古代悬索桥与现代悬索桥的型式与结构组成
悬索桥的结构原理、力学性能及建造方法
悬索桥的结构原理、力学性能及建造方法一、原理悬索桥中最大的力是悬索中的张力和塔架中的压力。
由于塔架基本上不受侧向的力，它的结构可以做得相当纤细，此外悬索对塔架还有一定的稳定作用。
假如在计算时忽视悬索的重量的话，那么悬索形成一个双曲线。
这样计算悬索桥的过程就变得非常简单了。
老的悬索桥的悬索一般是铁链或联在一起的铁棍。
现代的悬索一般是多股的高强钢丝。
二、结构悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，许多桥梁使用这种结构方式。
现代悬索桥，是由索桥演变而来。
适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，当今大跨度桥梁全采用此结构。
是大跨径桥梁的主要形式。
悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。
悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。
由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。
1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。
悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。
三、性能按照桥面系的刚度大小，悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。
柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁，因而刚度较小，在车辆荷载作用下，桥面将随悬索形状的改变而产生S 形的变形，对行车不利，但它的构造简单，一般用作临时性桥梁。
刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强，刚度较大。
加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。
除以上形式外，为增强悬索桥刚度，还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式，但构造较复杂。
桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。
英文为Suspension Bridge，是“悬挂的桥梁”之意，故也有译作“吊桥”的。
“吊桥”的悬挂系统大部分情况下用“索”做成，故译作“悬索桥”，但个别情况下，“索”也有用刚性杆或键杆做成的，故译作“悬索桥”不能涵盖这一类用桥。
悬索桥概述
悬索桥发展史
欧洲悬索桥的发展
欧洲各国在20世纪60年代，也开始大力修建 大跨度悬索桥，现共有500m以上悬索桥14座，其
中最为闻名的是英国的塞文桥和恒比尔桥。
1966年，英国Severn桥，首创流线形箱梁桥面
和混凝土桥塔，主跨988米的新型悬索桥
1981年，英国建成当时世界第一大桥恒比尔桥，
1410米，斜吊索，扁平钢箱梁，混凝土索塔
悬索桥发展史
美国悬索桥的发展
20世纪30年代是美国修建大跨度悬索桥最兴旺的时期，在40
年代停滞（风毁问题），60年代后修建悬索桥较少，但至今为止， 拥有悬索桥最多的国家仍然是美国。 1883年，第一座现代悬索桥，美国Brooklyn桥，主跨486m 1931年，第一座突破千米的悬索桥—主跨1006米的纽约华盛顿桥 1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金门大桥落成 1940年，美国华盛顿州 主跨853米的塔科马大桥，主梁高跨比 1/350，在19m/s的风中遭到损毁，使得风振理论得到大幅度发展。
二十世纪世界悬索桥的总结
在二十世纪中，由于材料(高强钢丝)、施工方法 （AS空中送丝法和PWS索股法）和计算理论的发展，使 悬索桥朝低高度主梁、高强度材料和大跨径方向发展。 高跨比小于1/150，跨度超过1000米有十几座。 欧洲采用了抗风性能好的薄壁箱形截面加劲梁，也 逐渐在各国得到广泛应用。
现代悬索桥跨径仍在不断增大，90年代后期建成的 接近或者超过1500米的超大跨悬索桥有中国润扬长江大 桥(主跨1490米)，丹麦大贝尔特大桥(主跨1624米)和日 本明石海峡桥主跨1990米。
Messina海峡大桥最终方案效果图
布鲁克林大桥
美国金门大桥
明石海峡桥
江 阴 长 江 公 路 大 桥
悬索桥的发展及设计规范相关问题介绍PPT课件
创新与发展
（1）三塔、主缆连续多跨悬索桥的发展 （2）轨索运梁施工方法的成功应用 （3）分体式钢箱梁的首次应用 （4）组合截面加劲梁悬索桥的设计建造
西南交通大学
沈3锐5 利
和二桥。
西南交通大学
恒比尔桥
博斯普鲁斯一桥
沈2锐2 利
丹麦1970年修建了小贝尔特桥，跨度600m，但中间有许多技术创新。 日本 1973年修建了跨度712m的关门桥后，80年代修建了一系列的大跨 度悬索 桥，主要是本四联络线的桥，最有名和最大规模的要数南北备赞桥，
是公铁两用桥，主缆直径达1070mm。（跨度分别为1100m和990m）
日本关门桥
西南交通大学
小贝尔特桥
沈2锐3 利
-tiJ il.
