部分地锚平衡索斜拉桥技术领域
本发明涉及斜拉桥领域，具体涉及一种部分地锚平衡索斜拉桥。
背景技术
斜拉桥主要由桥塔、主梁、斜拉索三大部件组成，结构体系布置
灵活，适应跨径范围广，被广泛应用于现代桥梁中。随着跨度的增加，
斜拉桥主梁承受的轴向压力迅速增加，这成为限制斜拉桥跨越能力的
最主要的因素。
为解决此问题，丹麦学者Gimsing等提出了部分地锚斜拉桥。但
是，传统意义上的部分地锚斜拉桥中地锚索对应的主梁需承受拉力，
要求从跨中向两侧安装主梁，施工难度较大。中国实用新型
CN102277826A公开了一种部分地锚交叉索斜拉桥，其在跨中1/4～1/3
跨部分斜拉索交叉，但是采用这种方式将增大斜拉索和地锚的工程
量，且交叉索网破坏了斜拉桥原有景观效果。此外虽然斜拉悬吊组合
桥受力较合理，但也存在斜拉索与悬索在景观效果上难于协调的问
题。上述这些问题均在一定程度上限制了此类桥型的应用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种主梁轴
力小、施工方法简单、景观效果一致、经济性好的部分地锚平衡索斜
拉桥。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种部分地锚平衡
索斜拉桥，包括主梁以及相邻设置的第一桥塔和第二桥塔，所述主梁
包括位于所述第一桥塔和第二桥塔之间的中跨跨中区段主梁，所述第
一桥塔上设有至少一个一端锚固在其上的第一中跨斜拉索，所述第二
桥塔上设有至少一个一端锚固在其上的第二中跨斜拉索，其特征在
于：所述中跨跨中区段主梁内设置有至少一个中跨平衡索，所述中跨
跨中区段主梁通过所述第一中跨斜拉索、中跨平衡索以及所述第二中
跨斜拉索与所述第一桥塔和第二桥塔相连。
在上述技术方案的基础上，所述中跨跨中区段主梁两端分别设有
中跨转索鞍，所述第一中跨斜拉索、中跨平衡索以及所述第二中跨斜
拉索一体设置，两所述中跨转索鞍分别压设于所述中跨平衡索两端。
在上述技术方案的基础上，所述中跨跨中区段主梁一端设有第一
锚固装置，另一端设有第二锚固装置；所述第一中跨斜拉索一端锚固
在所述第一桥塔上，另一端通过所述第一锚固装置锚固在所述中跨跨
中区段主梁上；所述第二中跨斜拉索一端锚固在所述第二桥塔上，另
一端通过所述第二锚固装置锚固在所述中跨跨中区段主梁上；所述中
跨平衡索两端分别通过所述第一锚固装置和所述第二锚固装置锚固
在所述中跨跨中区段主梁上，其锚固位置与所述第一中跨斜拉索和第
二中跨斜拉索在所述中跨跨中区段主梁的锚固位置对应。
在上述技术方案的基础上，所述部分地锚平衡索斜拉桥还包括设
置在主梁两端的第一锚碇和第二锚碇，所述第一桥塔上设有至少一个
一端锚固在其上的第一边跨斜拉索，所述第一边跨斜拉索两端分别锚
固在所述第一桥塔和第一锚碇上，所述第二桥塔上设有至少一个一端
锚固在其上的第二边跨斜拉索，所述第二边跨斜拉索两端分别锚固在
所述第二桥塔和第二锚碇上。
在上述技术方案的基础上，所述部分地锚平衡索斜拉桥还包括设
置在主梁两端的第一锚碇和第二锚碇，所述第一桥塔上设有至少一个
一端锚固在其上的第一边跨斜拉索，所述第二桥塔上设有至少一个一
端锚固在其上的第二边跨斜拉索，所述主梁还包括其两端的第一边跨
区段主梁和第二边跨区段主梁，所述第一边跨区段主梁内设置有至少
一个第一边跨平衡索，所述第一边跨区段主梁通过所述第一边跨斜拉
索和第一边跨平衡索与所述第一桥塔和第一锚碇相连，所述第二边跨
区段主梁内设置有至少一个第二边跨平衡索，所述第二边跨区段主梁
通过所述第二边跨斜拉索和第二边跨平衡索与所述第二桥塔和第二
锚碇相连。
在上述技术方案的基础上，所述第一边跨区段主梁上设有第一边
跨转索鞍，所述第一边跨斜拉索和第一边跨平衡索一体设置，所述第
一边跨转索鞍压设在所述第一边跨平衡索上；所述第二边跨区段主梁
上设有第二边跨转索鞍，所述第二边跨平衡索和第二边跨斜拉索一体
