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PART-1 前言 斜拉桥是组合受力体系桥梁的典型代表，中国是世界上斜拉桥建成数量最多的国家。2020年国内建成通车了沪苏通长江公铁大桥、南京江心洲长江大桥（南京长江五桥）、平潭海峡公铁大桥、芜湖长江三桥（商合杭铁路芜湖长江公铁大桥）、珠海洪鹤大桥等多座斜拉桥。从正式文献收集到的相关斜拉桥建设情况参见表1.1。 表1.1 2020年建成通车的主要斜拉桥一览表  本文将对其中部分具有代表性的桥梁进行简要介绍，主要内容为设计创新及施工过程中的重难点突破。 PART-2 典型桥梁 2.1 沪苏通长江公铁大桥 沪苏通长江公铁大桥，是中国江苏省境内连接苏州市和南通市的通道，位于苏通长江公路大桥上游、江阴长江公路大桥下游，是通锡高速公路、沪苏通铁路、通苏嘉甬高速铁路共同的过江通道，跨越长江江苏段。 作为沪苏通铁路的控制性工程和国家铁路、城际铁路、高速公路“三位一体”的桥梁，全长11072 m的沪苏通长江公铁大桥刷新了多项世界纪录，在新材料、新结构、新设备、新工艺的上的应用等方面均代表了国内建桥技术的先进水平。其中，主航道桥跨径1092 m，为世界首座超千米跨径公铁两用斜拉桥；副通航孔天生港专用航道桥跨径336 m，成为世界已建成最大跨径公铁两用钢拱桥。 大桥于2014年3月1日开工，经过历时6年的建设，于2020年7月1日通车。主航道斜拉桥全貌如图2.1所示。  图2.1 沪苏通长江公铁大桥-主航道桥 主航道桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥，桥塔高320 m，塔身采用C60混凝土，单塔混凝土方量超过6万方（不含塔座）。通过多台大吨位塔吊的组合配置，解决了超高主塔钢锚梁等构件的吊装问题；下横梁采用落地钢管支架分2层浇筑，解决了大体积横梁的施工问题；中塔柱施工设置４道临时横撑，很好地保证了主塔施工过程中的应力及线形；交汇段支架采用排架底模一体化设计，有效地保证了受力结构的安全；钢锚梁整体制造安装保障了斜拉索塔端锚固点的精度；通过黏度改性材料的应用，改善了C60高性能混凝土的可泵性及抗裂性能。通过塔柱“零变形”状态监测，解决了超高塔的线形控制问题。 主梁采用三主桁N形桁架结构，采用Q370qE、Q420qE与Q500qE 3种规格的高强桥梁结构钢。铁路桥面采用钢箱结构，公路桥面采用钢正交异性板结构。主桥钢桁梁采用大节段整体制造、架设，最大节段重1744 t。钢桁梁在工厂先加工制造杆件和板单元，再组拼成桁片和桥面板；然后在胎架上按“1 3”立体匹配组拼成大节段，整体船运至现场；墩顶节段采用1800 t浮吊架设，其余标准节段采用1800t架梁吊机双悬臂对称架设；主跨钢梁采用纵移、压重、纵向与横向对拉等措施实现了精确合龙。桥塔、主梁典型构造参见图2.2~2.3。  图2.2 主航道桥桥塔（单位：m）  图2.3 主航道桥主梁横断面（单位：cm） 沪苏通长江公铁大桥全桥建设用钢量达到48万吨，相当于12个“北京鸟巢”；大桥建设中使用500 MPa高强度桥梁专用钢，亦为全球首创；整个大桥的载重量相当于6座苏通大桥，同样位居世界首位。大桥能够抵御14级台风、8级地震以及10万吨级船舶的撞击，其施工技术含量代表着中国乃至世界同类型桥梁建设的一流水平。 2.2 平潭海峡公铁大桥 平潭海峡公铁大桥，世界最长的海峡公铁两用大桥，是中国福建省福州市境内跨海通道，位于海坛海峡北口，是福平铁路、长乐—平潭高速公路的关键性控制工程，是合福高速铁路的延伸、北京至台北铁路通道的重要组成部分，也是连接长乐和平潭综合实验区的快速通道。