浅谈矮塔斜拉桥的发展

杨玉浩

（重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074）

浅谈矮塔斜拉桥的发展

杨玉浩

（重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074）

上世纪90年代中期出现了一种新型桥梁——矮塔斜拉桥，在国内外得到了迅速的发展应用。本文首先介绍了矮塔斜拉桥的发展历程，然后初步分析了它的一些特点以及发展前景，对这种桥型发展有一定的推广作用。

矮塔斜拉桥；发展；结构特点

1 引言

随着桥梁技术的发展, 桥梁应用的趋势是十分明显的, 即传统桥梁的组合化和轻型化，而斜拉桥就是一种新型的组合体系桥梁，在大跨径桥梁施工中得到了广泛的应用。随着斜拉桥技术的不断成熟，近些年来，在这斜拉桥和预应力混凝土连续梁桥之间出现了矮塔斜拉桥这种新的结构形式，也称为部分斜拉桥。矮塔斜拉桥结合了连续桥梁和斜拉桥的特点，可以在很大程度上发挥结构的优点，在100～300m的跨径范围内有很强的实用性，使其成为中型跨径的主流桥型之一。

目前在国内，桥梁的设计和施工在连续梁和单一斜拉式桥梁的方面都已经非常深入，对其技术的掌握已经非常熟练，建造和设计都把握性很大，但矮塔斜拉式桥梁出现的比较晚，已建成的实例也很少，因此多数的专业人员对它的结构特性了解并不多，经验和相关的资料也比较匮乏。在实际设计和施工的过程中还存在着很多有待解决的实际问题，很多特性也有待进一步研究。

2 矮塔斜拉桥的起源与发展概况

2.1 矮塔斜拉桥的起源

矮塔斜拉桥结构形式最早是由法国工程师Jacgues Mathivat 在1988年提出，称为“超剂量预应力混凝土桥梁”（ Extra-dosed PC bridge）。与此同时, 1990 年德国的Antonie Naaman 提出了一种组合体外预应力索桥, 体外索的一部分伸出主梁之上, 锚固在墩顶处主梁的刚柱上[3]。这一种体系与法国Jacgues Mathivat 的方案十分类似。1995年，我国桥梁专家严国敏首次将这种桥型结构称为“部分斜拉桥”[1]。而国内有其他学者认为“部分斜拉桥”这一称呼不够明确，没有道出桥型结构的外在形状与内在结构特征，认为“矮塔斜拉桥”比较贴切[2]。实际对于这种桥型的称呼在世界各地并不统一，在美国它被叫做“extra-dosed PC bridge”；而在我国台湾地区，还有叫做“拱背桥”的。总之，对于它的称谓并没有得到一致的意见。但由于 “矮塔斜拉桥”这一个称谓更能直观反映它的结构特点，所以在国内更倾向于这个名称。

2.2 矮塔斜拉桥在国内外的发展

在国外，1994年日本建成了第一座真正意义上的矮塔斜拉桥——小田原港桥，随后的不到十年中得到了很快的发展，先后建成了屋代南、北铁路桥、冢原桥、蟹沢 大桥、唐户新桥等多座桥梁，桥梁的宽度也从最初的122m发展到了275m，主梁从预应力混凝土梁发展到波形钢腹板箱梁，以及预应力混凝土与钢梁的混合梁结构，极大地丰富了桥梁结构类型。除日本之外，瑞士于1998 年建成的Sunniberg桥是柔性梁部分斜拉桥。该桥位于半径为500 m 的曲线上，主跨140 m，主梁为肋板式梁，跨中板高0.32 m，塔根部板高0.40 m，2 个边肋为0.80 m。Sunniberg 桥梁高跨比只有1/175，该桥与当地自然风景融为一体，具有非常好的景观效果。此外，在克罗地亚、巴西、印度、韩国、加拿大等国均有矮塔斜拉桥建成。

在我国，这种桥型的起步稍晚，第一座矮塔斜拉桥是于1997年开工建设，2000年建成通车的芜湖长江大桥，该桥为公铁两用桥，主跨为312m，是世界上跨度最大的矮塔斜拉桥，也是首次采用了钢桁梁做为主梁。此外，在2001年建成的福建漳州战备大桥是国内第一座公路矮塔斜拉桥。随后，矮塔斜拉桥在我国得到快速的发展，接下来的十几年里建成了一系列的高水平的矮塔斜拉桥，比如，小西湖黄河大桥、潮白河大桥、重庆嘉悦大桥、洛三高速许沟特大桥等，在这方面我们取得了举世瞩目的成就，使我国的矮塔斜拉桥建设水平处于世界先列。

3 矮塔斜拉桥的特点

从机构体系上来说，矮塔斜拉桥是组合体系桥梁，是界于梁式桥和斜拉桥之间的一种桥型。从受力上来讲，矮塔斜拉桥以主梁受弯、受压、受剪和索受拉共同承受竖向荷载，斜拉索从受力特征上更像主梁的体外索，对主梁起加劲作用，承担部分荷载。从外形上分析，加劲梁由于拉索的作用，其高度比一般梁桥要低，又比普通斜拉桥的要高，边孔与主孔的跨度比值在0. 5 ～ 0.6 左右，与连续梁较为接近，另外其塔高要比常规斜拉桥低，适合于塔高受限的地方，如机场附近。从建筑美观上讲，矮塔斜拉桥主梁高度是连续梁桥的1/ 2左右, 具有纤细、柔美的美学效果, 解决了由于连续梁桥主梁高度过大所带来的紧迫感和桥梁上、下结构不协调的弊端，另外，桥塔和拉索的设置使其具有斜拉桥宏伟、壮观的感觉。最后，在经济方面矮塔斜拉桥的造价远低于一般斜拉桥，相同条件下有明显的经济优势。

4 结语

矮塔斜拉桥的出现相对来说稍晚，但是由于其刚柔并济的独特结构特性，以及兼有经济美观和施工方便的特点，使其在中型跨径桥梁中很有竞争力。近些年，在国内外已经建成了很多的此类型桥梁，矮塔斜拉桥也得到了广泛的认可，但是在对矮塔斜拉桥的设计、施工、监控等方面仍然欠缺经验，这种桥梁结构的很多特性还待于进一步研究。随着新技术新材料的不断出现，以及建设经验不断的积累，在今后我国的桥梁建设中一定会出现更多更好的矮塔斜拉桥，为我国快速发展的交通事业锦上添花。

[1]严国敏．试谈“部分斜拉桥”——日本屋代南桥、屋代北桥、小田原港桥［J］.国外桥梁，1996（1）：47-50.

[2]陈从春，周海智，肖汝诚.矮塔斜拉桥研究的新进展［J］.世界桥梁，2006（1）：70-73.

[3]王伯惠. 斜拉桥结构发展和中国经验[ M] . 北京: 人民交通出版社, 2003.

[4]岚，严国敏.3 跨连续部分斜拉PC 箱梁桥——蟹泽大桥［J］.国外桥梁，1996（2）：18-20.

[5]陈从春，肖汝诚.矮塔斜拉桥几个问题的探讨及发展展望［C］. 中国公路学会桥梁和结构工程分会2005 年全国桥梁学术会议论文集，2005，287-292.

[6]马修·韦尔斯.世界著名桥梁设计.张慧，黎楠译.［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

[7]王俊义.国内第一座部分斜拉桥——漳州战备大桥设计[J].华东公路，2003(1).

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