斜拉橋

斜拉橋

斜拉橋又稱斜張橋,是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁,是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結構體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續梁。其可使梁體內彎矩減小,降低建築高度,減輕了結構重量,節省了材料。斜拉橋主要由索塔主梁、斜拉索組成。

  • 中文名稱
    斜拉橋
  • 外文名稱
    cable-stayed bridge
  • 本    質
  • 應    用
    道路施工
  • 別    稱
    斜張 橋

​基本信息

斜拉索布置有單索面、平行雙索面、斜索面等。如武漢長江二橋、白沙洲長江大橋均為鋼筋混凝土雙塔雙索面斜拉橋。現代斜拉橋可以追溯到1956年瑞典建成的斯特倫松德橋,主跨182.6米。歷經半個世紀,斜拉橋技術得到空前發展,世界上已建成的主跨在200米以上的斜拉橋有200餘座,其中跨徑大于400米的有40餘座。尤其20世紀90年代後,世界上建成的著名斜拉橋有:法國諾曼底斜拉橋(主跨856米),南京長江二橋南汊橋鋼箱梁斜拉橋(主跨628米),以及1999年日本建成的當時世界最大跨度的多多羅大橋(主跨890米)。

斜拉橋

中國至今已建成各種類型的斜拉橋100多座,其中有52座跨徑大于200米。20世紀80年代末,我國在總結加拿大安那西斯橋的經驗基礎上,1991年建成了上海南浦大橋(主跨為423米的結合梁斜拉橋),開創了中國修建400米以上大跨度斜拉橋的先河。我國已成為擁有斜拉橋最多的國家。

建造歷史

斜拉橋(cable stayed bridge)作為一種拉索體系,比梁式橋的跨越能力更大,是大跨度橋梁的最主要橋型。斜拉橋是由許多直接連線到塔上的鋼纜吊起橋面,斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成。索塔型式有A型、倒Y型、H型、獨柱,材料有鋼和混凝土的。斜拉索布置有單索面、平行雙索面、斜索面等。第一座現代斜拉橋是1955年德國DEMAG公司在瑞典修建的主跨為182。6米的斯特倫松德(Stromsund)橋。目前世界上建成的最大跨徑的斜拉橋為中華人民共和國的蘇通大橋,主跨徑為1088米,于2008年4月2日試通車。

斜拉橋

斜拉橋是將梁用若幹根斜拉索拉在塔柱上的橋。它由梁、斜拉索和塔柱三部分組成。斜拉橋是一種自錨式體系,斜拉索的水準力由梁承受、梁除支承在墩台上外,還支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分為鋼斜拉橋、結合梁斜拉橋和混凝土梁斜拉橋。

斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。目前為止建成或正在施工的斜拉橋共有30餘座,僅次于德國、日本,而居世界第三位。而大跨徑混凝土斜拉橋的數量已居世界第一。

50年代中期,瑞典建成第一座現代斜拉橋,40多年來,斜拉橋的發展,具有強勁勢頭。我國70年代中期開始修建混凝土斜拉橋,改革開放後,我國修建斜拉橋的勢頭一直呈上升趨勢。

我國一直以發展混凝土斜拉橋為主,近幾年我國開始修建鋼與混凝土的混合式斜拉橋,如汕頭礐石大橋,主跨518m;武漢白沙洲長江大橋,主跨618m,武漢二七長江大橋為三塔斜拉橋,兩個主跨均為616米

斜拉橋

。鋼箱斜拉橋如南京長江第二大橋南汊橋,主跨628m;武漢軍山長江大橋,主跨460m。前幾年上海建成的南浦(主跨423m)和楊浦(主跨602m)大橋為鋼與混凝土的結合梁斜拉橋。武漢楊泗港長江大橋主跨將達1700米。

