中國科學院系統科學研究所

[拼音]：xiezhangqiao

[英文]：cable-stayed bridge

也稱斜拉橋。用錨在塔上的多根斜向鋼纜索吊住主樑的橋。斜張橋是第二次世界大戰以後新發展起來的重要橋型之一，因主樑為纜索多點懸吊，內力小，建築高度低，施工方便，跨越能力大，現跨度已建到465米（加拿大安納西斯島橋，計劃1986年竣工）。可用於公路橋、鐵路橋、城市橋、人行橋以及管道橋等。

構造

斜張橋的主要組成部分有纜索、塔柱、橋墩、橋臺、主樑和輔助墩等（圖1a）。

纜索

用以懸吊主樑，將其上荷載傳遞給塔柱與橋墩(合稱塔墩)。索形佈置主要有三種：

（1）輻射形（圖1a）。聯邦德國、法國稱為扇形。斜索吊點集中在塔頂，這種秉a href='http://www.baiven.com/baike/224/276564.html' target='_blank' >賈米釷「炙鰨視糜謨美濾饜踔髁河謁系男√逑怠Ⅻ/p>

（2）豎琴形（圖1b）。斜索皆平行佈置宛如豎琴，故名。用鋼量多，但較美觀。

（3）折中形（圖1c）。英國、美國稱為扇形。系輻射形與豎琴形的折中形式，用鋼量居中。

塔柱

為橋墩以上支承纜索的結構，可用鋼筋混凝土或鋼材建成。塔柱與橋墩的連線方式有三種：

（1）塔柱與橋墩固結。簡稱塔墩固結（圖2a、b、c）。這種結構整體穩定性好，主樑支點反力小，施工方便，但墩底受彎矩很大。

（2）塔柱與橋墩分開。塔柱與主樑固結，而與橋墩分開，簡稱塔樑固結（圖2e），可克服墩底彎矩過大的缺點，但主樑中間支點反力很大，要求特大噸位的橋樑支座，引起構造上的困難。

（3）塔柱與橋墩鉸接。簡稱塔墩鉸接。也能減小墩底彎矩，但構造與施工均麻煩，整體穩定性也差，甚少採用。

順橋軸方向塔柱的立面形式，常用的為柱形或A字形。而橫橋方向的形式甚多，有雙柱形、門形、倒V形、菱形與獨柱形等（圖2）。

塔柱形式與索麵佈置有關。例如雙柱形、門形用於設定在主樑兩側的雙平行索麵;倒V形、菱形用於雙傾斜索麵；獨柱形則用於沿橋中線設定的單索麵。

雙柱形與門形塔柱施工方便；倒V形施工麻煩，基礎面積大，但對抗風穩定性好；菱形可減小基礎面積；獨柱形外形輕巧，但主樑必須選用抗扭剛度大的箱形截面。

主樑

直接支承橋面並錨固斜纜索。其結構形式主要有：

（1）連續樑（圖3a）。整體性好，抗風、抗震能力強，剛度大，行車舒適。在預應力混凝土樑中要受徐變與收縮產生附加力的影響，但可用半懸浮體系予以大大減小。

（2）帶掛孔的單懸臂樑（圖3b）。結構外部是靜定的，適用於軟土地基，可以消減混凝土的徐變收縮影響，但結構剛度差。纜索受力大於連續樑，撓度大，不利於高速行車。

（3）T型剛構（圖3c）。除可利用懸臂拼裝(灌築)法施工（見橋樑施工）外，其優點同單懸臂樑，缺點是墩內彎矩大。三種結構形式中，以採用連續樑較多。在雙跨獨塔式斜張橋中，均採用連續樑。

主樑的橫截面形式，主要有三種：

（1）箱形截面（圖4a）。因系閉合式截面，抗扭剛度甚大，尤適用於單面索的獨柱式斜張橋。

（2）半封閉式三角箱形截面（圖4b）。兩側具有流線型的三角形箱梁，有很好的抗風穩定性。

（3）槽形截面（圖4c）。橋樑建築高度（見橋樑）低，有利於爭取橋下淨空高度，降低引線或引橋標高。

輔助墩

設於邊孔內的橋墩，用以減小跨中撓度，提高全橋剛度，並可改善邊孔主樑的受力，當邊孔樑底離地面不高時，宜增設輔助墩。

按主樑材料分

有鋼斜張橋、混凝土斜張橋和兩者結合的結合樑斜張橋。鋼斜張橋主樑較輕，跨越能力大，施工方便，但用鋼量大，養護費用高，造價偏高。混凝土斜張橋反之，且具有剛度大，抗振效能好，噪聲小等優點，採用較多。用鋼筋混凝土橋面板的結合樑（見實腹樑橋）做斜張橋，用鋼不多，噪聲小，可減輕重量，在大跨度橋中有較大競爭力。

