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1、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 introducesthe domestic and foreignin recentdecades history of Cable-stayed bridge.the paper summarized the The structure of cabl
2、e-stayed bridge and theEcono mic ben efits andIn troduced the tech no logy of it.the direct ion of further research in the future was put forward.Key words : Cable-stayed bridge; Review; Looking forward to1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，
3、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
4、于1955年，在第二次世界大战结束后，Dischi nger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： 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
5、排洪。 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。 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。 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。 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 Stromsu nd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
6、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
7、始跨径记录则不断被刷新(表 1.1)。袁L 1斜苦桥世興配录T*ble 1 1 World Old of C Able-Stay-d Endga1S tmeiiuiuid 侨1B32秋第尔总夫北桥1?572603S ereiaix1P5S3Q24:丘nif楼1?553205N|存-;1P703506S aird:Ha zaire 桥辛国15734041bnuL $ 11?S4440Stl拿大1PS4655?1?1fJQ101?9360211诺堆底桥法m1994S5612111?SS90从全世界第一座建成的斜拉桥一瑞典 Stroemsu nd桥(74.7m+183.0m+74.7m )开始，欧洲
8、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
9、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一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
10、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1/1501/300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
11、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。19751985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
12、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19861990五年间造成斜拉桥33座，19911995五年间建成43座，19962000五年间建成33座（图1.1 ）。w330jrI U lti 1ffi 1 1我圉料拉桥的鲨踊如今，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： 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
13、界斜拉桥总数的1/3。 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。 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
14、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。衷世界即律帚大的+和料口HI轻曲年料if *1111苏通检tr大桥中国2D0310SS2昂船洲人州中N2008101S3SHUT大悌中国010920+11描】咖8905iff塑直人桥注国1995S5fi6利岳氏江玄桥中国JD10su7上莉檢江大桥中国200?730S如0$70SPH山犧*1ft中国在理6SE10 .Hr2005(54S2.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
15、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
