超千米特大跨斜拉桥的技术优势及对若干设计关键的思考共88页文档文档格式.docx
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同济大学土木工程学院桥隧工程研究所
上海市城建集团院士工作研究室
2019年11月25日•南昌市
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悬索桥/吊桥，是大跨径桥梁（l1000m）传统的古老桥型；
而斜拉桥则始建于上世纪50年代中期，但发展迅速，短短60年的时间里，其跨径已从180多米发展到今天的近1100m（苏通斜拉大桥主跨1088m，而正在施工中的公铁合建沪通大桥，l=1092m）。
跨径上几可与悬索桥平起平坐，相互竞争。
由于该桥是当今全球最富时代亮点和特色的特大跨斜拉桥，此处将作为示范案例作讲授说明；
文后更兼及本人对斜拉桥发展的一点粗浅认识，请在座专家指正。
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演讲纲目
一.我国大跨度桥梁建设的今天和未来二.超千米特大跨铁公路合建沪通斜拉桥设计中的若干
问题简述三.沪通斜拉桥需慎酌考虑过的若干主要问题
四.关于兴建超千米公铁两用斜拉桥的技术特点和难点五.关于斜拉桥主梁体系及其结构型式研究
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六.关于特大跨斜拉桥有否“极限跨度”问题的议论七.可以有效增强特大跨斜拉桥刚度，并对大变形过
度时施作控制策略的可能途径
八.几个基本论点九.大桥运营管理、政策与展望
十.对某拟建城市公路大桥桥型方案的浅见
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一.我国大跨度桥梁建设的今天和未来我国大桥的世界之最：
世界最大跨度的钢拱桥（中承式）——上海卢浦大桥，获国际桥协IABSE杰出结构国际大奖；
曾为当时世界第一跨度斜拉桥（1088m）——苏通大桥，获杰出桥梁国际大奖；
世界第二、中国第一——舟山西堠门悬索大桥（1650m）；
当年世界第一长度跨海大桥（34km）——杭州湾跨海大桥；
世界第一跨度钢筋混凝土拱桥——万县长江大桥（进入三峡
第一桥）；
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我国位列世界前10位的悬索大桥，还有香港青马大桥；
江阴长江大桥；
润扬长江大桥；
南京长江四桥；
泰州千米级双跨连续长江大桥，等等。
（其它，如：
宜昌、阳逻、武汉、芜湖、九江、南京、马鞍山等新建长江大桥，不一而足，其中大多数为公路大桥）
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跨长位列世界前10位采用预应力砼箱梁的斜拉大桥中，其中的6座在中国：
南京长江二桥；
白沙洲长江大桥；
荆沙长江大桥；
颚黄长江大桥；
大佛寺长江大桥；
李家沱长江大桥。
我国的母亲河——万里长江，为我国桥梁建设者施展抱负和才华，提供了大好平台。
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江海、深谷，天堑跨越。
它缩短了时间与空间的
距离，美化了我中华锦绣大地秀美山川，对我国辽阔疆域间的沟通和经济建设的腾飞，这些大桥的建成起到了极其重要的推动作用。
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带纵向加劲梁的斜拉大桥10
苏通大桥主航道双塔扇形索面斜拉桥（1088m）
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杭州湾大桥
全长34km，主、副航道分别为钻石型和A型双主塔斜拉桥
12
重庆朝天门长江大桥
全长1741m，主跨932m，双层，宽36.5m，国内最大跨径的钢桁桥13
斜拉大桥悬臂施工，正安装斜缆并吊装主梁14
纽约韦拉札诺海峡大桥，跨距1290m，1964年完工之初为全世界最长悬索桥
15
世界最长公铁两用多跨连续带加劲梁悬索大桥16
千米级双跨连续三塔泰州公路长江大桥
17
泰州公路长江悬索大桥方案比选
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三塔双跨悬索桥，属世界之最（泰州公路跨江大桥）
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多塔斜拉桥（日本濑户大桥）20
大跨悬索桥的纵向加劲梁21
跨海大桥，国内已建和待建的，除杭州湾大桥外，还有：
珠江口外伶仃洋港珠澳大桥（36km）——桥隧结合，人工岛过渡，号称“世界七大奇观之一”；
渤海湾跨海工程（初拟选为隧道过海）；
琼州海峡桥隧工程（方案阶段）；
台海大桥/隧道工程（有待争取立项），等等。
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再说几座国内已建的、最长的跨海大桥：
上海东海大桥（2019，32.5km）；
0杭州湾大桥（2019,34km）；
0舟山五连岛工程（2009）；
0青岛市胶州湾海湾大桥（2019,41.58km）；
0厦漳跨海大桥（2019,9.335km），等10余座；
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按：
质量、安全、适用、经济、耐久、美观，先后排序—国际桥协
随着桥跨的日益增大，设计施工要求上突出的特点与其发展趋势：
0桥跨结构的柔性化，使进一步减轻桥身自重（详后述，及所带来的问题）；
0施工架设的安全、便捷、且又更具特色（四渡河大桥、矮寨大桥）；
