20-悬索桥分析(一)
一般力学与力学基础的悬索桥分析方法
一般力学与力学基础的悬索桥分析方法悬索桥是一种以悬吊物体（如钢索）为主要构件，通过锚固在两端并形成拱形曲线支撑桥面的特殊桥梁结构。
悬索桥在现代桥梁设计中占据重要地位，广泛应用于大跨度桥梁的建设。
为了确保悬索桥的安全性和稳定性，一般力学与力学基础的分析方法被广泛运用于悬索桥的设计和施工中。
一、载荷分析悬索桥承受着来自桥面荷载、行车荷载、风荷载和温度荷载等多种荷载。
为了准确分析悬索桥的受力情况，首先需要进行载荷分析。
通过测量和分析桥梁所受到的各种荷载，可以确定悬索桥的最大荷载，进而设计合适的结构以满足荷载要求。
二、结构力学分析悬索桥的结构力学分析是确定桥梁各部分的内力和变形，以评估结构的可靠性和安全性。
分析时需考虑到桥梁的自重、外力作用、桥梁材料的力学特性等因素。
通过应力分析和变形分析，可以确定各部分的受力情况，从而为结构设计和加固提供依据。
三、模型建立悬索桥的结构分析离不开准确的模型建立。
模型建立涉及桥梁的几何形状、材料特性、约束条件等。
在建立模型时，可以采用有限元方法等数值分析方法，将复杂的桥梁结构简化为节点和单元，通过计算机模拟桥梁受力过程，得出各部分的应力和变形情况。
四、钢索分析悬索桥的主要构件是钢索，因此钢索的分析与设计至关重要。
在钢索的分析中，需要考虑到钢索的受力特点、工作状态和疲劳寿命等因素。
通过对钢索的应力分析和疲劳寿命评估，可以确保悬索桥的安全性以及钢索的使用寿命。
五、动力分析悬索桥在运行过程中会受到各种动力荷载的作用，如行车荷载引起的振动、风荷载引起的横向摆振等。
为了确保桥梁在运行状态下的稳定性，需要进行动力分析。
通过对悬索桥的振动频率、振型和振幅等参数的分析，可以得出相应的动力响应，为工程师提供重要参考。
综上所述，一般力学与力学基础的悬索桥分析方法是确保悬索桥结构安全性和稳定性的重要手段。
通过结合载荷分析、结构力学分析、模型建立、钢索分析和动力分析等方法，可以全面评估悬索桥的结构性能，并提供科学依据以指导工程设计和施工。
国内外大跨径桥梁建设之悬索桥
国内外大跨径桥梁建设之悬索桥悬索桥是一种古老的桥型，起源于中国，革新于英国，发展于美国，广泛应用于日本。
它因具有跨度大、美观、架设方便等特点而得到广泛的应用。
随着高强钢丝和优质材料的出现，架设工艺的改进以及计算理论和手段的不断完善，悬索桥正朝长、大方向发展，并因其在大跨度方面具有较大的优势而成为现代大跨径桥梁家族中的重要成员。
从1816 年，英国建成了第一座具有现代意义的悬索桥——跨径为124m、以钢丝做主索的人行吊桥起，工程界开始重视对悬索桥的理论研究。
1823年纳维尔发表了加劲梁悬索桥理论，认识到竖向挠度随着恒载的增加而减少。
到19 世纪末，悬索桥的跨度达到200~300m 。
1883 年列特和1886 年列维分别发表了弹性理论，这使悬索桥的跨径达到了500m 以上。
1888 年米兰提出了挠度理论，利用该理论分析的第一座桥是曼哈顿（Manhattan ）大桥（主跨径为448m ）。
到1931 年，挠度理论使悬索桥的跨度增大了一倍，且突破了l000m ，这就是跨越哈得孙河的乔治•华盛顿（George •Washington ) 大桥（主跨1067m ）和旧金山金门（Golden Gate ）大桥（主跨1280m ）。
悬索桥的发展至今已有近200 年的历史，它是大跨径（尤其是1000m 以上的特大跨径）桥梁的主要形式之一，其优美的造型和宏伟的规模，常被人们称为“桥梁皇后”。
