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【模块编号】 MU-07-04

Modular Unit-0704

斜 拉 桥 与 悬 索 桥

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【模块编号】 MU-07-04

主 要 内 容1 、斜拉桥的组成与构造类型2 、斜拉桥的结构体系3 、斜拉桥的总体布置与构造尺寸4 、斜拉桥内力计算简介5 、部分斜拉桥简介6 、悬索桥的一般特点7 、悬索桥的主要结构类型 8 、悬索桥与斜拉桥的比较9 、悬索桥的一般构造

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【模块编号】 MU-07-041 、斜拉桥的组成与构造类型

1-1 、斜拉桥的主要构件：主梁、拉索、索塔

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【模块编号】 MU-07-041-2 、斜拉桥的构类型

1 ）根据斜索立面布置形状分类：辐射式、竖琴式、扇式、星式

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【模块编号】 MU-07-041-2 、斜拉桥的类型（续 1 ）

2 ）根据斜索位置（索面数量）分类：单索面（中间）、双索面（两侧）◎ 竖直、倾斜索面

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【模块编号】 MU-07-041-2 、斜拉桥的类型（续 2 ）

3 ）根据塔柱的形状、数量分类独塔、双塔、多塔（极少）

独柱 双柱 门式 斜腿门式 倒 V(A) 宝石 拐脚式 倒 Y

马

拉

开

波

桥

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【模块编号】 MU-07-041-2 、斜拉桥的类型（续 3 ）

4 ）根据主梁材料分类：

主梁材料：预应力混凝土、组合结构斜拉桥

叠合梁、钢 - 混凝土、钢管混凝土、钢斜拉桥

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【模块编号】 MU-07-042 、斜拉桥的结构体系

2-1 、边界条件飘浮体系（全飘、半飘）、支承体系、塔梁固结、刚构体系

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【模块编号】 MU-07-042-2 、稀索体系与密索体系

• 索距的影响 ～ 决定梁高的主要因素 ～ 密索梁高较小～现代斜拉桥均采用密索。

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【模块编号】 MU-07-042-3 、特殊构造措施

1 ）锚墩及辅助墩◎ 锚墩一般采用柔性墩，上端铰接下端与基础固结，

墩顶与主梁共同水平变位，设抗拉措施；

◎ 辅助墩加强主梁刚度，减少跨中挠度，降低塔柱的内力与变位（ 50% ）；

2 ）尾索（背索） ～塔柱与锚墩相连的拉索； ～可约束塔顶位移，有利于减少平衡重； ～主跨活载增加背索应力，边跨减少；

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【模块编号】 MU-07-043 、斜拉桥的总体布置与构造尺寸

3-1 、边跨与主跨比 对于三跨斜拉桥，边跨 / 主跨≈ 0.4; 对于二跨斜拉桥，边跨 / 主跨≈ 0.6;

3-2 、梁高 ◎ 与主梁结构型式、断面型式、索距（纵、横）有关；

• 一般稀索体系为跨径的 1/40~1/70 ；

• 密索体系梁高为跨径的 1/70~1/200

3-3 、塔柱塔柱高度与拉索的倾角有关，塔柱高度一般为主梁跨径的 1/4~1/5 ，拉索倾角一般保持在 30°~60° ；

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【模块编号】 MU-07-044 、斜拉桥内力计算简介

1 ）恒载计算，索力可反复调整，目前可采用 ： 施工期间一次到位，成桥后微调；

2 ）活载、附加内力计算；3 ）对大跨度抗风、抗震起决定作用；4 ）主梁的抗扭刚度要满足，进行稳定分析；

拉索的疲劳及锚固区应力分析；5 ）应考虑非线性影响6 ）拉索使用应力幅度安全系数为 2.5

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【模块编号】 MU-07-04

【附】国内主要斜拉桥的分跨布置桥名 结构型式 跨径 桥宽 边跨/主跨南京长江第二大桥 双塔双索面钢箱梁246.5+628+246.5 32 0.39青州闽江大桥 双塔双索面叠合梁90+200+605+200+90 23.5 0.48武汉白沙洲大桥 双塔双索面混合梁50+180+618+180+50 26.5 0.37杨浦大桥 双塔双索面叠合梁99+144+602+144+99 30.35 0.4徐浦大桥 双塔双索面叠合梁242+590+242 35.95 0.41汕头大桥 双塔双索面混合梁47+47+100+518+100+47+47 30.75 0.37荆沙长江公路大桥 双塔双索面PC梁 200+500+200， 160+300+97 26.5 0.4鄂黄长江公路大桥 双塔双索面PC梁 55+200+480+200+55 27.7 0.53军山长江公路大桥 双塔双索面钢箱梁48+204+460+204+48 33.5 0.55润阳长江公路大桥 双塔双索面钢箱梁175.4+406+175.4 35.4 0.43汲水门桥 双塔双索面钢桁梁160+430+160 35 0.37海口世纪大桥 双塔双索面PC梁 147+340+147 0.43珠海淇澳大桥 双塔单索面PC梁 40.5+136+320+136+40.5 33 0.55高平大桥（台湾） 单塔双索面混合梁180+330 34.5广东会马大桥 单塔双索面PC梁 281+281 28.5重庆石门大桥 单塔单索面Pc梁 200+230 25.5

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【模块编号】 MU-07-04

位于日本 Nishi-Seto 高速公路上的 Tatara 桥

【附】世界第一斜拉桥－多多罗大桥

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【模块编号】 MU-07-04【附】法国 Normandy 桥