（5）20世纪90年代以亚洲为主的悬索桥----第四次发展高峰 日本 明石海峡桥，跨度990+1990+990m 来岛一二三桥等 丹 麦 大 贝 尔 特 桥 ， 跨 度 535+1624+535m 香 港 青 马 大 桥 355.5+1377m,公铁两用桥 江阴长江大桥 主跨1385m 润扬长江公路大桥 主跨1490m 浙江舟山西堠门大桥 主跨1650m 这一时期跨度超千米的有近10座之多，中国悬索桥的跨度发展达到 世 界先进水平。
西南交通大学
沈3锐2 利
1883年，布鲁克林桥，跨度486m, 混合体简系约理论 1903年，威廉姆斯堡桥，主跨488m
1909年，曼哈顿桥， 主跨448m 1931年，美国乔治.华盛顿桥，跨度1067m
挠度理论
悬索桥的名词解释
悬索桥的名词解释悬索桥作为一种重要的桥梁结构，可以追溯到古代的索桥和吊桥。
它是一种通过悬挂在主横梁（主塔或主墩）上的吊索或钢缆来支撑主梁或桥面的桥梁类型。
悬索桥的设计独特，具有许多独立的悬索，每个悬索支撑着一个悬挂桥面的小梁，它们与主横梁相连。
本文将对悬索桥的结构原理、历史和现代运用进行解释。
一、悬索桥的结构原理悬索桥的结构原理可以简单概括为“荷载由悬索承受、主梁承担，通过主塔或主墩传递至基础”，这种结构使得悬索桥在跨越大距离时具有很大的优势。
悬索桥所采用的启樑种类包括斜拉桥、单索斜拉桥、多索斜拉桥等。
最常见的悬索桥是单塔或多塔的悬索桥，其中主梁和悬索形成了一个受拉伸力作用的三角形结构。
悬索桥还包括悬索、主梁和桥塔等组成部分。
二、悬索桥的历史悬索桥的历史可以追溯到公元前2000年的中国。
早在商朝，我国古代工匠们就开始建造用悬挂方式跨越河流的桥梁。
据文献记载，赵国工匠李之荣设计了我国著名的古长江悬索桥——赵州桥。
在古罗马时期，罗马人也开始建造各式各样的悬索桥。
而现代的悬索桥则在18世纪末到19世纪初开始崛起。
世界上第一座现代悬索桥是建于英国的珀思悬索桥。
三、现代悬索桥的运用悬索桥在现代被广泛用于大型跨海、河流以及深谷的桥梁跨越。
世界上最长的悬索桥是中国的杭州湾跨海大桥，全长约36.7公里，它连接了浙江宁波和上海嘉兴，大大缩短了两地的交通时间。
此外，美国的金门大桥、澳大利亚的悉尼海港大桥等世界著名的悬索桥也在各自地区担负着重要的桥梁交通功能。
悬索桥不仅在交通方面起到重要作用，其独特的结构和美学价值也使其成为一种重要的建筑艺术形式。
例如，中国的云南元阳梯田悬索桥和美国的冲绳县立図書館悬索桥等，以其精美的造型和独特的设计成为当地的重要旅游景点。
四、悬索桥的优缺点悬索桥作为一种重要的桥梁类型，具有许多优点。
首先，悬索桥可以跨越大距离，而不需要中间支撑，这种能力使得它在建造长跨度桥梁中具有优势。
其次，悬索桥的结构使得其具有较好的稳定性和抗风性能。
古代悬索桥与现代悬索桥的型式与结构组成
The Golden Gate Bridge
震惊世界的悬索桥风毁事故
1940年11月7日，美国华盛顿州； 主跨853m，全长1524m，位居世界第三； 刚建成四个月； 塔科马海峡桥 ( The Tacoma Narrows Bridge ) 在八级大风（风速19m/s）作用下； 经过剧烈扭曲震荡后，吊索崩断，桥面结
加劲梁：主要有钢桁架梁和扁平钢 箱梁。
锚碇：有重力式锚碇和隧道锚碇。 （采用重力式锚定居多；自锚则不 用锚碇，直接锚固在边跨端的主梁 上。）
古代悬索桥与现代悬索桥
中国是古代悬索桥的发源地。 现代悬索桥
从1883年美国建成布鲁克林桥（主跨 486m）开始，至今已有120年历史。 20世纪30年代，美国相继建成超千米的 特大桥： 乔治华盛顿桥（主跨1067m）
古代悬索桥与现代悬索桥的 型式与结构组成
悬索桥（吊桥）是特大跨度桥梁的主要 型式之一。
常见单跨和三跨（简支或连续）两种结 构形式。
悬索桥由主缆、塔架、加劲梁和锚碇四 部组成。
主缆制造：AS法（空中送丝法）； PPWS法（预制束股法）
（续）
塔架型式：一般采用门式框架；材 料用钢或混凝土。
构解体损毁，半跨坠落水中······
英国特色的悬索桥
1964年塞文桥（The Severn Bridge，主跨 988m ）结合抗风研究成果；
首选流线型扁平钢箱梁加劲； 采用斜吊索；混凝土桥塔； 1981年英国建成同类型的恒比尔悬索桥，
主跨1410m，保持跨度世界纪录16年。 1997年丹麦大海带桥以主跨1624m打破纪
汕头海湾大桥
广东虎门大桥
厦门海沧大桥（主跨648m）
桥梁结构工程：从传统到现代的演变
桥梁结构工程：从传统到现代的演变桥梁结构工程经历了从简单的石拱桥到现代悬索桥的巨大变革。
桥梁作为连接不同区域的重要通道，其设计和建造技术不断进步，反映了人类工程技术的发展历程。
早期的桥梁多为石拱桥，这种桥梁以石材为主要建材，通过拱形结构将荷载传递到桥墩上。
石拱桥具有较好的稳定性和耐久性，但其跨度较小，施工周期长，限制了其在大跨径桥梁中的应用。
