斜拉桥的现状与展望ppt课件.ppt

斜拉桥的现状与展望,目录,Page 2,1.概述,斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。通过桥塔上多条斜向拉索的支承，斜拉桥结构可以跨越较大的山谷、河流等障碍物。斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的主要桥型。,Page 3,1.概述,Page 4,斜拉桥(Cable-stayed bridge)的上部结构由梁、索、塔三类构件组成。它是一种桥面体系以加劲梁受压（密索）或受弯（稀索）为主、支承体系以斜索受拉及桥塔受压为主的桥梁。,1.概述,斜拉桥的历史很早，在几百年之前就存在有斜拉桥的雏形。其承重索是用藤罗或竹材编制而成。,Page 5,1.概述,1784年，德国人勒舍尔(C.J Lscher)在弗莱(Freiburg)建造了一座木桥，是早期斜拉桥的雏形。,Page 6,1.概述,1821年，法国建筑师帕叶特(Poyet)描述了斜拉桥结构 用锻铁拉杆将梁吊到相当高的桥塔上 拉杆按扇形布置，锚固于桥塔顶部 这一描述只给出结构外形和构件组成，缺少对其力学性能及合理受力的阐述1824年,德国尼恩堡(Nienburg)的萨勒河(Saale River)上建造了一座跨径为78m的斜拉桥木制桥面、主梁由斜向锻铁拉杆支承建成次年就在行人通过时倒塌,Page 7,1.概述,斜拉桥因其结构性能未被有效开发，沉睡了一百多年二战后随着高强度钢材和电子计算机的出现，人们重新认识斜拉桥体系1949年，德国人迪辛格(Dishinger)首次完整地阐述了斜拉桥体系的优越性以及斜拉索的力学特征拉索张拉；拉索采用高强钢丝为现代斜拉桥的诞生和发展奠定了理论基础，被视为二十世纪桥梁发展最伟大的创举之一！,Page 8,1.概述,1956年，迪辛格在瑞典建成了世界上第一座现代化斜拉桥斯特罗姆松德桥(Strmsund Bridge),1967年，应用计算机辅助分析技术的应用，在德国建成了第一座密索体系斜拉桥弗里特里希-欧贝特桥（Friedrich Ebert Bridge）,Page 9,1.概述,20世纪八十年代中期以后，斜拉桥的发展进入了新时期；表现在:1）新理论和分析方法 2）跨径不断突破 3）新施工方法和设备 4）新材料与连接技术 5）新构造和附属设备,Page 10,1.概述,改革开放后，中国的斜拉桥建设与世界同步发展,1991年，上海南浦大桥，中国第一座400m以上大跨度斜拉桥,Page 11,1.概述,1993年，上海杨浦大桥，当时世界最大跨度斜拉桥,2008年，苏通长江大桥，将斜拉桥带入千米级时代,Page 12,1.概述,短短五十多年里，斜拉桥的发展取了辉煌的成就，可以说，斜拉桥是当代大跨度桥梁的主流桥型！-世界十大斜拉桥斜拉桥的跨径从182m发展到1104m，增长了近5倍！-创跨径记录的斜拉桥,Page 13,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1.斜拉桥的稀索体系时期（1956-1967）2.斜拉桥的稀索体系时期（1967-1985）3.迈向超大跨度的新时期(1985-2010),Page 14,2.现代斜拉桥的三大历史时期,斜拉桥的稀索体系时期（1956-1967）稀索体系斜拉桥的特点1.斜拉桥发展初期都为稀索体系2.稀索体系斜拉桥的特点是：拉索在钢梁上的间距为3065m，混凝土梁上索距为1530m主梁截面尺寸和刚度大，以受弯为主拉索锚固区的构造复杂，换索困难受计算能力的限制，体系超静定次数一般在10次以内3.不能充分发挥斜拉桥的跨越能力和经济性上的优势,Page 15,2.现代斜拉桥的三大历史时期,稀索体系代表性斜拉桥1956年，瑞典，斯特罗姆松德桥(Strmsund Bridge，L=182.6m)，第一座现代斜拉桥1961年，德国，西佛林桥(Severins Bridge，L=302m)，首次采用A形主塔，钢索呈放射形，主梁为飘浮体系，也是首座非对称、独塔斜拉桥,Page 16,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1962年，德国，易北河北桥(Norderelbe Bridge，L=172m)，第一座单索面斜拉桥1962年，委内瑞拉，马拉开波桥(Maracaibo Bridge，L=235m)，带挂孔混凝土斜拉桥，也是第一座多塔斜拉桥,Page 17,2.