斜拉桥规范1.docx

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1、斜拉桥规范1楼庄鸿一、修订的必要性1996年交通部公布公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ027-96）已有10年了。这本小册子的正文及附录仅仅只有20页，在当时起了一定的作用。随着国内外斜拉桥的大量修建，原规范已显得内容过于贫乏了。这十年中，斜拉桥有了很大的进展：（一）斜拉桥的类型有了很大的丰富除了原规范已述及的混凝土梁，结合梁及钢梁斜拉桥外，还出现了混合梁斜拉桥、矮塔斜拉桥、地锚式斜拉桥与多塔斜拉桥。此外，还有无背索斜拉桥，在我国还修建了钢管混凝土梁斜拉桥。这次修订时，除最后两类以外，规范中反映了其他类型斜拉桥的成熟经验。（二）斜拉桥的设计理论、方法有了重大进展比如合理成桥状态内力的确定、合

2、理施工状态、弹塑性稳固、拉索振动与施工操纵的理论都有了重大的进展。（三）斜拉桥的构造细节更趋合理不管是拉索的锚固与防护，梁、塔的构造，索的类型，不一致材料梁端之间的过渡等都更趋合理。（四）我国斜拉桥取得了极为丰富的经验与成就我国斜拉桥的数量，已超过300座，成为世界上斜拉桥最多的国家。为了跨越大江大河以至海峡、海湾的需要，我国修建了大量特大跨径的斜拉桥，表1列出了我国跨径40Om及以上的各类斜拉桥，其数量为世界第一，接近于世界其他所有国家同样跨径斜拉桥数量的总与。超过IoOOm跨径的斜拉桥，世界上仅有两座，都在我国，都在施工中。苏通长江公路大桥主跨1088m,是钢梁斜拉桥；香港昂船洲大桥主跨1

3、018m,是钢与混凝土的混合梁斜拉桥，建成后都为世界第一。福州青州闽江大桥主跨605m,是世界跨径最大的钢混组合梁斜拉桥；上海徐浦大桥主跨590m,是世界最大的组合梁与混凝土的混合梁斜拉桥。至于混凝土梁斜拉桥，我国主跨500m的荆州长江公路大桥仅次于挪威主跨530m的SkarnSUndet桥，为世界第二，但从工程规模来说，却远大于前者。于表1可见，我国还建成了跨径40On1以上的地锚式斜拉桥，多塔斜拉桥与双层行车斜拉桥。我国跨径400m及以上的斜拉桥桥名跨径(m)建成年类型备注荆州长江公路大桥200+500+2002002混凝土梁世界最大肋板式梁混凝土梁斜拉桥鄂黄长江公路大桥55+200+48

4、0+200+552003混凝土梁奉节长江大桥30.4+202.6+460+174.7+25.32006混凝土梁重庆忠县康家沱长江大桥205+460+2052008混凝土梁宜宾长江大桥184+460+184混凝土梁重庆大佛寺长江大桥198+450+1982002混凝土梁重庆涪陵石板沟长江大桥200+450+200混凝土梁重庆长江二桥53+169+444+169+531996混凝土梁铜陵长江公路大桥80+90+190+432+190+90+801995混凝土梁连续长度1152m那阳汉江大桥43+414+431993混凝土梁地锚式，每侧地锚长43m武汉长江二桥180+400+1801995混凝土梁福

5、州青洲闽江大桥205+605+2052001钢混组合梁世界最大组合梁斜拉桥表1(续)桥名跨径(m)建成年类型备注上海杨浦大桥40+99+144+602+144+99+401993钢混组合梁香港汀九大桥127+448+475+1271997钢混组合梁三塔四跨江津观音岩长江大桥193+436+193钢混组合梁上海南浦大桥170+423+1701991钢混组合梁东海大桥主航道桥73+132+420+132+732005钢混组合梁苏通长江公路大桥2X100+300+1088+300+2X1002008钢梁世界最大钢梁斜拉桥上海长江大桥107+243+730+243+1072010钢梁上海闽浦大桥463

