斜拉橋

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斜拉橋的總體布置與結(jié)構(gòu)體系

總體布置主要有跨徑布置、拉索及主梁的布置、索塔高度與布置。

一、跨徑布置主要有下面三種類型

（1）雙塔三跨式。為目前應(yīng)用最廣泛的跨徑布置方式。下面是立面圖與其荷載作用不同位

置時發(fā)生的索塔與主梁的形變。

（2）獨塔雙跨式。這也是應(yīng)用較為廣泛的一種跨徑布置，但由于它的主孔跨徑一般比雙塔

三跨式的小，故特別適用于跨越中小河流、谷地及作為跨線橋，或用于跨越較大河流的主

航道部分，也可用主跨跨越河流，索塔及邊跨布置在河流一岸的方式。

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獨塔雙跨式斜拉橋立面圖

（3）多塔多跨式。多塔多跨式斜拉橋適用于需要多個大通航孔的大江大河、寬闊湖泊或海

峽上，但這種結(jié)構(gòu)

一般采用較少，主要原因是中間塔頂沒有端錨索來有效地限制它的變位，使結(jié)構(gòu)柔性及變

形增大，整體剛度差。

多塔多跨式斜拉橋示意圖

二、拉索的布置，拉索的布置分為空間上的布置與索面內(nèi)的布置。

（1）拉索索面在空間可布置成單索面和雙索面，而雙索面又可分為豎直雙索面和傾斜雙索

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面。

單索面斜拉橋（臨海大橋）

豎直雙索面斜拉橋

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傾斜雙索面斜拉橋

（2）拉索在索面內(nèi)的布置形式主要有以下三種：輻射形、豎琴形及扇形。

輻射形：拉索與水平面的平均交角較大，拉索的垂直分力較大，故拉索的用量最省。由于

在拉索的水平分力在塔頂基本平衡，故索塔的彎矩較小，索塔高度也較小，但由于拉索都

固定在塔頂，所以塔頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，集中應(yīng)力現(xiàn)象突出，給施工和養(yǎng)護帶來困難。

豎琴形：所有拉索的傾角完全相同，且拉索與索塔的錨固點分散布置，使拉索與索塔、拉

索與主梁的連接構(gòu)造簡單，易于處理。豎琴形布置拉索加強了索塔的順橋向剛度，對減少

索塔的彎矩和提高索塔的穩(wěn)定性都有利。但是其拉索的傾角與水平方向的交角較小故所需

的拉索數(shù)量大，布置密集，一般都用于中小跨徑的斜拉橋中。

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扇形：扇形兼有輻射形和豎琴形索的特點，又可靈活布置，與索塔的各種構(gòu)造形式相配合

。扇形是采用最多的一種索型。

三、索塔與主梁的布置

（1）索塔的布置主要在于高度的確定，矮塔斜拉橋為橋塔高度與主跨長度的比值在1/8~1/

13之間的斜拉橋。一般斜拉橋，雙塔三跨式的比值在0.18~0.25之間，獨塔雙跨式的比值在0

.3~0.45之間。

矮塔斜拉橋

（2）主梁的布置

1、主梁為連續(xù)體系，無論是雙塔三跨式還是獨塔雙跨式，主梁在斜拉橋全長范圍內(nèi)布置成

連續(xù)體系，這時主梁為連續(xù)梁或連續(xù)鋼構(gòu)（拉索作為跨內(nèi)的彈性支撐），為改善結(jié)構(gòu)受力

布置外邊孔時，斜拉橋主梁梁體還與邊跨或引橋的上部結(jié)構(gòu)主梁相連續(xù)。

主梁布置為連續(xù)體系

2、主梁為非連續(xù)體系，這種結(jié)構(gòu)可以減少超靜定次數(shù)，帶有掛孔的主梁布置能較好地適應(yīng)

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兩個索塔基礎(chǔ)得不均勻沉降，用剪力鉸可以緩解溫度內(nèi)力的影響，但是這兩個體系都破壞

了橋的整體性和橋面的連續(xù)性。目前使用的較少。

主梁布置為非連續(xù)體系

四、結(jié)構(gòu)體系

（1）由梁、索、塔、墩的不同結(jié)合構(gòu)成四種不同的結(jié)構(gòu)體系。

1、塔墩固結(jié)、塔梁分離—

漂浮體系：主梁除兩端有支承外，其余全部由拉索作為支承，成為在縱向可稍作浮動的一

根具有多點彈性支承的單跨梁。優(yōu)點是滿載時，塔柱處主梁不出現(xiàn)負彎矩峰值；溫度及混

凝土收縮，徐變內(nèi)力均較小；在密索情況下，主梁各截面的變形和內(nèi)力的變化較平緩，受

力較均勻。地震時允許全梁縱向擺動，從而起到抗震消能作用。

漂浮體系（南浦大橋）

2、塔墩固接、塔梁分離，在塔墩處主梁下設(shè)置豎向支承—

半漂浮體系:在主梁穿過橋塔位置一般通過垂直的吊索來支承主梁，如將0號吊索換成在塔

柱橫梁上的豎向支座，主梁成為在跨內(nèi)具有多點彈性支撐的連續(xù)梁，可設(shè)一個固定

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支座，多個活動支座，但一般均

設(shè)活動支座。半漂浮體系的主梁內(nèi)力在塔墩支承處出現(xiàn)負彎矩峰值，溫度及混凝土收縮、

徐變內(nèi)力也較大，通常需加強支承區(qū)段的主梁截面。

塔墩固結(jié)體系

3、塔梁固結(jié)、塔墩分離—

塔梁固接體系：這時主梁相當(dāng)于頂面用拉索加強的一根連續(xù)梁或懸臂梁。優(yōu)點是取消了承

受很大彎矩的梁下塔柱部分，代之以一般橋墩，致使塔柱和主梁的溫度內(nèi)力極小，并可顯

著減小主梁中央段承受的軸向拉力。但當(dāng)跨中滿載時，由于主梁在墩頂處的轉(zhuǎn)角位移導(dǎo)致

塔柱傾斜，是塔頂產(chǎn)生較大的水平位移，因而顯著增大了主梁的跨中撓度和邊跨的負彎矩

。并且上部結(jié)構(gòu)的重力和活載反力均由支座傳給橋墩，這就要求設(shè)置承受很大噸位的支座

，故該體系一般僅用于小跨徑斜拉橋。

塔梁固結(jié)體系

4、主梁、索塔、橋墩三者互為固接—

剛構(gòu)體系：主梁成為在跨內(nèi)有多點彈性支承的剛構(gòu)。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)剛度大，主梁和塔柱的撓

度均較小，不需要大噸位支座，最適合用懸臂法施工。但剛構(gòu)體系動力性能差，尤其是在

窄橋時。

剛構(gòu)體系斜拉橋

（二）按拉索的錨固體系不同而形成的體系

1、自錨式斜拉橋：自錨式斜拉橋塔前側(cè)的拉索分散錨固在主梁梁體上，而塔后側(cè)的拉索除

了最后邊的錨固在主梁端支點處以外，其余拉索則分散錨固在邊跨主梁上或?qū)⒁徊糠掷?/p>

集中錨固在端支點附近的主梁上。無論是雙塔三跨式還是獨塔雙跨式斜拉橋，絕大多數(shù)均

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采用自錨體系。

自錨式斜拉橋

2、地錨式斜拉橋：單跨式斜拉橋一般采用地錨式，這時全橋只需一個索塔。由于

不存在邊跨問題，故塔后拉索只能采用地錨形式。雙塔三跨有時因為某種原因也會使用地

錨形式。

地錨式斜拉橋