现代斜拉桥的三大历史时期,斜拉桥的稀索体系时期（1967-1985）密索体系斜拉桥的特点1967年，德国，弗里特里希-欧贝特桥(Friedrich Ebert Bridge，L=280m)，第一座密索体系斜拉桥,Page 18,2.现代斜拉桥的三大历史时期,密索体系斜拉桥的特点是：拉索间距小主梁以受压为主，截面尺寸较稀索体系大大减小梁高降低主梁应力分布均匀，结构更加轻巧，且易于悬臂施工锚固点的集中力减小，方便换索 此后建造的斜拉桥以密索体系为主,Page 19,2.现代斜拉桥的三大历史时期,密索体系代表性斜拉桥1974年，德国，科尔伯伦特桥(Khlbrand Bridge，L=325m)，首次采用了双索面的密索体系斜拉桥1977年，法国，勃鲁东桥(Brottone Bridge，L=320m)，第一座采用预应力混凝土主梁的斜拉桥，也是第一座采用密索体系的混凝土斜拉桥,Page 20,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1978年，美国，P-K桥(Pasco Kennewick Bridge，L=299m)，首创了双三角边箱主梁及预制节段悬臂拼装施工工艺,1979年，德国，弗雷赫桥(Flehe Bridge，L=367m)，是一座独塔斜拉桥，其悬拼长度已相当于700 m以上的双塔斜拉桥,Page 21,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1984年，西班牙，月亮桥(Luna Bridge，L=440m)，采用混凝土主梁的部分地锚斜拉桥，主跨跨中设剪力铰,Page 22,2.现代斜拉桥的三大历史时期,迈向超大跨度的新时期(1985-2010)20世纪八十年代中期开始，斜拉桥进入了快速发展时期发展趋势主梁轻型化 结构形式多样化 跨径超大化,Page 23,2.现代斜拉桥的三大历史时期,主梁轻型化主梁为压弯构件，稀索时以受弯为主，密索时以受压为主结构的整体刚度主要由三角桁架的体系刚度提供，主梁或主塔的构件刚度对整体刚度贡献不大正交异性板钢箱梁结构已经成熟，一般只是板厚变化，且重量较轻，进一步轻型化空间有限混凝土主梁重量大，梁高减小可降低恒载甚至下部结构尺寸,Page 24,2.现代斜拉桥的三大历史时期,稀索体系Strmsund桥的高跨比为1/56主梁轻型化斜拉桥的高跨比,Page 25,2.现代斜拉桥的三大历史时期,结构形式多样化1.主梁材料发展混合梁组合梁,Page 26,2.现代斜拉桥的三大历史时期,混合梁主跨采用钢梁，增大跨越能力边跨采用混凝土梁，减小边跨跨径，在满足主边跨重量平衡要求的同时，提高了结构刚度,Page 27,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1972年，德国，舒马赫桥(Kurt-Schumacher Bridge，L=287m)，首次采用了混合梁结构和平行钢丝索股目前跨度居前列的日本多多罗和法国诺曼底大桥均采用了混合梁,Page 28,2.现代斜拉桥的三大历史时期,组合梁一般上层为混凝土桥面板，下层为钢结构受压为主的区域采用混凝土材料，提高了效率受拉为主的区域采用钢材，提高了局部稳定性,Page 29,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1986年，加拿大，安纳西斯桥(Annacis Bridge，L=465m)，组合梁斜拉桥建造技术走向成熟的标志我国的杨浦大桥（主跨602m）和福建青州闽江桥（主跨605m）更是将此种桥型的应用推向巅峰,由于不存在桥面铺装问题，其实用跨径可望进一步扩大（700m）,Page 30,2.现代斜拉桥的三大历史时期,2.索塔形式变化矮塔斜拉桥斜塔斜拉桥高低塔斜拉桥多塔斜拉桥,Page 31,2.现代斜拉桥的三大历史时期,矮塔斜拉桥塔高约为跨度的1/81/12采用预应力混凝土主梁，主梁抗弯刚度大斜拉索的应力幅值较小，为常规斜拉桥的1/21/3尤其适用于多塔多跨和塔高受限制的情形从刚度和疲劳考虑，更适用于铁路桥或双层桥面,Page 32,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1980年，瑞士，甘特桥(Ganter Bridge，L=174m)，板拉桥1994年，日本，小田原港桥(Odawara Blueway，L=122m)，第一座真正意义上的矮塔斜拉桥,Page 33,2.