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【模块编号】 MU-07-04【附】南京 . 长江二桥～南汊主桥

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【模块编号】 MU-07-04【附】南京 . 长江二桥～南汊主桥〖纵向俯

视〗

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【模块编号】 MU-07-04

南京长江二桥～南汊主桥：双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥，全长 1238m 。桥跨布置为 58.5+246.5+628+246.5+58.5m ，两边跨各设一辅助墩

【附】南京 . 长江二桥～南汊主桥〖施工中〗

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【模块编号】 MU-07-04【附】南京 . 长江二桥～南汊主桥〖合拢〗

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【模块编号】 MU-07-04【附】武汉 .白沙洲大桥

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【模块编号】 MU-07-04

【附】福州 .青州闽江大桥

全长 2590m,其中正桥 1185m。主跨 605m,主塔高 175m,桥宽 29.5m。

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【模块编号】 MU-07-04【附】上海 .杨浦大桥

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【模块编号】 MU-07-04【附】汕头 .礐石大桥

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【模块编号】 MU-07-045 、部分部分斜拉桥简介

力学特点及其优点◎ 目前一般采用塔梁固结的结构形式◎ 力学特点更接近连续梁桥◎ 在结构上采用了拉索的形式

• 故可看作通过索塔的高度将体内预应力筋移出梁体外，使其与梁体形成了一个水平夹角，以拉索的竖向分力对主梁作弹性支承。

◎从结构体系看• 连续梁以主梁受弯为主；• 斜拉桥的拉索作用使主梁以受压为主；• 而有矮塔的部分斜拉桥拉索布置的区域特点，则使主梁承受以压、弯为主。

◎ 部分斜拉桥由于承受部分弯矩也需要配置部分合理的预应力筋（数量少于连续梁），以保证主梁的拉、压应力能满足主梁的安全工作要求。

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【模块编号】 MU-07-04

【属于 5】战备大桥立面图（尺寸单位： cm ）

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【模块编号】 MU-07-046 、悬索桥的一般特点

◎由古老的索桥演变而来；◎ 主要承重结构：缆索（含吊杆）、塔、锚碇；◎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；◎ 桥面和吊杆之间通常设置加劲梁：

同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。◎ 跨越能力无与伦比，是目前跨径超过 1000m 的唯

一桥型。

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【模块编号】 MU-07-047 、悬索桥的主要结构类型

a· 柔式悬索桥：～不设加劲梁；～只在活载与恒载的比值不

大时适用——如人行桥或(早期的 ) 主缆很大的。

b· 单跨悬吊～仅主跨悬吊，并在主跨上

设加劲梁～如存在边跨，则边跨独立

（简支于桥塔）。c· 三跨悬吊简支体系

～加劲梁为三跨简支梁。

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【模块编号】 MU-07-047 、悬索桥的主要结构类型（续）

d· 三跨悬吊连续体系～加劲梁为三跨连续梁。

e· 自锚式悬索桥：～与组合体系中的系杆拱

相似，～悬索水平拉力不传给锚碇而传给加劲梁。

f· 缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。

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【模块编号】 MU-07-048 、悬索桥与斜拉桥的比较

8-1 、结构受力方面◎ 悬索桥：

主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将拉力传给锚固体系，加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用；采用地锚时，加劲梁中不受轴向力作用，由加劲梁自重引

起的恒载内力较小。◎ 斜拉桥由斜拉索与主梁共同承受荷载，斜拉索的纵桥向水平分力

在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大。

◎ 悬索桥只有通过调整垂跨比才能改变主缆的恒载内力，而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的恒载内力。

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【模块编号】 MU-07-048 、悬索桥与斜拉桥的比较（续 1 ）

8-2 、材料方面◎ （大跨度）悬索桥

加劲梁多采用自重较轻的钢材。◎ 斜拉桥

主梁材料可以是钢、混凝土或钢－混凝土结合。8-3 、刚度方面

◎ 悬索桥：竖向刚度较小，且基本由主缆提供；调整其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力。

◎ 斜拉桥：～竖向刚度由斜拉索与主梁共同提供，相对于悬索桥而言，刚度可以较大；

～斜拉桥的主梁刚度对结构刚度的影响较大；改变斜拉桥的结构布置形式，可调整其竖向刚度。

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【模块编号】 MU-07-048 、悬索桥与斜拉桥的比较（续 2 ）

8-4 、施工方面◎ 悬索桥：

～施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、加劲梁，施工需要的机械、技术和工艺相对较简单；

～结构的线形主要取决于主缆线型和吊杆长度，因而施工控制相对比较简单。

◎ 斜拉桥～在施工中将发生多次的结构体系转换，必须严格控制结构的线形和拉索索力，施工控制较复杂、技术难度相对较大。

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【模块编号】 MU-07-049 、悬索桥的构造

◎扁平钢箱加劲梁

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【模块编号】 MU-07-049 、悬索桥的构造（续 1 ）

a)重力式 b) 隧洞式

◎ 锚碇形式

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【模块编号】 MU-07-049 、悬索桥的构造（续 2 ）

a)刚性支架 c) 摇杆支架b) 柔性支架

◎ 主缆支架

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【模块编号】 MU-07-049 、悬索桥的构造（续 3 ）

◎吊杆与主缆及加劲梁的连接、索夹

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【模块编号】 MU-07-049 、悬索桥的构造（续 4 ）

◎ 塔顶鞍座

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【模块编号】 MU-07-049 、悬索桥的构造（续 5 ）

◎散索鞍