1966 年英国塞文（Severn ）桥的加劲梁首先采用流线型扁平钢箱梁，增大了桥梁抗风性能和抗扭刚度，且用钢量少、维护方便。
1970 年丹麦小贝尔特（Small Belt ）桥的钢箱梁首先采用箱内空气干燥装置，增强了防腐性能。
跨径为世界第一的明石海峡大桥悬索桥的抗震设计成功地经受了1995 年日本神户大地震考验。
我国虽然很早就开始修建悬索桥，但是其跨径和规模远不能同国外现代悬索桥相比。
我国悬索桥发源甚早，已有3000 余年历史。
悬索桥桥塔结构设计分析
悬索桥桥塔结构设计分析悬索桥是一种具有悬挂在桥塔之间的主悬索和斜拉索的特殊结构。
它的设计目的是为了克服大跨度桥梁的自重、风荷载和车辆荷载等挑战，并且提供足够的刚度和稳定性，确保行车安全。
悬索桥的设计分为桥塔和悬索两个主要部分。
桥塔是悬索桥结构的垂直支撑点，负责承载悬索的张力，同时通过自身形态和刚度来平衡桥面上的荷载。
悬索是通过吊杆与桥塔连接起来的导向元素，承担横向荷载并将其传递给桥塔。
在桥塔的设计中，结构工程师需要考虑多种因素。
首先是桥塔的高度和形状，这直接影响着悬索桥的外观和空间感。
一般而言，桥塔的高度要足够高以便支撑起悬索桥的主悬索，并且在视觉上与周围环境和谐统一。
其次是桥塔的材料和施工方式。
桥塔通常由钢筋混凝土或钢制成，其中钢材可以提供更大的强度和刚度，但也需要更高的维护成本。
最后，桥塔的稳定性和抗风性能也是设计中必须考虑的因素。
由于桥塔在工作中承受着各种外部风载，因此其形态和截面应足够稳定，以保证桥梁整体的安全性和可靠性。
悬索是悬索桥设计中的关键部件。
悬索的主要作用是将荷载传递到桥塔，同时保证桥梁的稳定性和刚度。
一般而言，悬索由多根几何相似的悬索体组成，可以根据需要的荷载和跨度进行合理的排布和尺寸确定。
在悬索的设计中，考虑的主要因素有悬索的材料、悬索的受力分析以及悬索与桥塔的连接方式等。
悬索通常采用高强度钢丝绳或钢缆，以提供足够的强度和柔性。
悬索的受力分析是悬索桥设计中最为重要的一环，结构工程师需要通过一系列的计算和数值模拟来确定悬索的受力状态，以满足强度和稳定性的要求。
悬索与桥塔的连接方式通常采用球形铰接，以允许悬索在水平和垂直方向上的运动，并通过适当的轴向刚度限制悬索的形变。
悬索桥的设计与建造是一个复杂而艰巨的任务，需要结构工程师们充分考虑各种因素，并寻求最佳的解决方案。
在设计过程中，结构工程师们需要进行大量的结构分析、受力计算和模拟仿真，以确保悬索桥的结构安全、经济、美观和可持续。
悬索桥论文 (1)
土建与水利学院土建一班蔡林卫 200900202004现代悬索桥的发展史悬索桥也叫吊桥，是跨越能力最大的一种桥型。
它是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系。
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。
在两个高塔之间悬挂两条缆索，靠缆索吊起桥面，缆索固定在高塔两边的锚碇上，由锚碇承载整座桥的重量。
成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。
悬索桥的构思据说来自猴桥，它是由若干强壮的猴子组成一条悬链来让病猴或年老体衰的猴子通过的桥梁。
最原始的人类悬索桥采用植物类的竹子或藤条来制造悬索。
我国四川省的灌县早在千年之前就出现竹索桥。
17世纪开始出现铁链作悬索的桥梁。
