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　　这是作者参加桥梁设计及建筑工程的成果。

内容简介

　　本书介绍一种兼有较大承载能力和跨越能力的工程结构——预应力混凝土斜拉桁架结构。它既具有斜拉桥的受力特点以及所采用斜拉桥先进的挂篮施工方法，又具有桁架自重较小的长处，并填补了300 m左右中等跨度桥梁的理论与工程空白。其先进性在于主体构件是拉压杆，非受拉即受压，克服了梁式抗弯构件自重大且不适合较大跨度的弊端。这种结构的关键在于预应力拉张技术，桁架结点的受力分析，压杆的稳定、抗风抗震的动力学分析。本书着重介绍这方面的理论以及相应的研究型试验桥梁的施工工艺，是一本着重工程实践的专著。

目　　录

第1章  绪论
  1.1 引言
  1.2 斜拉桁架结构的研究现状和发展概况
  1.3 混凝土斜拉桁架结构的意义
  1.4 本书理论与技术的工程背景
  1.5 本书的主要内容
第2章  斜拉桁架桥的桥型及结构体系
  2.1 概述
  2.2 斜拉桁架桥的桥型组成及形式
  2.3 斜拉桁架桥的构造
  2.4 斜拉桁架桥的结构体系
  2.5 本章  小结
第3章  斜拉桁架桥的结构特性分析
  3.1 概述
  3.2 整体受力分析
  3.3 节点局部应力分析
  3.4 与其他桥型的受力对比
  3.5 斜拉桁架桥新形式——独塔斜拉桁架桥分析
  3.6 小结
第4章  斜拉桁架桥的动力特性分析
  4.1 概述
  4.2 结构动力特性计算理论
  4.3 动力学模型
  4.4 动力特性分析
  4.5 非线性振动分析
  4.6 小结
第5章  斜拉桁架桥的施工
  5.1 概述
  5.2 悬臂拼装法
  5.3 悬臂浇筑法
  5.4 整体现浇施工
  5.5 组合施工方法
  5.6 小结
第6章  斜拉桁架桥的施工控制
  6.1 概述
  6.2 施工控制的目的、原则与方法
  6.3 施工监控的主要内容
  6.4 斜拉桁架桥施工控制的理论分析
  6.5 实施斜拉桁架桥施工监控
  6.6 小结
第7章  斜拉桁架桥的经济性分析及应用前景
  7.1 斜拉桁架桥经济性分析
  7.2 斜拉桁架桥的应用前景
  7.3 小结
第8章  工程实例
  8.1 工程实例之一——归州大桥
  8.2 归州大桥总体设计
  8.3 结构受力分析
  8.4 室内试验研究
  8.5 成桥荷载试验
  8.6 工程实例之二——小溪塔大桥
  8.7 小溪塔大桥总体设计
  8.8 结构受力分析
  8.9 施工阶段稳定性分析
  8.10 成桥荷载试验
第9章  讨论与展望
参考文献

前　　言

桥梁工程的历史，无论是在力学原理还是在工程艺术方面，一直都在不断地进入一个又一个至臻至美的境界。从古代的独木桥、木（石）板桥开始，经历了木质结构桥以及石拱桥等阶段。而石拱桥可以作为桥梁历史上的第一座里程碑：石拱桥时代。然而桥梁科学的进步没有停止过。钢铁桁架桥奏响了钢铁时代的乐章，随后有悬索桥，桥梁历史上的技术革命因此展开了新的壮丽的一页，这是桥梁建造史的第二座里程碑：钢铁时代。桥梁工程上的开拓与进取，总是与新技术、新材料的运用紧密联系的，桥梁技术与材料科学是推动桥梁科学发展的直接驱动力。本书系统化总结混凝土斜拉桁架桥的理论创意、技术要点与施工工艺。在材料方面，立足于预应力混凝土这种二次复合的材料；在技术上，开拓桁架结构这种合理的受力方式，主要构件只承受压力和拉力，而不承受弯矩和扭矩，是理想的受力方式。本书是“桥梁新材料与新技术”系列丛书的一员，这个系列着眼于当代桥梁科学的最新进展，并致力于推动桥梁科学不断开拓与进步。近代出现的混凝土，一开始就在桥面铺装上显露出一定的优势，由于钢筋配筋技术的出现，混凝土很快成为受力构件，发挥其抗压能力强的优势；混凝土的可塑性也发挥了其他材料不可比拟的优势，由此造就了混凝土梁桥，其中包括空心板、箱梁、连续刚构等新型结构。从本质上说，混凝土是由砂、石与固结材料——水泥组成的复合材料，钢筋混凝土是钢筋与混凝土再次复合的结果，而预应力混凝土是这种复合材料最优化的结构。在解决了风力动力学载荷的计算理论以后，斜拉桥在现代混凝土桥梁中占据了主导地位。其中也带动了钢铁桥梁的更新换代，在斜拉桥中，也有钢箱梁的斜拉结构。然而这一个阶段的主流，仍然是以混凝土结构为代表，以往用于悬索结构的钢铁桁架桥身，也趋向于用混凝土箱梁代替了，成为混凝土箱式桥身的悬索结构。这是一个混凝土的时代，在这个时代里，古老的拱桥也被唤醒。混凝土拱桥流行于小跨度结构中。拱式结构，因为发挥了材料的抗压优势，具有十分强劲的竞争力，由此衍生出许多拱桥的变化形态，如：斜腿刚架桥，是拱桥的变体；V形墩，又是斜腿刚架的变体。因此，预应力混凝土的梁式、拱式、斜拉与悬索结构成了一个时代的标志，这是第三座里程碑：混凝土的应用。开启了一个称为“复合材料时代”的新纪元。桥梁建造历史上的混凝土时代，除了有混凝土梁体的斜拉桥、悬索桥以外，混凝土桁架结构及混凝土斜拉结构是它的另一个重要标志。预应力混凝土桥梁有两个局限，其一是梁桥的跨度有限，最大的连续刚构箱梁，其跨度为40 m左右；其二是混凝土本身适合做成拱式结构，而缺乏桁架结构的开发。另一方面，混凝土梁体配合钢铁的悬索或斜拉索结构，其刚度非常小，虽然有跨越能力强等优势，但是也有柔软方面的弱点。混凝土斜拉桁架桥就是在这种情况下应运而生的一种全新的结构，其刚度大，受力合理，最佳跨度在300 m左右，填补了小跨度桥梁（40 m以下）与大跨度桥梁（1000 m以上）之间的技术空白。作者怀着对方秦汉院士无限崇敬与怀念的心情，认真撰写本专著。方院士生前对本书的研究内容及出版计划给予了热情鼓励与亲切关怀。书中涉及的部分内容，取材于湖北省科技厅立项的研究项目“预应力混凝土斜拉桁架结构关键技术研究”。作者感谢项目组副组长周昌栋教授、丁庆荣局长以及其他几十位项目参加人对该项目研究工作的支持。本书涉及工程实例——湖北秭归归州大桥，是作者主持设计和计算的科研依托工程，感谢该工程的监控单位——长安大学，以及长安大学黄平明教授的监控工作，感谢监理与成桥试验负责人华荣高工与张艳成高工；本书讨论的另一项工程实例是作者设计、计算的小溪塔大桥，感谢业主方技术负责人佘宏林的支持与协助。对本书撰写和数据处理有帮助的人员有：黄古剑、张德平、邱锋、游亿财、董华东、黎述亮、怀臣子、白金増。在此一并致谢！作者2015.3.10

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