我國斜拉橋的主梁形式:混凝土以箱式、板式、邊箱中板式;鋼梁以正交異性極鋼箱為主,也有邊箱中板式。

構造原理

橋承受的主要荷載並非它上面的汽車或者火車,而是其自重,主要是主梁。以一個索塔為例,索塔的兩側是對稱的斜拉索,通過斜拉索將索塔主梁連線在一起。現在假設索塔兩側隻有兩根斜拉索,左右對稱各一條,這兩根斜拉索受到主梁的重力作用,對索塔產生兩個對稱的沿著斜拉索方向的拉力,根據受力分析,左邊的力可以分解為水準向向左的一個力和豎直向下的一個力;同樣的右邊的力可以分解為水準向右的一個力和豎直向下的一個力;由于這兩個力是對稱的,所以水準向左和水準向右的兩個力互相抵消了, 最終主梁的重力成為對索塔的豎直向下的兩個力,這樣,力又傳給索塔下面的橋墩了。

斜拉索數量再多,道理也是一樣的。之所以要很多條,那是為了分散主梁給斜拉索的力而已。

主要代表

世界上建成的著名斜拉橋有:蘇通長江大橋(主跨1088m),法國諾曼底斜拉橋(主跨856米),南京長江二橋南汊橋鋼箱梁斜拉橋(主跨628米),以及1999年日本建成的世界最大跨度的多多羅大橋(主跨890米)。 我國至今已建成各種類型的斜拉橋100多座,其中有50餘座跨徑大于200米。20世紀80年代末,我國在總結加拿大安那西斯橋的經驗基礎上,1991年建成了上海南浦大橋(主跨為423米的結合梁斜拉橋),開創了我國修建400米以上大跨度斜拉橋的先河。我國已成為擁有斜拉橋最多的國家,在世界10大著名斜拉橋排名榜上,中國有8座,尤其是蘇通長江大橋主跨1088m,為世界斜拉橋第一跨。

目前世界前10名大跨度斜拉橋 (截止2011年8月)

序號橋名國家主跨(m)建成年份
1蘇通大橋中國10882008
2香港昂船洲大橋中國10182008
3多多羅大橋日本8901999
4諾曼底大橋法國8561995
5南京長江三橋南汊橋中國6482005
6南京長江二橋南汊橋中國6282001
7武漢白沙洲長江大橋中國6202008
8福州青洲閩江大橋中國6182000
9上海楊浦大橋中國6052001
10上海徐浦大橋中國6021993

西安滻灞2號橋

安滻灞河2號大橋為扁平流線型混合式鋼箱斜拉橋,全長485米,橋梁寬度29.6米,雙向6車道。主橋部分全長240米,為雙索面拱形單斜塔斜拉橋,半漂浮體系。主跨為最大跨徑145米的鋼箱梁。橋塔為拱門式鋼結構主,高78米,傾角75度,鋼塔自重約1621噸,其重量在混合斜拉橋中居國內第一,是西安市的“地標”建築。

斜拉橋

晉江大橋塔

世界第一座“開”字形斜拉橋2005年5月開工建設,經過三年多的施工,世界第一座“開”字形斜拉橋——泉州晉江大橋全線成功實現合龍(2008年4月30日),是泉州的“新地標”于2008年10月24日試通車。 它標志著大橋主體工程全部竣工。

斜拉橋

泉州晉江大橋是省重點工程,是省道210線暨泉州沿海大通道上的關鍵項目,也是泉州邁向嶄新泉州灣時代的重要交通基礎設施。該工程由主橋和南北引橋及南北互通立交組成。大橋北端起點與市區泉秀東街相連,南岸連線晉江市、石獅市及沿海大通道。大橋全長2.74公裏,跨越晉江,其中主橋長365米,橋寬38米,採用“開”字形獨塔雙索門式預應力混凝土斜拉橋結構,北引橋長1365米,南引橋長1010米;大橋南、北立交均採用八條匝道互通立交,北岸東海立交匝道全長5477米,南岸晉江江濱路立交匝道全長5260米,抗震設防為地震基本8度。工程概算總投資11億元。

大橋主橋梁體為雙波浪魚腹式結構,具有線條流暢美觀、抗台風能力強等特點。大橋主塔高134.125米,採用“開”字形鋼筋混凝土結構。

泉州晉江大橋項目工程最終資料:總投資8.8億元人民幣,大橋全長3.6公裏,寬度33米.其中主橋大橋(含主橋\引橋)總長2740米,主橋365米,北引橋長1365米,南引橋長1010米,北岸東海立交匝道全長5477米,南岸江濱路立交匝道長5260米,設計橋梁等級為一級公路特大橋,寬度33米,設計速為80公裏/小時(匝道50公裏/小時),保證通行安全.設計通航安全.設計標準為500噸級客貨輪單孔雙向通航.是泉州東海跨晉江通往晉江市、石獅市的主要橋梁。 蘇

