現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展ppt課件

1、現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展,現(xiàn)代斜拉橋,斜拉橋(Cable-stayed bridge)的上部結(jié)構(gòu)由梁、索、塔三類構(gòu)件組成 。 它是一種橋面體系以加勁梁受壓（密索）或受彎（稀索）為主、支承體系以斜索受拉及橋塔受壓為主的橋梁。,,一、斜拉橋的歷史與發(fā)展,1、斜拉橋的歷史 斜拉橋的歷史很早，在幾百年之前就存在有斜拉橋的雛形。其承重索是用藤羅或竹材編制而成 。,1784年德國人設(shè)計的木斜拉橋,1817年英國人設(shè)計的兩座

2、斜拉橋,斜拉橋的發(fā)展，有著一段十分曲折而漫長的歷程。18世紀(jì)下半葉，在西方的法國、德國、英國等國家都曾修建過一些用鐵鏈或鋼拉桿建成的斜拉橋。,1868年捷克人設(shè)計的斜拉橋,1873年在英國泰晤士河上建造的斜拉橋,1907年和1925年法國人建造的斜拉橋,斜拉橋早在19世紀(jì)初期在歐洲就曾風(fēng)行一時。但由于當(dāng)時對于理論認(rèn)識的不足，對于高次超靜定結(jié)構(gòu)無法精確計算以及缺乏高強(qiáng)材料等原因，致使建成的橋梁多次發(fā)生毀橋事故，甚至造成嚴(yán)重的傷亡悲

3、劇，這就使得此種新的橋型沒有得到發(fā)展。,1938年，德國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，交通運輸變得越來越重要。德國的Dischinger首先重新認(rèn)識到斜拉橋結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性。,1955年在捷克建成的182m斜拉橋,1958年在德國的杜塞爾道夫上建成的260m斜拉橋,50年代中期，瑞典建成第一座現(xiàn)代斜拉橋。從此以后斜拉橋出現(xiàn)了迅速的發(fā)展。我國70年代中期開始修建混凝土斜拉橋，改革開放后，我國修建斜拉橋的更是飛速發(fā)展。截至目前，中國已建成斜拉橋10

4、0多座，是世界上修建斜拉橋最多的國家，其中跨徑400米以上的有20多座，居世界之首。目前已建成蘇通大橋主孔跨度達(dá)1088米，為世界第一跨徑斜拉橋。,2、現(xiàn)代斜拉橋發(fā)展的原因與條件1、對300m～800m跨度最有競爭力； 與懸索橋相比，斜拉橋有比較好的剛度。2、景觀方面的新穎感； 塔的型式多樣性，拉索布置的靈活性，可以構(gòu)造出許多新型的橋梁形式。3、新材料開發(fā)配合； 高強(qiáng)度鋼索材料的發(fā)展，防腐技

5、術(shù)的提高。4、設(shè)計理論和計算技術(shù)的進(jìn)步； 抗風(fēng)抗震的計算理論有了長足的進(jìn)展，電子計算機(jī)有限元分析計算軟件的應(yīng)用。5、施工技術(shù)的進(jìn)步； 自架式平衡施工技術(shù)的發(fā)展，施工控制技術(shù)的進(jìn)步。6、整體橋面的開發(fā)與配合。 扁平箱形截面的構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展。,3、現(xiàn)代斜拉橋的特點 1）密索取代稀索 稀索是在主梁上索與索之間的距離比較大。稀索在主梁上的間距一般為30~60m（鋼梁）及15~30

6、m（混凝土梁）。 稀索的缺點是：拉索錨固力大、主梁截面彎矩偏大，截面高度大。,2）、預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的興起 早期的斜拉橋主要是鋼斜拉橋，直到60年代才開始出現(xiàn)少數(shù)的預(yù)應(yīng)力混凝土（PC）斜拉橋。 進(jìn)入70年代后，PC斜拉橋大量興起。,1977年的法國勃魯東橋，320m,3）斜拉橋種類的多樣化 斜拉橋從早期的鋼斜拉橋，發(fā)展到預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋、結(jié)合梁（疊合梁）斜拉橋、混合梁（即邊