我国四川省大渡河上泸定桥是在1706年建成的。
利用钢缆绳、钢铰线和钢丝等现代钢代钢材来制造的悬索桥则基本上是进入20世纪后才开始出现的。
悬索桥历史悠久各个时期都有它不同的特点，现代悬索桥的发展更是如日中天，迄今出现了四次高峰：一、1930年前后美国的悬索桥——第一次发展高峰美国在1903年和1909年分别建成了主跨为488m的威廉姆斯堡和主跨为448m的哈曼顿桥两座在空中用编丝轮将钢丝编拉后组成主缆的悬索桥。
20世纪20年代美国建成两座主跨超过500m的悬索桥。
它们分别是1926年在费城跨越特拉华河建成的主跨为533m的本杰明-富兰克林桥（又名费城-坎姆登桥），和1929年在底特律建成的主跨564 m的大使桥。
在此期间美洲其他国家也建成不少中小跨度悬桥。
20世纪30年代是美国修建大跨度悬索桥的最兴旺时期，1931年建成跨度首先突破千米的乔治·华盛顿桥（主跨达1067 m）。
1936年建成旧金山-奥克兰海湾大桥，此桥分东西两桥，其中西桥是两座串联衔接的孪生悬索桥，每座均为三跨悬吊，主跨均为704 m，采用加劲钢桁梁。
继此之后在1937年又建成举世闻名的金门大桥，主跨为1280 m，曾保持世界最大桥梁跨度记录达27年之久。
悬索桥的现状与展望讲解
日本明石海峡大桥
二、悬索桥的设计与材料技术
•
（一）悬索桥计算方法的发展
弹性理论
挠度理论
有限位移理论
（二）悬索桥设计理论的新发展
（1）抗震理论
（2）抗风理论。
（3）耐久性分析理论
加劲梁为扁平钢箱，分段运至桥下后吊装焊接就位。
日本明石海峡大桥
二、悬索桥的设计与材料技术
•
（一）悬索桥计算方法的发展
弹性理论
挠度理论
有限位移理论
挠度理论的简化, 使它的应用范围限制在 600 m以下的悬索桥，对于跨度大于600 m 的悬索桥
悬索桥的每根构件作为研究对象，适于大 跨径
该方法是适合于电算的有限元方法，全面 考虑大位移引起的悬索桥几何非线性因素， 计算结果比挠度理论精确。
加劲梁为扁平钢箱，分段运至桥下后吊装焊接就位。
明石海峡桥
鲁克林大桥
西堠门大桥
一、悬索桥的发展
• （一）1930年前后美国的悬索 桥——第一次发展高峰
鲁克林大桥（英语：Brooklyn Bridge），是美国最老的悬索桥之一， 主跨486m，其1,825米长的桥面横跨 东河连接美国纽约州纽约市的曼.哈 顿与布鲁克林。在1883年完工时是世 界上最长的悬索桥以及第一座使用由 钢铁制成的悬索的桥梁。
博斯普鲁斯海峡第一大桥
一、悬索桥的发展
• （五）20世纪70年代－80年代的 欧洲与日本的悬索桥——第三次 发展高峰
1970年丹麦建成主跨为600m 的小贝尔特桥，1973年又在 土耳其伊斯坦布尔建成主跨 为1074m的博斯普鲁斯海峡 第一大桥。
1981年英国建成当时世界第 一大跨度（1410m）的恒伯 尔桥，目前在南京四桥 1418m之后，位居第6
悬索桥
为英国人设计，所以形成了英国悬索桥风格。
1.2.3
美洲悬索桥的发展历程
美洲 20 世纪前的悬索桥。李约瑟认为是由中国人传入美洲的。20 世纪美国的悬 索桥，20 世纪中叶，美国大城市的兴起，促进了大跨桥梁建设的发展，至今美国仍 是世界上拥有悬索桥最多的国家。在科研、设计和施工技术上形成优势，是悬索桥成 为唯一超过千米的成熟桥型，并形成美国流派的悬索桥风格。
7
350
350 I14 350
350
I36b
图 2-2 纵、横梁布置
曲线上查得
* a0 ( * a0 )a 1.7 0.35 0.595 m a
又由