蘇通大橋

1088米,中國,2008年

斜拉橋

蘇通大橋位于江蘇省東部的南通市和蘇州常熟)市之間,是交通部規劃的黑龍江嘉蔭至福建南平國家重點幹線公路跨越長江的重要通道,也是江蘇省公路主骨架網“縱一”——贛榆至吳江高速公路的重要組成部分,是我國建橋史上工程規模最大、綜合建設條件最復雜的特大型橋梁工程。建設蘇通大橋對完善國家和江蘇省幹線公路網、促進區域均衡發展以及沿江整體開發,改善長江安全航運條件、緩解過江交通壓力、保證航運安全等具有十分重要的意義。

蘇通大橋工程起于通啓高速公路的小海互通立交,終于蘇嘉杭高速公路董浜互通立交。路線全長32.4公裏,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。

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,歷時僅2年5個月。總長為7654米,主橋長1172米、寬30.35米,共設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32對鋼索連線主梁,呈扇面展開,如巨型琴弦,正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。

斜拉橋

楊浦大橋猶如一道橫跨浦江的彩虹,高達208米的塔柱似利劍刺破青天,無數根排列整齊的斜拉鋼索仿佛一架碩大無比的豎琴迎風彈奏。全橋設計精巧、造型優美、氣勢恢宏,猶如彩虹橫跨浦江兩岸,是上海旅遊的著名景觀。

楊浦大橋位于上海市楊浦區寧國路地區。橋址離蘇州河5.3km,離吳淞口20.5km,與南浦大橋相距11km。該橋是市區內跨越黃浦江、連線浦西老市區與浦東開發區的重要橋梁,是上海市內環線的重要組成部分。

徐浦大橋

590米,中國,1997 年徐浦大橋,是繼南浦大橋、楊浦大橋之後,上海市區第3座跨越黃浦江的特大型橋梁,位于徐匯區華涇鎮 和浦東新區三林鎮附近的江面上,下遊距南浦大橋10.2公裏。大橋全長6.017公裏,主橋長1.074公裏,主跨590米,總寬35.95米,主塔高217米;設雙向8車道,設計時速80公裏;最大荷載為汽——超20級。

斜拉橋

徐浦大橋西接朱梅路,東連新闢的楊高南路,縱貫東西,形成一條長10多公裏的通街大道,為外環線西南段劃上了第一條線。 它將和建成後的外環線一期工程連成一體,成為滬寧和滬杭高速公路進入上海的交通樞紐,也是今後虹橋國際機場和浦東國際機場之間最便捷的主要通道。

徐浦大橋首次全面採用國STE355鋼板,代替進口橋梁鋼板加工製作構件,推動了我國特種鋼材冶煉和軋製水準的提高。

工程投資20億元,1994年4月正式開工,1997年6月24日建成通車。

北京斜拉橋

隨著京新高速五環至六環段2011年建成通車,京城北部將新添一條進出市區的快捷通道。中鐵六局北京鐵建公司發布訊息稱,京新高速跨越京包鐵路和城鐵13號線的大型斜拉橋正在緊張施工,99米高、水滴造型的主塔將托起橋身,成為中關村科技園區的地標性建築。

城鐵13號線上地站以北100米處,工人們在悶熱的“桑拿天”中操縱著十幾米高的鑽機忙個不停。作為京新高速公路的重要控製性工程,這座分離式立交橋連續跨越繁忙的京包鐵路、城鐵13號線,狹窄的空間無法像普通橋梁那樣由眾多橋墩來支撐橋身。同時,考慮到為京張城際鐵路預留施工條件,橋身必須距離地面較高。經反復權衡,這座立交橋最終確定採取單塔斜拉橋的特殊結構,由一座高達99米的主塔拽住88根鋼索來承受橋身重量,也因此創出北京橋梁的高度之最。

