矮塔斜拉橋最新發(fā)展(陳寶春2005).

1、 部分斜拉橋最新發(fā)展部分斜拉橋最新發(fā)展 福州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院福州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 陳寶春陳寶春 教授教授 200 2005 5年年5 5月月n1、部分斜拉橋發(fā)展概況、部分斜拉橋發(fā)展概況n2、橋型特點、橋型特點 n3、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點n4、最新發(fā)展動向、最新發(fā)展動向n5、展望、展望 一、部分斜拉橋的發(fā)展概況一、部分斜拉橋的發(fā)展概況1.1國外發(fā)展概況國外發(fā)展概況 1988年，法國人年，法國人Mathivat提出這一新的橋梁結(jié)構(gòu)形式。提出這一新的橋梁結(jié)構(gòu)形式。1994年年日本建成了世界上第一座部分斜拉橋日本建成了世界上第一座部分斜拉橋小田原港橋小田原港橋。73.3m+122.3m+

2、73.3m 塔高塔高10.7m 高跨比高跨比1/11.4 橋?qū)挊驅(qū)?3m 日本屋代橋日本屋代橋(1995年年)南橋南橋64.2105.0264.2m，高跨高跨1/8.75,塔高塔高12m,橋?qū)挊驅(qū)?2.8m北橋北橋54.390.054.3m,高跨高跨1/9,塔高塔高12m,橋?qū)挊驅(qū)?2.8m 51.4+58.4m，高跨，高跨1/10.6, 塔高塔高9.9m,橋?qū)挊驅(qū)?3.2m日本新川高架橋日本新川高架橋(1999年年) 日本沖原橋日本沖原橋(1997年年) 65.4180.076.4m，高跨，高跨1/11.25, 塔高塔高16m,橋?qū)挊驅(qū)?2.8m日本佐敷大橋日本佐敷大橋(2000年年)60.

3、8105.060.8m，高跨，高跨1/8.5, 塔高塔高12.3m,橋?qū)挊驅(qū)?5.8m 日本都田川橋（日本都田川橋（2001年年) 133.0m+133.0m, 塔高塔高20m , 高跨比高跨比1/11.9 , 橋?qū)挊驅(qū)?9.9m 日本士狩大橋日本士狩大橋(2000年年)94.0m3140.0m94.0m, 塔高塔高10m , 高跨比高跨比1/14 , 橋?qū)挊驅(qū)?3m 日本保津橋日本保津橋(2001年年)帕勞群島帕勞群島Koror-Babeldaob新橋新橋 (2001年年)日本蟹澤大橋日本蟹澤大橋(1998年年) 76.0+ 100.0 + 76.0m，高跨高跨1/10, 塔高塔高10m,橋

4、寬橋?qū)?5.3m 99.3180.099.3m，高跨高跨1/8.1, 塔高塔高22.1m,橋?qū)挊驅(qū)?7.5m 82.0+247.0+82.0m，高跨高跨1/9.1, 塔高塔高27m,橋?qū)挊驅(qū)?1.6m菲律賓菲律賓第二曼達麥克坦大橋第二曼達麥克坦大橋(1999年年) 老撾巴色橋老撾巴色橋 (2000年年)111.5185.0111.5m，高跨高跨1/10.2,塔高塔高18.2m,橋?qū)挊驅(qū)?1m70.0+102.09+123.0+143.0+91.5+34.5m，主跨主跨143m，高跨，高跨1/9.5,塔高塔高15m,橋?qū)挊驅(qū)?4.6m瑞士太陽山橋瑞士太陽山橋(1998年年)， 總長總長528m,

5、主跨長主跨長140m， 橋?qū)挊驅(qū)?2.37m,最大塔高最大塔高77m。國外部分斜拉橋一覽表國外部分斜拉橋一覽表序號序號橋名橋名跨徑布置跨徑布置(m)索塔高度索塔高度(m)索塔索塔/拉索布置拉索布置通車時間通車時間1日本小田原港橋日本小田原港橋73.3122.373.310.7雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面19942日本屋代南橋日本屋代南橋64.2105.0105.064.212.0三塔三塔/扇形雙索面扇形雙索面19953日本屋代北橋日本屋代北橋54.390.054.310.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面19954日本沖原橋日本沖原橋65.418076.416.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面

