天堑架桥：斜拉桥结构与建造

2.斜拉桥的结构和建造

(1)斜拉桥的结构

斜拉桥是通过许多直接连接到塔上的钢缆将桥面吊起，它由索塔、主梁、斜拉索组成。索塔两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔和主梁连接在一起。

“世界第一斜拉桥”——苏通长江大桥

索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土的。斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。

我国斜拉桥的主梁形式有：混凝土以箱式、板式、边箱中板式为主；钢梁以正交异性极钢箱为主，也有边箱中板式。

现在假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条。这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力。根据受力分析，左边的力可以分解为水平向左的一个力和竖直向下的一个力。同样，右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力。由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了， 最终，主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力。这样，力又传给索塔下面的桥墩了。

斜拉索数量再多，道理也是一样的。之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。

(2)斜拉桥的建造

20世纪50年代中期，瑞典建成了第一座现代斜拉桥，其跨径为182米。50多年来，斜拉桥的发展具有强劲的势头。

斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。在20世纪70年代中期，我国开始修建混凝土斜拉桥。改革开放以后，我国修建斜拉桥的势头一直呈上升趋势。到目前为止，我国建成或正在施工的斜拉桥共有30多座，仅次于德国、日本，居世界第三位；大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。(www.xing528.com)

一直以来，我国都是以发展混凝土斜拉桥为主，近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥，如汕头石大桥，主跨为518米；武汉长江第三大桥，主跨为618米。钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥，主跨为628米；武汉军山长江大桥，主跨为460米。前几年，上海建成的南浦（主跨423米）和杨浦（主跨602米）大桥为钢与混凝土相结合的斜拉桥。

目前，世界上建成的最大跨径的斜拉桥为中国的苏通大桥，其主跨径为1088米，于2008年4月2日正式通车。

现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式，以钢筋混凝土塔为主。斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、冷铸锚头为主。钢绞线斜拉索目前在汕头石大桥采用。钢绞线用于斜拉索，无疑使施工操作简单化，但外包PE（聚乙烯）的工艺还有待考究。

日本岩黑岛桥

斜拉桥的钢索一般采用自锚体系。近年来，开始出现自锚和部分地锚相结合的斜拉桥，如西班牙的鲁纳桥，其主垮为440米；我国湖北郧县桥，主跨为414米。

地锚体系把悬索桥的地锚特点融于斜拉桥中，可以使斜拉桥的跨径布置更能结合地形条件，灵活多样，从而节省了费用。

斜拉桥的施工方法：混凝土斜拉桥主要采用悬臂浇筑和预制拼装；钢箱和混合梁斜拉桥的钢箱采用正交异性板，工厂焊接成段，现场吊装架设。钢箱与钢箱的连接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊结合。

一般说，斜拉桥跨径300～1000米是合适的。在这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较明显的优势。

而德国桥梁专家认为，即使跨径1400米的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省1/2，其造价减少30%左右。

斜拉桥的发展趋势：跨径会超过1000米，结构类型多样化、轻型化，加强斜拉索防腐保护的研究，注意索力调整、施工观测与控制及斜拉桥动力问题的研究。