悬索桥编辑[xuán suǒ qiáo]
悬索桥，又名吊桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设臵加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。
中文名悬索桥
别名吊桥
英文名suspension bridge
发明时间19世纪初被发明的
适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主
缺点刚度小，容易产生振动
目录
1原理
2结构
3性能
4特点
5历史
6建造方法
7主要案例
?历史回顾
?受力分析
?施工工艺
?主要问题
?影响分析
8世界排名
1原理
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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。
2结构
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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
悬索桥
悬索桥
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。
3性能
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矮寨特大悬索桥
矮寨特大悬索桥(15张)
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。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。与拱桥用刚性的拱肋作为承重结构不同，其采用的是柔性的悬索作为承重结构。为了避免在车辆驶过时，桥面随着悬索一起变形，现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，也有个别固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。
4特点
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相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过，在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造。
悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震区的需要，比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。
悬索桥的坚固性不强，在大风情况下交通必须暂时被中断
悬索桥不宜作为重型铁路桥梁
悬索桥的塔架对地面施加非常大的力，因此假如地面本身比较软的话，塔架的地基必须非常大和相当昂贵。
悬索桥的悬索锈蚀后不容易更换。
5历史
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悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一，除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外，其它的跨径超过1000m以上的都是悬索桥。如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000m。
悬索桥的历史是古老的。早期热带原始人利用森林中的藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪，使用的悬索有竖直的，斜拉的，或者两者混合的。婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥，都是早期悬索桥的雏形。不过具有文字记载的悬索桥雏形，最早的要属中国，直到今天，仍在影响着世界吊桥形式的发展。
远在公元前三世纪，在中国四川境内就修建了“笮”（竹索桥）。秦取西蜀，四川《盐源县志》记：“周赧王三十年（公元前285年）秦臵蜀守，固取笮，笮始见于书。至李冰为守（公元前256—251年），造七桥”七桥之中有一笮桥，即竹索桥。可见至少在公元前三世纪，我国已经记录了竹索桥。