设置，所述第二边跨转索鞍压设在所述第二边跨平衡索上。
在上述技术方案的基础上，所述第一边跨区段主梁上设有第三锚
固装置，所述第一边跨斜拉索一端锚固在所述第一桥塔上，另一端通
过所述第三锚固装置锚固在第一边跨区段主梁上，所述第一边跨平衡
索一端锚固在所述第一锚碇上，另一端通过所述第三锚固装置锚固在
所述第一边跨区段主梁上，其锚固位置与所述第一边跨斜拉索在所述
第一边跨区段主梁的锚固位置对应；所述第二边跨区段主梁上设有第
四锚固装置，所述第二边跨斜拉索一端锚固在所述第二桥塔上，另一
端通过所述第四锚固装置锚固在第二边跨区段主梁上，所述第二边跨
平衡索一端锚固在所述第二锚碇上，另一端通过所述第四锚固装置锚
固在所述第二边跨区段主梁上，其锚固位置与所述第二边跨斜拉索在
所述第二边跨区段主梁的锚固位置对应。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的部分地锚平衡索斜拉桥在中跨跨中区段主梁内设置
中跨平衡索，或者在中跨跨中区段主梁和边跨区段主梁分别设置中跨
平衡索和边跨平衡索后，对应斜拉索的水平分力的绝大部分被平衡索
平衡，主梁轴力大幅降低。
(2)本发明的部分地锚平衡索斜拉桥由于主梁轴力大幅降低，故
主梁截面面积可以大幅减小，即主梁材料用量大幅减小，进而降低主
塔及基础工程量。
(3)本发明的部分地锚平衡索斜拉桥仍可采用传统的悬臂节段施
工方法，可实施性强。且其斜拉索不交叉，桥的整体构形与传统斜拉
桥外形一致，景观效果好。
附图说明
图1为本发明仅设置中跨平衡索时的主视图；
图2为本发明设置中跨平衡索和边跨平衡索时的主视图；
图3为本发明跨中区段的局部放大图；
图4为本发明中跨平衡索采用中跨转索鞍连接方式的放大图；
图5为本发明中跨平衡索采用锚固装置连接方式的放大图；
图6为本发明边跨平衡索采用边跨转索鞍连接方式的放大图；
图7为本发明边跨平衡索采用锚固装置连接方式的放大图。
图中：1-主梁，2-第一桥塔，3-第二桥塔，4-中跨跨中区段主梁，
5-第一中跨斜拉索，6-第二中跨斜拉索，7-中跨平衡索，8-中跨转索
鞍，9-第一锚固装置，10-第二锚固装置，11-第一锚碇，12-第二锚碇，
13-第一边跨斜拉索，14-第二边跨斜拉索，15-第一边跨区段主梁，16-
第二边跨区段主梁，17-第一边跨平衡索，18-第二边跨平衡索，19-
第一边跨转索鞍，20-第二边跨转索鞍，21-第三锚固装置，22-第四锚
固装置，23-临时边跨平衡索，24-辅助墩。25-第一普通区段主梁，26-
第二普通区段主梁，27-第一普通斜拉索，28-第二普通斜拉索。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种部分地锚平衡索斜拉桥，
部分地锚指的是边跨斜拉索一端锚固在地锚上，让地锚承受边跨斜拉
索的拉力，而其余的斜拉索则是锚固在主梁上。本发明中的部分地锚
平衡索斜拉桥包括主梁1、相邻设置的第一桥塔2和第二桥塔3以及
设于主梁1两端的第一锚碇11和第二锚碇12。主梁1包括位于第一
桥塔2和第二桥塔3之间的中跨跨中区段主梁4、第一普通区段主梁
25和第二普通区段主梁26，中跨跨中区段主梁4的两端分别离第一
桥塔2和第二桥塔3有一定距离。第一桥塔2上设有至少一个一端锚
固在其上的第一中跨斜拉索5，第二桥塔3上设有至少一个一端锚固
在其上的第二中跨斜拉索6，中跨跨中区段主梁4上设有至少一个中
跨平衡索7。第一中跨斜拉索5、第二中跨斜拉索6和中跨平衡索7
一一对应且可以根据跨径的长度合理确定其数量。中跨跨中区段主梁
4通过所有的第一中跨斜拉索5、中跨平衡索7以及第二中跨斜拉索
6与第一桥塔2和第二桥塔3相连。
根据施工方法和受力特点不同全桥可分为普通斜拉结构和地锚
斜拉结构两大部分。
普通斜拉结构部分由第一桥塔2、第二桥塔3、第一普通区段主
