斜拉桥规范楼庄鸿讲稿.doc

公路斜拉桥设计细则的修订楼庄鸿一 、修订的必要性1996年交通部发布公路斜拉桥设计规范（试行）（JTJ 027-96）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，斜拉桥有了很大的发展：（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、地锚式斜拉桥以及多塔斜拉桥。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、方法有了重大进展例如合理成桥状态内力的确定、合理施工状态、弹塑性稳定、拉索振动和施工控制的理论都有了重大的进展。（三）斜拉桥的构造细节更趋合理无论是拉索的锚固和防护，梁、塔的构造，索的类型，不同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400m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和。超过1000m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1018m，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400m以上的地锚式斜拉桥，多塔斜拉桥以及双层行车斜拉桥。 我国跨径400m及以上的斜拉桥 表1 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+480+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郧阳汉江大桥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2×100+300+1088+300+2×1002008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4×63+708+4×63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汊大桥175.4+406+175.42005钢梁香港昂船洲大桥3×70+80+1018+80+3×702008（钢-混）混合梁世界最大钢-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）混合梁舟山桃夭门大桥2×48+50+580+50+2×482003（钢-混）混合梁汕头石大桥2×47+100+518+100+2×471998（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+3×39+45+590+45+3×39+401996（组合-混）混合梁世界最大组合-混混合梁斜拉桥香港汲水门大桥2×80+430+2×801997（组合-混）混合梁双层行车重庆长寿长江大桥460不明四川合江长江大桥420不明我国在斜拉桥上取得的经验，体现在一些著作中，例如王伯惠的斜拉桥结构发展和中国经验，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和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、施工控制；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。原规范的一般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一节一般规定。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和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；充实了斜拉桥各组成部分的构造以及斜拉索在塔、梁上锚固的构造要求。三、 第1章总则突出的有以下几条：（一）“1.0.2本规范适用于新建和改建跨径在800m以下的公路斜拉桥的设计”。由于全世界大于800m的斜拉桥，目前仅有苏通长江公路大桥、香港昂船洲大桥、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以下。（二）“1.0.5结构应按极限状态法设计,部分钢构件可采用容许应力法设计”，确定了以后第6章的基本原则。对于斜拉索、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。 