6、+708+4X63钢梁双层行车南京长江三桥63+257+648+257+632005钢梁钢塔南京长江二桥58.5+246.5+628+246.5+58.52001钢梁舟山金塘大桥620钢梁安庆长江公路大桥50+215+510+215+502005钢梁武汉天兴洲长江大桥98+196+504+196+982008钢桁梁双层行车武汉军山长江大桥48+204+460+204+482002钢梁杭州湾大桥北航道桥70+160+448+160+702007钢梁全长36km润阳长江公路大桥北汉大桥175.4+406+175.42005钢梁香港昂船洲大桥370+80+1018+80+3X702008（钢-混）混

7、合梁世界最大钢-混混合梁斜拉桥鄂东长江大桥9262010（钢-混）混合梁武汉白沙洲长江公路大桥50+180+618+180+502000（钢-混）混合梁舟山桃天门大桥2X48+50+580+50+2X482003（钢-混）混合梁汕头石大桥2X47+100+518+100+2X471998（钢-混）混合梁广东湛江海湾大桥60+120+480+120+60（钢-混）混合梁表1（续）桥名跨径（m）建成年类型备注上海徐浦大桥40+3X39+45+590+45+3X39+401996（组合-混）混合梁世界最大组合-混混合梁斜拉桥我国在斜拉桥上取得的经验，表达在一些著作中，比如王伯惠的斜拉桥结构进展与中国

8、经验，陈明宪的斜拉桥建造技术等。规范的修订应充分吸取我国的经验，使其条理化，得到广泛的应用。二、公路斜拉桥设计规范（JTG-2006）修订总貌公路斜拉桥设计规范是交通部将颁布的推荐性行业标准。公路斜拉桥设计规范仍由重庆交通科研设计院主编，参加单位有：湖北省交通规划设计院，四川公路桥梁建设集团有限公司与北京建达道桥咨询有限公司。公路斜拉桥设计规范共有9章，没有附录。这9章是：1、总则；2、术语；3、材料；4、总体设计；5、作用；6、计算；7、构造；8、施工操纵；9、可养护检修设计。其中8、9是修订时因新加的内容而增补的章。原规范的通常规定这一章修订后已分为材料及总体设计两章，而且自第四章起每章有

9、一节通常规定。原规范的附录A“施工阶段斜拉桥在横向风力作用下的抗风验算”，因部分内容已纳入第6章，而且公路桥梁抗风设计规范已作为推荐性行业标准颁布，因而删除。修订的内容，正如规范前言所述，明确了本规范的适用范围；补充了斜拉桥总体设计的有关要求；引入了合理成桥状态与合理施工状态的设计理念；细化了斜拉桥的设计计算内容及规定；提出了各类材料梁斜拉桥的适用跨径范围；充实了斜拉桥各构成部分的构造与斜拉索在塔、梁上锚固的构造要求。三、第1章总则突出的有下列几条：（一）“1.0.2本规范适用于新建与改建跨径在800m下列的公路斜拉桥的设计工由于全世界大于80OnI的斜拉桥，目前仅有苏通长江公路大桥、香港昂船

10、洲大桥、日本多多罗大桥及法国Normandie大桥4座，而且设计中有它的特殊内容，故确定运用范围为跨径800m下列。（二”T.0.5结构应按极限状态法设计,部分钢构件可使用容许应力法设计”，确定了以后第6章的基本原则。关于斜拉索、钢梁、钢塔，可按容许应力法设计，混凝土构件则按极限状态设计。四、第2章术语由原规范的10个术语,增加到29个。要紧说明几点：（一）”2.0.1斜拉桥将斜拉索两端分别锚固在塔与梁或者其他载体上，形成塔、梁、索共同承载的结构体系”。这与公路工程名词中的斜拉桥定义”以通过或者固定于索塔并锚固于桥面系的斜向拉索作为上部结构要紧承重构件的桥梁”是完全不一致的，要紧是斜拉索并不一

