系杆拱桥由于较低的制造和安装成本、且其纤细的拱肋与吊杆更加优雅和精致，得到了广泛的应用。而网状斜吊杆布置的网拱体系，其斜吊杆之间相互交叉三次以上，可使拱肋和系杆的截面更为纤细，受力更为合理。

为了更好地学习钢与组合结构系杆拱桥，由3724香港金算盘22主办的土木技术论坛第五讲将主题定为“钢与组合结构系杆拱桥”，由桥梁专业委员会联合承办，特邀上海市政总院总工程师邵长宇教授级高工为大家上了精彩生动的一课。来自土木学会的六十余名会员参与了此次学术会议。

邵长宇

教授级高级工程师，全国工程勘察设计大师。2004年至今任上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司总工程师。

本次报告邵总从系杆拱桥的发展概况、力学性能、结构布置几个方面出发，引出了网状系杆拱桥，并进行了参数分析，并列举了国内外各种系杆拱桥的工程实例、系杆拱桥的施工方法，最终提出了网状吊杆系杆拱桥的应用前景。

网状斜吊杆布置的网拱体系，其斜吊杆之间相互交叉三次以上，可使拱肋和系杆的截面更为纤细，受力更为合理。但也存在一些问题：包括交叉的吊杆布置使得结构构造处理更为复杂；吊杆的应力幅大大增加，抗疲劳性能要求更高；施工时吊杆安装及受力控制更加复杂；从景观角度看，网状吊杆更显凌乱。在200m以内的跨度，吊杆布置形式对工程造价波动的敏感性相对较低。随着跨度的增加，工程经济性将成为主要考量，此外还必须顾及和其它桥型的竞争，因此大跨度系杆拱桥更倾向于采用网状吊杆体系。

接着，邵总列举了国内外有关系杆拱桥的工程案例。如德国费马尔海峡桥（网状吊杆）、荷兰范布瑞恩努德桥东桥（无交叉斜吊杆）、德国德米茨的易北河桥（组合桥面结构、桥面板无预应力）。

由于系杆、吊杆、拱肋等主要构件本身均具有多种布置形式，系杆拱桥是一种结构形式极富变化的桥式体系。根据拱肋和系梁的相对刚度不同，系杆拱桥又可分为柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱和刚性系杆刚性拱等三种结构体系。

在实际工程中，控制设计往往是主梁半跨加载的工况。对于竖直吊杆，半跨加载会导致大的变形，拱在纵向水平偏移，梁与拱中将产生较大的弯矩，而倾斜吊杆则可以抵消拱的弯曲变形，但会出现吊杆失效问题。要解决这一问题必须采用更多的吊杆以减小拱上和梁上的吊杆间距，从而降低拱和梁的弯矩。这样就形成了一个吊杆网，从而形成了当今网状吊杆拱桥的典型形式。邵总以济南齐鲁大桥跨径 420 m的拱桥为例，通过改变其吊杆布置形式，对其进行了比较。

系杆拱桥和推力拱桥不同，主梁和拱肋两者相互影响，两者的截面尺寸选择相关性很强，需要充分考虑主梁和拱肋之间材料的合理分配。对竖直吊杆而言，拱肋和梁的截面总高度与跨度之比合理取值通常在1/30~1/45之间。对于网状吊杆系杆拱桥，这一取值范围过于保守，比值可以达到1/100，合理的取值范围在1/45-1/70。特别值得提到是位于挪威的横跨Brandangersund的大桥，这座网状吊杆拱桥的主跨为220m，拱肋高度33m。拱肋与系梁截面总高度与跨度之比为1/198，接近1/200。

邵总列举了国内外典型的网状吊杆拱桥工程实例进行了详细介绍。包括美国的普罗维登斯河桥（美国首座网状吊杆拱桥，主跨122m，2007年11月通车）、挪威新德里瓦桥（下承式网状吊杆拱桥，主跨111m）、塞尔维亚Novi Sad桥梁（31.5m，跨度布置177m+219m）、美国布伦内哈塞特岛桥（主跨267.8m，拱肋矢高53.3m，2008年建成通车）、俄罗斯布格林斯基桥（世界上最大跨度网状吊杆拱桥，主跨380 m，2014年10月通车）、荷兰奈梅亨城市大桥（主跨285m，拱肋矢高60m，2013年建成）。最后，邵总对正在施工的济南齐鲁大桥进行了介绍：主桥采用网状吊杆拱桥，主跨420m为世界同类桥梁最大跨度，主梁采用正交异性组合桥面板，梁高4.0m，标准段全宽60.7m。主梁每间隔4.5m设置一道空腹式隔板。桥面板采用12cm钢筋混凝土结构。

系杆拱桥及其组合梁的结构特点使得安装施工方法可选择性强，可以适应不同的拱桥结构体系和复杂的施工现场条件。

拱肋与桥面结构的钢梁的施工，根据具体的工程环境和施工条件，可以有多种多样的组合。比如：在跨越河道等水域时，可以采用设置临时墩，按照先梁后拱，或者先拱后梁的顺序进行拱桥的安装施工；在条件允许时，还可以采用整体结构吊装的方法进行安装。当条件适当时，还可以梁拱一体采用顶推方法施工。总之，随着拱桥施工技术的发展，人们在面对各种不同工程环境时，都能够找到经济合理的施工方法。

无论采用哪种施工方法，一般都会选择先完成桥面结构钢梁部分的安装，再现浇或安装预制桥面板。这种施工方法有利于减小施工难度和桥面板的受力。

网状吊杆系杆拱桥最能体现“拱肋受压，系杆受拉”的力学意图；在桥面较窄情况下，拱肋和梁的截面总高度与跨度之比可达到1/100。通过采用轻质组合桥面，可提升系杆拱桥的经济竞争跨径。同时，由于桥面板恒载受力小，其后期维修更换方便。

最后，邵总提到：对于新技术的推广应用，工程经济性和实践检验十分重要。不关心工程经济性难以得到推广应用。充分借鉴国际经验结合国内实际是较为便捷的发展之路。