斜拉桥发展概况

自1955年瑞典建成世界第一座现代斜拉桥以来，斜拉桥的建设在世界各地蓬勃发展，但现有斜拉桥大多是独塔双跨式和双塔三跨式，而具有连续主梁的三塔四跨式斜拉桥很少。伴随着内陆经济发展，三峡库区蓄水工作逐渐完成，长江做为最大的黄金水道其重要性更加凸显，这也要求桥梁必须能够保证通航，多跨连续斜拉桥正好可以完整适应这一要求。

1斜拉桥的发展及其结构特点

斜拉桥是现代大跨度桥梁的重要结构形式，特别是在跨越峡谷、海湾、大江、大河等不易修筑桥墩和由于地质的原因不利于修建地锚的地方，往往选择斜拉桥的桥型。它的受力体系包括桥面体系，支承桥面体系的缆索体系，支承缆索体系的桥塔。斜拉桥不仅能充分利用钢材的抗拉性能、混凝土材料的抗压性能，而且具有良好的抗风性能和动力特性。它以其跨越能力大，结构新颖而成为现代桥梁工程中发展最快，最具有竞争力的桥型之一。

2国内外斜拉桥的发展现状及展望

现代斜拉桥的历史虽短，但是利用斜向缆索、铁链或铁杆，从塔柱或桅杆悬吊梁体的工程构思以及实际应用可追朔到 17 世纪。斜拉桥发展几乎与悬索桥同时代(Virlogeux M, 1999)。在我国古代，城墙外面护城上架设的可以开启的桥梁应属于斜拉式，东南亚地区的原始竹索桥的布置与近代的斜拉桥颇为相似。15, 16世纪的地理大发现，极大推动了东西方文明的交流，源于亚洲的原始形态的斜拉桥对欧美近代斜拉桥的演变产生了深远的影响。在欧美，最早见于记载的斜拉桥是1617年意大利威尼斯工程师V erantius建造的一座有几根斜拉铁链的桥。1784年，德国人C.J. Loscher建造了一座木制斜拉桥。这是世界上第一座真正愈义上的斜拉桥。

但是，18 世纪初两座斜拉桥的损毁，致使这种斜拉体系在 18 世纪到 19 世

纪期间的发展几乎停滞[Podolny W, 1976]。1918 年，位于英国 Dryburgh-Abber 附近，跨越Tweed 河长约 79m 的人行桥，在风力振荡的情况下，致使斜链在节点处折断而出现事故。1824 年，另一座位于德国 Nienburg 附近，跨越 Saale 河的约 78m 的人行桥，在建成初始荷载试验时己证实梁体挠度太大，后来给予加固，但在 1 年后的一次火炬中由于拉索的破坏而倒塌。受到当时科学技术、工业发展水平、对结构的认识、力学分析及施工工艺的，对斜拉桥整个结构体系内力理论的缺乏，对斜拉体系的性能与各种高次超静定体系的力系平衡与变形协调的控制方法都缺少了解，因此在某种因素破坏时，找不到真正的原因， 导致 18-19 世纪斜拉桥的发展受到了阻碍。

直到 1938 年，德国工程师迪辛格尔(F.Dischinger)在研究一座双线铁路悬索桥时，发现在高应力状态下增用高强钢索作为斜缆，可以显著提高桥梁的刚度。1955 年，他设计并建成的瑞典斯特姆斯(Stromsund )钢斜拉桥在现代斜拉桥历史上写下了第一页，从此开始了现代斜拉桥的发展历史。

第一座现代预应力混凝土斜拉桥是意大利人摩兰第(Morandi)设计，于 1962 年建成的委内瑞拉马拉开波湖(Maracaibo)大桥。这种体系被称为“摩兰第体系”(现在一般称疏索体系)，属第一代斜拉桥，此后的一段时期大多采用这种体系。其优点是结构形式简洁、受力明确、分析容易及斜拉索集中易养护，缺点是由于索距太大，主梁必须很高，导致主梁很重，配筋较多。

自 1955 年世界第一座斜拉桥问世以来，斜拉桥的发展，方兴未艾，具有强烈的势头，并开始出现多跨斜拉桥。从 20 世纪 70 年始，90 年代迅速发展，不到半个世纪，在世界范围内己经迅速普及。结构分析的进步、高强材料和施工方法以及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性的作用。

到了 60 年代，结构分析发生了重大变革，采用电子计算机分析高次超静定结构效率极高，从而导致密索体系的产生和发展。密索体系的优点是减轻了主梁自重;简化了斜拉索的锚固装置，有利于悬臂施工;增强了抗风稳定性，从而进一步提高了斜拉桥的跨越能力。于是便从疏索体系转向密索体系，使斜拉桥发展到第二代。