现代斜拉桥的三大历史时期,1998年，瑞士，桑尼伯格桥(Sunniberg Bridge，L=140m)，四塔五跨,2000年，芜湖长江大桥，L=312m，钢桁架梁双层桥面，公铁两用,Page 34,2.现代斜拉桥的三大历史时期,斜塔斜拉桥,Page 35,荷兰Erasmus桥,曼彻斯特Trinity人行桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,标新立异的不对称造型显示出刚劲、平衡和力度受力不尽合理，造价一般偏高,Page 36,西班牙Alamillo桥,捷克Marain桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,预应力混凝土主梁提出无背索部分斜拉桥体系解决了桥塔自重过大的问题，并节省了造价,Page 37,2.现代斜拉桥的三大历史时期,高低塔斜拉桥受水文地质条件限制，两边跨跨径不等的情形出于桥梁景观考虑，消除单一塔高的单调之感,Page 38,日本新上平井桥,涪陵乌江二桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,多塔斜拉桥双塔桥型一个大主跨无法满足需要时，可考虑多塔多跨斜拉桥体系多塔体系需解决整体刚度不足的问题增大中间桥塔纵向抗弯刚度希腊 Rion-Antirion桥用斜拉索加劲中间桥塔香港汀九桥增大主梁刚度法国Malliu高架桥,Page 39,2.现代斜拉桥的三大历史时期,Page 40,希腊Rion-Antirion桥,香港汀九桥,法国Malliu高架桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,3.与其他桥型协作斜拉桥几乎可与其他所有桥型相协作介绍几种典型的斜拉桥协作体系1）斜拉桥与连续梁协作美国East Huntington桥2）斜拉桥与T型刚构协作广东金马大桥3）斜拉桥与悬索桥协作斜拉悬吊协作体系,Page 41,2.现代斜拉桥的三大历史时期,Page 42,美国East Huntington桥,美国East Huntington桥,斜拉悬吊协作体系的桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,跨度超大化1956年第一座现代斜拉桥诞生起，经过35年的发展，1991年挪威Skarnsundet桥跨径530m，突破了500m大关1993年，上海杨浦大桥主跨推进到602m1995年，主跨856米的法国诺曼底(Normandy)桥将跨径推进了42%！1999年，日本多多罗桥主跨达到890m,Page 43,2.现代斜拉桥的三大历史时期,2008年，苏通长江大桥建成，主跨1088m2009年，香港昂船洲大桥通车，主跨1018m2012年，俄Russki桥，主跨1104m 斜拉桥进入千米级时代！,Page 44,2.现代斜拉桥的三大历史时期,从昂船洲大桥方案也可看出大跨度斜拉桥的多样性五个进入第二阶段的设计均为斜拉桥方案主跨由1000m至1019m,Page 45,2.现代斜拉桥的三大历史时期,Page 46,第五名 螺旋形塔顶A塔斜拉桥,第四名 分叉索斜拉桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,Page 47,第三名 无风撑双柱斜拉桥,第二名“天人合一”斜拉桥,2.现代斜拉桥的三大历史时期,Page 48,最终方案圆形独柱分离流线形双箱斜拉桥,3.斜拉桥的特点,现代斜拉桥得以发展的原因与条件1、对300m800m跨度最有竞争力；与悬索桥相比，斜拉桥有比较好的刚度。2、景观方面的新颖感；塔的型式多样性，拉索布置的灵活性，可以构造出许多新型的桥梁形式。3、新材料开发配合；高强度钢索材料的发展，防腐技术的提高。,Page 49,3.斜拉桥的特点,4、设计理论和计算技术的进步；抗风抗震的计算理论有了长足的进展，电子计算机有限元分析计算软件的应用。5、施工技术的进步；自架式平衡施工技术的发展，施工控制技术的进步。6、整体桥面的开发与配合。