大桥跨越元洪航道、鼓屿门水道、大小练水道均采用双塔双索面钢桁混合梁斜拉桥，主跨分别为532 m、364 m、336 m。经过历时7年的建设，2020年10月1日，大桥公路桥试通车。图2.4为施工中的照片，图2.5~2.6为元洪航道桥桥塔结构及施工布置。  图2.4 平潭海峡公铁大桥 所处为世界著名三大风暴海域之一，全年6级以上大风天气超过310天，被称为“建桥禁区”。为应对恶劣环境，一批新结构、新材料、新工艺及新装备得以应用。在架梁阶段，为减少海上高空作业时间，采取钢桁梁整孔全焊接制造模式，在工厂先整体制造并进行总拼装，后装船运输至桥位处，在现场再实施海上浮吊整孔架设，这种方式属国内首创。桥塔施工采用D1100-63V型塔吊，最大吊重63 t，单个桥塔布置2台塔吊，根据不同塔高设置不同数量附着。为便于在风浪中施工，施工单位历时3年、耗资3.6亿元打造“大桥海鸥号”起重船，并研发了一套环境综合监测和预报系统应用于施工。图2.7为浮吊整孔架设引桥现场。  图2.5 元洪航道桥桥塔立面  图2.6 元洪航道桥桥塔附着立面布置  图2.7 “大桥海鸥”号 2.3 南京江心洲长江大桥 南京江心洲长江大桥（图2.8），又名南京长江第五大桥，大桥位于南京长江三桥下游约5 km、南京长江大桥上游约13 km处，距离长江入海口约330 km，是205国道和312国道的过江通道，同时也是南京“高快速路系统”中绕城公路的重要组成部分。工程路线起于浦口五里桥，向东南方向跨越长江，经梅子洲下穿夹江后顺接南岸已经建成的青奥轴线地下工程，路线全长约10.3 km。其中跨江大桥长4134 m，跨径1796 m，为纵向钻石型索塔中央双索面三塔组合梁斜拉桥，索塔为钢-混凝土组合索塔，主梁为粗骨料活性粉末混凝土为桥面板的流线型扁平整体箱型组合梁，斜拉索为钢绞线斜拉索。大桥于2017年4月1日开工建设，2020年12月24日建成通车。主桥桥型布置参见图2.9~图2.10，桥塔布置参见图2.11。  图2.8 南京江心洲长江大桥实景  图2.9 主桥立面  图2.10 主桥横断面（单位：mm） 图2.11 桥塔结构（单位：cm） 该桥首次采用钢壳-混凝土组合索塔，填补了钢混组合结构在大跨度斜拉桥索塔应用的空白。主梁方面，使用新型材料粗骨料活性粉末混凝土，优化了桥面板厚度，降低了组合梁自重，既预防了桥面板钢材料疲劳开裂的难题，又解决了沥青的材料缺陷，结构强度提高为传统材料的五倍，成本为传统材料的一半。主梁施工首次采用短线法预制拼装波形钢腹板节段梁。 大桥建设期间研发了基于BIM技术的建养全过程信息管理平台，让施工组织、开工报告、工序报验到工程验收全过程资料档案实现数字化管理，提升了工程程序管理效率。 2.4 芜湖长江三桥 芜湖长江三桥，又名商合杭铁路芜湖长江公铁大桥，是中国安徽省芜湖市境内的过江通道，位于长江水道之上，是商合杭铁路控制性工程，是集客运专线、市域轨道交通、城市主干道路于一体的公铁合建桥梁、商合杭高速铁路的控制性工程，也是芜湖城市交通网的重要组成部分，该桥于2014年12月28日开工建设，2020年9月29日全面建成通车（图2.12）。 大桥为非对称矮塔斜拉桥，主跨588 m，上层通行8车道城市主干路，设计时速60 km，下层通行2线商合杭高铁，设计时速250 km，预留2线城际铁路，设计时速160 km。航道等级为I-（1）级航道，按300年一遇频率水位设计。大桥立面布置参见图2.13，桥塔和主梁构造参见图2.14~2.15。 图2.12 芜湖长江三桥（商合杭铁路芜湖长江公铁大桥） 图2.13 立面布置 图2.14 3#桥塔立面 图2.15 主梁横断面（单位：m） 桥塔采用钢筋混凝土结构，浇筑采用C55混凝土；桥塔外轮廓为门式框架形状，设置上下2道横梁。