6、19975日本蟹澤大橋日本蟹澤大橋99.3180.099.322.1雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面19986日本西唐柜新橋日本西唐柜新橋74.1140.069.112.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面19987日本東唐柜新橋日本東唐柜新橋66.1120.072.112.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面19988瑞士森尼伯格橋瑞士森尼伯格橋140四塔四塔/平形雙索面平形雙索面19989日本三谷川二橋日本三谷川二橋 57.992.9 12.8 獨塔獨塔/扇形單索面扇形單索面 199910日本新川高架橋日本新川高架橋51.4+58.49.9獨塔獨塔/扇形單索面扇形單索面199911日本士狩大橋日本士

7、狩大橋94.03140.094.010.0四塔四塔/平形單索面平形單索面200012日本日本Matakima大橋大橋109.389.326.4獨塔獨塔/扇形雙索面扇形雙索面200013日本雪沢日本雪沢3號橋號橋70.371.034.49.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面2000序號序號橋名橋名跨徑布置（跨徑布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通車時間通車時間14日本佐敷大橋日本佐敷大橋60.8105.060.812.3雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面200015日本摺上大壩附屬日本摺上大壩附屬1號橋號橋84.216.5獨塔獨塔/扇形雙索面扇形雙索面200016日本中池橋梁日本中池

8、橋梁60.6+60.611.8獨塔獨塔/扇形雙索面扇形雙索面200017日本摺上大壩附屬日本摺上大壩附屬1號橋號橋84.216.5獨塔獨塔/扇形雙索面扇形雙索面200018老撾巴色橋老撾巴色橋70.0+102.09+123.0+143.0+91.5+34.515.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面200019日本長者橋日本長者橋292.2雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面200120日本都田川橋日本都田川橋133.0133.020.0獨塔獨塔/扇形三索面扇形三索面200121日本保津橋日本保津橋76.0+ 100.0 + 76.010.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面200122日本木曾川橋日本木曾

9、川橋160.03275.0160.030.0四塔四塔/扇形單索面扇形單索面200123日本揖斐川橋日本揖斐川橋154.04271.5157.030.0五塔五塔/扇形單索面扇形單索面200124帕勞群島帕勞群島KororBabeldaob新橋新橋82.0+247.0+82.027.0雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面200125日本深浦大橋日本深浦大橋62.1+90.0+66.0+45.0+29.18.5雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面2002序號序號橋名橋名跨徑布置（跨徑布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通車通車時間時間26日本指久保橋日本指久保橋114.0114.022.0獨塔獨

10、塔/扇形雙索面扇形雙索面200227日本新川大橋日本新川大橋38.5+45.0+90.0+130.0+80.513.0四塔四塔/扇形單索面扇形單索面200228韓國韓國Keong-An Bridge 70+130+70 16.25 雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面 2003 29日本日見橋日本日見橋91.7518091.75獨塔獨塔/扇形三索面扇形三索面在建在建30日本粟東橋日本粟東橋140170（155160）31獨塔獨塔/扇形雙索面扇形雙索面在建在建31日本新名西橋日本新名西橋88.501122.3481.22016.5雙塔雙塔/扇形單索面扇形單索面在建在建32美國美國new Pearl H

11、arbor Memorial Bridge75.9+157.0+75.922.6 擬建擬建 33美國美國Saint Croix River Bridge擬建擬建 34孟加拉國孟加拉國Padma Bridge 全長全長5.58km 擬建擬建 35法國法國Viaduc de la ravine des Trois-Bassins 43.0 + 75.0 +105.0 +126.0 擬建擬建 36巴西巴西Rio Branco Third Bridge 54.0+90.0+54 .0在建在建序號序號橋名橋名跨徑布置（跨徑布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通車通車時間時間37韓國韓國P

12、yung-Yeo 2 Gyo 65 +120 + 65 雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面 在建在建38韓國韓國Gum-Ga Grand Bridge 85.35 +5 x 125 + 85.25 8.85 五塔五塔/扇形雙索面扇形雙索面 在建在建 主跨跨徑由小田原港橋的主跨跨徑由小田原港橋的122.0m到目曾川橋到目曾川橋275.0m和和蕪湖長江大橋的蕪湖長江大橋的312.0m；橋面寬度由小田原港橋；橋面寬度由小田原港橋13.0m到目曾川橋的到目曾川橋的33.0m。 1.2國內(nèi)發(fā)展概況國內(nèi)發(fā)展概況 我國在我國在2000年建成首座部分斜拉橋蕪湖長江大橋。到目年建成首座部分斜拉橋蕪湖長江大橋。到目前