主要说明几点：（一）“2.0.1斜拉桥 将斜拉索两端分别锚固在塔和梁或其他载体上，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“以通过或固定于索塔并锚固于桥面系的斜向拉索作为上部结构主要承重构件的桥梁”有所不同，主要是斜拉索并不一定是主要承重构件，在稀索体系及矮塔斜拉桥中更不是主要承重构件，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，包括辅助墩在内的跨径。五、 第3章材料主要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：不论是采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，有的桥曾采用2.2。鉴于目前大多数桥采用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，斜拉索强度的验算是采用容许应力法。六、 第4章总体设计（一）4.1 一般规定这一节共有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，包括交通量预测、建设规模、技术标准；（2）当地实际情况，包括水力、水文、气象、地质、地形、现状以及环境；（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叙述了对各个主要组成部分主梁、斜拉索、索塔和基础，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、稳定性和耐久性要求。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、最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度、最大氯离子含量和最大碱含量等要求，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。对于斜拉索，要尽可能加强防护，延长使用年限，过去使用年限在10年以下，苏通大桥已规定用50年。4、4.1.4强调对主梁、斜拉索、索塔和基础的设计必须统筹考虑，使相互协调。因为由这几个构件组成的斜拉索，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，对于其自身可能是合理的，但对于全桥而言，还要看其对其它构件的影响，有时候并不一定合理。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。大多数斜拉桥采用悬臂施工工艺，拉索经过张拉、调整索力，以至梁最终合拢成桥，要经过体系转换，必须在设计中确定，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。但有时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。漂浮体系和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，不会发生共振，可确保安全。刚架体系适用于独塔或双塔高墩和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和温度内力小，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桥和跨径200m的上海泖港大桥，后者是怕各墩出现不均匀沉降，采用塔梁固结体系，边墩设可调节高程的支座。但后期就较少采用了。还有一些特殊体系的实例，如设挂梁的T构体系（如主跨235m的委内瑞拉Maracaibo桥），跨中设铰的支承体系（如主跨134m的台湾淡水河桥光复桥）。但目前均极少采用。除四种基本结构体系以外，还有地锚体系、矮塔斜拉桥体系和无背索斜拉桥体系等，在本规范中涉及前两种，将在下面谈到。（三）不同材料主梁斜拉桥的适用范围主跨400m及以下的双塔斜拉桥宜采用混凝土梁。由于混凝土主梁，自重大；目前较多采用悬臂浇筑法施工，施工周期也较长。因此条文上提出主要适用于主跨400m及以下。当然，我国实际情况是，超过400m的双塔混凝土梁斜拉桥已有10座，因此在本规范条文上也规定，对400600m的可作方案比较确定。我国跨径300m及以上的混凝土梁斜拉桥见表2。主跨600m及以上的双塔斜拉桥宜采用钢梁或混合梁斜拉桥。目前我国钢的价格较贵，故规定的跨径较大，实际上有的钢梁或混合梁斜拉桥跨径在600m以下，因此条文上规定，对400600m范围可对混凝土梁、钢混组合梁及钢梁或混合梁斜拉桥进行比较确定。