主梁采用箱桁组合结构。斜拉索采用Φ7 mm平行钢丝拉索，标准抗拉强度为2000 MPa，采用双索面布置，每个锚固位置布置2根斜拉索。 根据桥塔位不同地质条件，2#主塔采用钻孔灌注桩基础，3#主塔基础采用设置沉井基础。3#主塔基础采用设置沉井基础，通过陆地制造基础主体结构，水上拖拽浮运至桥梁墩位处，注水下沉到事先处理好地基上的施工方法，缩短深水基础施工工期、解决深水裸岩桩基施工困难、降低工程造价，为设置式桥梁基础在我国应用及海洋桥梁工程水深流急、浪高风大的建设条件下，采用预制和现场安装技术建造大型深水基础工程积累工程经验。 大桥创新采用强箱弱桁的箱桁组合结构主梁、2000 MPa高强度平行钢丝斜拉索、斜拉索锚固在下弦、Q500qE高强钢材等新技术、新材料，成功解决跨度大、荷载大、塔矮索平桥梁结构受力不合理的技术难题。 2.5 珠海洪鹤大桥 洪鹤大桥（图2.16）是中国广东省珠海市连接香洲区和金湾区的过江通道，跨越洪湾水道、磨刀门水道，是连接珠海东西部的第三通道，是珠海市“六横十纵”主干线之一，属珠海—台山高速公路（粤高速S36）的组成部分。大桥于2016年11月14开工建设，2020年12月15日全线通车运营。 图2.16 珠海洪鹤大桥 大桥采用共用1个交接墩的2座主跨500 m结合梁斜拉桥串联方案，跨径布置为2×(73 162 500 162 73) m，是世界上首座大跨度串联斜拉桥，主桥立面布置参见图2.17。 图2.17 珠海洪鹤大桥立面布置 大桥采用半飘浮体系，主梁采用钢主梁与预制混凝土桥面板构成的结合梁，两者采用剪力钉结合，梁高3.5 m，钢主梁采用Q370qD钢，双边工字形截面。混凝土板厚26 cm，采用C60高性能混凝土。桥塔采用平面钻石形钢筋混凝土结构，塔高157.1~168.48 m，由下、中、上塔柱及横梁4部分组成。桥塔墩基础采用20根Φ2.5 m钻孔灌注桩，梅花型布置。斜拉索采用钢绞线拉索，双索面扇形布置，每塔单侧布置20对斜拉索，单座斜拉桥共计160根。典型桥塔、主梁结构参见图2.18~2.19。 大桥在抗风、抗震方面，通过在交接墩和辅助墩墩顶设置横桥向钢阻尼器解决了软土场地上2座串联大跨度斜拉桥的横桥向减隔震问题；通过在主梁两侧设置风嘴、在桥面下设置稳定板，有效保证了成桥状态与典型施工状态的颤振和涡激振动性能满足相关要求。作为世界上首座大跨度串联斜拉桥，珠海洪鹤大桥的建造可为今后连续跨越宽广水域的类似工程提供有益参考。 图2.18 桥塔 图2.19 主梁横断面 2.6 其它几座大桥的主要特色 保定乐凯大街南延线跨京广线斜拉桥 主桥桥型为(145 240 110) m子母塔单索面斜拉桥 ，全桥长495 m，桥面宽度39.7 m，如图2.20所示。采用母塔与子塔双体施工。母塔转体悬臂长(126.8 135) m，转体质量45600 t，逆时针转体52.4°；子塔转体悬臂长2×102 m，转体质量约34600 t，逆时针转体67.4°。从转体质量角度来看为目前世界第一。大桥采取制造、运输均较方便的大直径平面球铰，属国际首创；球铰为目前世界最大球面半径球铰。大桥于2019年7月30日成功实现转体（图2.21），2020年1月15日建成通车。 图2.20 保定乐凯大街南延线跨京广线斜拉桥桥型布置（单位：cm） 图2.21 转体施工中照片 巢湖亚父路跨裕溪河特大桥 主桥为双塔双索面PC斜拉桥（图2.22），采用鱼梭型直立式桥塔。跨径分布为45 80 285 80 45=535 m，一跨跨越通航水域。桥面设有双向6车道机动车道和慢车道、人行道，全宽44.5 m，为亚洲最宽的混凝土斜拉桥。主梁采用分离式双箱截面（图2.23）；塔梁交接区主梁顶、底板开孔，中腹板绕避，以便桥塔穿越，设计将中腹板由纵向连通过渡为“人”字形分叉连接边腹板（图2.24）。 