11、定是要紧承重构件，在稀索体系及矮塔斜拉桥中更不是要紧承重构件，故作此修改。（二）2.0.4及2.0.5将原规范的混凝土斜拉桥及钢斜拉桥改为混凝土梁斜拉桥及钢梁斜拉桥。（三）2.0.6将原规范的结合梁斜拉桥改为组合梁斜拉桥。（四）2.0.14边跨跨径，包含辅助墩在内的跨径。五、第3章材料要紧是涉及斜拉桥上部结构的材料：混凝土、钢与拉索。这里说明一下拉索的安全系数：不论是使用平行钢丝索还是钢绞线索，斜拉索的安全系数在运营状态下不小于2.5；施工阶段不小于2.0。也曾有人提出，钢绞线索在运营状态下，有的桥曾使用2.2。鉴于目前大多数桥使用2.5,故仍保留2.5。锚具的安全系数不小于斜拉桥。要特别强调

12、，斜拉索强度的验算是使用容许应力法。六、第4章总体设计（一）4.1通常规定这一节共有5条，叙述了布局及设计中的最基本的要求：1、4.1.1叙述了总体布局的要求，根据（1）规模标准，包含交通量预测、建设规模、技术标准；（2）当地实际情况，包含水力、水文、气象、地质、地形、现状与环境；（3）有关部门的要求，如通航、水利、电力、航空等，对斜拉桥进行总体布置。2.4.1.2叙述了对各个要紧构成部分一一主梁、斜拉索、索塔与基础，进行同等深度的多方案比较及组合，以得到最佳方案。3、4.1.3满足强度、刚度、稳固性与耐久性要求。这里特别要强调耐久性要求的问题，在混凝土桥设计规范中，己为此规定了保护层厚度、最

13、大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度、最大氯离子含量与最大碱含量等要求，应该坚决贯彻执行。对海洋气候条件的钢构件，要特别注意防锈蚀的问题。关于斜拉索，要尽可能加强防护，延长使用年限，过去使用年限在10年下列，苏通大桥已规定用50年。4、4.14强调对主梁、斜拉索、索塔与基础的设计务必统筹考虑，使相互协调。由于由这几个构件构成的斜拉索，是高次超静定的结构，某一构件的改变，往往影响到其它构件,即所谓牵一发而动全身。某一构件的变动，关于其自身可能是合理的，但关于全桥而言，还要看其对其它构件的影响，有的时候候并不一定合理。5、4.1.5强调要明确结构体系转换的顺序应采取的相应措施。大多数斜拉桥使用悬

14、臂施工工艺，拉索通过张拉、调整索力，以至梁最终合拢成桥，要通过体系转换，务必在设计中确定，以保证合理受力。（二）4.2基本结构体系常用的斜拉桥基本结构体系有四种：1漂浮体系一一塔墩固结，塔处主梁不设竖向支座，其他墩处设不约束纵向移动支座的结构体系。但有的时候为了防止过大的纵向变位，可设置纵向阻尼装置。2支承体系一一塔墩固结、塔上均设梁支座的结构体系。半漂浮体系是支承体系中的一种，即支承体系的各支座均不约束纵向变位的斜拉桥。3塔梁固结体系塔墩分离、塔梁固结的结构体系。4刚架体系塔梁墩均固结的结构体系。漂浮体系与半漂浮在双塔斜拉桥中，用得最广泛,特别适用于有抗震要求的密索斜拉桥,地震时可作纵向摆动，其自振频率与地震频率不一致，不可能发生共振，可确保安全。刚架体系适用于独塔或者双塔高墩与对变形要求较高的斜拉桥。有水平约束的支承体系及塔梁固结体系，用得较少。塔梁固结体系的优点是塔根区段弯矩小与温度内力小，但塔处支座反力大，梁负弯矩大，梁跨中挠度大。前期也有应用，如跨径320m的法国Brotonne桥与跨径200m的上海海港大桥，后者是怕各墩出现不均匀沉降，使用塔梁固结体系，边墩设可调节高程的支座。但后期就较少使