专题三 大跨径桥梁计算理论——悬索桥

的风毁引起人们对悬索桥抗风的反思。
1964年-建成韦拉扎诺（Verrazano Narrows Br.）桥（双层， 主跨1298m）的记录一直保持至上世纪80年代初。
1966年建成主跨988m的塞文（Severn）桥。
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布鲁克林桥（Brooklyn ，1883，486m ），美国，纽约 4
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金门大桥，1280m，美国，1937年
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构成及特征
构成：主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索 特征：柔性悬吊组合体系。
成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重， 加劲梁受力由施工方法决定。
成桥后，结构共同承受外荷载作用，受力按 刚度分配。
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构件作用
主
缆：结构体系中主要承重构件，是几何可变体，主要
承受拉力作用。主缆在恒载作用下具有很大的初始张拉力，对
中国悬索桥的历史与发展
2009年，舟山连岛工程中的西侯门大桥以1650米跨径 排中国第一，世界第二。
专题三 大跨径桥梁计算理论
悬索桥
悬索桥
跨越能力最强的桥型之一
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历史
悬索桥的起源——起源于中国，藤桥、索桥等。 跨度500m：1880年至1920年-纽约，布鲁克林（Brooklyn ， 1883 ， 486m ） 桥 ， 威 廉 斯 堡 桥 （ Williamsboarg ， 1930 ， 488m ）桥，曼哈顿（Manhattan，1909，448m ）桥。 跨度1000m ：1931年-乔治、华盛顿（George Washington， 1066m ）桥；1937年金门（Golden Gate， 1280m ）大桥。 1940年-美国华盛顿州的塔可马（Tacoma，主跨853m）大桥
中国悬索桥的历史与发展
1995年，中国第一座现代大跨径悬索桥广东省汕头海 湾大桥建成，它以452米的跨径吹响了中国大跨径悬索 桥建设的号角。
1996年，西陵长江大桥就将这一纪录提高到900米。 1997年，又建成了跨径888米的虎门大桥。同年，香港
青马大桥又实现了新的跨越，以1377米的跨径雄居中 国桥梁跨径之首。 1999年江阴长江大桥又以1385米的跨径傲视桥林。中 国悬索桥4年实现3次飞跃，每次飞跃都是450米的惊人 数字，这在世界桥梁史上也绝无仅有。
螺栓紧固。 （6）鞍座采用大型铸钢件。 （7）桥面板采用RC构件。
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欧洲风格悬索桥主要特点
首次采用钢箱梁与斜吊索闻名于世的塞文桥的 建成，标志着又一建桥强国——英国的掘起，代表 了欧洲风格，其主要特点
（1）采用流线型扁平钢箱梁作为加劲梁。 （2）早期采用铰接斜吊索，经塞文桥、博斯普鲁
斯桥以及恒伯尔桥的实践之后，在博斯普鲁 斯二桥改回到垂直吊索。 （3）索夹分为上下两半，在其两侧采用垂直于主 缆的高强螺栓紧固。 （4）桥塔采用焊接钢结构或钢筋混凝土结构。 （5）钢桥面板采用沥青混合料铺装。
在中国，1995年建成了西陵长江大桥（主跨900m）、1997 年建成了虎门大桥（主跨888m）。
1998年的香港青马大桥（主跨1377m）和1999年江阴长江 大桥（主跨1385m）分别列入世界大跨度桥梁序列中的第四位 与第五位。
主跨452m的汕头海湾大桥采用预应力混凝土加劲梁，在世 界同类桥中跨径排名第一。
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日本风格悬索桥主要特点
作为后起之秀—日本，其悬索桥技术具有随时代进步的特色， 主要特点：
（1）采用预制平行钢丝索股架设主缆（PWS法）。 （2）加劲梁主要沿袭美国流派的钢桁梁型式，但近
年来对非双层桥面的梁体已转向采用流线型扁 平钢箱梁。 （3）吊索沿袭美国流派的竖直4股骑跨式，未接受 英国早期的斜吊索。 （4）桥塔采用钢结构，主要采用焊接方式。 （5）鞍座采用铸焊混合方式。 （6）采用钢桥面板沥青混合料铺装桥面。 （7）主缆索股与锚碇内钢构架采用预应力工艺锚固
后续结构形状提供强大的“重力刚度”，这是悬索桥跨径得以
不断增大、加劲梁高跨比得以减小的根本原因
主
塔：抵抗竖向荷载的主要承重构件，在恒载作用下，
以轴向受压为主；在活载作用下，以压弯为主，呈梁柱构件特
征
加 劲 梁：促证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构，主要 承受弯曲内力。弯曲内力主要来自结构二期恒载和活载
吊
索：将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件
，是连系加劲梁和主缆的纽带，承受轴向拉力
锚
碇：锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基
，通常采用重力式锚和隧道式锚
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美国风格悬索桥主要特点
（1）主缆采用AS（Air Spinning）法架设。 （2）加劲梁采用非连续的钢桁梁，适应双层桥面，
并在桥塔处设有伸缩缝。 （3）桥塔采用铆接或栓接钢结构。 （4）吊索采用竖直的4股骑跨式。 （5）索夹分为左右两半，在其上下采用水平高强
新塔可马（Tacoma，主跨853m）大桥 7
历史
1981年英国的恒伯尔（Humber）桥（主跨1410m）的建成， 将保持记录17年之久的韦拉扎诺桥打破。
在亚洲，1962年福冈的若户桥，主跨367m，至1988年建成 的南备赞大桥（主跨1100m）结束了亚州无千米跨大桥历史， 1998年，明石海峡大桥（主跨1990m）的建成，标志着大跨悬 索桥修建重心转移到了亚州。
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中国悬索桥历史与发展
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中国悬索桥的历史与发展
中国吊桥（索桥）历史悠久，但多为人行桥，跨径小， 适应性较差。
现代悬索桥虽然源于古代吊桥，但现代悬索桥的规模、 材料、技术含量已和古代吊桥不可同日而语，它集中了 当代建筑学最尖端的理论、工艺、材料，以无与伦比的 跨径雄霸桥林，即便是桥林新秀斜拉桥在跨径上也无力 与其争锋。
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广泛采用的悬索桥结构及工艺特点
目前，国际上广泛采用的悬索桥结构及工艺特点： （1）主缆架设方法采用AS法（英国、美国）和
PWS法（日本、中国）。 （2）加劲梁采用流线型扁平钢箱梁型式。 （3）吊索为竖直形式。 （4）锚固方法偏向采用铸焊混合结构与预应力锚
固工艺。
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现代悬索桥的发展
（1）跨径越来越大，从几十米发展到近2000m； （2）加劲梁高跨比越来越小，从1/40下降到1/300； （3）主缆等主要承重构件的安全系数取值越来越低， 从4.0下降到2.0。