7、跨混凝土梁與主跨鋼梁連結(jié)）斜拉橋。,上圖為天津保定橋，該橋為鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，主跨采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)，邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)。橋梁主塔高50米采用風(fēng)帆造型。,4）斜拉橋的橋塔和拉索形式的多樣化,上圖為廣州的海印大橋，其橋塔側(cè)面看如同大鵬的嘴。,二、 現(xiàn)代斜拉橋的結(jié)構(gòu)形式,1、孔跨布置 現(xiàn)代斜拉橋最典型的孔跨布置為：雙塔三跨式與獨塔兩跨式。然后是在這兩種形式的變體。1）雙塔三跨式

8、 主跨跨徑L2與邊跨跨徑L1的比例關(guān)系有： 鋼斜拉橋 2.2~2.5 其他斜拉橋 2.0~3.0,雙塔三跨式斜拉橋可以布置成兩個邊跨相等的對稱形式，也可以布置成兩個邊跨不相等的非對稱形式。,宜賓長江大橋，全長941.43m，主橋為雙塔雙索面混凝土梁斜拉橋。它為對稱雙塔三跨式斜拉橋。,巴拿馬世紀(jì)大橋是巴拿馬運河上修建的第二座大橋。該橋主橋

9、設(shè)計為獨柱式雙塔、中央單索面混凝土斜拉橋，主跨420m。,雙塔三跨式斜拉橋的兩個邊跨可以根據(jù)結(jié)構(gòu)受力的需要，布置中間輔助墩。,法國諾曼底橋，建于1994年。主跨856米，為混合梁，其中624米為鋼梁，其它為混凝土梁；邊跨全部為混凝土梁。,日本的多多羅大橋于1999年5月1日建成通車，主跨長890米，連引道全長為1480米。,2）獨塔雙跨式 獨塔雙跨式斜拉橋常布置成兩跨不對稱的形式，即分為主跨與邊跨；也可以布

10、置成兩跨對稱的形式。,陜西咸陽渭河二號大橋是目前西北地區(qū)最大的單塔斜拉式大橋，于1995年12月19日建成通車。,韓國首爾奧林匹克大橋（Olympic Bridge），位于韓國首爾廣津區(qū)九宜洞和松坡區(qū)風(fēng)納洞之間，橫跨漢江。大橋于1985年11月20日開工建造，1990年6月才建成通車。,濟(jì)南黃河三橋，采用倒Y形索塔、獨塔雙索面斜拉式設(shè)計，主塔高195米，大橋全長4473.04米，主跨長386米、寬40.5米。,通化西昌

11、大橋位于吉林省通化市，全長637米，主橋為獨塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，主塔墩為塔、梁、墩固結(jié)體系，橋面以上塔高81.8米。,3）單跨式 單跨式斜拉橋一般只需要一個橋塔，由于不存在邊跨的關(guān)系，塔后斜索只能采用地錨形式。,西班牙的阿拉米羅大橋為舉辦1992年世界博覽會建成的。大橋全長200m，由13對鋼索斜拉固定在142m高的斜橋塔上，橋塔與地平成58度角。該橋也稱無背索斜拉橋。,長沙瀏陽河洪山大橋，主橋結(jié)構(gòu)形式為無

12、背索斜塔豎琴式單索面斜拉橋，主跨206米，等截面薄壁空心鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼箱梁高4.4米，橋面寬33.2米。,4）多塔多跨式 斜拉橋與懸索橋很少采用多塔多跨式。主要原因是多塔多跨式斜拉橋的中間橋塔頂沒有很好的方法來有效地限制它的變位。,希臘里約—安蒂里奧大吊橋（Rio-Antirio bridge）：位于希臘，擁有四座橋塔、世界上第二長的拉索式斜拉撟，橫跨在帕特雷附近的科林斯灣之上。,湖南岳陽洞庭湖大橋是岳陽市跨越洞

13、庭湖口的一座特大型橋梁。大橋總長5784.5米，主橋主跨采用2×310米三塔雙斜面索混凝土斜拉橋。,宜昌夷陵長江大橋，2001年底建成通車。大橋全長3246米，主橋主跨采用2×348米三塔混凝土斜拉橋。,2、斜拉索布置1）斜索在空間內(nèi)的布置形式 一般有3種類型：單索面、雙索面、空間索面。 單索面和雙索面與主梁抗扭問題有密切關(guān)系。一般而言，采用單索面，斜索對