梁25、第二普通区段主梁26、第一普通斜拉索27和第二普通斜拉索
28组成，施工方法与结构受力均与普通斜拉桥一致，均以第一桥塔2、
第二桥塔3为中心，两侧对称悬臂拼装架设第一普通区段主梁25、
第二普通区段主梁26、第一普通斜拉索27和第二普通斜拉索28。
针对地锚斜拉结构，首先根据跨径布置情况，选择设置或者不设
置第一边跨区段主梁15和第二边跨区段主梁16。从而可以根据实际
情况选择是否设置边跨平衡索。根据最终成桥状态结构体系是否具有
第一边跨平衡索17和第二边跨平衡索18，分为两种情况，下面以两
种实施例做进一步说明。
实施例1
该实施例对应仅仅在中跨跨中区段主梁4上设有中跨平衡索7的
情况。参见图1所示，此时会在第一锚碇11和主梁1之间以及第二
锚碇12与主梁1之间设置临时边跨平衡索23。临时边跨平衡索23
用于确保悬臂拼装施工期间悬臂体系两端的纵向受力平衡，当中跨跨
中区段主梁4合拢后，拆除临时边跨平衡索23，纵向不平衡力由中
跨跨中区段主梁4承受。此时第一桥塔2上设有至少一个一端锚固在
其上的第一边跨斜拉索13，第一边跨斜拉索13两端分别锚固在所述
第一桥塔2和第一锚碇11上，第二桥塔3上设有至少一个一端锚固
在其上的第二边跨斜拉索14，第二边跨斜拉索14两端分别锚固在第
二桥塔3和第二锚碇12上。同理，第一边跨斜拉索13和第二边跨斜
拉索14的数量也可以根据实际情况合理确定。
对于中跨平衡索7，其与中跨跨中区段主梁4的连接可采用以下
两种方式：(1)利用中跨转索鞍8相连；(2)利用第一锚固装置9和
第二锚固装置10相连。
采用中跨转索鞍8相连的方式参见图3和图4所示。中跨转索鞍
8设置在中跨跨中区段主梁4的两端，且其分别压设于中跨平衡索(7)
两端。此时第一中跨斜拉索5、中跨平衡索7以及第二中跨斜拉索6
构造上连续一体成形，其一端锚固于第一桥塔2，经过中跨转索鞍8
并通过中跨跨中区段主梁4，另一端锚固于第二桥塔3上。采用该连
接方式，可大幅降低拉索锚固体所承受的拔出力，大幅降低超高强拉
索在主梁上的锚固难度。
采用第一锚固装置9和第二锚固装置10相连参见图3和图5所
示。第一锚固装置9和第二锚固装置10分别设置在中跨跨中区段主
梁4的两端。此时每个第一中跨斜拉索5一端锚固在第一桥塔2上，
另一端通过第一锚固装置9锚固在所述中跨跨中区段主梁4上；每个
第二中跨斜拉索6一端锚固在第二桥塔3上，另一端通过第二锚固装
置10锚固在所述中跨跨中区段主梁4上。每个中跨平衡索7两端分
别通过第一锚固装置9和第二锚固装置10锚固在中跨跨中区段主梁
4上，其锚固位置与第一中跨斜拉索5和第二中跨斜拉索6在中跨跨
中区段主梁4的锚固位置对应。采用该连接方式，则可根据需要调整
平衡索的索力，以满足主梁整体轴力的调整、以及悬臂拼装施工期间
悬臂体系两端的纵向受力平衡。
本实施例中的部分地锚平衡索斜拉桥施工步骤为：
步骤1：进行基础和第一桥塔2、第二桥塔3、辅助墩24、第一
锚碇11和第二锚碇12的施工；
步骤2：对称悬臂施工第一普通区段主梁25和第二普通区段主
梁26，架设第一普通斜拉索27和第二普通斜拉索28；
步骤3：边跨合拢；
步骤4：分别单侧悬臂对称施工中跨跨中区段主梁4，架设第一
中跨斜拉索5、第二中跨斜拉索6、中跨平衡索7、第一边跨斜拉索
13、第二边跨斜拉索14以及临时边跨平衡索23；
步骤5：中跨跨中区段主梁4合拢，拆除临时边跨平衡索23；
步骤6：完成附属工程及桥面铺装，达到成桥状态。
实施例2
该实施例对应在中跨跨中区段主梁4上设有中跨平衡索7且在第
一边跨区段主梁15设有第一边跨平衡索17、第二边跨区段主梁16
第二边跨平衡索18情况。参见图2所示，在第一桥塔2上设有至少
一个一端锚固在其上的第一边跨斜拉索13，第一边跨区段主梁15内
设置有至少一个第一边跨平衡索17，第一边跨区段主梁15通过第一
