斜拉桥与悬索桥的现状受力特点及构造
第八章斜拉桥
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
斜拉桥的分类——塔、梁、墩连接条件
（3）塔梁固结体系：塔梁固结，梁墩分离 • 塔梁固结并支撑在墩上。 • 特点：主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比 有关，这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座， 而其余均为纵向活动支座。优点是显著减小主梁中央段承 受的轴向拉力，并且索塔和主梁的温度力极小。
交异性钢桥面板。 相对钢主梁：节约钢材、刚度和抗风稳定性更好。 适宜跨径：一般在300～600m。 结合梁一般都采用钢双主梁，只适用于双索面斜拉桥。
§ 8.2 斜拉桥的构造
主梁
➢（4）混合梁斜拉桥 混合梁斜拉桥，是指沿着桥纵向主梁截面由两种不同的材
料组成，中跨大部分或全部为钢主梁、边跨部分或全部为混凝 土主梁的组合结构。
§ 8.2 斜拉桥的构造
斜拉索
➢2、锚具——冷铸锚 工作原理：将钢丝束穿入冷铸
锚，钢丝尾镦头后锚定在冷铸锚的 后锚板上，再在锚体内分段常温浇 灌环氧树脂加铁丸等混合填料，使 锚体与钢丝束之间的刚度均匀变化， 最后将冷铸锚头放入加热炉中养生， 加热温度为150度，由于这种锚是在 常温下浇铸填料，因此称为冷铸锚。
悬浮体系
§ 8.1 斜拉桥的受力特点与结构体系
斜拉桥的分类——塔、梁、墩连接条件
（2）半悬浮体系（或支承体系） • 塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支撑（固定铰和活动
铰，可以是一个固定支座三个活动支座，也可以是四个 活动支座，但一般均设活动支座，以避免由于不对称约 束而导致不均衡温度变位，水平位移将由斜拉索制约）， 其结构形式属于有弹性支承的连续梁。 • 特点：具有连续梁的优点。
§ 8.2 斜拉桥的构造
主梁
➢ 斜拉桥主梁按材料不同分：
斜拉桥和悬索桥的区别
斜拉桥和悬索桥的区别斜拉桥和悬索桥的区别在于：斜拉桥的主缆横向布置，悬索桥的主缆竖直布置。
一般说来，斜拉桥跨度小、结构轻巧，而且它可以看作是“吊”起来的；悬索桥则比较笨重，但它形成的强大的横向刚度却使它能够承受巨大的垂直荷载。
另外，由于斜拉桥用的索塔和主梁都是像弹簧一样彼此独立地支撑在各自的基础上的，所以，斜拉桥不仅外观雄伟壮丽，而且内部空间开阔，便于布置管线等设施。
因为这些优点，所以斜拉桥被广泛应用于城市道路交通中。
不过，悬索桥也有它自己的特点。
从历史记录上看，公元前二世纪左右就出现了悬索桥。
当时修建悬索桥是为了军事目的，只要把桥的一端固定住，桥就会稳如泰山，而不必担心会断裂或垮塌。
后来，悬索桥的建造技术逐渐发展，到了19世纪末期，才正式出现了具有完整技术体系的悬索桥。
这种桥利用缆索起重机将桥面吊到高处，再把桥面的重量转移到锚锭上去。
这样做，虽然增加了施工难度，但却减少了许多不安全的因素。
随着科学技术的进步，悬索桥的技术性能已经达到了很高水平。
如今，人类的足迹几乎遍及世界每个角落，而越来越多的人喜欢在大江河流上架设悬索桥。
悬索桥是现代钢铁工业的产物。
第一座真正意义上的悬索桥是1937年建成的美国跨度为1178米的明尼苏达州圣保罗市的金门大桥。
此后不久，德国人首先采用了钢丝绳悬索桥，而后英国人又推出了钢箱形截面悬索桥，这两种桥型一直沿用至今。
日本是亚洲第一个掌握悬索桥制造技术的国家。