早在公元前50年（即汉宣帝甘露4年）已经在四川建成长达百米的铁索桥。1665年，徐霞客有篇题为《铁索桥记》的游记，曾被传教士Martini翻译到西方，该书详细记载了1629年贵州境内一座跨度约为122m的铁索桥。1667年，法国传教士Kircher从中国回去后，着有《中国奇迹览胜》，书中记有见于公元65年的云南兰津铁索桥。该书曾译成多种文字并多次再版。据科技史学家研究，只是在上述书出版之后，索桥才传到西方。可见，中国古代的悬索桥是独创发明并领先的。有名的四川大渡河上由9条铁链组成的泸定桥，是在1706年建成的。
在云南亦较早就出现了悬索桥，据《徐霞客游记〃滇游日记》记云南龙川东江藤桥云：“龙川东江之源，滔滔南逝。系藤为桥于上以渡……”近代中国的悬索桥发展，自1938年，湖南建成一座公路悬索桥，可运行10吨汽车，随后又有一批公路悬索桥建成。新中国成立后，共建成70多座此类桥，但跨径小，宽度窄，荷载标准低，发展大大滞后。90年代后，中国悬索桥掀开了新的历史篇章。主跨452m的广东汕头海湾大桥被誉为中国第一座大跨度现代悬索桥，其主跨位居预应力混凝土加劲悬索桥世界第一；西陵长江大桥，主跨900m，是国内自主设计的第一座全焊接钢箱加劲梁悬索桥；江苏江阴长江大桥，主跨为1385m的钢箱加劲悬索桥，列为世界第五的大跨径悬索桥；2005年竣工的江苏润扬长江公路大桥南汊大桥，主跨为1490m，为世界第三的大跨径悬索桥；不久前竣工的舟山西堠门跨海大桥，主跨1650m，位居世界第二。可见，我国已进入了世界先进行列。矮寨特大悬索桥，
位于湖南湘西矮寨镇境内。矮寨悬索桥，距吉首市区约20公里，跨越矮寨镇附近的山谷，德夯河流经谷底，桥面设计标高与地面高差达330米左右。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，全1073.65m，悬索桥的主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷，主跨居世界第三、亚洲第一。
我国现代悬索桥的建造起于19世纪60年代，在西南山区建造了一些跨度在200米以内的半加劲式单链和双链式悬索桥，其中较著名的是1969年建成的重庆朝阳大桥；1984年建成的西藏达孜桥，跨度达到500米。90年代的交通建设高潮使我们终于迎来了建造现代大跨度悬索桥的新时期。跨度为452米的广东汕头海湾大桥采用混凝土加劲梁；广东虎门大桥为跨度达888米的钢箱梁悬索桥；主跨超过1200米的江阴长江大桥正在设计之中。3座悬索桥的同时建造将使我国的桥梁科学技术迅速赶上世界先进水平。
6建造方法
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假如塔架要建在水上的话，在塔架要站立的地方首先要使用沉箱来排挤软的地层，来建立一个固定的地基。假如下面的岩石层非常深无法用沉箱达到的话那么要使用深钻的方
悬索桥
悬索桥
式达到岩石层或建立非常大的人造的混凝土地基。这个地基一直要延
伸出水面。假如塔架要建在陆地上，它的地基必须非常深，在地基上用混凝土、巨石和钢结构建立桥墩。有些桥的桥墩是桥面的一部分，在这种情况下桥墩的高度至少要达到桥面的高度。
在塔架的顶部有一个被称为鞍的光滑的结构。桥完成后这个鞍可能要被固定住。锚锭被固定在岩石中，沿着未来悬索的路径纤起一根或一组暂时的绳或线。另一股绳被悬挂在第一股绳的上方，在这股绳上一个滑车可以运行。这个滑车可以从一端的锚碇运行到另一端的锚碇。每股悬索需要一个这样的滑车，一股一般直径小于1厘米的高强度钢丝的一段被固定在一个锚碇中，另一端被固定在滑车上并被这样牵引到另一端的锚碇，然后被固定在这个锚碇上，然后滑车回到它开始的锚碇上去牵引下一股高强度钢丝或从它正所在的方向开始牵引下一股高强度钢丝。
钢丝被牵引后要进行防锈处理，这样多股高强度钢丝被牵引，连接两端的锚碇。一般这些钢丝的横截面是六角形的，它们被暂时地绑在一起，所有钢丝被牵引后它们被一个高压液压机构和其它钢丝挤压到一起，这样形成的悬索的横截面是圆形的。
在悬索上在等距离的位臵上要加上索夹，事先计算好长度的悬挂索被架在索夹上。这些悬挂索的另一端将来要固定桥面，使用专门的起重机，桥面被一块接着一块地挂在悬挂索上。这个起重机可以自己挂在悬索上或挂在特别的临时的索上。桥面可以从桥下的船上吊起或从桥的两端运到它们应该放到的地方。当所有桥面被挂上后，通过调节悬索可以使桥面达到计划的曲线。一般水面上的桥的桥面呈拱形，以便