我国主跨300m及以上的钢梁、混合梁及钢混组合梁斜拉桥见表3表5。 我国混凝土梁斜拉桥（L300m） 表2桥 名跨径（m）建成年备注荆州长江公路大桥北汊大桥200+500+2002002世界上最大肋板式梁混凝土梁斜拉桥鄂黄长江公路大桥55+200+480+200+552003奉节长江大桥30.4+202.6+460+174.7+25.32006重庆忠县康家沱长江大桥205+460+2052008宜宾长江大桥184+460+184重庆大佛寺长江大桥198+450+1982002重庆涪陵石板沟长江大桥200+450+200重庆长江二桥53+169+444+169+531996铜陵长江公路大桥80+90+190+432+190+90+801995连续长度1152m郧阳汉江大桥43+414+431993地锚式，每侧地锚长43m武汉长江二桥180+400+1801995 表2 （续）桥 名跨径（m）建成年备注营口辽河公路大桥50+100+370+100+502006巴东长江公路大桥40+130+388+130+402003广东番禺大桥161+380+1611997江苏淮阴五河口大桥152+370+1522005重庆马桑溪长江大桥179+360+1792001禹门口黄河大桥174+352+174两侧布置75+2×125+75m矮塔斜拉桥宜昌夷陵长江大桥3×40+348+348+3×402001三塔，中塔固结，边塔漂浮，悬拼重庆地维大桥141+345+141海口世纪大桥147+340+1472001涪陵乌江二桥100+340+150高低塔广东崖门大桥50+115+338+115+50涪陵长江大桥43+97+330+97+431997广东淇澳大桥40.5+136+320+136+40.52000江西鄱阳湖口大桥65+123+318+1302000高低塔云阳长江大桥132+318+136.4+50.6高低塔岳阳洞庭湖大桥130+310+310+1302000三塔山东利津黄河大桥40+120+310+120+402001荆州长江公路大桥南汊大桥160+300+972002高低塔山东滨州黄河大桥2×42+300+300+2×422003三塔，中塔固结，边塔半漂浮 我国钢梁斜拉桥（L280m） 表3桥 名跨径（m）建成年备注苏通长江公路大桥2×100+300+1088+300+2×1002008世界最大钢梁斜拉桥上海长江大桥107+243+730+243+1072010上海闵浦大桥4×63+708+4×63双层行车南京长江三桥63+257+648+257+632005钢塔南京长江二桥58.5+246.5+628+246.5+58.52001舟山金塘大桥620安庆长江公路大桥50+215+510+215+502005武汉天兴洲长江大桥98+196+504+196+982008双层行车武汉军山长江公路大桥48+204+460+204+482002表3 （续）桥 名跨径（m）建成年备注杭州湾大桥北航道桥70+160+448+160+702007全长36km润扬长江公路大桥北汊大桥175.4+406+175.42005济南黄河三桥2×60+160+386独塔珠江黄埔二桥北汊大桥383+197+2×62.52007独塔杭州湾大桥南航道桥100+160+3182007独塔芜湖长江大桥180+312+1802000公铁两用，矮塔斜拉桥东营黄河大桥60.5+136.5+288+136.5+60.51987 我国混合梁斜拉桥（L300m） 表4桥 名跨径（m）建成年类型备注香港昂船洲大桥3×70+80+1018+80+3×702008（钢-混）混合梁世界最大钢-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）混合梁舟山桃夭门大桥2×48+50+580+50+2×482003（钢-混）混合梁汕头石大桥2×47+100+518+100+2×471988（钢-混）混合梁广东湛江海湾大桥60+120+480+120+60（钢-混）混合梁台湾高屏溪大桥180+3302000（钢-混）混合梁独塔天津塘沽海河大桥310+88+2×512002（钢-混）混合梁独塔上海徐浦大桥40+3×39+45+590+45+3×39+401996（组合-混）混合梁世界最大组合-混混合梁斜拉桥香港汲水门大桥2×80+430+2×801997（组合-混）混合梁双层行车广州鹤洞大桥28.2+2×36+43.8+360+43.8+2×36+28.21997（组合-混）混合梁 我国钢-混组合斜拉桥（L300m） 表5桥 名跨径（m）建成年备注福州青洲闽江大桥205+605+2052001世界最大组合梁斜拉桥上海杨浦大桥40+99+144+602+144+99+401993香港汀九大桥127+448+475+1271997三塔四跨江津观音岩长江大桥193+436+193上海南浦大桥170+423+1701991东海大桥主航道桥73+132+420+132+732005江苏灌河大桥32.9+115.4+340+115.4+32.92006哈尔滨松花江大桥44+136+336+136+442005颗珠山大桥50+139+332+139+502005（四）一些基本参数规范条文中列出一些基本系数：1. 