从 20 世纪 80 年代中期至今，拉索普遍采用密索体系，桥的跨度向更大方向发展。目前日本的多多罗大桥(Tatara Bridge)是世界上跨径最大的斜拉桥，比 1995 年 1 月通车的法国诺曼底大桥的主跨径还要长 34m，建成于 1999 年，跨径为 270m+0m+320m，其桥塔为倒 Y 形高达 220m，为双塔双索面混和式钢箱梁斜拉桥。但是目前在我国建设的苏通大桥建成后，就将一跃成为世界上跨度最大的斜拉桥，斜拉桥主孔跨度 1088m，列世界第一;主塔高度 306m，列世界第一;斜拉索的长度 580m，列世界第一;群桩基础平面尺寸 113.75m x48.1m，列世界第一。

1975 年，重庆云阳建成了我国第一座主跨为 76m 的公路斜拉桥，揭开了我国斜拉桥发展的序幕。我国第一座铁路斜拉桥是 1980 年建成的广西红水河铁路斜拉桥，其跨径为 96m。其后，又先后修建了济南黄河大桥、重庆石门大桥、上海南浦大桥与扬浦大桥、重庆长江二桥及武汉长江二桥等等。近些年来，斜拉桥以其独特优美的造型及优越的跨越能力在我国得到迅速推广。至今我国建成各种斜拉桥 100 多座，其中跨径大于 200m 的有 60 多座。由于混凝土斜拉桥造价低廉，在我国得到最优先发展，我国也是世界上建造混凝土斜拉桥最多的国家。南浦大桥与扬浦大桥的建成标志我国混凝土斜拉桥的建造技术达到了世界先进水平。

3我国斜拉桥建设的阶段

从我国斜拉桥的建设与发展情况来看，大体可分为三个阶段:

1、从 1975 年建设第一座斜拉桥至 1982 年，是我国斜拉桥发展的起步阶段，也是斜拉桥发展的第一高潮。以 1982 年建成的主跨 220m 济南黄河桥为代表，短短七年间，我国斜拉桥跨度增加了三倍，共建成 11 座，这标志着我国已基本掌握了大跨度斜拉桥设计与施工技术。在这一阶段，我国桥梁工作者先后研究开发了斜拉桥线性、非线性静力分析以及自动调索施工控制等专用程序，并对斜拉桥的线性、非线性动力性能进行了分析研究。在对斜拉桥静、动力特性进行大量深入研究之后，提出把斜拉桥分类为四种基本体系，即:漂浮体系、梁墩

固结体系、支承体系和刚构体系。这种 体系的划分，给出了十分清晰而又简单的概念，大大方便了这种桥型的规划与设计。

2、1983 年至 1986 年为我国斜拉桥发展的第二阶段。由于第一阶段已建斜拉桥的拉索防护要么层次多、成本高，要么过于简单或处理不当而失败，以至有的桥建成 3-4 年拉索防护就损坏，危及桥梁安全。这促使桥梁工作者进一步研究、总结和提高。这一阶段仅建设了少数几座斜拉桥，但对拉索防护作了有益的尝试，也是为下一阶段斜拉桥持续发展的准备阶段。

3、80 年代中后期至今，是我国斜拉桥发展的鼎盛时期。这一阶段修建的斜拉桥近 40座，跨度从 200m 到 600m 以上，我国 400m 以上的大跨度斜拉桥均是在这一阶段设计，并于 90 年代初开始建设的。这些大跨度桥梁的工程实践，使我国大跨度斜拉桥的发展和技术开发逐趋完善和成熟，并开始迈进世界先进行列。

概括起来，斜拉桥的发展可以分为以下三个阶段: (1)稀索布置，主梁基本为弹性支撑的连续梁。

(2)中密索，主梁既是弹性支撑连续梁，又承受较大的轴向力。 (3)密索布置，主梁主要承受强大的轴向力，同时又是一个受弯构件。 总之，斜拉桥作为一种大跨结构，它充分利用了结构和材料特性，虽然我国斜拉桥建设起步较晚，但是由于广大桥梁工作者的刻苦努力和计算技术的提升，现在我国的斜拉桥建造水平已经处于世界先进行列。结构形式也趋于多样化，组合结构和钢结构等斜拉桥得到了长足发展。同时斜拉桥多采用密索体系，多以漂浮和半漂浮式为主而且开始出现了多跨斜拉桥。由于斜拉桥良好的力学性能、建造相对经济、景观优美，已成为大跨径桥梁建设中最有竞争力的桥型。新世纪里斜拉桥将扮演更加重要的角色。我国分别于 2002 年和 2003 年动工建造的特大跨径斜拉桥— 江苏苏通大桥、昂船洲大桥则堪称世界桥梁建设史上里程碑式的项目。而正在建设的武汉二七长江大桥是中国斜拉桥技术领先世界的标志性

项目。

指导教师意见

禹磊 2010.10.22 指导教师签名：

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