桥下船只通行。陆上的悬索桥的桥面一般是平的。桥面完成后可以进行其它细节工作，比如排水防水系统、伸缩缝、装灯、栏杆、涂漆、铺路等等。
7主要案例
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自锚式悬索桥
一般索桥的主要承重构件主缆都锚固在锚碇上，在少数情况下，为满足特殊的设计要求，也可将主缆直接锚固在加劲梁上，从而取消了庞大的锚碇，变成了自锚式悬索桥。
过去建造的自锚式悬索桥加劲梁大多采用钢结构，如1990年通车的日本此花大桥，韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥墩等。2002年7月在大连建成了世界上第一座钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥——金石滩金湾桥墩，为该类桥墩型的研究提供了宝贵的经验。此后在吉林、河北、辽宁又有4座钢筋混凝土自锚式悬索桥正在设计和设计和建造中。
自锚式悬索桥有以下的优点：①不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。
②因受地形限制小，可结合地形灵活布臵，既可做成双塔三跨的悬索桥，也可做成单塔双跨的悬索桥。
③对于钢筋混凝土材料的加劲梁，由于需要承受主缆传递的压力，刚度会提高，节省了大量预应力构造及装臵，同时也克服了钢在较大轴
向力下容易压屈的缺点。
④采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。
⑤保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。
⑥由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难的地区采用。
自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：①由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以采用了这两种材料跨径都会受到限制。
②施工步骤受到了限制，必须在加劲梁、桥塔做好之后再吊装主缆、安装吊索，因此需要搭建大量临时支架以安装加劲梁。所以自锚式悬索桥若跨径增大，其额外的施工费用就会增多。
③锚固区局部受力复杂。
④相对地锚式悬索桥而言，由于主缆非线性的影响，使得吊杆张拉时的施工控制更加复杂。
历史回顾
19世纪后半叶，奥地利工程师约瑟夫〃朗金和美国工程师查理斯。本德分别独立地构思出自锚式悬索桥的造型。本德在1867年申请了
专利，朗金则在1870年在波兰建造了一座小型的铁路自锚式悬索桥。到20世纪，自锚式悬索桥已经在德国兴起。1915年，德国设计师在科隆的莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥——科隆-迪兹桥，当时主要是因为地质条件的限制而使工程师们选择了这种桥型，该桥主跨185m，用木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。此后，美国宾夕尼亚州的匹兹堡跨越阿勒格尼河的3座桥和在日本东京修建的清洲桥都受科隆-迪兹桥的影响。虽然科隆-迪兹桥1945年被毁，但原桥台上的钢箱梁仍保存至今。匹兹堡的3座悬索桥比科隆-迪兹桥的跨径要小，但施工技术比科隆-迪兹桥有了很大的进步。科隆-迪兹桥建成后的25年内在德国莱茵河上又修建了4座悬索桥，其中最著名的是1929年建成的科隆-米尔海姆桥，该桥主跨315m，虽然该桥在1945年被毁，但它至仍然保持着自锚式悬索桥的跨径记录。在20世纪30年代，工程师们认为自锚式悬索桥加劲梁的轴力将使该种桥梁的受力性能接近于弹性理论，所以这段时间美国德国修建了许多座自锚式悬索桥。
受力分析
1、受力原理
自锚式悬索桥的上部结构包括：主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆承受，主缆承受拉力，而
主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。由于悬索桥水平力的大小与
主缆的矢跨比有关，所以可以通过矢跨比的调整来调节主梁内水平力的大小，一般来讲，跨度较大时，可以适当增加其矢跨比，以减小主梁内的压力，跨度较小时，可以适当减小其矢跨比，使混凝土主梁内的预压力适当提高。由于主缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承受的水平力，必须保证边跨主缆内的水平力与中跨主缆产生的水平力基本相等，这可以通过合理的跨径比来调节，也可以通过改变主缆的线形来调节。