该国制造的预应力混凝土悬索桥长1153米，居世界第三位。
这里还需提醒读者注意的是，在悬索桥中有一种半悬索桥。
它实际上是悬索桥与斜拉桥相结合的产物，既有斜拉桥的刚度，又有悬索桥的柔韧性。
这种桥的跨径比单纯的悬索桥要大得多，其结构非常复杂，它既能充分利用悬索桥的柔韧性，又可以避免斜拉桥的笨重。
在我国的南方，也曾有过不少半悬索桥，例如著名的贵州省坝陵河大桥。
半悬索桥既有索桥的刚劲挺拔，又有拱桥的曲线玲珑，它同时兼备了两者的优势，堪称“桥梁新秀”。
斜拉桥的受力特点
斜拉桥的受力特点
斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，它通过斜向延伸的索具来承受荷载。
斜拉桥的受力特点主要体现在其结构形式、材料、施工方式和受力特征方面。
1、结构形式：斜拉桥的结构形式是由斜拉索和立柱构成的，它具有高度的紧凑性和美观性。
2、材料：斜拉桥的主要材料是钢结构和高强度纤维素材料，这些材料具有较高的强度和韧性。
3、施工方式：斜拉桥的施工方式需要高精度和高效率的技术，主要采用钢索斜拉和高强度纤维素材料斜拉两种方式。
4、受力特征：斜拉桥的主要受力特征是拉力和压力，它的索具需要承受大量的拉力和压力，而立柱则需要承受压力。
5、抗震性能：斜拉桥具有较好的抗震性能，能够有效地缓冲地震和风荷载的影响。
6、可持久性：斜拉桥具有较高的可持久性，能够经受长时间的使用和自然环境的影响。
总之，斜拉桥具有独特的结构形式、高强度的材料、精密高效的施工方式、明显的拉压力受力特点、较高的抗震性能和可持久性。
这些特点使得斜拉桥成为了高速公路、铁路、悬索桥等大跨度、高线速度、高线路级别和复杂地形环境下的理想选择。
悬索与斜索受力特点
悬索与斜索受力特点
悬索和斜索是两种常见的结构形式，它们在工程建设中被广泛应用。
这两种结构形式的受力特点有很大的不同，下面将分别进行解释。
悬索是一种悬挂在两个支点之间的结构，其特点是悬挂物体的重力作用力线与悬挂索的轴线重合，因此悬挂物体的重力作用力被完全转移到了悬挂索上。
悬挂索的受力特点是张力大小不变，方向沿着索的轴线方向，且张力大小等于悬挂物体的重力大小。
因此，悬挂索的受力状态是一种纯张力状态，其受力特点是受力方向沿着索的轴线方向，张力大小不变。
斜索是一种倾斜的索结构，其特点是索的轴线与水平面的夹角不为零。
斜索的受力特点是张力大小不变，方向沿着索的轴线方向，且张力大小等于悬挂物体的重力大小除以斜率的余弦值。
因此，斜索的受力状态是一种斜张力状态，其受力特点是受力方向沿着索的轴线方向，张力大小不变，但是张力的方向与水平面的夹角不为零。
总的来说，悬索和斜索的受力特点都是张力大小不变，方向沿着索的轴线方向，但是斜索的张力方向与水平面的夹角不为零。
这些受力特点对于工程建设非常重要，因为它们可以帮助工程师设计出更加稳定和安全的结构。
同时，这些受力特点也可以帮助工程师预测结构的受力情况，从而及时采取措施避免结构的破坏。
因此，对于工程师来说，了解悬索和斜索的受力特点是非常重要的。
(完整版)斜拉桥与悬索桥
【模块编号】MU-07-04
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2-3、特殊构造措施
【模块编号】MU-07-04
1）锚墩及辅助墩
◎锚墩一般采用柔性墩，上端铰接下端与基础固结，墩 顶与主梁共同水平变位，设抗拉措施；
◎辅助墩加强主梁刚度，减少跨中挠度，降低塔柱的内 力与变位（50%）；
2）尾索（背索）
～塔柱与锚墩相连的拉索； ～可约束塔顶位移，有利于减少平衡重； ～主跨活载增加背索应力，边跨减少；