14、抗扭不起作用，因此要求主梁有較大抗扭剛度；采用雙索面，作用于橋梁的扭矩可由斜索的軸力來抵抗，因此對主梁的抗扭剛度要求不高。,2）斜索在索面內(nèi)的布置形式 一般有四種形式：放射形、扇形、豎琴形（或稱平行形）、星形。 在主跨與邊跨內(nèi)布置不同的索面形狀，可以取得幾種不同的混合索面。,重慶奉節(jié)長江大橋，大橋全長930米，于2006年6月建成。主跨采用460米扇形空間索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋

15、，采用A形橋塔。,美國Dames Point Bridge（但點橋），位于佛羅里達(dá)。這座橋橋面34米寬，主跨396米，為豎琴式雙索面斜拉橋，采用H形橋塔。,德國塞弗林大橋，建于1959年，是最早的A型獨塔斜拉橋，主跨302米。它為放射形雙面索斜拉橋，采用倒V形橋塔。,3、橋塔的形式和布置 1）橋塔縱向形式主要有三種類型： 單柱形、倒V形、倒Y形 2）橋塔的橫向形式 橋塔的

16、橫向形式與索面布置密切相關(guān)。當(dāng)采用單面索中，橫向形式主要為三種類型：單柱形、倒V形、A形,當(dāng)采用雙索面時，橋塔橫向形式有5種：獨柱形、A形、菱形、門形、梯形。,Knie Bridge(中文：格尼橋），位于德國杜塞爾多夫。該橋為獨塔豎琴式雙索面斜拉橋，橋塔為柱形。,泉州晉江大橋為獨塔扇形雙索面斜拉橋，橋塔采用門式橋塔。,扎金大橋（Zakim）為獨塔扇形空間索面斜拉橋，橋塔采用倒Y形橋塔。,瓦斯科·達(dá)伽馬大橋（英文：Ponte

17、 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橋，為雙塔扇形雙索面斜拉橋，橋塔采用H形橋塔。,Glebe Island Bridge（中文： 擱里島橋），位于澳大利亞悉尼，于1997年通車。該橋為雙塔扇形空間索面斜拉橋，采用寶石形橋塔。,杭州灣跨海大橋為獨塔扇形空間索面斜拉橋，橋塔采用倒V形橋塔。,1997年9月29日建成通車的南昌新八一大橋，位于原八一大橋上游50米處，全長3000多米， 它為一座雙

18、塔豎琴式雙索面斜拉橋，橋塔采用H形。,汕頭宕石大橋，是我國第一座鋼箱梁與PC箱粱混合結(jié)構(gòu)斜拉橋。它為一座雙塔空間索面斜拉橋，橋塔為A形。,4、錨拉體系與支承體系1）斜索的錨拉體系 有三種：自錨式、地錨式、部分地錨式。,2、橋塔支承體系（1）、塔墩固結(jié)、塔梁分離 （2）、塔梁固結(jié)、梁墩分離（3）、鉸支橋塔（4）、塔、梁、墩固結(jié),三、現(xiàn)代斜拉橋發(fā)展趨勢,現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展趨勢是： （1）橋跨向特

19、大跨度（即1000m以上）發(fā)展； （2）結(jié)構(gòu)形式更為美觀，表現(xiàn)為橋塔獨特異形，橋面加勁梁更為輕巧。 因此需要存在改進(jìn)的問題為： （1）、抗風(fēng)設(shè)計 風(fēng)的隨機(jī)性和其動力振動行為極為復(fù)雜，盡管依靠風(fēng)洞試驗來驗證抗風(fēng)設(shè)計，但風(fēng)洞模型與實際還是存在差異。因此，需要多收集跨海峽大橋的風(fēng)振方面實際資料加以研究。 （2）、抗震設(shè)計 斜拉橋的塔、索、

20、梁的各自振動特性有很大差別，給地震設(shè)計帶來很大的復(fù)雜性。此外結(jié)構(gòu)的阻尼特性也還研究不夠，再加之對于大跨度橋梁，地震的行波效應(yīng)也需要考慮。 （3）、斜索的使用壽命 影響斜索的使用壽命是兩個方面的問題：腐蝕與疲勞。 （4）結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的提高 結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的提高可以減輕結(jié)構(gòu)自重，從而提高橋梁跨越能力。,1、標(biāo)志性斜拉橋