13、為止已建成福建漳州戰(zhàn)備橋、廈門同安銀湖大橋、蘭前為止已建成福建漳州戰(zhàn)備橋、廈門同安銀湖大橋、蘭州小西湖黃河大橋、江蘇常澄高速常州運河橋。我國臺州小西湖黃河大橋、江蘇常澄高速常州運河橋。我國臺灣也有擬建或在建的部分斜拉橋三座。灣也有擬建或在建的部分斜拉橋三座。序號序號橋名橋名跨徑布置（跨徑布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通車通車時間時間1蕪湖長江大橋蕪湖長江大2雙塔雙塔/扇形雙索面扇形雙索面20002福建漳州戰(zhàn)備大橋福建漳州戰(zhàn)備大橋80.813280.816.5雙塔雙塔/扇形單索面扇形單索面20013福建同安銀湖大橋福建同安銀湖大橋808030.25

14、獨塔獨塔/豎琴單索面豎琴單索面20024甘肅蘭州小西湖黃河大橋甘肅蘭州小西湖黃河大橋81.213681.217雙塔雙塔/扇形單索面扇形單索面20035江蘇常澄高速常州運河橋江蘇常澄高速常州運河橋70.1512070.1531雙塔雙塔/豎琴單索面豎琴單索面2003序號序號橋名橋名跨徑布置（跨徑布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通車通車時間時間6山西離石高架橋山西離石高架橋 85.0+135.0+85.0 18 雙塔雙塔/扇形單索面扇形單索面 在建在建 7山西汾河橋山西汾河橋 90+150+9028 雙塔雙塔/扇形單索面扇形單索面 在建在建8京杭運河宿遷南二環(huán)大橋京杭運河宿遷南二

15、環(huán)大橋 66+110+6614 單塔雙索面單塔雙索面 在建在建 9平頂山市開發(fā)路湛河一橋平頂山市開發(fā)路湛河一橋96+72 單塔單索面單塔單索面在建在建 10寧夏銀川市麗興路一號矮寧夏銀川市麗興路一號矮塔斜拉橋塔斜拉橋 單塔雙索面單塔雙索面 在建在建11廣西柳州三門江大橋廣西柳州三門江大橋 21 雙塔雙索面雙塔雙索面 在建在建12臺灣斗山二號高架橋臺灣斗山二號高架橋 85+4140+85-85+4140+85 18 在建在建13臺灣河曲高架橋臺灣河曲高架橋 75+5140+75 擬建擬建14臺灣西埔里交流道連絡(luò)道臺灣西埔里交流道連絡(luò)道南港溪橋南港溪橋 80+140+80 擬建擬建我國第一座鐵路部

16、分斜拉橋我國第一座鐵路部分斜拉橋(2000年年)蕪湖長江大橋蕪湖長江大橋(180312180m)我國第一座公路部分斜拉橋我國第一座公路部分斜拉橋(2001年年)福建漳州戰(zhàn)備大橋福建漳州戰(zhàn)備大橋(80.813280.8m)福建同安銀湖大橋福建同安銀湖大橋(2002年年)80m80m蘭州小西湖黃河大橋蘭州小西湖黃河大橋(2003年年)主橋長主橋長300m，橋面寬，橋面寬275m，4個為個為倒花瓶墩平均高倒花瓶墩平均高13m，塔高，塔高17m。最。最大跨度大跨度136m。 臺灣斗山二號高架橋臺灣斗山二號高架橋 85+4140+85+85+4140+85m 臺灣斗山河曲高架橋臺灣斗山河曲高架橋 75+

17、5140+75m梁橋斜拉橋部分斜拉橋二、橋型特點二、橋型特點2.1 受力特性受力特性當(dāng)結(jié)構(gòu)在受外部豎向荷載時：當(dāng)結(jié)構(gòu)在受外部豎向荷載時：a) 1、連續(xù)梁：梁受彎、受剪、連續(xù)梁：梁受彎、受剪b) 2、部分斜拉橋：梁受壓、受剪；斜拉索受拉、部分斜拉橋：梁受壓、受剪；斜拉索受拉c) 3、斜拉橋：梁受壓，斜拉索受拉、斜拉橋：梁受壓，斜拉索受拉部分斜拉橋是介于連續(xù)梁和斜拉橋之間的一種過渡部分斜拉橋是介于連續(xù)梁和斜拉橋之間的一種過渡形式，如果說連續(xù)梁是剛性橋梁，斜拉橋是柔性橋形式，如果說連續(xù)梁是剛性橋梁，斜拉橋是柔性橋梁，那么部分斜拉橋就是一種剛?cè)嵯酀男聵蛐?。梁，那么部分斜拉橋就是一種剛?cè)嵯酀男聵蛐汀?/p>