双塔斜拉桥的边主跨比0.330.50，其中钢梁0.300.40；钢-混组合梁0.400.50；混合梁0.300.45，混凝土梁0.400.45。2. 双塔斜拉桥塔高跨比桥面以上塔高与主跨径比1/41/6。3. 双塔斜拉桥梁高跨比混凝土梁1/1001/220；钢-混组合梁1/1251/200，钢梁1/1801/330。高跨比随跨径的增大而减小；单索面时梁高趋于大值。4. 梁上索距混凝土梁610m；钢梁及钢-混组合梁816m。这些参数，均根据国内外实桥统计数据而得，并含有推荐值意义在内。条文说明中列出大量实桥统计数据，这里从略。（五）其他结构体系1. 多塔斜拉桥严格意义上，多塔斜拉桥并不是一种结构体系，为了方便，就在这里叙述。多塔斜拉桥现在世界上的数还不多，主跨200m以上的见表6。最大的是希腊Rion-Antirion桥，主跨560m。多塔斜拉桥的主要问题是体系刚度减小。在双塔斜拉桥主跨加载时，主塔有向主跨倾斜的趋势，此时边跨墩台处的背索索力加大，约束塔顶的变位，从而保证结构整体刚度。但在多塔斜拉桥时，这种约束就不存在了，塔顶变位加大，刚度减小，挠度增大，内力也增大，趋于不利。规范条文中只列出两条：一是采用漂浮和半漂浮体系。二是提高整体刚度的措施，例如增大中间塔的刚度，中索塔顶至邻近塔根用拉索相连，增大主梁刚度，减小边孔端部索距，增大边孔拉索面积，设辅助墩等。各桥具体情况请见文献1。 多塔斜拉桥 表6桥 名国家跨径（m）类型Rion Antirion桥希腊286+3×560+286钢混组合梁汀九大桥中国香港127+448+475+127钢混组合梁宜昌夷陵大桥中国38+38.5+43.5+2×348+43.5+38.5+38混凝土梁Millau桥法国204+6×342+204钢梁Mezcala桥墨西哥57+79.86+311.44+299.46+83.84+67.87钢混组合梁岳阳洞庭湖大桥中国130+2×310+130混凝土梁山东滨州黄河大桥中国2×42+2×300+2×42混凝土梁木曾川桥日本160+3×275+160混凝土梁，主跨中部用钢梁，矮塔揖斐川桥日本154+4×271.5+154混凝土梁，主跨中部用钢梁，矮塔Maracaibo桥委内瑞拉160+5×235+95混凝土梁Polcevera桥意大利142.5+206+202.5+68.5混凝土梁2. 地锚式斜拉桥斜拉桥一般是自锚式体系，拉索锚在梁上，但也有斜拉桥受地形限制，拉索锚在地锚上。目前世界上的地锚式斜拉桥不多，最著名有两座：西班牙Luna桥，跨径67+440+67m，边跨另设35m长地锚。另一座是我国郧阳汉江大桥，跨径43+414+43m，边跨另设43m长地锚。规范中列出两条：一是地锚，用重力式锚或抗拔桩锚。地锚是保证地锚式斜拉桥成败的关键构件，必须有足够的安全系数，重力式锚的抗滑、抗倾覆安全系数应不小于2.0；抗拔桩安全系数不小于1.5。二是必须为温度升降提供梁的纵向移动装置。早期修建的Luna桥在主跨中部设剪力铰；我国郧阳大桥则在主跨中部设有能同时传递剪力和弯矩、但不约束纵向变位的装置，比起前一座桥又进了一步。3. 矮塔斜拉桥1980年瑞士建成了主跨174m的Ganter桥，是一座板拉桥，塔矮，斜拉索外有混凝土板，形成刚性索，梁采用较刚的箱形截面，这已是矮塔斜拉桥的雏形，为矮塔斜拉桥的出现奠定了基础。1988年法国Mathivat正式提出了矮塔斜拉桥的概念。日本已修建了三十多座。与常规斜拉桥相比，其特点是：塔较矮、梁较刚、拉索的贡献较小，拉索的应力幅较小，梁的无索区较长，边主跨比较大，拉索往往采用通过式而不是锚固在塔上 。我国于2001年才建成第一座矮塔斜拉桥福建漳州战备桥，但发展还是比较快，已建和在建的矮塔斜拉桥已有十多座，见表7。（1） 矮塔斜拉桥是不是斜拉桥因为一开始，直译名称是超剂量预应力混凝土桥梁，把斜拉索看成体外索。经过讨论，明确矮塔斜拉桥是斜拉桥的一种结构体系，应纳入本规范，其英文名称定为Extradosed Cable-stayed Bridge。（2） 矮塔斜拉桥的定义矮塔斜拉桥的特征已如上述。如何划分矮塔斜拉桥和常规斜拉桥的界限？ 