21、 斜拉橋最新世界排名,目前在建大跨度斜拉橋：鄂東長江公路大橋 926m，九江長江公路大橋 818m，荊岳長江大橋 816m,（1） 蘇通大橋 1088米，中國，2008年,蘇通大橋位于江蘇省東部的南通市和蘇州（常熟）市之間，是交通部規(guī)劃的黑龍江嘉蔭至福建南平國家重點干線公路跨越長江的重要通道，是我國建橋史上工程規(guī)模最大、綜合建設(shè)條件最復(fù)雜的特大型橋梁工程。 蘇通大橋工程起于通啟高速公路的小海互通立交

22、，終于蘇嘉杭高速公路董浜互通立交。路線全長32.4公里，主要由北岸接線工程、跨江大橋工程和南岸接線工程三部分組成。,（2） 香港昂船洲大橋　　1018米，在建,昂船洲大橋位于香港，是全球第二長的雙塔斜拉橋。大橋主跨長1018米，連引道全長為1596米。是本港首座位處市區(qū)環(huán)境的長跨距吊橋，在香港島和九龍半島都可以望到這座雄偉的建設(shè)。 昂船洲大橋離海面高度73.5米，而橋塔高度則為290米，兩者都比青馬大橋為高

23、。橋面為三線雙程分隔快速公路。,（3）多多羅大橋　　890米，日本，1999年,多多羅大橋是位于日本瀨戶內(nèi)海的斜拉橋，連接廣島縣的生口島及愛媛縣的大三島之間。大橋于1999年竣工，同年5月1日啟用，最高橋塔224米鋼塔，主跨長890米，主梁采用鋼箱梁，是當(dāng)時世界上最長的斜拉橋，連引道全長為1480米，四線行車。 世界最長斜拉橋和最高橋塔的紀(jì)錄被2008年建成通車的中國蘇通長江公路大橋（蘇通大橋）打破

24、，蘇通大橋跨徑1088米，混凝土橋塔高300.4米。,（4） 諾曼底大橋　　856米，法國，1995年,諾曼底大橋守衛(wèi)著法國北部塞納河上的泥灘，看上去像一個從混凝土橋塔上伸出的鋼索所編成的巨大蜘蛛網(wǎng)。 這座斜拉橋的落成后（1995 年）堪稱世界上同類橋梁中極為壯觀的一座。 該橋的重量由2000千米長的鋼繩支撐。兩座混凝土橋塔高215米，聳立在相當(dāng)于20層高樓的基座上。諾曼底橋的中央跨度為856，但這不包括

25、靠近橋兩端的引橋。橋的總長是2200米,（5） 南京長江三橋　　648米，中國，2005年,南京長江三橋是長江南京段繼南京長江大橋、二橋之后建設(shè)的又一座跨江通道，2005年10月，三橋建成通車，這樣，長江南京段已擁有三條快速過江通道。 南京三橋位于現(xiàn)南京長江大橋上游約19公里處的大勝關(guān)附近，橫跨長江兩岸，南與南京繞城公路相接，北與寧合高速公路相連，全長約15.6公里，其中跨江大橋長4.744公里，主橋采

26、用主跨648米的雙塔鋼箱梁斜拉橋，橋塔采用鋼結(jié)構(gòu)?，為國內(nèi)第一座鋼塔斜拉橋，也是世界上第一座弧線形鋼塔斜拉橋,（6） 南京長江二橋628米，中國，2001,南京長江二橋位于現(xiàn)南京長江大橋下游11公里處，全長21.337公里，由南、北汊大橋和南岸、八卦洲及北岸引線組成。其中：南汊大橋為鋼箱梁斜拉橋，橋長2938米，主跨為628米。 當(dāng)時建成時，該跨徑僅次于日本多多羅大橋和法國的諾曼底大橋位居同類型橋中世