图2.22 巢湖亚父路跨裕溪河特大桥 图2.23 塔梁交接区主梁横断面（单位：cm） 图2.24 塔梁交接区主梁平面（单位：cm） 上海昆阳路越江大桥 采用连续钢-混凝土叠合梁斜拉桥形式，跨径组合为50 m 220 m×2 50 m，主索塔设置在黄浦江中心（图2.25~图2.26）。索塔基础采用70根直径1.5 m、长度70.0 m的钢管桩。索塔的钢管桩是黄浦江大桥建设中扎根最深、直径最大的桩基础。 图2.25 上海昆阳路越江大桥（闵浦三桥） 图2.26 立面布置 福建龙岩大桥 位于龙岩中心城区，建设条件复杂，以小角度（最小23.4°）平面跨越漳龙铁路、龙厦铁路、在建铁路牵出线、龙津河及罗龙路和双洋路。主桥为190 m 150 m独塔双索面钢箱梁斜拉桥，塔墩固结、塔梁分离的半漂浮结构体系（图2.27）。施工采用跨径173.75 m＋149.7 m不对称转体方案，转体总重量超过2.4万t。由于成桥阶段主塔边缘距离龙厦铁路接触网立柱的最近距离仅6.62 m，主塔施工期间的机械设备不满足铁路运营的安全距离要求，因此设计为二次转体（图2.28~图2.29）。 图2.27 福建龙岩大桥立面布置（单位：m） 图2.28 二次转体示意 图2.29 二次转体现场 南京浦仪公路跨江大桥 主桥为50 m 180 m 500 m 180 m 50 m的双塔双索面斜拉桥（图2.30）。该桥桥塔为中央独柱型全钢结构，西塔高166.0m、东塔高164.6 m。主梁采用分幅形式，单幅主梁为扁平流线型钢箱梁，梁高4.0 m。单幅梁宽22.05 m，两幅梁间设置长10.3 m的横梁，全幅总宽54.4 m。斜拉索采用直径7 mm、抗拉强度1860 MPa的铝锌合金镀层平行钢丝，空间双索面布置。主桥立面布置参见图2.31，梁体和桥塔断面示意参见图2.32、图2.33。钢桥塔施工中，针对节段定位精度控制问题，采用端面机加工方法及拼装几何控制确保安装精度。钢主梁施工中，针对分离式箱梁宽度大、刚度小而导致的梁体间相对变形过大问题，采用在外侧腹板设置足够强度的临时约束匹配件，匹配件具备待安装梁段顺桥向转动的能力。 图2.30 南京浦仪公路跨江大桥 图2.31 主桥立面布置（单位：m） 图2.32 主梁半横断面（单位：cm） 图2.33 索塔断面示意图 小结 2020年国内建成并通车的这些斜拉桥，在设计及建造技术层面呈现出显著特色。在跨江、跨海通道工程中，以沪苏通长江公铁大桥、平潭海峡公铁大桥为代表，反映出公铁两用斜拉桥在跨度、环境适应性方面取得了显著突破；以南京江心洲长江大桥为代表，公路斜拉桥在工业化建造及新材料应用上取得了显著进展；在城市桥梁应用中，斜拉桥设计更加注重自身结构构型及其与城市环境的协调；在跨线桥梁施工应用中，斜拉桥转体重量再次出现突破。未来，随着常泰长江大桥、马鞍山公铁两用长江大桥、武汉青山大桥等一批在建和已建成的大跨度斜拉桥投入运营，斜拉桥将为我们带来更多技术创新启示。 作者简介 李亚东，男，博士，教授，博士生导师。兼任中国钢结构协会桥梁钢结构协会副理事长，中国铁道学会工程分会桥梁专业委员会副主任委员，中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会理事，《桥梁》杂志编委会副主任委员，《桥梁建设》和《世界桥梁》期刊编委。主编《桥梁工程概论》、《土木工程专业英语》和《亚东桥话》，副主编《桥梁漫笔》（第二版）、《铁路桥梁施工》和《焊接钢桥的疲劳应力》，参编《中国铁路桥梁（1980-2020）》、《大贝耳特海峡东桥》等，主审《铁路桥梁造型指南：德国铁路桥梁的设计理念》，是《中国铁道大百科全书（工程工务卷）》和第三版《中国大百科全书（土木卷）》桥梁分支条目的主要撰稿人。