* a0 0.595 0.243 t1 2.45
查《钢桥》图 1.33 得
' a0 a0 ' * 0.91 0.595 0.54 m 0.91 ； a 0 ( * )a 0 * a0 a0
1.2.4
日本悬索桥的建设
日本近代悬索桥发展势头迅猛，后来居上，日本的悬索桥，大部分为钢塔和钢桁 加劲梁，并且大多为公铁两用悬索桥。 综上所述，国内外悬索桥的建设一次次刷新了桥梁的跨径记录，并将在 21 世纪 桥梁的建设中，继续显示出特大跨悬索桥的勃勃生机。
1.3 悬索桥的计算理论简介
1.3.1 传统的“弹性理论”简介
1
了钢箱加劲梁的优越性，同时避免了采用有争议的斜吊索。
1.1.2
主要构造
现代悬索桥通常有桥塔、锚碇、主缆、吊索、加劲梁及鞍座等主要部分组成。 1.1.2.1 桥塔
桥塔是支撑主缆的重要构件。悬索桥的活载和恒载(包括桥面、加劲梁、吊索、 主缆及其附属构件，如鞍座和索夹等的重量)以及加劲梁主承在塔身上的反力，都将 通过桥塔传递到下部分的塔墩和基础。桥塔采用钢结构，随着预应力混凝土和爬模技 术的发展，造价经济的混凝土桥塔将有发展的趋势。 1.1.2.2 锚碇 锚碇是主缆的锚固体。 锚碇将主缆的拉力传递给地基基础。通常采用的有重力式 锚碇和隧洞式锚碇。 重力式锚碇依靠巨大自重来抵抗主缆的垂直分力，水平分力则由 锚碇与地基间的摩擦力或嵌固力来抵抗。 隧洞式锚碇则是将主缆中的拉力直接传递给 周围的基岩。 1.1.2.3 主缆 主缆是悬索桥的主要承重构件。除承受自身恒载外，主缆本身又通过索夹和吊索 承受活载和加劲梁(包括桥面)的恒载。除此之外，主缆还承担一部分横向风载，并将 它直接传递到桥塔顶部。 主缆有钢丝绳和平行线钢缆等， 由于平行线钢缆弹性模量高， 空隙率低抗锈性能好， 因此大跨度悬索桥的主缆都采用这种形式。现代悬索桥的主缆 多采用直径 5mm 的高强度镀锌钢丝组成，设计中一般将主缆设计成二次抛物线的形 状。 1.1.2.4 吊索 吊索也称吊杆。 是将活载和加劲梁的恒载传递到主缆的构件。吊索的布置形式有 垂直式和倾斜式等。其上端与索夹相连，下端与加劲梁连接。吊索宜用有绳蕊的钢丝 绳制作，其组成可以是一根、二根或四根一组。 1.1.2.5 加劲梁 加劲梁的主要功能是提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变形。 加劲 梁是承受风荷载和其他横向水平力的主要构件，长大悬索桥的加劲梁均为钢结构，一 般采用桁架梁形式和箱梁形式。目前看来预应力混凝土加劲梁仅适用于跨径 500m 以 下的悬索桥。在长大悬索桥设计中，加劲梁宽度与主跨径的比例，即宽跨比将是一个
20-悬索桥分析(一)
20-悬索桥分析(一)MIDAS做悬索桥分析(一)一悬索桥初始平衡状态分析悬索桥主缆在加劲梁的自重作用下产生变形后达到平衡状态，在满足设计要求的垂度和跨径条件下，计算主缆的坐标和张力的分析一般称为初始平衡状态分析。
这是对运营阶段进行线性、非线性分析的前提条件，所以应尽量使初始平衡状态分析结果与设计条件一致。
使用midas Civil中“悬索桥建模助手”功能，可以很方便的完成悬索桥的初始平衡状态分析。
1 建模助手图1 悬索桥建模助手图1是悬索桥建模助手设置对话框，参考帮助说明文档，掌握各参数含义及使用注意事项。
在使用该建模助手时，经常碰到如下疑问：1）对于小跨径的人行索桥，没有边跨如何建模？2）桥面系荷载如何正确定义？3）横向内力如何计算？解决了上述疑问，才能正确的使用悬索桥的建模助手。