18、從連續(xù)梁、部分斜拉橋到斜拉橋，主梁承受的彎矩從連續(xù)梁、部分斜拉橋到斜拉橋，主梁承受的彎矩逐漸減小，而軸力卻逐漸增加。逐漸減小，而軸力卻逐漸增加。2.2結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點（1）塔高較矮。拉索傾角較小，拉索為主梁提供較大的軸）塔高較矮。拉索傾角較小，拉索為主梁提供較大的軸 向力。并且拉索盡可能密集地通過塔柱的上部區(qū)域，塔上向力。并且拉索盡可能密集地通過塔柱的上部區(qū)域，塔上 不設(shè)錨固端。一般塔高可取主跨的不設(shè)錨固端。一般塔高可取主跨的1/81/12。（2）以梁為主，索為輔，梁體高度大約是同跨徑梁式橋的）以梁為主，索為輔，梁體高度大約是同跨徑梁式橋的 1/2倍或斜拉橋的倍或斜拉橋的2倍。倍。 （3）梁上

19、無索區(qū)較之一般斜拉橋要長，還有較明顯的塔旁無）梁上無索區(qū)較之一般斜拉橋要長，還有較明顯的塔旁無 索區(qū)段。索區(qū)段。（4）邊孔與主孔的跨度比值在）邊孔與主孔的跨度比值在0.50.6左右。左右。（5）部分斜拉橋的拉索多成扇形布置，拉索集中在塔頂通過。）部分斜拉橋的拉索多成扇形布置，拉索集中在塔頂通過。 在建成的部分斜拉橋中，索鞍鞍座普遍采用雙套管結(jié)構(gòu)。在建成的部分斜拉橋中，索鞍鞍座普遍采用雙套管結(jié)構(gòu)。（6）斜拉索在梁上宜布置在邊跨中及）斜拉索在梁上宜布置在邊跨中及1/3中跨處。沒有斜拉橋的中跨處。沒有斜拉橋的特征構(gòu)件端錨索。特征構(gòu)件端錨索。2.3應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍適用跨徑宜選擇在適用跨徑宜選擇在100

20、m200m之間，如果采用組合梁或復(fù)之間，如果采用組合梁或復(fù)合梁，則跨徑可達合梁，則跨徑可達300m。采用多跨時較大的撓度問題。采用多跨時較大的撓度問題。日本的屋代南橋采用了日本的屋代南橋采用了3塔塔4跨，而日本跨，而日本Kiso(木曾川木曾川)橋和橋和Ibi橋則分別為橋則分別為4塔塔5跨和跨和5塔塔6跨?？?。2.4 部分斜拉橋的名稱部分斜拉橋的名稱1、extradosed PC bidge “超預(yù)應(yīng)力量混凝土橋超預(yù)應(yīng)力量混凝土橋”2、部分斜拉橋、部分斜拉橋 嚴(yán)國敏嚴(yán)國敏3、依外形、依外形 矮塔斜拉橋、低塔斜拉橋、坦拉式預(yù)應(yīng)力混矮塔斜拉橋、低塔斜拉橋、坦拉式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱橋凝土連續(xù)箱橋中國大

21、橋中國大橋4、脊背式橋梁、脊背式橋梁 臺灣臺灣三、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點三、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點（1） 結(jié)構(gòu)體系的選擇結(jié)構(gòu)體系的選擇塔墩梁剛結(jié)塔墩梁剛結(jié)塔梁剛結(jié)；簡支于墩頂塔梁剛結(jié)；簡支于墩頂塔墩剛結(jié)；梁墩簡支塔墩剛結(jié)；梁墩簡支塔墩剛結(jié)；梁墩分離塔墩剛結(jié)；梁墩分離(2) 主梁截面的選擇主梁截面的選擇主梁承受較大的彎矩，截主梁承受較大的彎矩，截面多采用箱梁。截面高度面多采用箱梁。截面高度宜采用變截面形式，相當(dāng)宜采用變截面形式，相當(dāng)于等跨徑連續(xù)梁的梁高的于等跨徑連續(xù)梁的梁高的1/2。當(dāng)采用等梁高時，梁。當(dāng)采用等梁高時，梁高可取跨度的高可取跨度的1/351/45。 (3) 斜拉索的布置斜拉索的布置放射形布置放射形布置