扁平箱形截面的构造技术的发展。,Page 50,4.斜拉桥的分类,分类按主梁的受力状态分有：漂浮体系、支撑体系、塔梁固结体系和刚构体系。按梁体 结构分有:钢斜拉桥桥、混凝土斜拉桥、组合梁斜拉桥、混合式斜拉桥以及我国首次出现的钢管混凝土斜拉桥,Page 51,4.斜拉桥的分类,按索的特征分有:双索面(如德国Severin桥)、单索面(如德国 North Eibe桥);稀索体系(如委内瑞拉Maracaibo桥)、密索体系(如美国P-K桥);无背索斜拉桥(如西班牙Alamillo 桥)。按拉索的锚固体系分有：自锚式（如五河口斜拉桥）、地锚式（如阳汉江大桥）、部分地锚式（如日本松山桥，一端自锚，一端地锚）,Page 52,4.斜拉桥的分类,按塔数分有:独塔(如广州珠江黄埔大桥)、双塔(如宿淮高速公路五河口桥)、三塔(如湖南岳阳洞庭湖大桥)、四塔(如希腊 Rion-Antirion桥)、五塔(如日本辑斐川桥)、六塔(如委内瑞拉 Maracaibo桥)、七塔(如法国millau桥)等;按塔形分有：门形、独柱形、钻石形、A 形、H 形、倒V形、倒Y形等多种形式,还有斜塔(如澳大利亚Batman桥)、低塔(如日本木曾川大桥)、折塔(如荷兰Erasmus桥)曲线形塔（如南京长江三桥）等特殊形式。,Page 53,4.斜拉桥的分类,按塔的材料分混凝土索塔、钢索塔（如南京长江三桥采用曲线钢索塔）。按组合体系分有：斜拉桥与其他桥型组合产生的一些混合体系桥型，如吊拉组合体系桥（贵州乌江大桥）、斜拉板桥（瑞士Ganter桥）、斜拉拱桥（马来西亚Putrajaya桥)等。,Page 54,4.斜拉桥的分类,现代斜拉桥的结构形式 1、孔跨布置 现代斜拉桥最典型的孔跨布置为：双塔三跨式与独塔两跨式。然后是在这两种形式的变体。1）双塔三跨式 主跨跨径L2与边跨跨径L1的比例关系有：钢斜拉桥 2.22.5 其他斜拉桥 2.03.0,Page 55,4.斜拉桥的分类,双塔三跨式斜拉桥可以布置成两个边跨相等的对称形式，也可以布置成两个边跨不相等的非对称形式。,Page 56,4.斜拉桥的分类,宜宾长江大桥，全长941.43m，主桥为双塔双索面混凝土梁斜拉桥。它为对称双塔三跨式斜拉桥。,Page 57,4.斜拉桥的分类,巴拿马世纪大桥是巴拿马运河上修建的第二座大桥。该桥主桥设计为独柱式双塔、中央单索面混凝土斜拉桥，主跨420m。,Page 58,4.斜拉桥的分类,2）独塔双跨式 独塔双跨式斜拉桥常布置成两跨不对称的形式，即分为主跨与边跨；也可以布置成两跨对称的形式。,Page 59,4.斜拉桥的分类,陕西咸阳渭河二号大桥是目前西北地区最大的单塔斜拉式大桥，于1995年12月19日建成通车。,Page 60,4.斜拉桥的分类,济南黄河三桥，采用倒Y形索塔、独塔双索面斜拉式设计，主塔高195米，大桥全长4473.04米，主跨长386米、宽40.5米。,Page 61,4.斜拉桥的分类,3）单跨式 单跨式斜拉桥一般只需要一个桥塔，由于不存在边跨的关系，塔后斜索只能采用地锚形式。,Page 62,4.斜拉桥的分类,西班牙的阿拉米罗大桥为举办1992年世界博览会建成的。大桥全长200m，由13对钢索斜拉固定在142m高的斜桥塔上，桥塔与地平成58度角。该桥也称无背索斜拉桥。,Page 63,4.斜拉桥的分类,4）多塔多跨式 斜拉桥与悬索桥很少采用多塔多跨式。主要原因是多塔多跨式斜拉桥的中间桥塔顶没有很好的方法来有效地限制它的变位。,Page 64,4.斜拉桥的分类,湖南岳阳洞庭湖大桥是岳阳市跨越洞庭湖口的一座特大型桥梁。大桥总长5784.5米，主桥主跨采用2310米三塔双斜面索混凝土斜拉桥。,Page 65,4.斜拉桥的分类,希腊里约安蒂里奥大吊桥（Rio-Antirio bridge）：位于希腊，拥有四座桥塔,横跨在帕特雷附近的科林斯湾之上。,Page 66,4.斜拉桥的分类,2、斜拉索布置1）斜索在空间内的布置形式 一般有3种类型：单索面、双索面、空间索面 单索面和双索面与主梁抗扭问题有密切关系。一般而言，采用单索面，斜索对抗扭不起作用，因此要求主梁有较大抗扭刚度；采用双索面，作用于桥梁的扭矩可由斜索的轴力来抵抗，因此对主梁的抗扭刚度要求不高。,Page 67,4.斜拉桥的分类,2）斜索在索面内的布置形式 一般有四种形式：放射形、扇形、竖琴形（或称平行形）、星形。,Page 68,4.