斜拉橋全長510米,寬35.5米,主塔造型酷似天上滴落的水珠,看起來非常輕盈。但實際上大橋的根基異常堅固,主塔下方的60個樁基柱每根都深達80米,直徑粗達2米。斜拉橋上的鋼索則臂力驚人,4根最長的鋼索,每根長222米、重達27噸,也創出北京橋梁之最。這座單塔支撐的斜拉橋增大了橋梁跨度,減少了橋墩數量,使得立交橋下鐵路、公路等運輸車輛能順暢通行。

建設中的京新高速五環至六環路段,南起北五環路箭亭橋附近,向北經萬泉河、清河、上地南路、沙陽路,上庄北路,道路全長19.9公裏,基本位于現有京藏高速路的西側,與京藏高速路平行。路面設計為雙向六車道,時速每小時100公裏,建成後將與京新高速六環至德勝口段連線並向北延伸,成為本市西北貨運大通道的重要組成部分。

據首發集團相關負責人透露,京新高速五環至六環路段計畫2011年底前建成通車,屆時京藏高速五環至六環段的擁堵問題將得到極大緩解,方便上地、海淀後山一帶居民的出行,市民駕車從城區前往八達嶺景區也將更加安全快捷。

多多羅大橋

890米,日本,1999年

斜拉橋

多多羅大橋是位于日本瀨戶內海的斜拉橋,連線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日啓用,最高橋塔224米鋼塔,主跨長890米,是當時世界上最長的斜拉橋,連引道全長為1480米,四線行車,並設行人及腳踏車專用通道,屬于日本國道317號的一部分。

其世界最長斜拉橋和最高橋塔的紀錄被2008年建成通車的中國蘇通長江公路大橋(蘇通大橋)打破,蘇通大橋跨徑1088米,混凝土橋塔高300.4米。

多多羅大橋位于日本的本州島和四國島的聯絡線上,主梁採用鋼箱梁,是當時世界上主跨最長的超大型斜拉橋。這座全長1480m,主跨890m的斜拉橋像一條巨大的青龍,將橫跨美麗的瀨戶內海,並將本州的廣島市和四國的松山市的公路交通連線起來。

諾曼底大橋

856米,法國,1995年

斜拉橋

諾曼底大橋守衛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。 這座斜拉橋的落成後(1995 年)堪稱世界上同類橋梁中極為壯觀的一座。

這是一座1995年1月才開始啓用的新橋,連線著翁弗勒爾和勒阿弗爾兩上城鎮。它是鋼索承重橋,很像金門大橋之類的懸索橋,但支撐橋身的鋼索直接從橋塔連到橋身。

這座橋由33個部分組成。中間一部分是最後嵌進橋中,由下往上提升而成。

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,但這不包括靠近橋兩端的引橋。橋的總長是2200米。 

諾曼底大橋計畫縮短駕車橫越法國北部的時間。據估計,每天已有6000輛汽車通過大橋。 

100年以前,法國畫家克勞德.莫奈曾繪製過諾曼底大橋的所在地。這不僅使這個地方名噪一時,而且由于莫奈使用了一種被稱為印象主義的全新繪畫風格而引起了爭議。現在這個地方的景色被新橋徹底地改變了。

南京長江三橋

648米,中國,2005年

斜拉橋

南京長江三橋是長江南京段繼南京長江大橋、二橋之後建設的又一座跨江通道,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。

南京長江三橋是我省2010年前在長江江蘇段規劃建設的五大戰略性通道之一,也是我省和南京市“富民強市,率先基本實現現代化”的先導程。

南京三橋位于現南京長江大橋上遊約19公裏處的大勝關附近,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公裏,其中跨江大橋長4.744公裏,主橋採用主跨648米的雙塔鋼箱梁斜拉橋,橋塔採用鋼結構,為國內第一座鋼塔斜拉橋,也是世界上第一座弧線形鋼塔斜拉橋。