对于问题1，即要实现如图2的结构布置：图2 无边跨悬索桥布置在建模助手对话框中，通过设置主梁端点A1的坐标和边跨吊杆间距完成无边跨及吊杆的布置。
图3 无边跨悬索桥设置有边跨无吊杆：A1的x坐标为a，左跨吊杆间距为a的绝对值；无边跨：A1的x坐标为a，但a输入非常小的数值，例如-0.01，左跨吊杆间距为a的绝对值；对于问题2，定义桥面荷载有2种方法，如下图所示：图4 单位重量法图5 详细设置方法1，定义单位重量荷载值，荷载类型为等效均布荷载，大小等于除主缆和吊杆自重外成桥恒荷载，主缆和吊杆自重程序会自动考虑。
方法2，勾选详细设置，荷载类型有点荷载和均布荷载，可以分别定义桥面左、中、右跨的成桥恒荷载（不含主缆和吊杆自重）。
当使用点荷载时，程序将桥面恒荷载集中到吊杆上，每根吊杆承担的荷载值为相邻吊杆间距范围内的桥面恒载加上吊杆两端锚固处的恒荷载；当使用分布荷载时，分别定义桥面左、中、右跨等效均布荷载，对于不同跨径范围内，桥面恒荷载变化比较大能准确定义。
对于问题3，在视图选项中，点击实际形状时，程序输出横向内力（主缆水平分力），如下图：图6 实际形状及横向内力横向内力计算过程如下：利用节线法求主缆初始坐标及初始横向内力，分为2步骤：首先根据桥面恒载值，等效为吊杆处的节点荷载，进行初次计算，得到相应的主缆坐标和横向内力；然后，考虑主缆和吊杆自重，再迭代分析（主缆坐标影响自重，自重反过来也影响主缆坐标），满足收敛条件，最后得到主缆的初始形状和初始横向力。
11.悬索桥解析
11.4 悬索桥构造简介 1、桥塔 （1）作用：支承主缆，分担大缆所受的竖向力，在风力和 地震力作用下，对总体稳定提供保证。 （2）形式：横桥向：按桥塔外形分，一般有刚构式、桁架 式和混合式三种结构形式； 顺桥向：按力学性质可分刚性塔、柔性塔和摇柱塔三种结构 形式。
（3）材料：除日本外，多用混凝土 （4）断面：多为箱形
4. 高跨比 指悬索桥加劲梁的高度h与主孔跨径L的比值。通常 桁架式加劲梁梁高一般为8~14m，箱型加劲梁的梁 高一般为2.5~4.5m。 5. 加劲梁的支承体系 一般三跨悬索桥中的加劲梁绝大多数是非连续的 （称为三跨双铰加劲梁）。加劲梁采用连续支承体 系近期正在增多，尤其在公铁两用的大跨度悬索桥 中。 6. 纵坡 悬索桥的中跨纵坡多为1％~1.5％的抛物线，边跨 为直线，一般为中跨坡度的两倍。
（2）主缆支架鞍座（散索鞍） 作用：改变主缆方向，并将主缆钢丝束箍在水平 和竖直方向分散开，引入各自的锚固位置 与主索鞍的区别：其在主缆受力或温度变化时， 随主缆同步移动。 结构形式：摇柱式和滑移式两种基本类型。
11.5 悬索桥的静力计算理论 大缆和主梁结构内力分析的计算理论可分为 三种： 弹性理论，挠度理论，有限变形理论。 斜拉桥与悬索桥的区别： 1、两者刚度差别很大 2、前者主梁受很大的水平分力而成为偏心 受压构件，后者加劲梁不承受轴向力 3、前者可通过调整索力调整内力分布，后 者不可
第十一章 悬索桥
悬索桥的基本类型 悬索桥的总体布置 悬索桥构造简介 悬索桥的静力计算理论
11.1 概 述 组成：主缆、加劲梁、吊索、索塔、鞍 座、锚碇（下部）及桥面结构
悬索桥基本组成
11.2 悬索桥的基本类型 1. 按主缆的锚固形式分类 地锚式：主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或隧道式锚碇 传递给地基
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MIDAS做悬索桥分析(一)
