斜拉桥发展史及现状综述.docx

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1、从斜拉桥看桥梁技术的开展姓名：马哲昊班级：1403专业：建筑与土木工程摘要：介绍了国内外斜拉桥的开展历史,综述了现今斜拉桥开展的现状,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，对今后斜拉桥的开展做 出展望。关键词：斜拉桥；开展史；现状；展望Abstract： the paper introduces the domestic and foreign in recent decades history of Cable-stayed bridge, the paper summarized the The structure of cable-stayed bri

2、dge and the Economic benefits and Introduced the technology of it. the direction of further research in the future was put forward.Key words： Cable-stayed bridge; Review; Looking forward to1 .斜拉桥的开展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, 世界各地也都出现过通行人、马

3、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，拉索那么采用了钢丝。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，后来由于承载能力缺乏而垮塌。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于1955年，在第二次世界大

4、战结束后，DiSChinger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 一些缺乏，如桥面采用的别离的混凝土梁，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，利于通航和排洪。拉索作为主梁的中间弹性支承，使

5、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StrOmSUnd桥建成后的第二年起，诸多有 名的斜拉桥相继诞生，且开展的速度很快，平均每年就能完一座斜拉桥的修建。早期的斜 拉桥结构大多采用当时盛行的轻

6、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 国外斜拉桥的开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开展，推动了大跨径斜拉桥的开展。从20世纪70年代开始, 斜拉桥开始进入高速开展的阶段，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开展的 重要标志。斜拉桥的跨径记录在上世纪70年代到80年代缓慢开展，从90年代开始跨径 记录那么不断被刷新（表 1.1）

7、o表11斜拉桥世界纪录Table 11 World Record OfCable-StAyed BridgeJ-;桥名完成年份m1Stroenviund 14瑞典19551S32杜塞尔多夫北桥19572603隆 S everin 桥19593024JKu他国19693205Duisbu-Nexienkamp Wt19703506SalntNazaire 桥法国19754047Luna西班牙19S4440S安娜西厮桥加拿大19S64659S kanuudet 桥挪峨199153010杨浦大桥中国199360211诺曼底桥法国1994S5612多多罗桥H本1999S90从全世界第一座建成的斜拉桥一

8、瑞典Stroemsund桥(74.7m+183.0m+74.7m)开始, 欧洲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MOrandiJ设计，主跨跨径为235m,主梁为带挂孔的悬臂体系。20世纪60年

9、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开展的新趋 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EaStHlmtington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Da

10、mePoint桥，双塔主跨396.24m,主梁高1.524m, 高跨比为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l150l300之间变化，甚至可以更低。上世纪末，斜拉桥的开展向着大 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89Om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 国内斜拉桥的开展斜拉桥在我国的开展起步较晚但开

11、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根底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缺乏，但云阳桥的成功 修建为我国斜拉桥的进一步开展提供了珍贵了的经验。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 着我国已根本掌握大跨度斜拉桥设计与施工技术。1985

12、年后，随着国家经济建设和公路 交通的开展，我国的斜拉桥建设进入高速开展阶段。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） o图Ll我国斜拉桥的发履FlcUre 1.1 Cable-Stayed Bndge D velopntent of C iwa如今，我国

13、的斜拉桥开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IooO米以上的特大跨径斜拉桥；有独塔、双塔、三塔、多塔、斜低塔、上下塔等 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个重 要尺度。目前在世界目前排名前十位的大跨度

14、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 江公路大桥，主跨为1088米，是当今世界跨径最大斜拉桥。以上充分说明，中国的斜拉 桥建设水平已经跨入了世界先进行列。表L2世界蹲役最大的十座斛拉桥Table 1 2 The LargestCable-S tayed BiidgeAU OverTlxe World排X桥#国家比成年份L蹈 1苏通长江大桥中国200SIOSS2昂船洲人桥中国200SIOlS3鄂东长江大桥中国20109264多多罗大桥H本1999S905诺曼底人桥法国1995S566相岳长江大桥中国2010S

15、167上海长江大桥中国2009730S匕海闵浦大桥中国200970S9象山港人桥中国在建6SS10南京长江：桥中国200564S2 .斜拉桥的现状2.2 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叠合梁斜拉桥,而钢斜拉桥及混合梁斜 拉桥那么很少。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 或防止端支点的负反力。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