边跨斜拉索13和第一边跨平衡索17与所述第一桥塔2和第一锚碇
11相连。在第二桥塔3上设有至少一个一端锚固在其上的第二边跨
斜拉索14，第二边跨区段主梁16内设置有至少一个第二边跨平衡索
18，第二边跨区段主梁16通过第二边跨斜拉索14和第二边跨平衡索
18与第二桥塔3和第二锚碇12相连。
对于第一边跨平衡索17与第一边跨区段主梁15以及第二边跨平
衡索18与第二边跨区段主梁16的连接可采用以下两种方式：(1)利
用第一边跨转索鞍19和第二边跨转索鞍20相连；(2)利用第三锚固
装置21和第四锚固装置22相连。
采用第一边跨转索鞍19和第二边跨转索鞍20相连的方式参见图
6所示。此时第一边跨区段主梁15上设有第一边跨转索鞍19，第一
边跨转索鞍19压设在第一边跨平衡索17上且第一边跨斜拉索13和
第一边跨平衡索17构造上连续一体成型，其两端分别锚固在所述第
一桥塔2和第一锚碇11上；第二边跨区段主梁16上设有第二边跨转
索鞍20，第二边跨转索鞍20压设在第二边跨平衡索18上且第二边
跨斜拉索14和第二边跨平衡索18构造上连续一体成型，其两端分别
锚固在所述第二桥塔3和第二锚碇12上。
采用第三锚固装置21和第四锚固装置22相连的方式参见图7所
示。第三锚固装置21设置在第一边跨区段主梁15上，第一边跨斜拉
索13一端锚固在第一桥塔2上，另一端通过第三锚固装置21锚固在
第一边跨区段主梁15上，同时第一边跨平衡索17一端锚固在第一锚
碇11上，另一端通过第三锚固装置21锚固在第一边跨区段主梁15
上，其锚固位置与第一边跨斜拉索13在第一边跨区段主梁15的锚固
位置对应。第四锚固装置22设置在第二边跨区段主梁16上，第二边
跨斜拉索14一端锚固在第二桥塔3上，另一端通过第四锚固装置22
锚固在第二边跨区段主梁16上，同时第二边跨平衡索18一端锚固在
第二锚碇12上，另一端通过第四锚固装置22锚固在第二边跨区段主
梁16上，其锚固位置与第二边跨斜拉索14在第二边跨区段主梁16
的锚固位置对应。
此种情况下的中跨平衡索7与中跨跨中区段主梁4连接方式与实
施例1中的方式相同。
本实施例中的部分地锚平衡索斜拉桥施工步骤为：
步骤1：进行基础和第一桥塔2、第二桥塔3、辅助墩24、第一
锚碇11和第二锚碇12的施工；
步骤2：对称悬臂施工第一普通区段主梁25和第二普通区段主
梁26，架设第一普通斜拉索27和第二普通斜拉索28；
步骤3：对称施工中跨跨中区段主梁4、第一边跨区段主梁15和
第二边跨区段主梁16。架设第一中跨斜拉索5、第二中跨斜拉索6、
中跨平衡索7、第一边跨斜拉索13、第二边跨斜拉索14、第一边跨
平衡索17以及第二边跨平衡索18；
步骤4：中跨跨中区段主梁4合拢；
步骤5：完成附属工程及桥面铺装，达到成桥状态。
在实施例中部分地锚平衡索斜拉桥的施工建造，比常规斜拉桥施
工方法多了中跨平衡索7、第一边跨平衡索17以及第二边跨平衡索
18的安装施工，这在系杆拱桥的临时系杆施工中较为常见，且已形
成成熟技术，并不增加施工难度。
本发明的部分地锚平衡索斜拉桥在中跨跨中区段主梁内设置中
跨平衡索，或者在中跨跨中区段主梁和边跨区段主梁分别设置中跨平
衡索和边跨平衡索后，对应斜拉索的水平分力的绝大部分被平衡索平
衡，主梁轴力大幅降低，故主梁截面面积可以大幅减小，即主梁材料
用量大幅减小，进而降低主塔及基础工程量。施工时仍可采用传统的
悬臂节段施工方法，可实施性强，且其斜拉索不交叉，桥的整体构形
与传统斜拉桥外形一致，景观效果好。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，
这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细
描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。