随着技术的发展，钢材和混凝土开始广泛应用于桥梁建设中，现代桥梁结构形式更加多样，性能也大大提高。
现代桥梁中，悬索桥和斜拉桥是两种典型的结构形式。
悬索桥通过悬挂在主缆上的吊索支撑桥面，主缆通过桥塔和锚碇固定。
悬索桥具有跨度大、结构轻、施工方便等优点，适用于跨越大江大河的桥梁，如美国的金门大桥和中国的港珠澳大桥。
斜拉桥则通过斜拉索直接将桥面荷载传递到桥塔上，具有较好的刚度和稳定性，适用于中大跨度桥梁，如法国的米约高架桥和中国的江阴长江大桥。
在材料应用方面，钢材和预应力混凝土是现代桥梁的主要材料。
钢材具有高强度、高韧性和易加工等特点，适用于悬索桥和斜拉桥等大跨度桥梁的建造。
预应力混凝土通过在混凝土中预埋高强度钢筋，使混凝土在受力前先产生预应力，改善了混凝土的抗拉性能，广泛应用于中小跨度桥梁和桥面板的建造。
桥梁设计不仅要考虑结构形式和材料，还要综合考虑环境因素和施工技术。
风荷载和地震荷载是桥梁设计中的重要因素，工程师需要进行详细的荷载分析和结构计算，确保桥梁在极端条件下的安全性。
此外，桥梁施工技术的不断进步，如桥梁顶推法、悬臂施工法和吊装法等，也为桥梁建设提供了更多的选择和灵活性。
桥梁结构工程的发展离不开计算机技术的支持。
现代桥梁设计和分析中，有限元分析软件广泛应用于结构建模、荷载分析和结构优化。
通过计算机模拟，工程师可以更准确地预测桥梁在各种荷载下的响应，优化结构设计，提高桥梁的安全性和经济性。
总之，桥梁结构工程从传统的石拱桥发展到现代的悬索桥和斜拉桥，经历了材料、结构形式和施工技术的不断进步。
悬索桥—构造
– 4股骑跨式：两根两端带锚头的钢丝绳绕跨在索夹顶部的 嵌索槽中，锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索
• 双股销铰式：两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝 绳或平行钢丝索，上端利用销铰与索夹下的耳板 （吊板）连接，下端用锚头或者同样用销铰与加劲 梁连接
X.1 悬索桥的概述
• 一、悬索桥的发展史
– 悬索桥是跨越能力最强的桥型之一，其雏形三 千多年前已在我国出现。 – 1883年，第一座现代悬索桥，美国Brooklyn桥， 主跨486m – 1931年，第一座突破千米的悬索桥—主跨1006 米的美国纽约华盛顿桥 – 1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金 门大桥 – 1940年，美国华盛顿州 塔科马悬索桥风毁
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– （1）铁链索：
泸定大渡河铁索桥
– （2）钢丝绳 » 适于600米以下
都江堰安澜铁索桥
– （3）钢绞线 » 施工方便 » 弹模较低，变形较大，截面形状不易按照设计形状压 紧，防腐较难 » 适于中小跨度。
丹麦小贝尔特悬索桥主缆
– （4）平行钢丝束 » 适用大跨，400米以上
汕头海湾大桥主缆，目前使用最广
ห้องสมุดไป่ตู้
§
习题与思考题
悬索桥的发展概况
金门大桥的造型绝美，以纯钢索打造，桥墩有六十五层楼高，外观却轻灵飘逸，丝 毫不显笨重。它无论在什么季节都有独特的美感：阳光普照时，全桥清晰可见，如 同一弯朱色长虹，悬挂在碧蓝的海上；起雾时，大桥在雾气氤氲中若隐若现。
阳逻长江大桥
2007年建成 主跨:1280m 双塔单跨悬索桥
展望！
在世界经济全球化的推动下，沟通洲际之间，国家之间 和本土与岛之间以及跨海湾工程显得越来越迫切。就以 中国来说，同江至三亚主干线上就要有五个跨海工程-渤海湾跨海工程，长江口越江工程，杭州湾跨海工程， 珠江口伶仃洋跨海工程以及琼州海峡工程。其中琼州湾 海峡工程最困难，有20Km的海峡宽度，平均水深60m， 加上灾害性的地震和台风的频繁袭击以及复杂的地质条 件。还有大陆与舟山群岛、青岛与黄岛，甚至大陆与台 湾的联岛工程。还有众多的越长江，黄河，珠江等大江 大河的桥梁工程。在世界上洲际之间的直布罗陀海峡、 博斯普鲁斯海峡，白令海峡等艰巨的工程，还有意大利 墨西拿海峡，日本东京湾和伊势湾海峡，北欧各国之间 和德国到丹麦的菲马海峡大桥。在20世纪桥梁工程取得 了大发展的基础上，人们更能畅想21世纪的宏伟蓝图。
悬索桥的发展概况
悬索桥概述
桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索 桥。英文为Suspension Bridge，是“悬挂的桥 梁”之意，故也有译作“吊桥”的。“吊桥”的 悬挂系统大部分情况下用“索”做成，故译作“ 悬索桥”。 和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。 简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接 铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行， 为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊 索挂在悬索上。 和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的， 而作为承重结构的悬索则是柔性的。