0柔度过大以后，高速行车中的平稳性和舒适性问题；
0桥梁抗风、抗震的安全性。
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0新材料、新工艺、新型架桥机械和各种新型技术手段的开发与应用；
0计算机辅助设计、专用设计软件程序研制；
（有效的快速优化和虚拟仿真模拟与分析）
0部件工厂化生产的智能化制造工艺系统；
0桥梁施工，利用GPS和遥测、遥感技术做定位测量与控制。
0桥梁美学（城市桥为最），等等。
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桥跨结构的日益轻型化，主要体现在：
0悬索、斜拉大桥采用钢箱主梁；
0密索体系斜拉桥采用钢桁式主梁（沪通大桥），梁的“高跨比”大大降低，桥型更显轻盈，且透风性能好，使之能适应跨越大跨的钢斜拉桥至1200m；
而悬索桥今后有望突破3000m（日本明石大桥l=1990m，属世界之
最）。
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21世纪人类用桥梁征服自然的目标：
以跨海工程言，从全球看：
宽度在100km以内的海峡共20
多处；
而孤立于大陆之外、具有开发使用价值的近海岛屿可谓无数，一个个处女地足够桥梁人去自由驰骋、建功立业。
山岭地区，遇山凿洞、遇谷架桥、崇山峻岭、黄土高坡、岩溶暗河，再困难也难不倒为“造福当代、功在千秋”，勤劳智慧的桥隧人。
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二.超千米特大跨铁公路合建沪通斜拉桥设计中的若干问题简述。
所介绍内容的要点是：
0
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序号
桥名
国家
跨径（m）
材料
1
岩墨岛桥
日本
420
钢
柜石岛桥
3
P-E桥
阿根廷
330
巴拿马运河D桥和G桥
芜湖长江大桥
中国
312
钢桁架
赛弗林桥
德国
302
库尔特舒马赫桥
287
上卡赛尔河桥
257.8
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上层：
双向6车道公路下层：
上下行三股铁道
三.沪通斜拉桥曾慎酌考虑过的若干主要问题1.关于大桥采用斜拉桥或悬索桥桥型的比较
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0
0
33
超大跨斜拉桥（≥1400m）的新进展
——部分双地锚、交叉索（bi-anchorcrossstayedcable）
斜拉桥
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制约斜拉桥向更大跨度发展的主要因素：
0
0
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上述新体系斜拉桥（较常规的）的技术优势：
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（3）以l～1,200m为例，斜拉桥较之悬索桥的优
势，体现在：
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0双锚索体系
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0多塔斜拉桥
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跨径布置（m）
塔
数
香港汀九大桥
127+448+475+127
岳阳洞庭湖大桥
129.8+310+129.8
宜昌夷陵长江大桥
-
台湾淡水河桥
67+2*134+67
梅兹卡拉桥
墨西
77+312+300+84+68+39
哥
新卡奎内斯海湾桥
美国
160+2*358+160
巴特斯桥
希腊
305+3*560+305
马拉开波桥
瑞典
160+5*235+160
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2.斜拉桥与悬索桥优缺点的进一步比选现代斜拉桥
具有更多的优点
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但悬索桥与斜拉桥相比，也有其不少优点
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四.关于兴建超千米公铁两用斜拉桥的技术特点和难点
关注动力计算（活载、风载、抗地震）中：
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似此，大桥竖向、横向变形刚度及其抗风稳定
性，已是问题的要害
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2.桥梁竖向和横向的变形刚度以及大桥的抗风稳定性
必须施作大变形控制
3.铁路列车桥上高速行进时出现的平稳性和安全性问题，可能引起需关注的其它方面困难：
6.在列车长期往复循环运行下，注意因缆索钢材应力逾疲劳下限而产生不可恢复的疲劳效应。
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五.关于斜拉桥主梁体系及其结构型式研究
钢桥面板
钢箱梁
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（1）对主梁结构体系的上述方案之
（1）的认识：
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