9、悬索桥的构造
◎扁平钢箱加劲梁
【模块编号】MU-07-04
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9、悬索桥的构造（续1）
◎锚碇形式
【模块编号】MU-07-04
a)重力式
b)隧洞式
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9、悬索桥的构造（续2）
◎主缆支架
【模块编号】MU-07-04
a)刚性支架
b) 柔性支架
c) 摇杆支架
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9、悬索桥的构造（续3）
◎吊杆与主缆及加劲梁的连接、索夹
◎跨越能力无与伦比，是目前跨径超过1000m的唯 一桥型。
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7、悬索桥的主要结构类型
a·柔式悬索桥：
～不设加劲梁；
～只在活载与恒载的比值不 大 时 适 用 ——如 人 行 桥 或 (早期的)主缆很大的。
b·单跨悬吊
～仅主跨悬吊，并在主跨上 设加劲梁
～如存在边跨，则边跨独立 （简支于桥塔）。
c·三跨悬吊简支体系
【附】南京.长江二桥～南汊主桥〖合拢〗
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【附】武汉.白沙洲大桥
【模块编号】MU-07-04
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【附】福州.青州闽江大桥
【模块编号】MU-07-04
全长2590m,其中正桥1185m。主跨605m,主塔高175m,桥宽29.5m。
斜拉桥与悬索桥之比较
斜推桥与悬索桥之比较之阳早格格创做斜推桥与悬索桥动做新颖桥梁的主要兴办办法，二者之间又存留着何如的辨别与通联呢？底下咱们通过结构力教的要领对于其举止受力圆里的定性分解，去办理一些现真中的局里.最先咱们去相识一下他们的定义：斜推桥又称斜弛桥，是将主梁用许多推索曲交推正在桥塔上的一种桥梁，是由启压的塔、受推的索战启直的梁体推拢起去的一种结构体系.其可瞅做是推索代替收墩的多跨弹性收启连绝梁.其可使梁体内直矩减小，落矮兴办下度，减少了结构沉量，节省了资料.斜推桥由索塔、主梁、斜推索组成.悬索桥，又名吊桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于二岸(大概桥二端)的缆索(大概钢链)动做上部结构主要启沉构件的桥梁.其缆索几许形状由力的仄稳条件决断，普遍交近扔物线.从缆索垂下许多吊杆，把桥里吊住，正在桥里战吊杆之间常树坐加劲梁，共缆索产死推拢体系，以减小活载所引起的挠度变形.斜推桥与悬索桥的结构简图如图a，b所示.底下对于一些现真局里举止定性分解.1.为什么斜推桥战悬索桥不妨比其余桥梁的跨度大很多？通过斜推桥战悬索桥的结构简图不妨瞅出，斜推桥战悬索桥皆是通过钢索的推力去代替了桥墩的收援力.果此不妨缩小桥墩的数量，真止桥梁的大跨度.2.为什么悬索桥不妨比斜推桥的跨度更大？通过斜推桥战悬索桥的结构简图不妨瞅出，斜推桥的钢索是斜着的，以a图C面举止受力分解，为了正在C面提供脚够的横曲推力Fcy随着AC距离的减少，Fc战Fcx将会不竭删大，那样会不竭删大钢索的推力战桥里的轴背压力，那也是为什么斜推桥的钢索大多集结正在索塔的上端的本果.果此AC之间的距离不克不迭太大，即斜推桥的跨度不克不迭太大.