斜拉桥的分类,3、桥塔的形式和布置 1）桥塔纵向形式主要有三种类型：单柱形、倒V形、倒Y形 2）桥塔的横向形式 桥塔的横向形式与索面布置密切相关。当采用单面索中，横向形式主要为三种类型：单柱形、倒V形、A形,Page 69,4.斜拉桥的分类,当采用双索面时，桥塔横向形式有5种：独柱形、A形、菱形、门形、梯形。,Page 70,4.斜拉桥的分类,扎金大桥（Zakim）为独塔扇形空间索面斜拉桥，桥塔采用倒Y形桥塔。,Page 71,4.斜拉桥的分类,瓦斯科达伽马大桥（英文：Ponte Vasco da Gama）是位于葡萄牙首都里斯本跨越塔霍河的一座跨海斜拉桥，为双塔扇形双索面斜拉桥，桥塔采用H形桥塔。,Page 72,4.斜拉桥的分类,杭州湾跨海大桥为独塔扇形空间索面斜拉桥，桥塔采用倒V形桥塔。,Page 73,4.斜拉桥的分类,1997年9月29日建成通车的南昌新八一大桥，位于原八一大桥上游50米处，全长3000多米，它为一座双塔竖琴式双索面斜拉桥，桥塔采用H形。,Page 74,4.斜拉桥的分类,汕头宕石大桥，是我国第一座钢箱梁与PC箱粱混合结构斜拉桥。它为一座双塔空间索面斜拉桥，桥塔为A形。,Page 75,4.斜拉桥的分类,世界十大标志性斜拉桥斜拉桥最新世界排名,Page 76,4.斜拉桥的分类,俄罗斯岛大桥俄罗斯岛大桥是2012年俄罗斯新建成的跨海大桥，它中央跨度达1104米，总长度为3.1公里，系世界上最长的斜拉桥。,大桥的悬索和梁系统进行同步安装。共计130根悬索，最长悬索达483米。主桥板的悬臂部分长度为852米，比桥梁总长（1104米）的75%还有略长。超过18000吨的钢结构安装到位加固桥梁。,Page 77,4.斜拉桥的分类,苏通大桥苏通长江公路大桥，连接苏州（常熟）和南通两座城市。西距江阴长江公路大桥82公里，东距长江入海口108公里。公路总里程32.4公里，跨江的桥梁部份约8200米，主跨达1088米。主桥采用双层环氧沥青进行铺装，上层厚度为3厘米，下层厚度为2.5厘米，摊铺共用混合料1万余吨，摊铺面积达65360平方米。,Page 78,4.斜拉桥的分类,曾经创造四项世界之最最大主跨：苏通大桥跨径为1088米，是2012年前世界跨径最大斜拉桥。最深基础：苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的群桩组成，承台长114米、宽48米，面积有一个足球场大，是在40米水深以下厚达300米的软土地基上建起来的，是世界上规模最大、入土最深的群桩基础。最高桥塔：目前世界上已建成最高桥塔为多多罗大桥224米的钢塔，苏通大桥采用高300.4米的混凝土塔为世界最高桥塔。最长拉索：苏通大桥最长拉索长达577米，比日本多多罗大桥斜拉索长100米，为世界上最长的斜拉索。,Page 79,4.斜拉桥的分类,昂船洲大桥 昂船洲大桥位于香港，是全球第三长的双塔斜拉桥。大桥主跨长1018米，连引道全长为1596米。是本港首座位处市区环境的长跨距吊桥，在香港岛和九龙半岛都可以望到这座雄伟的建设。其桥塔是全球首次采用“不锈钢+混凝土”的混合式结构。,Page 80,4.斜拉桥的分类,鄂东长江大桥 鄂东长江公路大桥起自黄冈浠水县，接黄梅至黄石高速高路，于浠水唐家湾附近跨越长江，止于黄石，接黄石至武汉高速公路。路线全长15.149KM，其中大桥全长约6.3KM，主桥主跨为926米组合梁斜拉桥，居世界同类桥梁第四位，为湖北第一桥。主桥采用双层环氧沥青进行铺装，上层厚度为3厘米，下层厚度为2.5厘米。,Page 81,4.斜拉桥的分类,多多罗大桥 多多罗大桥是位于日本濑户内海的斜拉桥，连接广岛县的生口岛及爱媛县的大三岛之间。大桥1999年竣工，同年5月1日启用，最高桥塔224米钢塔，主跨长890米，主梁采用钢箱梁，是当时世界上最长的斜拉桥，连引道全长1480米，四线行车。,Page 82,4.斜拉桥的分类,法国诺曼底桥 诺曼底大桥在法国北部塞纳河上的泥滩，看上去像一个从混凝土桥塔上伸出的钢索所编成的巨大蜘蛛网。这座斜拉桥的落成后（1995 年）堪称世界上同类桥梁中极为壮观的一座。桥梁全长2141.25米，主跨856米，为混合式斜拉桥。主跨856米长的主梁包括桥塔两侧各116米长的混凝土梁，主跨的中部是624米长的钢梁。,Page 83,4.斜拉桥的分类,九江长江大桥 九江新长江大桥，即九江长江二桥。