按橋塔設定分

有多塔（含雙塔）斜張橋與獨塔斜張橋。前者用於多跨，後者用於雙跨，當橋位處無設定高引橋的必要時，以選用獨塔斜張橋為好，可以減少工程費用，對結構受力與抗震均有利。

按索麵形式分

有雙平行索麵斜張橋（圖2a、 b）、雙傾斜索麵斜張橋（圖2c、 d）與單索麵斜張橋(圖2e)。雙平行索麵斜張橋的纜索，在兩個鉛垂平面中佈置，是最常用的一種。雙傾斜索麵斜張橋，纜索佈置在兩個傾斜面內，具有良好的抗風穩定性，適用於大跨度。單索麵斜張橋的纜索只佈置在一個鉛垂直面，適用於公路橋與城市橋。單雙索麵配合的斜張橋，其主跨用單索麵，而邊跨用雙斜索麵，使獨柱塔三面受力，非常穩定，可減小獨柱尺寸，以利行車。

按主樑支承形式分

有剛性鉸式支承斜張橋與懸浮體系斜張橋。前者在主樑支點處設支座，在塔樑結合體系中，全部反力直接傳給墩臺；而在塔墩結合體系中，部分反力由支座傳給墩臺，部分反力由斜索傳至塔頂，通過塔柱傳給塔墩，反力分配可由支座頂得鬆緊而定。後者樑在塔墩上不設支座，而是用纜索懸掛在塔上，支點反力通過塔柱傳給橋墩。這種體系對消減混凝土徐變和抗震都有利，並可減小主樑支點處的內力，但為保證施工時穩定性好，須加設臨時支座。

設計特點

主要須滿足抗風與抗震的要求以及控制全橋的變形。為此，首先強調主孔的跨、寬比不大於20，最好不大於15；其次是主樑的寬、高比要大於 8、至少要大於 7並加風嘴(見懸索橋)，相應的索距要減小到10米以下（為了配合施工往往取5～6米）。此外，用雙傾斜索麵比用雙平行索麵的抗風穩定性好，可以抵抗對主樑不利的扭轉振動。

在多塔斜張橋中，如採用預應力混凝土連續樑結構，因混凝土徐變收縮，則在主樑的無索區要產生拉力與彎矩，須採取措施克服。在獨塔斜張橋中，因主樑可自由伸縮，不產生這一問題。而在多塔斜張橋中，則宜在主樑合龍前用對頂法消減甚至於預儲徐變收縮量。

斜張橋的斜纜索存在一定的垂度，隨索力的大小而變化，從而影響整個結構的受力與變形。在跨度大或索力變化幅度大時影響較大，須用精密的計算方法和電子計算機分析結構受力。對一般情況，則可用鋼索的修正彈性模量(簡單考慮纜索垂度影響的彈性模量)求解。錨固纜索用的錨具易疲勞破壞，宜選用具有高疲勞強度的錨具。在設計中還需考慮防止纜索鏽蝕的措施。

外國斜張橋

公路鋼斜張橋

首先建成的是瑞典的斯特倫鬆德(Strmsund)橋，1955年建成，主跨182.6米。當今最大跨度為 404米的法國聖納澤爾橋，1975年建成，其特點為邊孔帶一段中孔的懸臂全部浮運頂升就位，塔墩則在頂升鋼樑過程中逐步築高;中孔中部分段拼裝，用導流器解決了風振問題。獨塔斜張橋的最大跨度為聯邦德國的杜塞爾多夫-弗萊赫(Düsseldorf-Flehe)橋，1978年建成，主跨367.25米，其特點為邊孔採用預應力混凝土和主孔用鋼的混合體系。（見彩圖）

鐵路鋼斜張橋

最大跨度為南斯拉夫的薩瓦橋，1980年建成，主跨254米，索距達50米，鋼樑太輕，要靠加道碴壓重，才能避免疲勞破壞的危險。

公路混凝土斜張橋

1962年首先在委內瑞拉建成的馬拉開波橋，主跨5×235米，開創了這種橋的先例。創紀錄的是1983年建成的西班牙盧納橋，主跨達440米，其特點為樑高僅2.5米，跨、高比為176，寬、高比為9，邊跨長度僅及主跨的24.3％。著名的法國布羅託訥(Brotonne)橋，1977年建成，主跨320米，其特點為採用獨柱式塔、單面索，用懸拼與懸澆混合法施工的三向預應力混凝土箱形樑。美國帕斯科—肯納威克橋，1978年建成，主跨299米，其特點為採用懸浮體系和重達270噸的全斷面預製樑段。（見彩圖）

鐵路混凝土斜張橋

最大跨度為主跨148.23米的聯邦德國美因二號橋，其特點為鐵路、公路與管道三用的獨塔斜張橋，纜索採用迪維達格式粗鋼筋組成，張拉簡單精確，錨固可靠。

中國斜張橋

1975年首次在四川建成雲陽橋，分跨為34.91+75.84+34.91米。其後蓬勃發展，現建成10餘座，均為預應力混凝土斜張橋。其中公路橋最大跨度為主跨220米的濟南黃河斜張橋;鐵路橋最大跨度為主跨96米的廣西來賓紅水河橋，是現今亞洲的創紀錄者；1977年建成的臺灣省淡水橋，分跨為67+134+134+67米。(見彩圖)