27、界第三，中國第一；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：雙向六車道高速公路；設(shè)計速度：100公里/小時；設(shè)計荷載：汽──超20，掛──120；路基寬33.5米，橋面寬32米(不含斜拉索錨固區(qū))。,（7） 白沙洲長江大橋　　618米，中國，2001年,武漢白沙洲長江大橋位于武漢長江大橋上游8.6千米處。南岸在洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)長江村與107國道正交；北岸在漢陽江堤鄉(xiāng)老關(guān)村與318國道連通。該橋全長3589米，橋面寬26.5米，6車道，設(shè)計時速為80公里

28、，日通車能力為5萬輛，分流過江車輛29%，主要分流外地過漢車輛。它是武漢88公里中環(huán)線上的重要跨江工程。,（8） 青州閩江大橋605米，中國，2001年,青州閩江大橋位于福州市馬尾區(qū)青州路及長樂縣籌東村之間，是福州長樂國際機(jī)場連接福州市區(qū)的專用通道。 青州閩江大橋是一座主跨為605m的雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，其跨度在同類型橋梁中列世界第一。橋?qū)?9m，主梁采用工字型邊梁與預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板疊合斷面。A

29、字型橋塔高175m?？臻g索面、梁上索距為13.5m。,（9 ）楊浦大橋　　602米，中國，1993年,楊浦大橋是一座跨越黃浦江的自行設(shè)計、建造的雙塔雙索面迭合梁斜拉橋。楊浦大橋，于1991年4月29日動工，1993年9月15日建成?？傞L為7654米，主橋長1172米、寬30.35米，共設(shè)6車道。602米長的主橋猶如一道橫跨浦江的彩虹，在世界同類型斜拉橋中雄居第一。挺拔高聳的208米主塔似一把利劍直刺穹蒼，塔的兩側(cè)32

30、對鋼索連接主梁，呈扇面展開，如巨型琴弦，正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。,（10） 徐浦大橋　　590米，中國，1997 年,徐浦大橋西接朱梅路，東連新辟的楊高南路，縱貫東西，形成一條長10多公里的通街大道，為外環(huán)線西南段劃上了第一條線。 徐浦大橋是繼南浦大橋、楊浦大橋之后，上海市區(qū)第3座跨越黃浦江的特大型橋梁，位于徐匯區(qū)華涇鎮(zhèn)和浦東新區(qū)三林鎮(zhèn)附近的江面上，下游距南浦大橋10.2公里。大橋全長6.017公里，主橋長1

31、.074公里，主跨590米，總寬35.95米，主塔高217米；設(shè)雙向8車道，設(shè)計時速80公里；最大荷載為汽——超20級。,2、結(jié)構(gòu)形式獨特美觀的斜拉橋,約旦安曼的Wadi Abdoun橋，是約旦惟一一座斜拉橋，它于2006年12月14日建成通車。其橋塔為倒A形。,英國的蓋特謝德千禧橋綽號為“眨眼橋”,巴西圣保羅跨皮涅羅斯河的斜拉橋，奧利韋拉大橋（Ponte Oliveira） ，大橋全長1.4公里，主塔總高度138米，相當(dāng)于4

32、6層大樓的高度，塔架為X型，也是世界上各拉索橋梁中首創(chuàng)。,沈陽富民橋，橋長602米，主橋為折線型雙塔獨柱式單索面預(yù)應(yīng)力混凝土 斜拉橋。該橋的線型雙塔獨柱式單索面結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)造了一個世界第一。,沈陽三好橋是渾河沈陽段上的第九座橋梁，全長1342米，主橋?qū)?4米。,日冕橋由著名西班牙建筑師Santiago Calatrava設(shè)計的懸臂斜拉橋，于2004年竣工，它是橫跨龜背灣探索公園里的薩克拉門托河的人行天橋，其材料使用了鋼、玻璃和

33、花崗巖。,女郎橋（英文：The Puente de la Mujer）， 和日晷橋相似，也采用了懸臂支柱纜橋式的設(shè)計。 該橋橋面被斜塔支撐，它可以完成90度的旋轉(zhuǎn)來使船只通過。,香港汀九大橋，1998年5月6日建成通車。它是采用新穎斜拉索設(shè)計，其獨特之處是三橋塔式設(shè)計，“纖細(xì)美觀的獨腳架”橋墩，使橋身、橋塔、斜拉索融為一體，猶如3 只從天而降的巨傘。,埃拉斯穆斯（Erasmus）大橋，又可稱作“天鵝橋”。它連接著鹿特丹城市的北部