矮塔斜拉桥最新发展(陈宝春2005).

1、 部分斜拉桥最新发展部分斜拉桥最新发展 福州大学土木建筑工程学院福州大学土木建筑工程学院 陈宝春陈宝春 教授教授 200 2005 5年年5 5月月n1、部分斜拉桥发展概况、部分斜拉桥发展概况n2、桥型特点、桥型特点 n3、结构设计要点、结构设计要点n4、最新发展动向、最新发展动向n5、展望、展望 一、部分斜拉桥的发展概况一、部分斜拉桥的发展概况1.1国外发展概况国外发展概况 1988年，法国人年，法国人Mathivat提出这一新的桥梁结构形式。提出这一新的桥梁结构形式。1994年年日本建成了世界上第一座部分斜拉桥日本建成了世界上第一座部分斜拉桥小田原港桥小田原港桥。73.3m+122.3m+

2、73.3m 塔高塔高10.7m 高跨比高跨比1/11.4 桥宽桥宽13m 日本屋代橋日本屋代橋(1995年年)南桥南桥64.2105.0264.2m，高跨高跨1/8.75,塔高塔高12m,桥宽桥宽12.8m北桥北桥54.390.054.3m,高跨高跨1/9,塔高塔高12m,桥宽桥宽12.8m 51.4+58.4m，高跨，高跨1/10.6, 塔高塔高9.9m,桥宽桥宽13.2m日本新川高架桥日本新川高架桥(1999年年) 日本冲原桥日本冲原桥(1997年年) 65.4180.076.4m，高跨，高跨1/11.25, 塔高塔高16m,桥宽桥宽12.8m日本佐敷大桥日本佐敷大桥(2000年年)60.

3、8105.060.8m，高跨，高跨1/8.5, 塔高塔高12.3m,桥宽桥宽15.8m 日本都田川桥（日本都田川桥（2001年年) 133.0m+133.0m, 塔高塔高20m , 高跨比高跨比1/11.9 , 桥宽桥宽19.9m 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 , 桥宽桥宽23m 日本保津桥日本保津桥(2001年年)帕劳群岛帕劳群岛Koror-Babeldaob新桥新桥 (2001年年)日本蟹泽大桥日本蟹泽大桥(1998年年) 76.0+ 100.0 + 76.0m，高跨高跨1/10, 塔高塔高10m,桥

4、宽桥宽15.3m 99.3180.099.3m，高跨高跨1/8.1, 塔高塔高22.1m,桥宽桥宽17.5m 82.0+247.0+82.0m，高跨高跨1/9.1, 塔高塔高27m,桥宽桥宽11.6m菲律宾菲律宾第二曼达麦克坦大桥第二曼达麦克坦大桥(1999年年) 老挝巴色桥老挝巴色桥 (2000年年)111.5185.0111.5m，高跨高跨1/10.2,塔高塔高18.2m,桥宽桥宽21m70.0+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,桥宽桥宽14.6m瑞士太阳山桥瑞士太阳山桥(1998年年)， 总长总长528m,

5、主跨长主跨长140m， 桥宽桥宽12.37m,最大塔高最大塔高77m。国外部分斜拉桥一览表国外部分斜拉桥一览表序号序号桥名桥名跨径布置跨径布置(m)索塔高度索塔高度(m)索塔索塔/拉索布置拉索布置通车时间通车时间1日本小田原港桥日本小田原港桥73.3122.373.310.7双塔双塔/扇形双索面扇形双索面19942日本屋代南桥日本屋代南桥64.2105.0105.064.212.0三塔三塔/扇形双索面扇形双索面19953日本屋代北桥日本屋代北桥54.390.054.310.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面19954日本冲原桥日本冲原桥65.418076.416.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面

6、19975日本蟹泽大桥日本蟹泽大桥99.3180.099.322.1双塔双塔/扇形双索面扇形双索面19986日本西唐柜新桥日本西唐柜新桥74.1140.069.112.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面19987日本东唐柜新桥日本东唐柜新桥66.1120.072.112.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面19988瑞士森尼伯格桥瑞士森尼伯格桥140四塔四塔/平形双索面平形双索面19989日本三谷川二桥日本三谷川二桥 57.992.9 12.8 独塔独塔/扇形单索面扇形单索面 199910日本新川高架桥日本新川高架桥51.4+58.49.9独塔独塔/扇形单索面扇形单索面199911日本士狩大桥日本士

7、狩大桥94.03140.094.010.0四塔四塔/平形单索面平形单索面200012日本日本Matakima大桥大桥109.389.326.4独塔独塔/扇形双索面扇形双索面200013日本雪沢日本雪沢3号桥号桥70.371.034.49.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面2000序号序号桥名桥名跨径布置（跨径布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通车时间通车时间14日本佐敷大桥日本佐敷大桥60.8105.060.812.3双塔双塔/扇形双索面扇形双索面200015日本摺上大坝附属日本摺上大坝附属1号桥号桥84.216.5独塔独塔/扇形双索面扇形双索面200016日本中池桥梁日本中池

