关键词：预应力；混凝土；独塔；斜拉桥；设计
1、前言
独塔斜拉桥作为一种新型桥梁模式逐渐走入人们视野中，其独特的外观深受人们喜爱。斜拉桥上部结构主要由主梁、桥塔及斜拉索等三个主要部分构成，主梁主要是依靠斜拉索的多点弹性支撑起来的，在承载时，斜拉索将主梁上的荷载传递给桥塔，然后再通过桥塔传递给桥梁下部基础，从而实现承重。斜拉桥有着悠久的发展历史，早在几百年前就已经出现了斜拉桥的雏形，直到18世纪后期，开始出现在欧洲等地，根据目前的统计结果表明，我国的斜拉桥数量及规模居世界前列。
2、独塔斜拉桥的特点分析
独塔斜拉桥是一种常见的设计形式，一般适用于城市建设以及中小型河流中，无论是在外观还是在建筑结构中，独塔斜拉桥都有着非常鲜明的特点。结构上分析，独塔斜拉桥有一个大型桥塔，大型桥塔可以增大主跨的刚度、减少跨中的挠度，还能够保证斜拉桥的稳定性与坚固性。设计中，独塔斜拉桥采用非对称结构和对称结构，如果采用对称结构，桥跨的两边可以不设置额外的配重。独塔斜拉桥抗风抗震性能优异，刚度相对较大，其不对称的结构实现了人们的美学要求。斜拉桥已经作为景观桥出现在城市设计中，而且独塔造型多变，非常适合在城市中，随着科学技术的发展，设计师也开始将更多的设计元素融入到独塔斜拉桥的设计之中。
3、案例分析
3.1、工程概况
南通海门市浒通河大桥是当地的标志性建筑物，采用拱形塔柱，寓意通向海门市未来的时光叠廊，见证海门的华丽蜕变，是海门市地标性大桥，其优美、宏伟的外观受到了人们的青睐。该桥的跨径布置为(5×30)m+(2×85)m+ (2×30) m，全长为380m。其中主桥采用2×85m独塔双索面斜拉桥，桥面标准宽度40m，全桥主梁采用纵横梁体系，梁高2.7m，采用预应力混凝土结构；桥面主塔两个塔柱布置在拉索区内，桥面以上主塔高约65m，主塔截面为带弧形钢结构箱型异形截面；拉索间距为5m，拉索采用双索面扇形索布置，斜拉索采用环氧涂层高强低松弛平行钢丝成品索。全桥采用塔-梁-墩固结体系；边墩为矩形柱式盖梁桥墩，盖梁顶设支座。引桥采用预应力小箱梁结构。其立面及外观效果图如下所示。
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浒通河大桥立面及外观效果图
3.2、主梁结构分析
该桥梁有着典型的结构特点，从主梁部分来看，主要采用预应力混凝土双边梁，纵梁采用单箱单室箱梁，横梁采用一字梁；道路中心线处梁高2.7m，顶板设2%横坡，底板水平；纵梁外侧腹板为直腹板，内侧腹板为斜腹板，斜率2.709:1；箱梁顶板厚280mm，、底板厚250mm，标准腹板厚600mm，加厚段腹板厚1000mm；顶板与腹板根据不同位置分别设置600×300mm、1200×400mm的倒角，底板与腹板设置300×300mm；箱梁外悬臂 长7.45m，悬臂端部厚280mm，根部厚877mm，悬臂梁端暗梁尺寸为800mm×500 mm。混凝土主梁按全预应力混凝土构件设计，采用纵横向预应力，钢束采用大吨位群锚体系。
3.3、主塔的结构设计分析
从外观上来看，该桥梁的主塔结构是采用拱形塔柱，塔柱立于机非分隔带上，塔柱桥面以上56.993m采用抛物线，桥塔顶部拱形横梁采用椭圆形线，桥塔为异形钢结构箱型截面，外侧为椭圆曲线，顺桥向及内侧为直线，上塔柱为钢结构，桥塔内塔壁尺寸为4m×4m。下塔柱为钢筋混凝土结构，上截面为6m×6m，下截面为6.4m×6.4m。桥面以上3m处为钢混结合面。钢箱腹板、侧壁板厚根据受力不同采用36mm、32mm、28mm、24mm、16mm。主塔壁板及腹板均采用板式加劲肋进行加劲，板厚20mm/12mm，肋高220mm/140mm，主塔钢箱约每2.7m左右设置一道横隔板，横隔板厚16mm、12mm。
3.4、斜拉索结构分析
全桥共设60根斜拉索，根据索力的不同分别采用PES7系列的127～163丝不同规格。斜拉索设计寿命要求达到25年，并考虑其可更换性。
斜拉索在梁上锚固于悬臂根部，锚固纵向标准间距为5m；塔上竖向锚固标准间距2.2m，斜拉索在混凝土梁上设置锚固块，在钢塔上设置钢锚箱。
3.5、桥梁下部结构分析
在桥梁的下部结构中，主要是由主墩和边墩两大部分构成的，而主墩则是由桩基、墩柱以及承台组成的，主墩的墩柱主要是使用了空心箱的结构，在外表面设置了附属的装饰结构。而边墩采用双柱的结构，边墩的承台设计为两个分离式的结构，单个的是以六边形的形式呈现的。
结语
随着我国桥梁设计技术的发展，桥梁作为城市设计的重要部分不但需要满足交通运输作用，而且还需要具有城市美观要求的特点。独塔斜拉桥结构形式好，且可塑性较强，在设计时可以根据城市的需要进行装修和设计，是非常适合当前的城市建设。桥梁设计的美观与安全相结合一直以来都是桥梁设计者的不懈追求，独塔斜拉桥是这两种理念的完美结合，而且已经有着非常成熟的设计经验，本文以南通海门市浒通河大桥为例，对独塔斜拉桥的相关内容进行了分析，希望能够进一步推动桥梁景观设计的发展。
参考文献：
[1]殷任宏,李渊,邬晓光.V形双拱独塔斜拉桥主梁无索区长度[J].沈阳大学学报(自然科学版),2018,30(01):68-73.
[2]邬晓光,殷任宏,李渊.V形双拱独塔斜拉桥结构特性[J].沈阳大学学报(自然科学版),2018,30(01):43-47+58.
[3]（JTG D65-01-2007）《公路斜拉桥设计细则》?
论文作者:张元生
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期
论文发表时间:2019/12/3
标签：斜拉桥论文; 腹板论文; 结构论文; 通河论文; 桥梁论文; 预应力论文; 拉索论文; 《建筑实践》2019年第38卷第12期论文;