一悬索桥初始平衡状态分析
悬索桥主缆在加劲梁的自重作用下产生变形后达到平衡状态，在满足设计要求的垂度和跨径条件下，计算主缆的坐标和力的分析一般称为初始平衡状态分析。
这是对运营阶段进行线性、非线性分析的前提条件，所以应尽量使初始平衡状态分析结果与设计条件一致。
使用midas Civil中“悬索桥建模助手”功能，可以很方便的完成悬索桥的初始平衡状态分析。
1 建模助手
图1 悬索桥建模助手
图1是悬索桥建模助手设置对话框，参考帮助说明文档，掌握各参数含义及使用注意事项。
在使用该建模助手时，经常碰到如下疑问：
1）对于小跨径的人行索桥，没有边跨如何建模？
2）桥面系荷载如何正确定义？
3）横向力如何计算？
解决了上述疑问，才能正确的使用悬索桥的建模助手。
对于问题1，即要实现如图2的结构布置：
图2 无边跨悬索桥布置
在建模助手对话框中，通过设置主梁端点A1的坐标和边跨吊杆间距完成无边跨及吊杆的布置。
图3 无边跨悬索桥设置
有边跨无吊杆：A1的x坐标为a，左跨吊杆间距为a的绝对值；
无边跨：A1的x坐标为a，但a输入非常小的数值，例如-0.01，左跨吊杆间距为a的绝对值；
对于问题2，定义桥面荷载有2种方法，如下图所示：
图4 单位重量法
图5 详细设置
方法1，定义单位重量荷载值，荷载类型为等效均布荷载，大小等于除主缆和吊杆自重外成桥恒荷载，主缆和吊杆自重程序会自动考虑。
方法2，勾选详细设置，荷载类型有点荷载和均布荷载，可以分别定义桥面左、中、右跨的成桥恒荷载（不含主缆和吊杆自重）。
当使用点荷载时，程序将桥面恒荷载集中到吊杆上，每根吊杆承担的荷载值为相邻吊杆间距围的桥面恒载加上吊杆两端锚固处的恒荷载；当使用分布荷载时，分别定义桥面左、中、右跨等效均布荷载，对于不同跨径围，桥面恒荷载变化比较大能准确定义。
对于问题3，在视图选项中，点击实际形状时，程序输出横向力（主缆水平分力），如下图：
图6 实际形状及横向力
横向力计算过程如下：
利用节线法求主缆初始坐标及初始横向力，分为2步骤：首先根据桥面恒载值，等效为吊杆处的节点荷载，进行初次计算，得到相应的主缆坐标和横向力；然后，考虑主缆和吊杆自重，再迭代分析（主缆坐标影响自重，自重反过来也影响主缆坐标），满足收敛条件，最后得到主缆的初始形状和初始横向力。
当曲线比较平坦时，可以用下式估算横向力：
H=qL2
8f
或H=
M c0
f
H—主缆水平力；
q—桥面等效均布恒荷载，计入主缆和吊杆自重；
f—主缆失高；
M c0—竖向荷载对跨中的总弯矩。
2 悬索桥初始平衡状态分析流程
使用悬索桥建模助手完成初始平衡状态分析时，建模助手部经过2个子步骤。
首先使用简化计算方法（节线法）进行初始平衡分析。
该方法采用了日本Ohtsuki博士使用的计算索平衡状态方程式，是利用桥梁自重和主缆力的平衡方程计算主缆坐标和主缆力的方法。
其基本假定如下：
(1) 吊杆仅在横桥向倾斜，垂直于顺桥向。
(2) 主缆力沿顺桥向分量在全跨相同。
(3) 假定主缆与吊杆的连接节点之间的索呈直线形状，而非抛物线形状。
(4) 主缆两端坐标、跨中垂度、吊杆在加劲梁上的吊点位置、加劲梁的恒荷载等为已知量。
由于基本假设(3)，通过节线法确定的主缆初始线形可能与最终的实际线形有所差异，在自重作用下，节点间索不可能是直线的。
建模助手部进行第2个子步骤分析，以节线法确定的初始线形为基础，使用悬链线索单元做更精确的分析。
