1.3.4 国外近现代斜拉桥

斜拉桥是一种由斜拉索、塔架和主梁3种基本构件组成的组合桥梁结构体系。
1821年法国建筑师叶帕特在世界上第一次系统地提出了斜拉桥的结构体系。在这个体系里,他构想用锻铁拉杆将梁吊到相当高的桥塔上,拉索扇形布置,所有拉索都锚固于桥塔顶部。但当时受科技水平的限制,缺乏可靠的理论分析方法和技术,这种结构体系没有得到很大的发展。
1938 年,德国Dishinger首创现代斜拉桥设计概念。1956 年,德国Dishinger建成第一座现代斜拉桥,瑞典Strmsund斯特伦松德桥,世界第一座近代公路斜拉桥。
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这座桥以现代的眼光来看虽然在细节上存在着一些不足,但在桥梁结构上却开创了一个新的纪元,创造出了一种新的桥梁体系,且这种桥梁结构拥有着诸多优点:
(1)用少量拉索取代了深水桥墩,不但节省了费用、降低了施工难度,而且有效的提高了桥梁的跨越能力,利于通航和排洪。
(2)拉索作为主梁的中间弹性支承,使得在桥梁跨度增大的同时,主梁的梁高可以减小,从而使主梁本身的造价得以降低。
(3)拉索自锚固于主梁上,和悬索桥相比可以节省庞大而昂贵的地锚。
(4)拉索和塔架、主梁组成了多个三角形结构,稳定性高,刚度大。
(5)整体结构新颖,造型美观等。
一般认为斜拉桥经历了三个发展阶段:
第一阶段,从20世纪50年代中期至60年代中期,其特征是拉索为稀索体系,斜拉索布置比较稀疏,梁的无支撑长度很长,梁高必须很大,同时仅有的几根拉索承受的拉力很大,在梁上锚固点处的应力集中问题突出,较难处理。

1957年德国建成的西奥多·豪斯大桥(Theodor-Heuss-Brücke)。

主跨为260米,两边跨为108米,主梁为钢结构,高3.12米;钢塔高41米,拉索呈竖琴形布置,索距为36米。
1959年德国科隆建成的Severin塞弗林桥。

主跨302米,首次采用“A”形主塔,结合斜索面,是首座非对称、独塔双跨斜拉桥。被国际桥梁和工程协会组织评选为“20世纪世界最美的桥梁”。
1962年在委内瑞拉建成的马拉开波桥。


该桥全长8.7千米,5个通航孔跨度均为235米,主桥墩支承一连续的预应力混凝土梁,梁两端悬臂伸出墩外,其伸出端部以斜拉索系于A形塔架顶部,组成一组独立的悬臂结构;两组悬臂端之间搁以挂梁,联成整桥。马拉开波桥的成功,开创了预应力混凝土桥的先河。
斜拉桥发展的第二阶段,自20世纪60年代后期至80年代初,其特征是拉索逐步采用密索体系,并可以换索,斜拉索布置密集,主梁梁高降低、自重减少,相应可少用拉索,降低墩台、基础工程量,同时斜拉索锚固装置得以简化,消除了锚固点应力集中现象,加强了结构的整体稳定性。
1967年德国波恩建成的Friedrich Ebert弗瑞德里西—埃伯特桥,主跨280米。

1969年在杜塞尔多夫建成的跨越莱茵河的一座斜拉桥,莱茵之膝大桥。
两座主塔高114米,主塔两侧各有四道斜拉索。大桥主跨度为320米,全桥总长1519米。

斜拉桥发展的第三阶段,从20世纪80年代中期至今,拉索普遍采用密索体系,当斜拉索加密布置后,主梁支撑间距变小,主梁的高度得以降低,工程中把梁高和跨度之比作为一个指标来显示主梁的柔度。工程实例和理论分析显示,主梁越柔薄,越能少吸收活载引起的弯矩。目前的斜拉桥向着大跨度进军,主梁柔薄化已成为必然趋势。
1985年建成的美国East Huntington东亨廷顿桥,独塔,主跨274.32米,主梁高1.52米,高跨比为 1/180。

1988年建成的美国Dame Point达姆·鲍英脱桥,双塔,主跨396.24米,主梁高 1.524米,高跨比为1/260。

1991年建成的挪威Skarnsundetbru 斯堪桑德大桥,建成时曾是世界上主跨最长的斜拉桥,双塔,主跨530米,主梁高2.15米,高跨比为1/274。

法国, 1994年,跨度为856米Normandy Bridge诺曼底大桥。

日本,1998年,跨度为 890米的Tatara Bridge多多罗大桥。

米卢大桥。



现代斜拉桥在200米到800米跨度范围内显示出的优越性,使之成为大跨度桥梁的最主要桥型,也迫使悬索桥向更大跨度方向发展。