而通过悬索桥的结构简图不妨瞅出，悬索桥的钢索受力是横曲目标的，随着跨度的减少本去不会减少钢索的受力.果此悬索桥的跨度不妨比斜推桥更大.3.为什么斜推桥比悬索桥宁静？由斜推桥的结构简图不妨瞅出绷紧的钢索与索塔及桥里根据三钢片准则形成了稳定体系，而有悬索桥的结构简图不易瞅出悬索桥的主索、细钢索、索塔及桥里之间形成的是可变体系.果此悬索桥的宁静性不如斜推桥的宁静性佳.4.既然减少索塔不妨加大桥里的横背推力，减小桥里轴背应力鹤岗索推力，为什么不把索塔建得很下呢？最先，减少索塔的下度会减少桥梁的用料，进而减少桥梁的经济成本下.其次，由于现真死计中桥里的受力情况特天搀纯，无法包管索塔二边桥里受力情况真足相共，那会使得索塔二边钢索所受的推力分歧，如果索塔很少会使得索塔与桥里连交处以及桥墩与大天连交处直矩过大，简单爆收损害.5.为什么斜推桥的桥里不妨比悬索桥的桥里宽很多？斜推桥的桥里比悬索桥的桥里宽很多是有桥里的资料为混凝土战桥里的受力个性的决断的.底下截与斜推桥战悬索桥的桥里的一个横截里去简化力教模型，并对于其举止受力分解.假设桥里受大小为q的均布力，斜推桥的受力如图c,悬索桥的受力如图d.正在斜推桥的横截里受力图中，桥里横截里受斜进与的钢索推力，果为斜推桥的索塔为A型大概椡Y型；而正在悬索桥的受力图中，桥里横截里只受到横曲进与的推力，果为悬索桥的索塔为H型.假设斜推桥战悬索桥桥里少度为l，薄度为2h，则斜推桥受到的最大推应力为：My/Iz-Tt/2lh=0.5ql*lh/Iz-Tt/2lh；悬索桥的最大推应力为：My/Iz=0.5ql*l/Iz.由此可睹正在受力战桥里横截里形状相共的情况下，斜推桥的最大推应力比悬索桥小Tt/2lh，又果为桥里资料为混凝土，抗压不抗推，果此斜推桥的桥里不妨比悬索桥的桥里更宽一些.底下，假设桥里受大小为q的均布力（果为桥里主要受到自己的沉力，而桥里自己的沉力是均布力），而那也是桥里的，设有n根钢索且每根钢索所受的推力相等为T=ql/(n+2)，而且假设桥里只爆收小变形，对于力教模型进一步简化后.对于斜推桥战悬索桥举止分解，干出斜推桥与悬索桥的受力图g，剪力图e，直矩图f.从斜推桥战悬索桥加钢索战出加钢索的剪力图不妨瞅出：钢索的减少能灵验的减小剪力的不竭的减少，将剪力形成一种周期性的力.共时不妨瞅出钢索越多剪力图像中的峰值正在斜率稳定，钢索的只可越收会使图像的周期减小，果此能灵验天减小剪力图像中的峰值(FQ=ql/(n+2))，由M(X)= FQ(X)dx得到斜推桥战悬索桥的直矩图.共时从斜推桥战悬索桥的直矩图中不妨瞅出去其图像也为周期函数图象.共样其图像的峰值与钢索的数量加2后的仄圆成反比（M=ql*l/(n+2)*(n+2)).由此可睹减少钢索的数量不但是不妨减小斜推桥战悬索桥桥里的剪力战直矩，共时也不妨减小每根钢索的推力.由此可睹准确的预计每一段的受力情况，以此去树坐钢索中的预应力是格外要害的，对于减小桥里中的剪力战直矩起着决断性的效率.虽然钢索中的预应力树坐不当也不妨起到遏止直矩删大效率，但是效验将大挨合扣.由此可睹对于斜推桥战悬索桥举止准确的受力分解是格外要害的.以上不过正在理念化的条件下举止的细糙的表里分解，现真中经常有着那样大概那样的不可控条件.最先，桥里不可能受均布力：其次，大跨度的桥梁并不是只爆收小变形，而是会爆收大变形；末尾，斜推桥的桥里存留着直矩战轴力混同效率的效力.天然另有其余的一些果素对于表里分解的效率不枚举出去，咱们便先不计划了.底下咱们去分解一下以上三个圆里对于咱们的分解制成的效率.1.