首先把主缆两端的锚固点、主塔底部、吊杆下端均固结处理，然后建立由弹性悬链线主缆和吊杆形成的空缆模型，如下图7。
使用第1子步骤得到的主缆坐标，水平力和初始无应力索长，考虑包含主缆及加劲梁的恒载，通过非线性分析重新确定主缆的平衡状态，此分析过程中，加劲梁的截面特性及其对应的荷载不参与计算，主缆的平衡状态由桥面定义的荷载决定。
分析结束后，将加劲梁和主塔添加到模型中，形成全桥模型，如下图8。
图7 建模助手分析模型
图8 初始平衡状态模型
二悬索桥整体结构的成桥平衡状态分析
1 悬索桥分析控制
初始平衡状态分析时，主要考虑的是主缆和吊杆结构非线性分析，在很多方面做了简化，甚至未考虑。
如真实桥面恒荷载不均匀、边界条件不一致、受力体系发生改变等。
导致和实际结构整体的平衡状态相比，一般是有差异的。
因此，悬索桥整体结构的平衡状态分析是非常重要的。
在midas Civil中使用“悬索桥”分析功能，能快速完成该分析。
如下图9：
图9 悬索桥分析控制
使用该功能前，将初始平衡状态模型，修改成实际分析模型，包括：结构、边界条件、荷载，都按照实际情况定义。
接下来，设置分析控制参数：
1）控制参数：非线性分析的迭代次数和收敛误差，一般按照默认；
2）分析方法：初始力法和约束条件法。
一般选择初始力法，表示以初始平衡状态的力为悬索桥非线性分析的初态。
3）更新节点组和垂点组：悬索桥非线性分析迭代时，需要不断更新主缆节点坐标，同时，按照设计状态，垂点坐标是已知值，相当于是常数，因此，通过设置所有主缆节点为更新节点组，节点坐标值为常数的点为垂点组满足要求。
需要注意，更新节点组一定要包含垂点组。
4）水平分力：通过设置水平分力，可以调整悬索桥的成桥平衡状态，该值由设计者控制。
5）荷载工况：非线性分析荷载。
完成悬索桥分析后，程序会更新主缆节点坐标、无应力长度、小位移初始单元力、几何刚度初始荷载，同时，输出平衡单元节点力。
强调一下，悬索桥分析是在前处理中完成的，因此是没有后处理的结果。
2 平衡单元节点力的理解
做一次成桥验算时，使用平衡单元节点力，悬索桥基本上处于无位移的状态（相对于设计状态），表示在成桥恒载作用下，使用平衡单元节点力，程序进行非线性分析后，达到设计状态。
平衡单元节点力是怎么得到的？很多人认为是初始单元力的反号，这是错误的。
程序首先根据单元初始力和单元上的外荷载，计算出等效单元节点荷载，然后，将单元I端的等效节点荷载反号和J端等效节点荷载一起输出，作为该单元的平衡单元节点力。
以加劲梁55号单元为例，推导过程如下：
I端：Fx=-66.4，Fz=-6.65，My=28.98；
J端：Fx=-66.4，Fz=83.35，My=-201.1；
外荷载是：15Kn/m
等效节点荷载的计算图示如下：
两端固定时，I端的力：
Mi=-ql^2/12=-45KN.m; FQi=ql/2=-45KN（向上）
等效节点荷载为力的反号：
Mi=45KN.m; FQi=45KN
则I端的节点荷载为：
Mi=45+28.98=73.98KN/m；FQi=45-6.65=38.35KN；
J端计算过程同I端，则将I端力反向后，单元55的平衡单元力如下：
（66.4，-38.35，-73.98，-66.4,38.35，-156.1）
程序输出的结果是一样的。
按照上述方法，可以发现对于索单元，等效为桁架后，由于只有轴向力，因此，只需将I端力反向即可。
但实际上索是有垂度效应的，对等效节点荷载有影响，因此，上述是近视处理，这也是使用平衡单元节点力后，程序会有非常小的位移原因。