《公路斜拉橋設計細則》的修訂
樓莊鴻一 、修訂的必要性
2023年交通部發布《公路斜拉橋設計規範（試行）》（jtj 027-96）已有10年了。這本小冊子的正文及附錄僅僅只有20頁，在當時起了一定的作用。隨著國內外斜拉橋的大量修建，原規範已顯得內容過於貧乏了。
這十年中，斜拉橋有了很大的發展：
（一）斜拉橋的型別有了很大的豐富
除了原規範已述及的混凝土梁，結合梁及鋼梁斜拉橋外，還出現了混合梁斜拉橋、矮塔斜拉橋、地錨式斜拉橋以及多塔斜拉橋。此外，還有無背索斜拉橋，在我國還修建了鋼管混凝土梁斜拉橋。
這次修訂時，除最後兩類以外，規範中反映了其他型別斜拉橋的成熟經驗。
（二）斜拉橋的設計理論、方法有了重大進展
例如合理成橋狀態內力的確定、合理施工狀態、彈塑性穩定、拉索振動和施工控制的理論都有了重大的進展。
（三）斜拉橋的構造細節更趨合理
無論是拉索的錨固和防護，梁、塔的構造，索的型別，不同材料樑端之間的過渡等都更趨合理。
（四）我國斜拉橋取得了極為豐富的經驗與成就
我國斜拉橋的數量，已超過300座，成為世界上斜拉橋最多的國家。
為了跨越大江大河以至海峽、海灣的需要，我國修建了大量特大跨徑的斜拉橋，表1列出了我國跨徑400m及以上的各類斜拉橋，其數量為世界第一，接近於世界其他所有國家同樣跨徑斜拉橋數量的總和。
超過1000m跨徑的斜拉橋，世界上僅有兩座，都在我國，都在施工中。蘇通長江公路大橋主跨1088m，是鋼梁斜拉橋；香港昂船洲大橋主跨1018m，是鋼與混凝土的混合梁斜拉橋，建成後都為世界第一。
福州青州閩江大橋主跨605m，是世界跨徑最大的鋼混組合梁斜拉橋；上海徐浦大橋主跨590m，是世界最大的組合梁與混凝土的混合梁斜拉橋。
至於混凝土梁斜拉橋，我國主跨500m的荊州長江公路大橋僅次於挪威主跨530m的skarnsundet橋，為世界第二，但從工程規模來說，卻遠大於前者。
於表1可見，我國還建成了跨徑400m以上的地錨式斜拉橋，多塔斜拉橋以及雙層行車斜拉橋。
我國跨徑400m及以上的斜拉橋表1
表1 （續）
表1 （續）
我國在斜拉橋上取得的經驗，體現在一些著作中，例如王伯惠的《斜拉橋結構發展和中國經驗》，陳明憲的《斜拉橋建造技術》等。規範的修訂應充分吸取我國的經驗，使其條理化，得到廣泛的應用。
二、《公路斜拉橋設計規範》（jtg —2006）修訂總貌
《公路斜拉橋設計規範》是交通部將頒布的推薦性行業標準。
《公路斜拉橋設計規範》仍由重慶交通科研設計院主編，參加單位有：湖北省交通規劃設計院，四川公路橋梁建設集團****和北京建達道橋諮詢****。
《公路斜拉橋設計規範》共有9章，沒有附錄。這9章是：
1、總則；2、術語；3、材料；4、總體設計；5、作用；6、計算；7、構造；8、施工控制；9、可養護檢修設計。
其中8、9是修訂時因新加的內容而增補的章。原規範的一般規定這一章修訂後已分為材料及總體設計兩章，而且自第四章起每章有一節一般規定。原規範的附錄a「施工階段斜拉橋在橫向風力作用下的抗風驗算」，因部分內容已納入第6章，而且《公路橋梁抗風設計規範》已作為推薦性行業標準頒布，因而刪除。
修訂的內容，正如規範前言所述，明確了本規範的適用範圍；補充了斜拉橋總體設計的有關要求；引入了合理成橋狀態和合理施工狀態的設計理念；細化了斜拉橋的設計計算內容及規定；提出了各類材料梁斜拉橋的適用跨徑範圍；充實了斜拉橋各組成部分的構造以及斜拉索在塔、梁上錨固的構造要求。
三、 第1章總則
突出的有以下幾條：
（一）「1.0.2本規範適用於新建和改建跨徑在800m以下的公路斜拉橋的設計」。
由於全世界大於800m的斜拉橋，目前僅有蘇通長江公路大橋、香港昂船洲大橋、日本多多羅大橋及法國normandie大橋4座，而且設計中有它的特殊內容，故確定運用範圍為跨徑800m以下。
（二）「1.0.5…結構應按極限狀態法設計,部分鋼構件可採用容許應力法設計」，確定了以後第6章的基本原則。
對於斜拉索、鋼梁、鋼塔，可按容許應力法設計，混凝土構件則按極限狀態設計。
四、 第2章術語
由原規範的10個術語，增加到29個。
主要說明幾點：
（一）「2.0.1斜拉橋將斜拉索兩端分別錨固在塔和梁或其他載體上，形成塔、梁、索共同承載的結構體系」。
這與《公路工程名詞》中的斜拉橋定義「以通過或固定於索塔並錨固於橋面系的斜向拉索作為上部結構主要承重構件的橋梁」有所不同，主要是斜拉索並不一定是主要承重構件，在稀索體系及矮塔斜拉橋中更不是主要承重構件，故作此修改。
（二）2.0.4及2.0.5將原規範的混凝土斜拉橋及鋼斜拉橋改為混凝土梁斜拉橋及鋼梁斜拉橋。
（三）2.0.6將原規範的結合梁斜拉橋改為組合梁斜拉橋。
（四）2.0.14邊跨跨徑，包括輔助墩在內的跨徑。
五、 第3章材料
主要是涉及斜拉橋上部結構的材料：混凝土、鋼與拉索。
這裡說明一下拉索的安全係數：不論是採用平行鋼絲索還是鋼絞線索，斜拉索的安全係數在運營狀態下不小於2.5；施工階段不小於2.