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日本特色的悬索桥
日本对英美风格兼收并蓄，以美式为主。 钢桁架梁加劲；竖吊杆。 本四联络线修建11座悬索桥，积累经验。 1988年，南备赞濑户大桥，主跨1100m，
公铁两用。 1998年建成明石海峡大桥，主跨1990m，
旧金山大桥（主跨1280m）
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The Golden Gate Bridge
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震惊世界的悬索桥风毁事故
1940年11月7日，美国华盛顿州； 主跨853m，全长1524m，位居世界第三； 刚建成四个月； 塔科马海峡桥 ( The Tacoma Narrows Bridge ) 在八级大风（风速19m/s）作用下； 经过剧烈扭曲震荡后，吊索崩断，桥面结
加劲梁：主要有钢桁架梁和扁平钢 箱梁。
锚碇：有重力式锚碇和隧道锚碇。 （采用重力式锚定居多；自锚则不 用锚碇，直接锚固在边跨端的主梁 上。）
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古代悬索桥与现代悬索桥
中国是古代悬索桥的发源地。 现代悬索桥
从1883年美国建成布鲁克林桥（主跨 486m）开始，至今已有120年历史。 20世纪30年代，美国相继建成超千米的 特大桥： 乔治华盛顿桥（主跨1067m）
古代悬索桥与现代悬索桥的 型式与结构组成
悬索桥（吊桥）是特大跨度桥梁的主要 型式之一。
常见单跨和三跨（简支或连续）两种结 构形式。
悬索桥由主缆、塔架、加劲梁和锚碇四 部分组成。
主缆制造：AS法（空中送丝法）； PPWS法（预制束股法）
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（续）
塔架型式：一般采用门式框架；材 料用钢或混凝土。
构解体损毁，半跨坠落水中······
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英国特色的悬索桥
1964年塞文桥（The Severn Bridge，主跨 988m ）结合抗风研究成果；
首选流线型扁平钢箱梁加劲； 采用斜吊索；混凝土桥塔； 1981年英国建成同类型的恒比尔悬索桥，
主跨1410m，保持跨度世界纪录16年。 1997年丹麦大海带桥以主跨1624m打破纪
至今仍保持悬索桥跨度世界纪录。
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日本明石海峡大桥
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中国现代悬索桥异军突起
20世纪90年代以前，已建60多座悬索桥。 特点：跨度小、桥面窄、荷载标准低。
1995年建成汕头海湾大桥，主跨452m； 五年内又相继建成11座大跨度悬索桥，如：
西陵长江大桥（主跨900m），虎门大桥 （主跨888m），宜昌长江大桥（主跨 960m），香港青马大桥（主跨1377m，公 铁两用，名列世界第五），江阴长江大桥 （主跨1385m，名列世界第四）。
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汕头海湾大桥
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广东虎门大桥
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厦门海沧大桥（主跨648m） 15
主
跨
一 三
香
七
港
七 米
青
公
马
铁
大
两 用
桥
桥
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江阴长江大桥
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悬索桥建设跨入国际先进行列
我国已积累丰富的吊桥设计与施工经验； 正在建设润扬长江大桥（主跨1490m）； 正在规划：
青岛海湾大桥（主跨1652m） 琼州海峡大桥（主跨 1600m） 香港青龙大桥（主跨1418m） …………