由于桥里的受力并不是均布力，虽然桥里自己的沉力仍是均布力，但是二者相加之后，剪力图e中的剪力便不是线性变更的，那会对于钢索预应力的预计制成艰易.2.由于大跨度桥梁爆收的并不是小变形，而是会爆收大变形.以上的线弹性的分解要领便不再适用了，该当使用几许非线性的分解要领举止分解.几许非线性问题是指大位移问题，几许疏通圆程为非线性.正在绝大普遍大位移问题中，结构里里的应变是微弱的.果为应变是微弱的，对于线性问题普遍是根据变形前的位子去建坐仄稳圆程.但是对于几许非线性问题，由于位移变更爆收的二次内力不克不迭忽略，荷载一变形闭系为非线性，此时叠加本理不再适用，所有结构的仄稳圆程应按变形以去的位子去建坐.3.斜推桥的斜推索推力使其余构件处于直矩战轴背力推拢效率下，那些构件纵然正在资料谦脚虎克定律的情况下也会浮现非线性个性.构件正在轴背力效率下的横背挠度会引起附加直矩，而直矩又效率轴背刚刚度的大小，此时叠加本理不再适用.但是如果构件启受着一系列横背荷载战位移的效率，而轴背力假定脆持稳定，那么那些横背荷载战位移仍旧不妨叠加的.果此，轴背力不妨被瞅动做效率横背刚刚度的一个参数，一朝该参数对于横背的效率决定下去，便不妨采与线性分解的要领举止近似预计.有二种要领不妨处理那种由压一直共共效率引起的非线性问题：一是引进宁静函数，得到梁体单元刚刚度矩阵元素的建正系数，而后用建正系数正在迭代中不竭天对于小位移线弹性刚刚度矩阵举止建正；大概者正在预计单元刚刚度矩阵时思量几许刚刚度矩阵的效率.二是从本质的应变出收列出压直共共效率的总应变圆程，通过真功本理，得到梁体单元的真足刚刚度矩阵.。
悬索桥及斜拉桥的分类、构造、受力特点及设计要点共52页PPT
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
斜拉桥受力特点及结构体系
斜拉桥受力特点及结构体系
哎呀，我的天呐！说起斜拉桥，这可真是个超级厉害的东西！
你想啊，我们平常走的桥，要么就是那种平平的石桥，要么就是弯弯的拱桥。
可斜拉桥就不一样啦！它就像是一个巨大的钢铁巨人，横跨在江河湖海之上。
斜拉桥的受力特点那叫一个神奇！就好像有好多好多的大力士在两边一起用力拉着桥身。
那些又粗又长的钢索，就像是大力士的手臂，紧紧地拉住桥，让桥能够稳稳地站在那里。
我给你打个比方哈，斜拉桥的受力就像是我们拔河的时候，两边的人都在用力拉，而中间的绳子就承担着两边的力量。
斜拉桥的钢索不就是这样嘛，把桥身的重量分散到两边的塔柱上。
再说这结构体系，那也是相当复杂但又超级巧妙的！桥塔高高地立在那里，像不像一个坚强的卫士？它们可是承受着大部分的力量呢！还有那主梁，就是桥的主体部分，就像是一条巨龙的脊背，承载着来来往往的车辆和行人。
有一次，我和小伙伴们一起去看斜拉桥。
“哇，这桥也太酷啦！”小明瞪大了眼睛说。
“就是就是，那些钢索看起来好结实啊！”小红也跟着喊。
“我觉得这桥修起来一定很难，得花好多好多的功夫。
”我忍不住说道。
你说，如果没有斜拉桥这样厉害的设计，我们要过河得多不方便呀！想想看，要是没有它，可能我们就得绕好远好远的路，浪费好多好多的时间。
所以呀，斜拉桥真的是人类智慧的结晶！它不仅让我们的出行更方便，还让我们看到了科技的力量和建筑的魅力。
斜拉桥简直太棒啦，难道不是吗？。
斜拉桥桥桥梁结构调研报告
斜拉桥桥桥梁结构调研报告斜拉桥是一种常见的桥梁结构，其主要特点是悬挂在主塔上的斜拉索，用于支撑桥面的荷载。
斜拉桥由于具有较大的跨度和较高的刚度，被广泛应用于公路和铁路交通。
本文将对斜拉桥的桥梁结构进行调研，并详细分析其优势和局限性。
斜拉桥的主要结构组成包括主塔、斜拉索和桥面。