8、桥梁60.6+60.611.8独塔独塔/扇形双索面扇形双索面200017日本摺上大坝附属日本摺上大坝附属1号桥号桥84.216.5独塔独塔/扇形双索面扇形双索面200018老挝巴色桥老挝巴色桥70.0+102.09+123.0+143.0+91.5+34.515.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面200019日本长者桥日本长者桥292.2双塔双塔/扇形双索面扇形双索面200120日本都田川桥日本都田川桥133.0133.020.0独塔独塔/扇形三索面扇形三索面200121日本保津桥日本保津桥76.0+ 100.0 + 76.010.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面200122日本木曾川桥日本木曾

9、川桥160.03275.0160.030.0四塔四塔/扇形单索面扇形单索面200123日本揖斐川桥日本揖斐川桥154.04271.5157.030.0五塔五塔/扇形单索面扇形单索面200124帕劳群岛帕劳群岛KororBabeldaob新桥新桥82.0+247.0+82.027.0双塔双塔/扇形双索面扇形双索面200125日本深浦大桥日本深浦大桥62.1+90.0+66.0+45.0+29.18.5双塔双塔/扇形双索面扇形双索面2002序号序号桥名桥名跨径布置（跨径布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通车通车时间时间26日本指久保桥日本指久保桥114.0114.022.0独塔独

10、塔/扇形双索面扇形双索面200227日本新川大桥日本新川大桥38.5+45.0+90.0+130.0+80.513.0四塔四塔/扇形单索面扇形单索面200228韩国韩国Keong-An Bridge 70+130+70 16.25 双塔双塔/扇形双索面扇形双索面 2003 29日本日见桥日本日见桥91.7518091.75独塔独塔/扇形三索面扇形三索面在建在建30日本粟东桥日本粟东桥140170（155160）31独塔独塔/扇形双索面扇形双索面在建在建31日本新名西桥日本新名西桥88.501122.3481.22016.5双塔双塔/扇形单索面扇形单索面在建在建32美国美国new Pearl H

11、arbor Memorial Bridge75.9+157.0+75.922.6 拟建拟建 33美国美国Saint Croix River Bridge拟建拟建 34孟加拉国孟加拉国Padma Bridge 全长全长5.58km 拟建拟建 35法国法国Viaduc de la ravine des Trois-Bassins 43.0 + 75.0 +105.0 +126.0 拟建拟建 36巴西巴西Rio Branco Third Bridge 54.0+90.0+54 .0在建在建序号序号桥名桥名跨径布置（跨径布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通车通车时间时间37韩国韩国P

12、yung-Yeo 2 Gyo 65 +120 + 65 双塔双塔/扇形双索面扇形双索面 在建在建38韩国韩国Gum-Ga Grand Bridge 85.35 +5 x 125 + 85.25 8.85 五塔五塔/扇形双索面扇形双索面 在建在建 主跨跨径由小田原港桥的主跨跨径由小田原港桥的122.0m到目曾川桥到目曾川桥275.0m和和芜湖长江大桥的芜湖长江大桥的312.0m；桥面宽度由小田原港桥；桥面宽度由小田原港桥13.0m到目曾川桥的到目曾川桥的33.0m。 1.2国内发展概况国内发展概况 我国在我国在2000年建成首座部分斜拉桥芜湖长江大桥。到目年建成首座部分斜拉桥芜湖长江大桥。到目前

13、为止已建成福建漳州战备桥、厦门同安银湖大桥、兰前为止已建成福建漳州战备桥、厦门同安银湖大桥、兰州小西湖黄河大桥、江苏常澄高速常州运河桥。我国台州小西湖黄河大桥、江苏常澄高速常州运河桥。我国台湾也有拟建或在建的部分斜拉桥三座。湾也有拟建或在建的部分斜拉桥三座。序号序号桥名桥名跨径布置（跨径布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通车通车时间时间1芜湖长江大桥芜湖长江大2双塔双塔/扇形双索面扇形双索面20002福建漳州战备大桥福建漳州战备大桥80.813280.816.5双塔双塔/扇形单索面扇形单索面20013福建同安银湖大桥福建同安银湖大桥808030.25

14、独塔独塔/竖琴单索面竖琴单索面20024甘肃兰州小西湖黄河大桥甘肃兰州小西湖黄河大桥81.213681.217双塔双塔/扇形单索面扇形单索面20035江苏常澄高速常州运河桥江苏常澄高速常州运河桥70.1512070.1531双塔双塔/竖琴单索面竖琴单索面2003序号序号桥名桥名跨径布置（跨径布置（m）塔高（塔高（m）索塔索塔/拉索布置拉索布置通车通车时间时间6山西离石高架桥山西离石高架桥 85.0+135.0+85.0 18 双塔双塔/扇形单索面扇形单索面 在建在建 7山西汾河桥山西汾河桥 90+150+9028 双塔双塔/扇形单索面扇形单索面 在建在建8京杭运河宿迁南二环大桥京杭运河宿迁南二