另外，自锚式悬索桥中的恒载由主缆来承受，而活载还需要由主梁来承受，所以主梁必须有一定的抗弯刚度，主梁的形式以采用具有一定抗弯刚度的箱形断面较为合适。
2、结构特点
采用自锚式结构体系，和地锚式相比可以不考虑地质条件的影响，而且由于免去了巨大的锚锭，降低了工程造价。采用自锚，将主缆锚固于加劲梁之上，相比同等跨径的其他桥型，更有其特有的曲线线形，外观优雅，而且现代桥梁除了满足自身的结构要求外，也越来越注重景观设计，其发展前途很大。
自锚式悬索桥采用混凝土加劲梁，虽然增加了体系的自重，但也增加了体系的刚度，在一定的跨度允许范围内，使桥梁的安全性指标、适用性指标、经济性指标、美观性指标得到了完美的统一。对结构受力而言，由于采用了自锚体系，将索锚固于主梁上，利用主梁来抵抗水平轴力，对于混凝土这种抗压性能好的材料来说无疑是相当于提供了。免费的。预应力。因此采用的是普通钢筋混凝土结构，节省了大
量的预应力器具，而且又由于混凝土材料相对于钢材料的经济性，工程造价大大减少。但是由于混凝土的抗拉、弯的性能较差，所以对其进行受力分析时应综合考虑这个特点。
由于自锚式悬索桥的主缆拉力是传递给桥梁本身，而不是锚锭体，主缆拉力的水平分力在桥梁的上部结构中产生压力，如果两端不受约束的话，其垂直分力将使桥梁的两端产生上拔力。例如金石滩悬索桥桥采用了两种办法来抵抗这种上拔力：一是在锚块处设臵拉压支座；二是在主桥和引桥的交接处设臵牛腿，从而将引桥的重量压在主梁上。由于主梁采用混凝土材料，设计和计算时必须计入混凝土的收缩）徐变等因素的影响，这就使得混凝土自锚式悬索桥的设计较钢桥更为复杂。
施工工艺
1、主塔施工
悬索桥一般主塔较高，塔身大多采用翻模法分段浇筑，在主塔连结板的部位要注意预留钢筋及模板支撑预埋件。对于索鞍孔道顶部的混凝土要在主缆架设完成后浇筑，以方便索鞍及缆索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度监控，每段混凝土施工完毕后，在第二天早晨8：00至9：00间温度相对稳定时，利用全站仪对塔身垂直度进行监控，以便调整塔身混凝土施工，应避免在温度变化剧烈时段进行测试，同时随时观测混凝土质量，及时对混凝土配比进行调整。
2、鞍部施工
检查钢板顶面标高，符合设计要求后清理表面和四周的销孔，吊装就位，对齐销孔使底座与钢板销接。在底座表面进行涂油处理，安装索鞍主体。索鞍由索座、底板、索盖部分组成，索鞍整体吊装和就位困难；可用吊车或卷扬设备分块吊运组装。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm标高误差最大值3mm.吊装入座后，穿入销钉定位，要求鞍体底面与底座密贴，四周缝隙用黄油填实。
3、主梁浇筑
主梁混凝土的浇筑同普通桥一样，首先梁体标高的控制必须准确，要通过精确的计算预留支架的沉降变形；其次，梁体预埋件的预埋要求有较高的精度，特别是拉杆的预留孔道要有准确的位臵及良好的垂直度，以保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的正中心。
主梁浇筑顺序应从两端对称向中间施工，防止偏载产生的支架偏移，施工时以水准仪观测支架沉降值，并详细记录。待成型后立即复测梁体线型，将实际线型与设计线型进行比较，及时反馈信息，以调整下一步施工。
4、索部施工
（1）主缆架设
根据结构特点，主缆架设可以采取在便桥或已浇筑桥面外侧直接展开，用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁的侧面起吊安装就位。
缆索的支撑：为避免形成绞，将成圈索放在可以旋转的支架上。在桥面每4-5m，设臵索托辊（或敷设草包等柔性材料。），以保证索纵向移动时不会与桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重量较大，在牵
引过程中采用小车承载索锚端。
缆索的牵引：牵引采用卷扬机，为避免牵钢丝绳过长，索的纵向移动可分段进行，索的移动分三段，分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。