0。也曾有人提出，鋼絞線索在運營狀態下，有的橋曾採用2.2。
鑑於目前大多數橋採用2.5，故仍保留2.5。
錨具的安全係數不小於斜拉橋。
要特別強調，斜拉索強度的驗算是採用容許應力法。
六、 第4章總體設計
（一）4.1 一般規定
這一節共有5條，敘述了布局及設計中的最基本的要求：
1、4.1.1敘述了總體布局的要求，根據（1）規模標準，包括交通量**、建設規模、技術標準；（2）當地實際情況，包括水力、水文、氣象、地質、地形、現狀以及環境；（3）有關部門的要求，如通航、水利、電力、航空等，對斜拉橋進行總體布置。
2、4.1.2敘述了對各個主要組成部分——主梁、斜拉索、索塔和基礎，進行同等深度的多方案比較及組合，以得到最佳方案。
3、4.1.3滿足強度、剛度、穩定性和耐久性要求。
這裡特別要強調耐久性要求的問題，在混凝土橋設計規範中，己為此規定了保護層厚度、最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土強度、最大氯離子含量和最大鹼含量等要求，應該堅決貫徹執行。對海洋氣候條件的鋼構件，要特別注意防鏽蝕的問題。對於斜拉索，要盡可能加強防護，延長使用年限，過去使用年限在10年以下，蘇通大橋已規定用50年。
4、4.1.4強調對主梁、斜拉索、索塔和基礎的設計必須統籌考慮，使相互協調。
因為由這幾個構件組成的斜拉索，是高次超靜定的結構，某一構件的改變，往往影響到其它構件，即所謂牽一髮而動全身。某一構件的變動，對於其自身可能是合理的，但對於全橋而言，還要看其對其它構件的影響，有時候並不一定合理。
5、4.1.5強調要明確結構體系轉換的順序應採取的相應措施。
大多數斜拉橋採用懸臂施工工藝，拉索經過張拉、調整索力，以至梁最終合攏成橋，要經過體系轉換，必須在設計中確定，以保證合理受力。
（二）4.2基本結構體系
常用的斜拉橋基本結構體系有四種：
1漂浮體系——塔墩固結，塔處主梁不設豎向支座，其他墩處設不約束縱向移動支座的結構體系。但有時為了防止過大的縱向變位，可設定縱向阻尼裝置。
2支承體系——塔墩固結、塔上均設梁支座的結構體系。
半漂浮體系是支承體系中的一種，即支承體系的各支座均不約束縱向變位的斜拉橋。
3塔梁固結體系
塔墩分離、塔梁固結的結構體系。
4剛架體系
塔梁墩均固結的結構體系。
漂浮體系和半漂浮在雙塔斜拉橋中，用得最廣泛，特別適用於有抗震要求的密索斜拉橋，**時可作縱向擺動，其自振頻率與**頻率不一致，不會發生共振，可確保安全。
剛架體系適用於獨塔或雙塔高墩和對變形要求較高的斜拉橋。
有水平約束的支承體系及塔梁固結體系，用得較少。塔梁固結體系的優點是塔根區段彎矩小和溫度內力小，但塔處支座反力大，梁負彎矩大，梁跨中撓度大。前期也有應用，如跨徑320m的法國brotonne橋和跨徑200m的上海泖港大橋，後者是怕各墩出現不均勻沉降，採用塔梁固結體系，邊墩設可調節高程的支座。
但後期就較少採用了。
還有一些特殊體系的例項，如設掛梁的t構體系（如主跨235m的委內瑞拉maracaibo橋），跨中設鉸的支承體系（如主跨134m的台灣淡水河橋—光復橋）。但目前均極少採用。
除四種基本結構體系以外，還有地錨體系、矮塔斜拉橋體系和無背索斜拉橋體系等，在本規範中涉及前兩種，將在下面談到。
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