15、环大桥 66+110+6614 单塔双索面单塔双索面 在建在建 9平顶山市开发路湛河一桥平顶山市开发路湛河一桥96+72 单塔单索面单塔单索面在建在建 10宁夏银川市丽兴路一号矮宁夏银川市丽兴路一号矮塔斜拉桥塔斜拉桥 单塔双索面单塔双索面 在建在建11广西柳州三门江大桥广西柳州三门江大桥 21 双塔双索面双塔双索面 在建在建12台湾斗山二号高架桥台湾斗山二号高架桥 85+4140+85-85+4140+85 18 在建在建13台湾河曲高架桥台湾河曲高架桥 75+5140+75 拟建拟建14台湾西埔里交流道连络道台湾西埔里交流道连络道南港溪桥南港溪桥 80+140+80 拟建拟建我国第一座铁路部

16、分斜拉桥我国第一座铁路部分斜拉桥(2000年年)芜湖长江大桥芜湖长江大桥(180312180m)我国第一座公路部分斜拉桥我国第一座公路部分斜拉桥(2001年年)福建漳州战备大桥福建漳州战备大桥(80.813280.8m)福建同安银湖大桥福建同安银湖大桥(2002年年)80m80m兰州小西湖黄河大桥兰州小西湖黄河大桥(2003年年)主桥长主桥长300m，桥面宽，桥面宽275m，4个为个为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。 台湾斗山二号高架桥台湾斗山二号高架桥 85+4140+85+85+4140+85m 台湾斗山河曲高架桥台湾斗山河曲高架桥 75+

17、5140+75m梁桥斜拉桥部分斜拉桥二、桥型特点二、桥型特点2.1 受力特性受力特性当结构在受外部竖向荷载时：当结构在受外部竖向荷载时：a) 1、连续梁：梁受弯、受剪、连续梁：梁受弯、受剪b) 2、部分斜拉桥：梁受压、受剪；斜拉索受拉、部分斜拉桥：梁受压、受剪；斜拉索受拉c) 3、斜拉桥：梁受压，斜拉索受拉、斜拉桥：梁受压，斜拉索受拉部分斜拉桥是介于连续梁和斜拉桥之间的一种过渡部分斜拉桥是介于连续梁和斜拉桥之间的一种过渡形式，如果说连续梁是刚性桥梁，斜拉桥是柔性桥形式，如果说连续梁是刚性桥梁，斜拉桥是柔性桥梁，那么部分斜拉桥就是一种刚柔相济的新桥型。梁，那么部分斜拉桥就是一种刚柔相济的新桥型。

18、从连续梁、部分斜拉桥到斜拉桥，主梁承受的弯矩从连续梁、部分斜拉桥到斜拉桥，主梁承受的弯矩逐渐减小，而轴力却逐渐增加。逐渐减小，而轴力却逐渐增加。2.2结构特点结构特点（1）塔高较矮。拉索倾角较小，拉索为主梁提供较大的轴）塔高较矮。拉索倾角较小，拉索为主梁提供较大的轴 向力。并且拉索尽可能密集地通过塔柱的上部区域，塔上向力。并且拉索尽可能密集地通过塔柱的上部区域，塔上 不设锚固端。一般塔高可取主跨的不设锚固端。一般塔高可取主跨的1/81/12。（2）以梁为主，索为辅，梁体高度大约是同跨径梁式桥的）以梁为主，索为辅，梁体高度大约是同跨径梁式桥的 1/2倍或斜拉桥的倍或斜拉桥的2倍。倍。 （3）梁上

19、无索区较之一般斜拉桥要长，还有较明显的塔旁无）梁上无索区较之一般斜拉桥要长，还有较明显的塔旁无 索区段。索区段。（4）边孔与主孔的跨度比值在）边孔与主孔的跨度比值在0.50.6左右。左右。（5）部分斜拉桥的拉索多成扇形布置，拉索集中在塔顶通过。）部分斜拉桥的拉索多成扇形布置，拉索集中在塔顶通过。 在建成的部分斜拉桥中，索鞍鞍座普遍采用双套管结构。在建成的部分斜拉桥中，索鞍鞍座普遍采用双套管结构。（6）斜拉索在梁上宜布置在边跨中及）斜拉索在梁上宜布置在边跨中及1/3中跨处。没有斜拉桥的中跨处。没有斜拉桥的特征构件端锚索。特征构件端锚索。2.3应用范围应用范围适用跨径宜选择在适用跨径宜选择在100