缆索的起吊：在塔的两侧设臵导向滑车，卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔附近，卷扬机配合放索器将索在桥面上展开。主要用吊车起吊，提升时避免索与桥塔侧面相摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时，在桥侧配臵了3台吊机，即锚固区提升吊机、主索塔顶就位吊机和提升倒链。
当拉索锚固端牵引到位时，用锚固区提升吊机安装主索锚具，并一次锚固到设计位臵，吊机起重力在5t以上；主索塔顶就位吊机是在两座塔的二侧安臵提升高度大于25m时起重力大于45t的汽车吊，用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位，在吊装过程中为避免索的损伤，索上吊点采用专用索夹保护；主索在提升到塔顶时，由于主跨的索段比较长，为确保吊机稳定，可在适当的时候用塔上提升倒链协助吊装。（2）主缆调整
在制作过程中要在缆上进行准确标记。标记点包括锚固点、索夹、索鞍及跨中位臵等。安装前按设计要求核对各项控制值，经设计单位同意后进行调整，按照调整后的控制值进行安装，调整一般在夜间温度比较稳定的时间进行。调整工作包括测定跨长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量以及外界温度，然后计算出各控制点标高。
主缆的调整采用75t千斤顶在锚固区张拉。先调整主跨跨中缆的垂直标高，完成索鞍处固定。调整时应参照主缆上的标记以保证索的调整范围。主跨调整完毕后，边跨根据设计提供的索力将主缆张拉到位。（3）索夹安装
为避免索夹的扭转，索夹在主索安装完成后进行。首先复核工厂所标示的索夹安装位臵，确认后将该处的PE护套剥除。索夹安装采用工作篮作为工作平台，将工作篮安装在主缆上（或同普通悬索桥一样搭设猫道），承载安装人员在其上进行操作。索夹起吊采用汽吊，索夹安装的关键是螺栓的坚固，要分二次进行）索夹安装就位时用扳手预紧，然后用扭力扳手第一次坚固，吊杆索力加载完毕后用扭力扳手第二次紧固。索夹安装顺序是中跨从跨中向塔顶进行，边跨从锚固点附近向塔顶进行。
（4）吊杆安装及加载
吊杆在索夹安装完成后立即安装。小型吊杆采用人工安装，大型吊杆采用吊车配合安装。
由于自锚式悬索桥在荷载的作用下呈现出明显的几何非线性，因此吊杆的加载是一个复杂的过程。主缆相对于主梁而言刚度很小。如果吊杆一次直接锚固到位，无论是张拉设备的行程或者张拉力都很难控制而全桥吊杆同时张拉调整在经济上是不可行的。为了解决这个问题，就必须根据主梁和主缆的刚度、自重采用计算机模拟的办法，得出最佳加载程序。并在施工过程中，通过观测，对张拉力加以修正。
吊索张拉自塔柱和锚头处开始使用8台千斤顶对称张拉。吊索底端冷
铸锚具，其锚杯铸有内外螺纹，内螺纹用于连接张拉时的连接杆以便千斤顶作用，外螺纹用螺母连接后将吊杆固定于锚垫板上。由于主缆在自重状态标高较高，导致吊杆在加载之前下锚头处于主梁梁体之内，因此在张拉时需配备临时工作撑脚和连接杆。
第一次张拉施加1/4的设计力将每一根吊杆临时锁定！第二次顺序与第一次相同，按设计力张拉完，然后检测每一根吊杆的实际荷载，最后根据设计力具体对每一根吊杆进行微调。在吊索的张拉过程中，塔顶与鞍座一起发生位移！塔根承受弯矩！这样有可能产生塔根应力超限的危险，为了不让塔根应力超限！张拉一定程度后，根据实际观测及计算分析！进行索鞍顶推，使塔顶回到原来无水平位移时的状态，如此反复后！将每根吊索的张拉力调整至设计值。
施工过程的控制对于自锚式混凝土悬索桥每一道工序的施工均非常重要，尤其在索部施工过程中每一阶段每一根吊索的索力都要及时准确的反馈。吊索张拉时千斤顶的油表读数是一个直观反映，另外利用智能信号采集处理分析仪通过对吊索的振动测出其所受的拉力，两种方法互相检验，确保张拉时每一根吊索的索力与设计相吻合。
主要问题
（1）更优越的施工方法的研究。例如将中跨主缆锚固在主梁的底部，用转体施工，从而可以在一定程度上克服施工上的困难，但在跨径较大的情况下，如何保证转体施工时的稳定性，还需要做进一步的研究。（2）主缆锚固点锚下应力的分布研究。
（3）当主缆外包钢管混凝土时，吊杆在主缆上的锚固方式研究。（4）吊杆及主缆的合理张拉顺序研究。
（5）新型材料的研究和开发。
（6）受力体系及理论的进一步完善。
影响分析
（1）通过国内工程时间证明，钢筋混凝土自锚式悬索桥在中小跨径上是一种既经济又美观的桥型，结构的刚度也相对较大，对于中小跨径的公路桥梁和人行桥都适合建造。
（2）对于钢筋混凝土结构的自锚式悬索桥，锚块的设计是一个关键环节，它不但影响结构的整体工作性能，也是影响桥梁的经济效益和美观要求，应给予足够的重视。
