斜张桥的主要组成部分有缆索、塔柱、桥墩、桥台、主梁和辅助墩等(图1a)。
用以悬吊主梁,将其上荷载传递给塔柱与桥墩(合称塔墩)。索形布置主要有三种:①辐射形(图1a)。联邦德国、法国称为扇形。斜索吊点集中在塔顶,这种布置最省钢索,更适用于用缆索悬吊主梁于塔上的悬浮体系。②竖琴形(图1b)。斜索皆平行布置宛如竖琴,故名。用钢量多,但较美观。③折中形(图1c)。英国、美国称为扇形。系辐射形与竖琴形的折中形式,用钢量居中。
为桥墩以上支承缆索的结构,可用钢筋混凝土或钢材建成。塔柱与桥墩的连接方式有三种:①塔柱与桥墩固结。简称塔墩固结(图2a、b、c)。这种结构整体稳定性好,主梁支点反力小,施工方便,但墩底受弯矩很大。②塔柱与桥墩分开。塔柱与主梁固结,而与桥墩分开,简称塔梁固结(图2e),可克服墩底弯矩过大的缺点,但主梁中间支点反力很大,要求特大吨位的桥梁支座,引起构造上的困难。③塔柱与桥墩铰接。简称塔墩铰接。也能减小墩底弯矩,但构造与施工均麻烦,整体稳定性也差,甚少采用。
顺桥轴方向塔柱的立面形式,常用的为柱形或A字形。而横桥方向的形式甚多,有双柱形、门形、倒V形、菱形与独柱形等(图2)。
塔柱形式与索面布置有关。例如双柱形、门形用于设置在主梁两侧的双平行索面;倒V形、菱形用于双倾斜索面;独柱形则用于沿桥中线设置的单索面。
双柱形与门形塔柱施工方便;倒V形施工麻烦,基础面积大,但对抗风稳定性好;菱形可减小基础面积;独柱形外形轻巧,但主梁必须选用抗扭刚度大的箱形截面。
直接支承桥面并锚固斜缆索。其结构形式主要有:①连续梁(图3a)。整体性好,抗风、抗震能力强,刚度大,行车舒适。在预应力混凝土梁中要受徐变与收缩产生附加力的影响,但可用半悬浮体系予以大大减小。②带挂孔的单悬臂梁(图3b)。结构外部是静定的,适用于软土地基,可以消减混凝土的徐变收缩影响,但结构刚度差。缆索受力大于连续梁,挠度大,不利于高速行车。③T型刚构(图3c)。除可利用悬臂拼装(灌筑)法施工(见桥梁施工)外,其优点同单悬臂梁,缺点是墩内弯矩大。三种结构形式中,以采用连续梁较多。在双跨独塔式斜张桥中,均采用连续梁。
主梁的横截面形式,主要有三种:①箱形截面(图4a)。因系闭合式截面,抗扭刚度甚大,尤适用于单面索的独柱式斜张桥。②半封闭式三角箱形截面(图4b)。两侧具有流线型的三角形箱梁,有很好的抗风稳定性。③槽形截面(图4c)。桥梁建筑高度(见桥梁)低,有利于争取桥下净空高度,降低引线或引桥标高。
设于边孔内的桥墩,用以减小跨中挠度,提高全桥刚度,并可改善边孔主梁的受力,当边孔梁底离地面不高时,宜增设辅助墩。