20、m200m之间，如果采用组合梁或复之间，如果采用组合梁或复合梁，则跨径可达合梁，则跨径可达300m。采用多跨时较大的挠度问题。采用多跨时较大的挠度问题。日本的屋代南桥采用了日本的屋代南桥采用了3塔塔4跨，而日本跨，而日本Kiso(木曾川木曾川)桥和桥和Ibi桥则分别为桥则分别为4塔塔5跨和跨和5塔塔6跨。跨。2.4 部分斜拉桥的名称部分斜拉桥的名称1、extradosed PC bidge “超预应力量混凝土桥超预应力量混凝土桥”2、部分斜拉桥、部分斜拉桥 严国敏严国敏3、依外形、依外形 矮塔斜拉桥、低塔斜拉桥、坦拉式预应力混矮塔斜拉桥、低塔斜拉桥、坦拉式预应力混凝土连续箱桥凝土连续箱桥中国大

21、桥中国大桥4、脊背式桥梁、脊背式桥梁 台湾台湾三、结构设计要点三、结构设计要点（1） 结构体系的选择结构体系的选择塔墩梁刚结塔墩梁刚结塔梁刚结；简支于墩顶塔梁刚结；简支于墩顶塔墩刚结；梁墩简支塔墩刚结；梁墩简支塔墩刚结；梁墩分离塔墩刚结；梁墩分离(2) 主梁截面的选择主梁截面的选择主梁承受较大的弯矩，截主梁承受较大的弯矩，截面多采用箱梁。截面高度面多采用箱梁。截面高度宜采用变截面形式，相当宜采用变截面形式，相当于等跨径连续梁的梁高的于等跨径连续梁的梁高的1/2。当采用等梁高时，梁。当采用等梁高时，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、扇形布置扇形布置对称平行布置对称平行布置双面索布置双面索布置单面索布置单面索布置索鞍布设形式（分离固定方式）索鞍布设形式（分离固定方式）索鞍布设形式（贯通固定方式）索鞍布设形式（贯通固定方式）环氧水泥浆外钢管内钢管钢铰线双套管结构：外钢管埋设与混凝土塔内，内钢管双套管结构：外钢管埋设与混凝土塔内，内钢管套在外钢管中，斜拉索穿过内钢管，并在两塔顶套在外钢管中，斜拉索穿过内钢管，并在两塔顶侧出口，设置抗滑锚头。侧出口，设置抗滑锚头。索鞍应满足：索鞍应满足：1、斜拉索的可换性、斜拉索的可换性 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) 主塔的设计主塔的设计独塔独塔倒

23、倒Y形形A形形门形门形双塔双塔四四.最新发展动向最新发展动向4.1高塔型部分斜拉桥高塔型部分斜拉桥90m110m5.0m10mNWL65m33mPC箱桁桥PC部分斜拉桥6.5m4.0m15m110m90m33m110m90m3.0m5.5m26.4m33m高塔型部分斜拉桥110m90m33m46.5m2.0m2.0mNWL65mPC斜拉桥日本日本MatakinaMatakina大桥大桥主主塔塔高高与与主主梁梁距距的的关关系系示示意意主塔高与工程直接费关系主塔高与工程直接费关系 50,000100,000150,000200,000250,000300,000350,000400,000450,

24、000500,00001520253035400510152025直接工程费（千元）斜拉索钢材直径（mm）主塔高（m）主塔+斜拉索斜拉索工程主塔工程斜拉索直径19S15.2(SWPR7B)1700桥梁长 57300745016100135006500 6500 7250望景桥结构总体布置示意望景桥结构总体布置示意 单位：单位：mm同安银湖大桥同安银湖大桥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载索力斜拉索中恒载索力与总索力比值的最与总索力比值的最大值大值 3%1%25m80m80m Ibi River Bridge 日本揖斐川桥日本揖斐川桥kiso

25、 river bridge 日本木曾川桥日本木曾川桥4.2钢钢-混凝土复合主梁部分斜拉桥混凝土复合主梁部分斜拉桥160m275m275m275m160m木曾川桥总体布置示意木曾川桥总体布置示意5009002600400066001800545053005450180066005009002600300070002%2%200500350250R=25000R=10000R=2000033000/233000/253006600545066005450180018003300026009005004000R=20000R=10000(a) pc箱梁主截面(b) 钢箱梁主截面木曾川桥主梁截面示意木曾川桥主梁截面示意 单位单位:mm 移动悬桂吊机预制节段L5m运输预制节段驳船HWL 木曾桥施工示意图木曾桥施工示意图4.3 波形钢腹板波形钢腹板PC主梁部分斜拉桥主梁部分斜拉桥 日本日见桥日本日见桥 日见桥总体布置示意日见桥总体布置示意 （单位（单位:cm） 92500180009250036500日见桥施工照