主持和参与国家及省部级科研课题10余项，承担过南京长江二桥、重庆菜园坝大桥、武汉杨泗港大桥、大瑞铁路怒江大桥、常泰长江大桥等20余座特大桥梁的科研和技术服务工作。 主要研究方向：现代桥式，钢桥焊接残余应力，山区桥梁防灾减灾，桥梁工程史，桥梁美学。 Email: yadongli2009@qq.com。 庄卫林，男，教授。中国公路学会桥梁和结构工程分会常务理事、全国交通工程设施（公路）标准化技术委员会委员、北京茅以升科技教育基金会桥梁委员会委员等。2019年5月以前主要从事公路桥梁勘察设计工作，2019年5月调入西南交通大学工作。研究方向为桥梁的防灾减灾及桥梁技术的工程应用。曾获得国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步一等奖11项，二等奖7项，国家专利19项。享受国务院政府特殊津贴，四川省学术及技术带头人、四川省工程设计大师、全国公路优秀科技工作者、全国交通运输行业优秀科技人员、全国“年度十大桥梁人物”。 联系邮箱：756112147@qq.com。 谢尚英，女，博士，教授级高级工程师，硕士生导师，四川省工程设计大师，成都市政协委员，西南交大土木工程设计有限公司总经理。研究方向为现代桥式及桥梁结构设计理论、既有桥梁结构损伤与健全性评估。主持、参与完成科研项目10余项；发表论文20余篇；获四川省科技进步一等奖1项；主持设计作品获国家及省部级优秀设计奖60余项；专利30余项；主编地方标准3项。 联系邮箱：619950225@qq.com。 何畏，男，硕士，副教授，硕士生导师。国家级土木工程实验教学示范中心（西南交通大学）常务副主任，国家级土木工程虚拟仿真实验教学中心（西南交通大学）常务副主任，国家级精品课程、国家一流本科课程骨干教师。研究方向为大跨度桥梁结构行为、桥梁施工控制与健康监测、超高性能混凝土结构应用、桥梁智能建造技术。获中国公路学会科技进步一等奖1项；四川省教学成果一等奖1项；参编地方标准3部；参编教材2本。 联系邮箱：harveyhe@vip.163.com 张迅，男，博士，副教授，博士生导师。国家自然科学基金通讯评审专家、国际声学与振动学会会员、中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会会员、中国地震学会基础设施防震减灾青年委员会委员。主要研究方向：（1）桥梁结构车致振动与噪声的预测、监测和主/被动控制；（2）灾害环境下（泥石流、落石、滑坡、洪水等）桥上行车安全性控制。相关研究成果被应用于成灌铁路、秦沈客专、津秦高铁、长沙中低速磁浮、广州地铁、杭长高铁、深茂高铁等重点工程中。主持国家自然科学基金3项、省部级课题3项，企业委托课题十余项。出版学术专著1部，发表SCI/EI收录论文50余篇。 联系电话：15902820405 邮箱：zhxunxun@swjtu.edu.cn 徐勋，男，博士，讲师，硕士生导师。研究方向为桥梁结构行为、箱梁桥结构行为。完成科研项目20余项，发表论文30余篇。 联系邮箱：370266573@qq.com。 任伟平，男，博士，高级工程师。主要从事现代桥式及桥梁结构设计理论、桥梁钢结构稳定与疲劳等方向的研究及教学工作。近年来主持完成了20多座大中型桥梁的工程设计及技术咨询；主持完成了铁道部科技研究开发计划1项；参与国家863项目1项，西部课题1项；参编教材专著2本、译著1本。 联系邮箱：renwp888@163.com 参考文献 [1]徐文, 闫志刚, 张士山, 等. 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