22、扇形布置扇形布置對稱平行布置對稱平行布置雙面索布置雙面索布置單面索布置單面索布置索鞍布設(shè)形式（分離固定方式）索鞍布設(shè)形式（分離固定方式）索鞍布設(shè)形式（貫通固定方式）索鞍布設(shè)形式（貫通固定方式）環(huán)氧水泥漿外鋼管內(nèi)鋼管鋼鉸線雙套管結(jié)構(gòu)：外鋼管埋設(shè)與混凝土塔內(nèi)，內(nèi)鋼管雙套管結(jié)構(gòu)：外鋼管埋設(shè)與混凝土塔內(nèi)，內(nèi)鋼管套在外鋼管中，斜拉索穿過內(nèi)鋼管，并在兩塔頂套在外鋼管中，斜拉索穿過內(nèi)鋼管，并在兩塔頂側(cè)出口，設(shè)置抗滑錨頭。側(cè)出口，設(shè)置抗滑錨頭。索鞍應(yīng)滿足：索鞍應(yīng)滿足：1、斜拉索的可換性、斜拉索的可換性 2、斜拉索的抗滑移、斜拉索的抗滑移 3、鞍座的受力要求、鞍座的受力要求(4) 主塔的設(shè)計主塔的設(shè)計獨塔獨塔倒

23、倒Y形形A形形門形門形雙塔雙塔四四.最新發(fā)展動向最新發(fā)展動向4.1高塔型部分斜拉橋高塔型部分斜拉橋90m110m5.0m10mNWL65m33mPC箱桁橋PC部分斜拉橋6.5m4.0m15m110m90m33m110m90m3.0m5.5m26.4m33m高塔型部分斜拉橋110m90m33m46.5m2.0m2.0mNWL65mPC斜拉橋日本日本MatakinaMatakina大橋大橋主主塔塔高高與與主主梁梁距距的的關(guān)關(guān)系系示示意意主塔高與工程直接費關(guān)系主塔高與工程直接費關(guān)系 50,000100,000150,000200,000250,000300,000350,000400,000450,

24、000500,00001520253035400510152025直接工程費（千元）斜拉索鋼材直徑（mm）主塔高（m）主塔+斜拉索斜拉索工程主塔工程斜拉索直徑19S15.2(SWPR7B)1700橋梁長 57300745016100135006500 6500 7250望景橋結(jié)構(gòu)總體布置示意望景橋結(jié)構(gòu)總體布置示意 單位：單位：mm同安銀湖大橋同安銀湖大橋diclidiTmax,i1,.,m%TT索力度索力度:指受力所有指受力所有斜拉索中恒載索力斜拉索中恒載索力與總索力比值的最與總索力比值的最大值大值 3%1%25m80m80m Ibi River Bridge 日本揖斐川橋日本揖斐川橋kiso

25、 river bridge 日本木曾川橋日本木曾川橋4.2鋼鋼-混凝土復(fù)合主梁部分斜拉橋混凝土復(fù)合主梁部分斜拉橋160m275m275m275m160m木曾川橋總體布置示意木曾川橋總體布置示意5009002600400066001800545053005450180066005009002600300070002%2%200500350250R=25000R=10000R=2000033000/233000/253006600545066005450180018003300026009005004000R=20000R=10000(a) pc箱梁主截面(b) 鋼箱梁主截面木曾川橋主梁截面示意木曾川橋主梁截面示意 單位單位:mm 移動懸桂吊機預(yù)制節(jié)段L5m運輸預(yù)制節(jié)段駁船HWL 木曾橋施工示意圖木曾橋施工示意圖4.3 波形鋼腹板波形鋼腹板PC主梁部分斜拉橋主梁部分斜拉橋 日本日見橋日本日見橋 日見橋總體布置示意日見橋總體布置示意 （單位（單位:cm） 92500180009250036500日見橋施工照