主塔是斜拉桥的支撑结构，通常采用钢筋混凝土或钢结构。
主塔的高度取决于斜拉索的倾角和跨度大小。
斜拉索是斜拉桥的核心部分，分布在主塔和桥面之间。
斜拉索通过压缩力使桥面受力均匀，减小了桥面的弯曲变形，提高了桥梁的刚度和承载能力。
桥面是斜拉桥上行人和车辆行驶的平台，通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土构造。
斜拉桥相比于其他桥梁结构具有许多优势。
首先，斜拉桥的主塔和斜拉索的布置使得桥面的刚度和强度较大，可承受大跨度和大荷载。
其次，由于主塔和斜拉索的特殊结构，斜拉桥采用的材料量较少，工程施工和维护成本较低。
此外，斜拉桥的美观性和建筑艺术性也是其吸引人的特点之一。
然而，斜拉桥也面临一些局限性。
首先，斜拉桥的复杂结构需要严密的计算和精确的施工，给工程带来较高的技术要求。
其次，斜拉桥在施工期间需要大量的临时支撑和固定设备，增加了施工难度和时间。
此外，斜拉桥的设计和施工要求较高，需要有专业的设计和施工团队保障工程的质量和安全。
总的来说，斜拉桥作为一种特殊的桥梁结构，在大跨度和大荷载的条件下具有较好的应用前景。
斜拉桥不仅可以满足交通运输需求，而且具有良好的建筑美观性。
然而，斜拉桥的设计和施工需要较高的技术和经验，同时还需要充分考虑其承载能力和结构可靠性，以保障工程的安全运行。
未来，随着技术的发展和经验的积累，斜拉桥有望在更多的地区得到应用，并为交通运输事业做出更大的贡献。
10.斜拉桥
（重），其吊装施工较为困难。 钢绞线索：工厂制作半成品，现场按长度下料安装并最 终形成索；索力控制相对繁琐费时。
思考题
1、单索面斜拉桥主梁采用什么型式截面？为什么？ 2、斜拉桥中塔梁墩固结、漂浮以及半漂浮体系各有 何特点？ 3、斜拉桥中密索体系与稀索体系各有何优缺点？ 4、斜拉索立面布置型式有哪些？各有何优缺点？ 5、拉索空间布置与平面布置方式对斜拉桥的受力性 能有何影响？
索面内的其它布置形式 星式
分叉式
混合式
拉索间距 早期：稀索
混凝土达15m~30m
钢斜拉桥达30m~50m
莱茵河上最早的斜拉桥（德）
现代： 密索
混凝土达4m~12m
钢斜拉桥达8m~24m
上 海 南 浦 大 桥
拉索倾角（边索）
辐射式或扇式：260~300
竖琴式:210~300
4、主梁： （1）力学体系： 主梁是以承受压力和弯矩为主的偏心受压构 件，力学体系上可分为：连续体系、非连续体系。 （2）主梁的高跨比 等高度梁，h/l=1/100~1/200 （3）材料 钢材、混凝土、结合梁、混合梁
2. 半飘浮体系（或铰支体系） 塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，为多点弹 性支承的三跨连续梁。 一般支座/ 可调节高度支座或弹簧支承
3. 塔梁固结体系： 塔梁固结并支承在墩上，斜拉索变为弹性支承。 优点：主梁中央段的轴向拉力减小，温度内力极小。 缺点：主梁转角位移导致塔柱倾斜，塔顶水平位移较大， 增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩；需设大吨位支座。
2、斜拉桥的组成
3、传力途径及力学特点 a、多点弹性支承，弯矩和挠度显著减小 （1）主梁 高 次 （压弯构件） b、斜拉索水平分力，提供“免费”预应力 超 a、为主梁提供弹性支承 对斜拉索 静 （2）斜索 b、调整其索力、间距 进行预张 定 （受拉） 和数量，可调整桥梁内 拉 结 力分布及刚度 构 3 ）索塔（受压为主）： 承受索力