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(guó)人設(shè)計(jì)的木斜拉橋,1817年英國(guó)人設(shè)計(jì)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(zhǎng)的歷程。18世紀(jì)下半葉，在西方的法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家都曾修建過(guò)一些用鐵鏈或鋼拉桿建成的斜拉橋。,1868年捷克人設(shè)計(jì)的斜拉橋,1873年在英國(guó)泰晤士河上建造的斜拉橋,1907年和1925年法國(guó)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(shí)。但由于當(dāng)時(shí)對(duì)于理論認(rèn)識(shí)的不足，對(duì)于高次超靜定結(jié)構(gòu)無(wú)法精確計(jì)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(méi)有得到發(fā)展。,1938年，德國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，交通運(yùn)輸變得越來(lái)越重要。德國(guó)的Dischinger首先重新認(rèn)識(shí)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(guó)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(guó)70年代中期開(kāi)始修建混凝土斜拉橋，改革開(kāi)放后，我國(guó)修建斜拉橋的更是飛速發(fā)展。截至目前，中國(guó)已建成斜拉橋10

4、0多座，是世界上修建斜拉橋最多的國(guó)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(duì)300m～800m跨度最有競(jìng)爭(zhēng)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(kāi)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(jì)理論和計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步； 抗風(fēng)抗震的計(jì)算理論有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，電子計(jì)算機(jī)有限元分析計(jì)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(kāi)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(diǎn) 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(diǎn)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(kāi)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(guó)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?yàn)殇撆c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(dú)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(gè)邊跨相等的對(duì)稱形式，也可以布置成兩個(gè)邊跨不相等的非對(duì)稱形式。,宜賓長(zhǎng)江大橋，全長(zhǎng)941.43m，主橋?yàn)殡p塔雙索面混凝土梁斜拉橋。它為對(duì)稱雙塔三跨式斜拉橋。,巴拿馬世紀(jì)大橋是巴拿馬運(yùn)河上修建的第二座大橋。該橋主橋

9、設(shè)計(jì)為獨(dú)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(gè)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(guó)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(zhǎng)890米，連引道全長(zhǎng)為1480米。,2）獨(dú)塔雙跨式 獨(dú)塔雙跨式斜拉橋常布置成兩跨不對(duì)稱的形式，即分為主跨與邊跨；也可以布

10、置成兩跨對(duì)稱的形式。,陜西咸陽(yáng)渭河二號(hào)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(guó)首爾奧林匹克大橋（Olympic Bridge），位于韓國(guó)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(kāi)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(dú)塔雙索面斜拉式設(shè)計(jì)，主塔高195米，大橋全長(zhǎng)4473.04米，主跨長(zhǎng)386米、寬40.5米。,通化西昌

11、大橋位于吉林省通化市，全長(zhǎng)637米，主橋?yàn)楠?dú)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(gè)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?yàn)榕e辦1992年世界博覽會(huì)建成的。大橋全長(zhǎng)200m，由13對(duì)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(wú)背索斜拉橋。,長(zhǎng)沙瀏陽(yáng)河洪山大橋，主橋結(jié)構(gòu)形式為無(wú)

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(méi)有很好的方法來(lái)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(zhǎng)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(yáng)洞庭湖大橋是岳陽(yáng)市跨越洞

13、庭湖口的一座特大型橋梁。大橋總長(zhǎng)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(zhǎng)江大橋，2001年底建成通車。大橋全長(zhǎng)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：?jiǎn)嗡髅妗㈦p索面、空間索面。 單索面和雙索面與主梁抗扭問(wèn)題有密切關(guān)系。一般而言，采用單索面，斜索對(duì)

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(lái)抵抗，因此對(duì)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(zhǎng)江大橋，大橋全長(zhǎng)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(guó)Dames Point Bridge（但點(diǎn)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(guó)塞弗林大橋，建于1959年，是最早的A型獨(dú)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：?jiǎn)沃?、倒V形、A形,當(dāng)采用雙索面時(shí)，橋塔橫向形式有5種：獨(dú)柱形、A形、菱形、門形、梯形。,Knie Bridge(中文：格尼橋），位于德國(guó)杜塞爾多夫。該橋?yàn)楠?dú)塔豎琴式雙索面斜拉橋，橋塔為柱形。,泉州晉江大橋?yàn)楠?dú)塔扇形雙索面斜拉橋，橋塔采用門式橋塔。,扎金大橋（Zakim）為獨(dú)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?yàn)殡p塔扇形空間索面斜拉橋，采用寶石形橋塔。,杭州灣跨海大橋?yàn)楠?dú)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(zhǎng)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(guó)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(shì),現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展趨勢(shì)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(dú)特異形，橋面加勁梁更為輕巧。 因此需要存在改進(jìn)的問(wèn)題為： （1）、抗風(fēng)設(shè)計(jì) 風(fēng)的隨機(jī)性和其動(dòng)力振動(dòng)行為極為復(fù)雜，盡管依靠風(fēng)洞試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證抗風(fēng)設(shè)計(jì)，但風(fēng)洞模型與實(shí)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(shí)際資料加以研究。 （2）、抗震設(shè)計(jì) 斜拉橋的塔、索、