是福州至银川高速公路的重要组成部分，全长25.19公里，由赣鄂两省共建。跨长江大桥和南引道建设由江西省负责，全程17.004公里，其中跨长江大桥全长8462米，主桥长1405米、主跨跨径818米的双塔混合梁斜拉桥。该桥钢桥面采用环氧沥青铺装，铺装部分长1141米，面积为36500，总铺装厚度为5.5厘米，分底、上两层施工。,Page 84,4.斜拉桥的分类,荆岳长江公路大桥 荆岳长江公路大桥，桥型为双塔钢箱梁斜拉桥，是首座连接湖北、湖南两省的长江大桥。荆岳长江公路大桥总长5400多米，采用南北双向六车道设计，其主跨孔长达816米。荆岳长江公路大桥钢箱梁桥面采用环氧沥青，于7月29日正式开始摊铺，铺装层全长1198米，底层30厘米，上层25厘米，总面积约37500平方米。,Page 85,厦漳大桥北汊桥厦漳跨海大桥起于在建的厦门至成都国家高速公路（厦蓉高速公路）（漳州台商投资区海沧交界处）枢纽互通，经漳州台商投资区白礁跨九龙江经漳州海门岛，止于漳州龙海后宅，与招商局漳州开发区疏港一级公路和招银疏港高速公路相连接，跨海部分全部位于漳州境内，故又名环漳州湾跨海大桥路线全长9.33千米，其中桥长约8.555千米，其中，北汊主桥为该项目的主体工程，桥长1290米，主跨780米。,Page 86,韩国仁川大桥 韩国仁川大桥全长21.38公里，其中海上部分12.3公里，主跨800米，双向6车道，是韩国最长的一座大桥。,Page 87,4.斜拉桥的分类,南京长江三桥南京三桥位于现南京长江大桥上游约19公里处的大胜关附近，横跨长江两岸，南与南京绕城公路相接，北与宁合高速公路相连，全长约15.6公里，其中跨江大桥长4.744公里，主桥采用主跨648米的双塔钢箱梁斜拉桥，桥塔采用钢结构，为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。,Page 88,4.斜拉桥的分类,南京长江二桥南汊桥南京长江二桥位于现南京长江大桥下游11公里处，全长21.337公里，由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引线组成。其中：南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，主跨为628米。当时建成时，该跨径仅次于日本多多罗大桥和法国的诺曼底大桥位居同类型桥中世界第三，中国第一；设计标准：双向六车道高速公路；设计速度：100公里/小时；设计荷载：汽超20，挂120；路基宽33.5米，桥面宽32米(不含斜拉索锚固区)。,Page 89,4.斜拉桥的分类,武汉白沙洲大桥 武汉白沙洲长江大桥位于武汉长江大桥上游8.6千米处。南岸在洪山区青菱乡长江村与107国道正交；北岸在汉阳江堤乡老关村与318国道连通。该桥全长3589米，桥面宽26.5米，6车道，设计时速为80公里，日通车能力为5万辆，分流过江车辆29%，主要分流外地过汉车辆。它是武汉88公里中环线上的重要跨江工程。,Page 90,4.斜拉桥的分类,青州闽江大桥 青州闽江大桥位于福州市马尾区青州路及长乐县筹东村之间，是福州长乐国际机场连接福州市区的专用通道。青州闽江大桥是一座主跨为605m的双塔双索面叠合梁斜拉桥，其跨度在同类型桥梁中列世界第一。桥宽29m，主梁采用工字型边梁与预应力混凝土桥面板叠合断面。A字型桥塔高175m。空间索面、梁上索距为13.5m。,Page 91,4.斜拉桥的分类,上海杨浦大桥 杨浦大桥是一座跨越黄埔江的自行设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。杨浦大桥，于1991年4月29日动工，1993年9月15日建成。总长为7654米，主桥长1172米、宽30.35米，共设6车道。602米长的主桥犹如一道横跨浦江的彩虹，在世界同类型斜拉桥中雄居第一。挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺穹苍，塔的两侧32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。,Page 92,4.斜拉桥的分类,结构形式独特美观的斜拉桥 约旦安曼的Wadi Abdoun桥，是约旦惟一一座斜拉桥，它于2006年12月14日建成通车。其桥塔为倒A形。,Page 93,4.