥. 百度文库，2010
[2]刘夏平. 桥梁工程. 北京：科学出版社，2005
[3]中国土木建筑百科辞典. 桥梁工程[M]. 中国建筑工业出版社，1999
[4]邵旭东等. 桥梁设计与计算. 电子讲稿
[5]重庆交通科研设计院. 偏公路斜拉桥设计细则（JTG/TD65-1）. 人民交通出版社，2007
[6]交通部. 公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）. 北京：人民交通出版社，2008。