南京長江二橋

628米,中國,2001

斜拉橋

南京長江二橋位于現南京長江大橋下遊11公裏處,全長21.337公裏,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界第三,中國第一;北汊大橋為鋼筋混凝土預應力連續箱梁橋,橋長2172米,主跨為3×165米,該跨徑在國內亦居領先。全線還設有4座互通立交、4座特大橋、6座大橋。設計標準:雙向六車道高速公路;設計速度:100公裏/小時;設計荷載:汽──超20,掛──120;路基寬33.5米,橋面寬32米(不含斜拉索錨固區)。全線設有監控、通訊、收費、照明、動靜態稱重等系統,並設有南汊主橋景觀照明,南、北汊橋公園和八卦洲服務區。

青州閩江大橋

605米,中國,2001年

斜拉橋

青州閩江大橋位于福州市馬尾區青州路及長樂縣籌東村之間,是福州長樂國際機場連線福州市區的專用通道 上跨越閩江的交通工程,目前已成為同三線國道的組成部分。這一重大工程對福建省改革開放、發展經濟、對台交流有著巨大的促進作用。建成的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。橋寬29m,主梁採用工字型邊梁與預應力混凝土橋面板疊合斷面。A字型橋塔高175m。空間索面、梁上索距為13.5m。

香港昂船洲大橋

1018米,2009年12月20日上午7時,世界上最長的斜拉橋之一的香港昂船洲大橋正式通車。

斜拉橋

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 座位處市區環境的長跨距吊橋,在香港島和九龍半島都可以望到這座雄偉的建設。大橋屬于8號幹線的一部份,跨越藍巴勒海峽,將葵涌和青衣島的8號和9號貨櫃碼頭連線起來。

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。橋面為三線雙程分隔快速公路。而昂船洲大橋于2003年1月開始動工興建,耗資27.6億港元。

香港政府把修建世界最長斜拉橋的契約給了Media-Hitachi-Yokogawa-HsinChong合資公司,契約金額高達48億港元(合6.16億美元)。這座大橋名為“昂船洲大橋”,設計者是OveArup合伙事務所,主要跨度長1018米,超過了世界上最長的同類斜拉橋日本的多多羅大橋(890米),直到被蘇通大橋超越。

白沙洲長江大橋

618米,中國,2001年武漢白沙洲長江大橋于1997年5月開工,2000年9月9日正式通車,工程總投資11億元全長3589米,橋面寬26.5米,6車道,設計時速為80公裏,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公裏中環線上的重要跨江工程。位于武漢長江大橋上遊8.6千米處。南岸在洪山區青菱鄉長江村與107國道正交;北岸在漢陽江堤鄉老關村與318國道連通。白沙洲大橋的建成,使107、316、318等國道由"瓶頸"變通途,是打通武漢中環的兩座橋梁之一。

斜拉橋

其他資料

建造規格

現在已建成的斜拉橋有獨塔、雙塔和三塔式。以鋼筋混凝土塔為主。塔型有H形、倒Y形、A形、鑽石形等。 斜拉索仍以傳統的平行鍍鋅鋼絲、冷鑄錨頭為主。鋼絞線斜拉索目前在汕頭石大橋採用。鋼絞線用于斜拉索,無疑使施工操作簡單化,但外包PE的工藝還有待研究。

斜拉橋

斜拉橋的鋼索一般採用自錨體系。近年來,開始出現自錨和部分地錨相結合的斜拉橋,如西班牙的魯納(Luna)橋,主橋440m;我國湖北鄖縣橋,主跨414m。地錨體系把懸索橋的地錨特點融于斜拉橋中,可以使斜拉橋的跨徑布置更能結合地形條件,靈活多樣,節省費用。 斜拉橋的施工方法:混凝土斜拉橋主要採用懸臂澆築和預製拼裝;鋼箱和混合梁斜位橋的鋼箱採用正交異性板,工廠焊接成段,現場吊裝架設。鋼箱與鋼箱的連線,一是螺栓,二是全焊,三是栓焊結合。

一般說,斜拉橋跨徑300~1000m是合適的,在這一跨徑範圍,斜拉橋與懸索橋相比,斜拉橋有較明顯優勢。德國著名橋梁專家F.leonhardt認為,即使跨徑1400m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強鋼絲節省二分之一,其造價低30%左右。

斜拉橋發展趨勢:跨徑會超過1000m;結構類型多樣化、輕型化;加強斜拉索防腐保護的研究;註意索力調整、施工觀測與控製及斜拉橋動力問題的研究。

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