斜拉桥的分类,英国的盖特谢德千禧桥绰号为“眨眼桥”,Page 94,4.斜拉桥的分类,巴西圣保罗跨皮涅罗斯河的斜拉桥，奥利韦拉大桥（Ponte Oliveira），大桥全长1.4公里，主塔总高度138米，相当于46层大楼的高度，塔架为X型，也是世界上各拉索桥梁中首创。,Page 95,4.斜拉桥的分类,沈阳富民桥，桥长602米，主桥为折线型双塔独柱式单索面预应力混凝土斜拉桥。该桥的线型双塔独柱式单索面结构技术创造了一个世界第一。,Page 96,4.斜拉桥的分类,沈阳三好桥是浑河沈阳段上的第九座桥梁，全长1342米，主桥宽34米。,Page 97,4.斜拉桥的分类,日冕桥由著名西班牙建筑师Santiago Calatrava设计的悬臂斜拉桥，于2004年竣工，它是横跨龟背湾探索公园里的萨克拉门托河的人行天桥，其材料使用了钢、玻璃和花岗岩。,Page 98,4.斜拉桥的分类,香港汀九大桥，1998年5月6日建成通车。它是采用新颖斜拉索设计，其独特之处是三桥塔式设计，“纤细美观的独脚架”桥墩，使桥身、桥塔、斜拉索融为一体，犹如3只从天而降的巨伞。,Page 99,5.斜拉桥结构面临的挑战,进入21世纪，跨海峡工程兴起，斜拉桥结构面临新的挑战：超大跨度与多塔斜拉桥的技术问题深水基础的修建斜拉桥与其它桥型的竞争,Page 100,5.斜拉桥结构面临的挑战,1.超大跨度与多塔斜拉桥的技术问题 研究超千米级斜拉桥结构体系的意义：满足地质条件差、不适合建大型锚碇的地区对超大跨度桥梁的工程需求；提高斜拉桥体系跨越能力和经济性能，在超千米跨度范围内与悬索桥竞争；为我国建造超大跨度斜拉桥提供技术储备。,Page 101,5.斜拉桥结构面临的挑战,通过参数研究梁高（塔梁刚度比）增大梁高可提高主梁面内稳定性和扭频，但横风工况下荷载增大，在保证桥梁各种稳定前提下应取用小值梁宽（主梁宽跨比）增大时可提高横向刚度、面外稳定性、颤振稳定性，梁宽可以作为调控横向刚度和颤振稳定性的参数之一主塔纵向刚度增大时可提高结构纵向刚度和以桥塔顺桥向屈曲为特征的整体稳定性，应结合经济性综合论证,Page 102,5.斜拉桥结构面临的挑战,塔跨比（塔高）增大时可提高结构竖向刚度，竖向刚度的控制参数之一塔上锚索区长度减小时相当于增大塔跨比，有利于提高结构竖向刚度辅助墩可显著提高结构刚度，但超过2个后效果不再明显，建议取2个,Page 103,5.斜拉桥结构面临的挑战,斜拉桥跨径增大的主要控制性因素超长斜拉索的垂度效应 CFRP斜拉索的应用主梁靠近索塔处的巨大轴向力 采用部分地锚斜拉桥索塔高度大，施工期裸塔和最大单悬臂状态的风险 采用斜拉-悬吊协作体系,Page 104,5.斜拉桥结构面临的挑战,CFRP斜拉索的应用现阶段现阶段CFRP斜拉索的造价依然很高，同等条件下依面积比大小比钢斜拉索造价提高13倍，而使斜拉桥总造价提高11.3倍随着材料科学的发展，价格比仅需降至10:1以下，组合方案拉索斜拉桥便具有良好的经济性能，是力学与经济性能同时优优秀的未来14002800m斜拉桥优选方案之一,Page 105,5.斜拉桥结构面临的挑战,采用新体系（自锚加部分地锚）为了减小主梁近索塔处的轴向压力，降低索塔高度通过斜拉桥形状及外部约束的改变，可以变化出多种斜拉桥体系,Page 106,部分地锚斜拉桥 协作体系,5.斜拉桥结构面临的挑战,部分地锚斜拉桥,自锚斜拉桥主梁处于受压状态，近索塔处轴向压力巨大部分地锚斜拉桥跨中主梁受拉，有效减少了近索塔处轴向压力,Page 107,5.斜拉桥结构面临的挑战,采用斜拉桥设计同样条件，试设计了1400米部分地锚斜拉桥(144+300)+1400+(300+144)2288m主跨1000m自锚，400m地锚，13对地锚拉索全漂浮体系在1400m时完全可行，主梁、桥塔材料省，但是要增加地锚,Page 108,5.斜拉桥结构面临的挑战,斜拉-悬吊协作体系,斜拉、悬吊两部分主梁可采用不同材料不同材料的应用可改善结构性能，减少梁、缆、锚碇的造价。悬吊部分比同跨径悬索桥大大减小可降低主缆索力，减小锚碇水中施工难度，缩短工期，降低主缆和锚碇的造价。斜拉部分采用混凝土梁或叠合梁，重量和刚度较大协作体系斜拉部分悬臂比斜拉桥大大减短，降低索塔高度并提高结构施工和成桥状态的抗风稳定性。,Page 109,5.斜拉桥结构面临的挑战,2.