20、梁的各自振動(dòng)特性有很大差別，給地震設(shè)計(jì)帶來(lái)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(duì)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(gè)方面的問(wèn)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(zhǎng)江公路大橋 926m，九江長(zhǎng)江公路大橋 818m，荊岳長(zhǎng)江大橋 816m,（1） 蘇通大橋 1088米，中國(guó)，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(guó)家重點(diǎn)干線公路跨越長(zhǎng)江的重要通道，是我國(guó)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?；ネ⒔?/p>

22、，終于蘇嘉杭高速公路董浜互通立交。路線全長(zhǎng)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(zhǎng)的雙塔斜拉橋。大橋主跨長(zhǎng)1018米，連引道全長(zhǎng)為1596米。是本港首座位處市區(qū)環(huán)境的長(zhǎng)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?yàn)楦?/p>

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(ài)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(zhǎng)890米，主梁采用鋼箱梁，是當(dāng)時(shí)世界上最長(zhǎng)的斜拉橋，連引道全長(zhǎng)為1480米，四線行車。 世界最長(zhǎng)斜拉橋和最高橋塔的紀(jì)錄被2008年建成通車的中國(guó)蘇通長(zhǎng)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(guó)，1995年,諾曼底大橋守衛(wèi)著法國(guó)北部塞納河上的泥灘，看上去像一個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)是2200米,（5） 南京長(zhǎng)江三橋　　648米，中國(guó)，2005年,南京長(zhǎng)江三橋是長(zhǎng)江南京段繼南京長(zhǎng)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(zhǎng)江南京段已擁有三條快速過(guò)江通道。 南京三橋位于現(xiàn)南京長(zhǎng)江大橋上游約19公里處的大勝關(guān)附近，橫跨長(zhǎng)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(zhǎng)約15.6公里，其中跨江大橋長(zhǎng)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(guó)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(zhǎng)江二橋628米，中國(guó)，2001,南京長(zhǎng)江二橋位于現(xiàn)南京長(zhǎng)江大橋下游11公里處，全長(zhǎng)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?yàn)殇撓淞盒崩瓨?，橋長(zhǎng)2938米，主跨為628米。 當(dāng)時(shí)建成時(shí)，該跨徑僅次于日本多多羅大橋和法國(guó)的諾曼底大橋位居同類型橋中世

27、界第三，中國(guó)第一；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：雙向六車道高速公路；設(shè)計(jì)速度：100公里/小時(shí)；設(shè)計(jì)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(zhǎng)江大橋　　618米，中國(guó)，2001年,武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋位于武漢長(zhǎng)江大橋上游8.6千米處。南岸在洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)長(zhǎng)江村與107國(guó)道正交；北岸在漢陽(yáng)江堤鄉(xiāng)老關(guān)村與318國(guó)道連通。該橋全長(zhǎng)3589米，橋面寬26.5米，6車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為80公里

28、，日通車能力為5萬(wàn)輛，分流過(guò)江車輛29%，主要分流外地過(guò)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(guó)，2001年,青州閩江大橋位于福州市馬尾區(qū)青州路及長(zhǎng)樂(lè)縣籌東村之間，是福州長(zhǎng)樂(lè)國(guó)際機(jī)場(chǎng)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(guó)，1993年,楊浦大橋是一座跨越黃浦江的自行設(shè)計(jì)、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(dòng)工，1993年9月15日建成?？傞L(zhǎng)為7654米，主橋長(zhǎng)1172米、寬30.35米，共設(shè)6車道。602米長(zhǎng)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(duì)鋼索連接主梁，呈扇面展開(kāi)，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(guó)，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(zhǎng)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(zhǎng)6.017公里，主橋長(zhǎng)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(jì)時(shí)速80公里；最大荷載為汽——超20級(jí)。,2、結(jié)構(gòu)形式獨(dú)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(guó)的蓋特謝德千禧橋綽號(hào)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(zhǎng)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(yáng)富民橋，橋長(zhǎng)602米，主橋?yàn)檎劬€型雙塔獨(dú)柱式單索面預(yù)應(yīng)力混凝土 斜拉橋。該橋的線型雙塔獨(dú)柱式單索面結(jié)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)造了一個(gè)世界第一。,沈陽(yáng)三好橋是渾河沈陽(yáng)段上的第九座橋梁，全長(zhǎng)1342米，主橋?qū)?4米。,日冕橋由著名西班牙建筑師Santiago Calatrava設(shè)計(jì)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(jì)。 該橋橋面被斜塔支撐，它可以完成90度的旋轉(zhuǎn)來(lái)使船只通過(guò)。,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(jì)，其獨(dú)特之處是三橋塔式設(shè)計(jì)，“纖細(xì)美觀的獨(dú)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