康翠力

(黑龍江農(nóng)墾勘測設計研究院)

1 斜拉橋的特點

(1)跨越能力大。通過連續(xù)梁橋與斜拉橋的內(nèi)力對比可知:因拉索提供多點彈性支承，使其主梁彎矩顯著減小，斜拉橋的跨越能力大大增強。斜拉橋的經(jīng)濟合理適用跨徑范圍是200 ～800 m。

(2)建筑高度小。主梁輕巧，其高度通常為跨徑的1/40～1/100，既能充分滿足橋下凈空需要，又有利于降低引道填土高度。

(3)抗裂性好。斜索拉力的水平分力為主梁提供預壓力，可提高主梁的抗裂性能。

(4)設計多樣性。塔、索、梁的組合具有多樣性，可適應多種不同的地形與地質(zhì)條件。

(5)施工安全可靠。懸臂施工法是斜拉橋普遍采用的方法，施工安全可靠。

(6)穩(wěn)定性好。

(7)橋型美觀。高昂的橋塔、堅勁的斜索和輕盈的主梁相結合，充分體現(xiàn)當代橋梁力與美的高度和諧。

(8)設計計算復雜。斜拉橋?qū)儆诔o定結構，設計計算復雜。

(9)施工技術要求高。斜拉橋工序繁復，高空作業(yè)多，施工過程控制嚴格。

(10)連接構造復雜。索與塔、梁的連接構造較復雜，索錨抗疲勞性能和鋼索防護措施有待不斷改進。

2 斜拉橋體系分類

2.1 按橋塔數(shù)目

按橋塔數(shù)目可分為獨塔雙跨體系、雙塔三跨體系和多塔體系。

2.2 按索面布置

按索面橫向布置可分為單索面體系、雙索面體系和空間傾斜索面體系。

斜拉索在立面的布置方式常用有輻射形、豎琴形和扇形這三種基本形式。

2.3 按主梁材料分

按主梁使用材料可分為鋼主梁、預應力混凝土主梁、疊合梁、鋼與混凝土混合梁等體系。

鋼主梁斜拉橋主要優(yōu)點有:自重僅為預應力混凝土主梁自重的1/4;跨越能力大，可超過1 000 m 跨徑;構件可工廠化制造拼裝，質(zhì)量有保證，且施工快捷。但造價高、后期養(yǎng)護工作量大和抗風穩(wěn)定性較差為其主要缺點。

預應力混凝土主梁斜拉橋的主要優(yōu)點有:

(1)造價低，其梁體造價僅為鋼主梁的30% ～50%，雖因混凝土自重大而導致鋼索、基礎費用增加，在L =200 ～500 m 的跨徑范圍，預應力混凝土主梁斜拉橋競爭力較強。

(2)剛性好，在汽車活載作用下，其撓度僅為鋼主梁的60%左右，故用于活載較重的鐵路橋較合適。

(3)抗風穩(wěn)定性好，因混凝土結構具有約兩倍于鋼結構的振動衰減系數(shù)。

(4)后期養(yǎng)護費用低、簡易，結構耐久性與抗潮濕性良好。

鋼梁頂面設置抗剪栓釘，通過現(xiàn)澆混凝土使預制混凝土橋面板與鋼梁形成整體共同受力。

鋼與混凝土混合梁斜拉橋主跨用鋼梁，兩側邊跨用混凝土梁。這種斜拉橋由于加大了邊跨主梁的自重，使主跨內(nèi)力和變形相對減小;能減小或避免邊跨端支點出現(xiàn)負反力;全梁鋼梁長度減小，節(jié)約造價。

2.4 按結構體系分

(1)飄浮體系。塔墩固結，塔梁分離，主梁除梁端有支承設置外，其余全部用拉索吊起，是在縱向稍作飄移的具有多點彈性支承的單跨梁。

由于斜拉索不能給梁以有效的橫向支承，為抵抗風力等橫向水平力，應在塔柱和主梁間布設板式或盆式橡膠支座以施加橫向約束。

(2)支承體系。塔墩固結，塔梁分離，主梁在塔墩上設置支點，成為具有多點彈性支承的三跨連續(xù)梁，又稱半漂浮體系。支承體系的主梁一般均設置活動支座，在橫橋向須在橋臺和塔墩處設置側向水平約束。

當全橋滿載時，塔柱處有較大負彎矩尖峰。支承體系的溫變和混凝土收縮徐變次內(nèi)力較大，若在支點設置可調(diào)節(jié)高度的彈簧支座并在成橋時調(diào)整支座反力，可消除大部分收縮徐變等不利影響。

支承體系懸臂施工中不需額外設置臨時支點，施工較方便。

(3)塔梁固結體系。塔梁固結并支承于墩上，為斜拉索提供多點彈性支承的連續(xù)梁。

(4)剛構體系。梁、塔、墩相互固結，形成在橋跨內(nèi)具有多點彈性支承的剛構體系。

缺點是主梁固結處負彎矩大，為消除很大的溫度內(nèi)力，剛構體系一般做成帶掛梁的形式，這將導致車行不平順和結構抗風、抗地震能力的削弱。

總之，主梁結構體系的選用應根據(jù)地形地質(zhì)條件、支座噸位、施工方法、行車平順性和抗風、抗震要求等因素綜合考慮。飄浮體系由于受力較均勻、有足夠剛度、抗風、抗震性能較好、主梁可用等截面以簡化施工，是采用較多的結構體系;塔梁固結體系的塔、墩內(nèi)力最小，溫變內(nèi)力也小，僅主梁邊跨負彎矩較大，也是可以考慮采用的結構體系。