深水基础的修建我国长江大桥基础大都采用高桩承台基础，水深40米左右 主要依靠增加桩数和扩大承台尺寸的方法抵抗侧向地震力，防撞能力也不足，并不是最佳的深水基础形式琼州海峡中线和台湾海峡的水深都在80米以上目前最深的深水基础：1）明石海峡大桥预制装配式沉井，5060m；2）希腊Rion-Antirion桥加筋土钟形装配式塔基，65m。直布罗陀海峡大桥设计中的预制多腿柱框架基础，120m需要解决深水基础的技术性问题，并在经济上可行,Page 110,5.斜拉桥结构面临的挑战,深水基础的主要问题在于：施工难度大、周期长，地震力作用明显等目前，深水基础的发展趋势：1）单柱式预制混凝土重力式桥墩及基础；2）多支柱柔性混凝土桥墩基础；3）四柱式混凝土重力式基础；4）钢管混凝土基础；5）浮体桥墩基础。基于海洋平台技术（张力腿平台（TLP）和Spar平台）的浮式深水基础,Page 111,TLP,Spar平台,5.斜拉桥结构面临的挑战,包括浮箱式承台、张力腿系统和锚固系统三大部分；可以保证跨海大桥的整体竖向刚度、水平刚度、抗弯刚度和稳定性；大型浮箱式承台通过自身产生的浮力作为整个体系的抵抗自重作用和外荷载作用的来源；张力腿系统中的系索主要承受剩余浮力，以轴向拉力为主，受力性能类似于斜拉索；锚固系统的主要功能是将张力腿系统固定在海底，主要承受主动吸力（负压）、土摩阻力和张力腿系统传来的拉力等；,Page 112,5.斜拉桥结构面临的挑战,3.斜拉桥与其它桥型的竞争当跨径超过300m后，可选择的桥型主要有拱桥、斜拉桥和悬索桥目前三种桥型的最大跨径拱 桥重庆朝天门大桥，主跨552m斜拉桥俄罗斯岛大桥，主跨1104m悬索桥日本明石海峡大桥，主跨1991m跨径在300600m，斜拉桥与拱桥形成竞争跨径在8001400m，斜拉桥与悬索桥形成竞争,Page 113,5.斜拉桥结构面临的挑战,举例：与悬索桥的竞争1.主梁悬索桥的钢箱梁受力比较简单，只需满足抗风要求，其强度不控制设计斜拉桥的钢箱梁兼有锚碇和承受水平力的作用随着跨径的增加，主梁轴力迅速增加，轴力引起的应力成为加劲梁强度和稳定性的控制因素 由轴向力和横向弯矩引起的主梁截面最大压应力,Page 114,5.斜拉桥结构面临的挑战,2.索塔悬索桥的塔上不平衡水平力靠塔顶水平变位来实现平衡，只要桥塔具有合适的刚度，桥塔就可以在较均匀的受压状态下工作斜拉桥的塔上不平衡水平力主要由桥塔承担，并在塔内产生巨大的弯矩，桥塔必须有很好的抗弯能力，因此其横断面尺寸较悬索桥大斜拉桥的塔高较悬索桥高，同跨度时一般为悬索桥塔高的1.52.0倍3.可施工性大跨度斜拉桥的施工难度要大于悬索桥悬索桥的锚碇和斜拉桥的索塔及超大悬臂施工难度突出，可能成为全桥建造的控制因素,Page 115,5.斜拉桥结构面临的挑战,4.综合比较一般而言，在主跨小于千米的范围内，同样布跨的斜拉桥性能优于悬索桥随着跨度的增加，斜拉桥索塔、主梁的用材指标快速上升如果将锚碇的造价和拉索的单价考虑在内，跨径超过1400m后，斜拉桥在经济上已不具备优势,Page 116,5.斜拉桥的发展趋势与展望,现代斜拉桥的发展趋势是：1.桥跨向特大跨度（即1000m以上）发展；2.结构形式更为美观，表现为桥塔独特异形，桥面加劲梁更为轻巧。展望 当今，高性能材料、新体系、新工艺、新的防腐设施将斜拉桥技术推向新的高度用现有材料可以实现更经济合理的跨度的斜拉桥，跨径可达1400米部分地锚斜拉桥的适用跨径：12001800m斜拉悬吊协作体系的适用跨径：超过1600m21世纪斜拉桥面临多方面的挑战（超大跨度跨海工程，深水基础）解决好多塔多跨斜拉桥问题是一途径新材料的发展（如CFRP斜拉索的应用）是未来斜拉桥体系研究的一个方向,Page 117,超大跨径斜拉桥的施工控制和健康监测研究;超大跨径斜拉桥的抗震及抗风雨振研究;斜拉桥的换索工程等。,Page 118,参考文献：1 李亚东.桥梁工程概论.西南交通大学出版社,20082 裘伯永,盛兴旺,乔建东,文雨松.桥梁工程.中国铁道出版社,20073 林元培.斜拉桥.人民交通出版社,20034 肖汝诚,项海帆.斜拉桥索力优化及其工程应用.计算力学学报,1998,15（1）:118-1265 吴榃.浅谈斜拉桥的发展现状及趋势.铁道建设,2O04,46 王徐力斜拉桥拉索的静力学分析建筑设计管理2010,4:74-75 7 朱北平，徐凯燕斜拉桥一致激励与多点激励地震反应分析交通科技，2009,4:16-19,Page 119,谢谢！,Page 120,