我国矮塔斜拉桥 表7桥 名跨 径（m）类 型备 注芜湖长江大桥180+312+180钢桁架公铁两用江珠高速荷麻溪大桥230混凝土梁山东惠青黄河公路大桥133+220+133混凝土梁澳门澳凼三桥110+180+110混凝土梁太原西过境线汾河大桥90+150+90混凝土梁台湾斗山2号高架桥85+4×140+85混凝土梁5塔。两座桥紧靠兰州小西湖黄河大桥82+136+82混凝土梁离石高架桥85+135+85混凝土梁漳州战备大桥80.8+132+80.8混凝土梁禹门口黄河大桥75+2×125+75混凝土梁3塔，两座，分列斜拉桥主桥两侧常州运河桥70.2+120+70.2混凝土梁北京潮白河大桥72+2×120+72混凝土梁3塔昆山吴松江大桥101+101混凝土梁独塔厦门同安银湖大桥80+80混凝土梁独塔日本学者提出拉索分担的竖直荷载小于全部竖直荷载30%时为矮塔斜拉桥。对此定义，我国同济大学陈从容，肖汝诚教授认为不妥，认为可以用应力变幅来定义，当拉索最大应力幅在80MPa以下时，为矮塔斜拉桥。（3） 本规范反映的内容矮塔斜拉桥除了上述特征的以外还有一类柔梁矮塔斜拉桥，以1998年建成的瑞士Sunniberg桥为代表，该桥位于R=500m的平曲线上，跨径布置为59+128+140+134+65m，肋板式梁，肋高0.8m，高跨比仅1/175。非常轻型美观。但由于这类桥还很少，故本规范以较刚梁的矮塔斜拉桥为主。矮塔斜拉桥的梁主要是混凝土梁。目前已出现了其他材料的梁，例如我国芜湖长江大桥，为公铁两用斜拉桥，因受机场和火车站的净高和高程的限制，不得不作成钢桁架的矮塔斜拉桥。日本已修建两座混合梁矮塔斜拉桥，以混凝土梁为主，主跨中部则用钢梁，为无索区；木曾川桥，跨径160+3×275+160m，4塔，主跨中部 110m为钢梁；揖斐川桥154+4×271.5+154m，5塔，主跨中部100m为钢梁。日本还修建了两座组合梁矮塔斜拉桥，主梁腹板用波形钢腹板，顶底板用混凝土：栗东桥，跨径上、下行桥分别为137.6+170+115+67m和152.6+160+75+90+72.6m；日见桥，跨径为92.5+180+92.5m。这些桥的修建，丰富了矮塔斜拉桥的形式和内容。但由于样本很少，有些在我国还未修建，因此不包括在本规范内。本规范反映的是梁较刚的混凝土矮塔斜拉桥的内容。（4） 矮塔斜拉桥的适用范围从目前认识，最大跨径不宜超过300m。目前在建的最大跨径，是江珠高速荷麻溪大桥，主跨230m；山东惠青黄河公路大桥，主跨220m。由于矮塔斜拉桥应力幅度小，容许应力可采用0.6，拉索用量小，是混凝土梁桥的有力竞争桥型，特别是主跨200m以上时，可较易地避免梁式桥出现的下挠开裂等缺陷，更是可优先选用桥型之一。（5） 矮塔斜拉桥的结构体系以塔、梁、墩固结以及塔梁固结设支座两种体系为主。（6） 矮塔斜拉桥的一些参数桥面上塔高与跨径之比，1/81/12。梁高与主跨之比，1/351/45，跨径较大时，靠近塔处梁高可增大，形成变截面。边主跨跨径比，0.500.76。主梁无索区：索塔附近0.150.2，跨中及边跨0.20.35（7） 索鞍斜拉索通过索鞍，可用双套管索鞍或分丝管索鞍。（六）容许变形1. 梁在车道荷载下的最大挠度仍维持原设计规范的规定：混凝土梁斜拉桥主跨不大于l/500。钢梁斜拉桥不大于l/400。但这次修订时已有改变，不再是正负挠度之和，而是活载单向最大挠度。2. 混凝土行车道板在车辆下的最大竖向挠度不大于，这是按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范（JTG D62-2004）采用。七、第5章 作用（一）本章的各类作用及组合基本引自公路桥涵通用设计规范（JTG D60-2004）及公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004）。斜拉索与混凝土主梁、塔的温差可采用±（1015 ），塔身左右温差可采用±5，按原规范采用。斜拉索与钢主梁的温差可采用±10，是根据一些桥设计时采用的数据，在这次修订时增加的。（二）作用效应组合按通用规范规定，在条文说明中列出了很多实桥采用的作用效应组合，供参考。八、第6章 计算（一）6.1一般规定1. 6.1.1 这一条概括了所有的计算内容，包括静力、动力、稳定、抗风、抗震等。2.6.1.2 结构计算图式、几何特性、边界条件应反映实际结构状况和受力特性。斜拉桥是通过施工各阶段，逐步形成，因此计算时必须根据施工各阶段，确定其图式及边界条件，才能取得较满意、与实际相符的结果。3.6.1.3 条阐明了平面计算图式及空间计算图式的适用范围的问题，这是根据设计工作的实践，对原有规范作了补充。平面计算图式主要用于斜拉桥结构方案、施工过程计算和成桥结构荷载效应的计算，包括结构形成、体系转换，力包括索的张拉力和索力调整，以及永久、可变及偶然作用。平面计算图式是可行的，结果是可靠的。