淺談矮塔斜拉橋的優(yōu)缺點(diǎn)

周仕青

摘 要：矮塔斜拉橋在1980年問(wèn)世以來(lái)，廣泛得到國(guó)內(nèi)外的學(xué)者和設(shè)計(jì)者的青睞。本文首先回顧了矮塔斜拉橋的發(fā)展，介紹了其結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)，分析了矮塔斜拉橋的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了矮塔斜拉橋繼續(xù)發(fā)展的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：矮塔斜拉橋；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；優(yōu)缺點(diǎn)；發(fā)展要點(diǎn)

1.矮塔斜拉橋的起源

矮塔斜拉橋的實(shí)際上是源于反拱形梁，狹義上區(qū)別于普通斜拉橋。

在上個(gè)世紀(jì)90年代，為了學(xué)術(shù)界的交流，才被橋梁專家嚴(yán)國(guó)敏稱為部分斜拉橋。就其整體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，矮塔斜拉橋是介于連續(xù)梁橋和斜拉橋之間的一種新型橋梁，如果把斜拉橋歸類于柔性橋梁，把連續(xù)梁橋歸類于剛性橋型，則矮塔斜拉橋是一種剛?cè)峒鎮(zhèn)涞男滦蜆颉?/p>

1980年Christian Menn設(shè)計(jì)的甘特大橋，被普遍認(rèn)為是矮塔斜拉橋的起源，其“斜拉索”由預(yù)應(yīng)力混凝土形成，用于支撐其混凝土箱梁。在此之后，矮塔斜拉橋并沒(méi)有得到廣泛各國(guó)同行的借鑒和認(rèn)可，與之相反，日本專家卻對(duì)矮塔斜拉橋進(jìn)行了深入研究，并認(rèn)為其在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可作進(jìn)一步優(yōu)化提高，在景觀方面也獨(dú)樹(shù)一幟。1994年，小田原剛橋的建成標(biāo)志著現(xiàn)代矮塔斜拉橋的正式誕生，其橋面寬13.0m，跨徑布置為（74+122+74）m，雙塔雙索面，塔、梁、墩固結(jié)，拉鎖通過(guò)塔頂?shù)陌白箦^固在主梁上。之后矮塔斜拉橋便在世界各地遍地開(kāi)花。

2.矮塔斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.1 矮塔斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

據(jù)前面的介紹，矮塔斜拉橋的塔高較矮，塔高可取主跨的1/8～1/12。

拉鎖的布置形式常采用扇形，這樣能有效利用矮塔的高度，拉鎖在梁上的錨固位置通常在各跨的1/3附近。在己建成的矮塔斜拉橋中，索鞍鞍座普遍采用雙套管結(jié)構(gòu)，拉索應(yīng)力變幅一般只有斜拉橋的1/3左右，施工過(guò)程及合攏后，基本不需要進(jìn)行拉索索力調(diào)整。拉鎖傾角一般很小，主要為主梁提供較大軸向力。矮塔斜拉橋的無(wú)索區(qū)域較一般斜拉橋要大的許多。

2.2 矮塔斜拉橋的優(yōu)缺點(diǎn)

矮塔斜拉橋一方面由于結(jié)構(gòu)自身的原因，導(dǎo)致其跨度受到限制，一般極限跨度在400m左右；另一方面，斜拉索的傾角過(guò)小，使得索對(duì)主梁提供的豎向分力較小，這樣就會(huì)增加斜拉索的數(shù)量，于成本不利。這也是矮塔斜拉橋繼續(xù)發(fā)展需要研究的要點(diǎn)。

總的來(lái)說(shuō)，矮塔斜拉橋的利大于弊。對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，矮塔斜拉橋跨徑布置非常靈活，可設(shè)計(jì)成單塔雙跨、雙塔三跨和多塔多跨等不同的結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)跨徑方面 取50～350m等小范圍時(shí)，可克服普通斜拉橋做帶來(lái)的剛度不足和各跨相互影響的弊端。另外，在單孔跨徑和總橋長(zhǎng)設(shè)計(jì)方面都有較大的選擇空間。

對(duì)施工方來(lái)講，矮塔斜拉橋施工相對(duì)簡(jiǎn)便：矮塔斜拉橋的施工方法與連續(xù)梁橋基本相同，可采用懸澆法施工。施工中不必進(jìn)行斜拉索二次索力調(diào)整。并且矮塔斜拉橋橋塔較矮，橋塔施工也沒(méi)有斜拉橋橋塔施工復(fù)雜。

另外，矮塔斜拉橋在外觀方面也極具美觀效果，克服了連續(xù)梁主梁高度過(guò)大帶來(lái)的視覺(jué)壓迫感以及橋梁上、下部結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)的弊端。當(dāng)然在經(jīng)濟(jì)上，矮塔斜拉橋相對(duì)普通斜拉橋更具有優(yōu)勢(shì)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.結(jié)語(yǔ)

很明顯，矮塔斜拉橋?qū)?huì)更多地應(yīng)用到各地橋梁建設(shè)中。因此，在矮塔斜拉橋的繼續(xù)發(fā)展過(guò)程中，需要更多的注意到由于其結(jié)構(gòu)的原因引起的整體剛度不住問(wèn)題，從而揚(yáng)長(zhǎng)避短推動(dòng)其發(fā)展。（作者單位：重慶交通大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳亨錦，王凱，等.淺談部分斜拉橋[J].橋梁建設(shè)，2002（1）

[2] 劉嵐，譯.外加預(yù)應(yīng)力量PC橋的規(guī)劃與設(shè)計(jì)[J].國(guó)外橋梁，1993（4）.