即使是空间索的斜拉桥，也仍然可用平面计算图式。空间计算图式主要用于动力分析、稳定分析与抗震计算，因为都存在面内、面外和扭转耦合的问题，有时由于跨径大、桥面宽、梁柔性较大，也需要计算空间静力问题时，需用空间计算图式。局部应力的计算，应采用空间计算图式，但强调必须取足够的计算区域，以确保计算分析结果能反映实际结构的荷载效应。（二）6.2静力计算1. 6.2.1 结构计算这一条规定了哪些因素必须在结构计算中考虑：（1） 用平面计算图式时要计算横向分布对结构的影响；要考虑空间索索力，由平面杆系算出的索力还原为空间索索力。（2） 箱形截面的主梁，应考虑约束扭转的影响，计算扭转、翘曲、畸变的影响。（3） 计入几何非线性影响： 对于钢梁斜拉桥和组合梁斜拉桥，因跨径大，梁的刚度相对较小，一般要计入结构几何非线性的影响。对于混凝土梁斜拉桥，跨径小于200m时，一般可以不计几何非线性的影响，当采用极柔的梁，如板时，则要酌情考虑；跨径大于200m及采用轻型截面（如高度很小的肋板式桥面）时，则要考虑几何非线性的影响，在条文说明中，列出天津永和大桥，武汉长江大桥及挪威Helgeland桥几何非线性的影响，其中Helgeland桥，因梁高仅1.2m，为主跨的1/354，计入几何非线性影响，主梁弯矩增大约50%。至于材料非线性影响，主要是指混凝土材料的、并非直线，一般在设计新桥时不必考虑。（4） 组合梁斜拉桥中，主梁由钢梁和混凝土板组合而成，由于混凝土收缩、徐变的影响，在承受活载、温度作用以及预应力时，内力会引起重分布，必须计入。（5） 计入基础变位的影响 这是必要的，根据当地地基的特点，确定基础的沉陷差，计算引起结构的内力，与此同时，也要避免假定发生过大的沉陷差，形成材料浪费。（6） 确保一根斜拉索脱落或断索后，主梁应力的增加，不超过相应设计应力的10%。这一条意图是，除了断索后索力应符合容许应力外，还对主梁应力作了规定，以确保安全，并避免梁应力的过大波动。（7） 指定了一些部位，要进行局部分析，例如锚下区，组合梁剪力键部位、钢混结合部以及塔梁墩固结部位。2. 6.2.2 确定合理成桥状态（1）合理成桥状态，是近年来出现的概念，是指成桥时，梁、塔的线形符合设计，索力相对均匀，梁塔受力合理，这是设计中首先应当确定的。（2）合理成桥状态的确定，已有很多实用方法，例如刚性支承连续梁法、最小弯曲能量原理，影响弯矩法、考虑活载效应的分步计算法、内力平衡法，最小弯矩法、零支反力法和用索量最小法等。其中前两种不能考虑活载效应，须与其它方法结合采用。（3）合理成桥状态还须与合理施工状态相结合，通过合理施工状态来实现和逼近。（4）确定合理成桥状态时，除恒载外，还应计入汽车荷载效应；混凝土梁斜拉桥和组合梁斜拉桥，还须计入收缩徐变影响及预应力效应。3. 6.2.3 斜拉索的拉力和调整力以合理成桥状态为基础，结合合理施工状态，来确定施工阶段斜拉索的初张力，使合理成桥状态和合理施工状态耦合。确定方法有正装法、倒拆法、正装-倒拆迭代法、无应力状态控制法等，一般要经过多次试算，才得满意结果。初拉力指安装时的拉力，可以一次施加，也可分次施加到位，例如有的桥在挂篮安装后、浇筑混凝土一半 、以及浇筑完成各张拉一次，这是初张力分三次实施，最终张拉的力即是初张力。为了有效控制线形、控制梁、塔合理受力以及索力符合合理成桥状态要求，有时需对索力进行调整。索力的调索尽可能控制在一次解决，避免过多的调整，以缩短工期，减轻工艺的复杂程度。4. 6.2.4 斜拉索换算弹性模量规范用Ernst公式由式可见，换算弹性模量与拉索应力有关，应力越小，E就越小。因此索的应力不能过低，以免此项非线性影响过大。在某特定阶段，索力发生变化，由原来的变为，Ernst给出了修正公式：式中： 平均应力 原来应力与后来应力的比值 此外，条文说明中也列出ASCE暂行规定中的拉索弹性模量换算公式，因在我国很少采用，就不再叙述。5. 6.2.5 计算方法索塔一般可用小变形理论，在塔纵向变位较大时，才须计入其二次力。风荷载横向荷载对索塔的作用力，可将索塔作为平面框架来进行分析。6. 6.2.6 局部计算钢箱梁、组合梁锚固部位，除计算应力外，还应进行局部稳定和疲劳分析。条文中还指出，必要时应对钢主梁的索梁锚固结构进行模型试验。7. 6.2.7 构件强度验算梁的强度验算以及混凝土梁的配筋计算，应考虑剪力滞的不利影响，一般应按有效宽度计算。如果不同荷载类型引起不同的剪力滞，即正剪力滞及负剪力滞，则要考虑其抵消的因素。8. 6.2.9 稳定分析（1）提出了两类稳定的安全系数在第一类稳定即弹性屈曲稳定中，=弹性屈曲荷载，稳定安全系数不小于4。在第二类稳定即计入材料非线性影响的弹塑性强度稳定中，=极限强度，稳定安全系数：混凝土主梁不小于2.5，钢主梁不小于1.75。条文说明中列