（3）自锚式悬索桥主缆的锚固形式是与地锚式的最大不同之处，根据受力大小和锚块构造要求的不同，可采取直接锚固、散开锚固和环绕式锚固等方式。
（4）由于主缆非线性的影响而使吊索张拉时的施工控制变的尤为关键。
（5）加劲梁采用钢材造价较贵，并且钢结构容易在轴力作用下压屈。而采用钢筋混凝土材料恰好可以克服这两个缺点。
尽管自锚式悬索桥有着自身的缺点和局限，但在中小跨径上是一种很有竞争力的方案。这种在20世纪曾被忽视很长一段时间的桥型随着社会的进步又得到了人们的重新认识，自锚式悬索桥的设计理论和施
工方法也将趋于完善，跨越能力也会不断提高，相信在以后会有越来越多的方案倾向于这种桥型。
8世界排名
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以下数据截止2010年[1]
序号桥名主跨跨径建成时间所在地
1 明石海峡大桥 1991m 1998年日本
2 舟山西堠门大桥 1650m 2009年中国浙江
3 大带桥 1624m 1998年丹麦
4 润扬长江大桥 1490m 2005年中国江苏
5 南京长江四桥 1418m 2012年中国江苏
6 亨伯尔桥 1410m 1981年英国
7 江阴长江大桥 1385m 1999年中国江苏
8青马大桥 1377m 1997年中国香港
9 韦拉扎诺桥 1298m 1964年美国
10 金门大桥 1280m 1937年美国
摘要：本文从桥梁工程的定义出发，对桥梁工程做了基本的定界，接着介绍了桥梁的基本组成、桥梁的分类以及特点，随后，阐述了桥梁学科的历史发展以及规律，正是因为在历史的发展中我们不断总结和反思，才更好的推动了桥梁工程突飞猛进的发展。从历史过过渡到当下，进而引出了当下的一些桥梁学科的前沿问题，为后面对桥梁工程未来的展望奠定了基础。最后，对桥梁工程未来的发展方向做出了分析。 关键词：组成；分类；历史，前沿；未来 引言：本篇文献综述的论述主题是桥梁工程，紧紧围绕桥梁工程来展开本文。桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程中属于结构工程的的一个分支。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。我们在生活中桥梁处处可见，由此可看出桥梁在生产生活中的重要性，通过历史发展我们也可以了解到桥梁在文化，经济，军事每一个方面都有着重大的影响，桥梁随着时间的推移在不断的改变，但却历久弥新。随着科学技术的发展，经济，社会，文化水平的提高，桥梁建筑的需求越来越高。经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，都取得令世界瞩目的成就。现代建筑的价值源于创新精神，桥梁工程也不例外。作为一名工科学子，我们要克服因循守旧，不思进取的风气，敢于质疑传统，在结构形式、施工方法、设计理念和设计方法上创新，对更高科技、更高质量、更环保的工程技术的追求步履不停。
正文： 1.【1】桥梁的基本组成 桥梁的组成与桥梁的结构体系有关。常见的桥梁组一般由上部结构、下部结构两部分组成。在桥跨和墩台之间还设有支座，用于连接和传力。除此之外，还有路堤、挡墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯以及导航装置等附属设施。 1.1上部结构 桥梁位于支座以上的部分称为上部结构，它包括桥跨（也叫承重结构)和桥面。桥跨是桥梁中直接承受桥上交通荷载并架空的结构部分；桥面是承重结构以上的各部分（指公路桥的行车道铺装，铁路桥的道砟，枕木，钢轨，排水防水系统，人行道，安全带，路缘石，栏杆，照明或电力装置，伸缩缝等）。 1.2下部结构 桥梁位于支座以下部分称为下部结构，也叫支承结构。它包括桥墩，桥台以及墩台的基础，基础位于墩台的最下部分，承受墩台传递的全部荷载（包括交通荷载和结构自重）并将其传递给地基的结构物。地基是承受由基础传递的荷载而产生变形的各个土层（包括岩层）。 1.3正桥与引桥 桥梁跨越主要障碍物（或通航河道）的结构称为正桥；连接正桥和路堤的桥梁区段称为引桥。正桥跨度大，基础深，是整个桥梁工程的重点；引桥一般跨度较小，基础较浅；在正桥和引桥的分界处，有时还会设置桥头建筑——桥头堡。 1.4跨度 跨度也叫跨径，是表现桥梁技术水平的重要指标，它表示桥梁的跨越能力。多跨桥梁的最大跨度称为主跨。桥跨结构两支座间的距离L1称为计算跨径，用于结构分析计算；设计洪水位线上两相邻墩台间的水平净距L0称为桥梁净跨径，各孔净跨径之和称为总跨径，它反映的是卡桥梁的泄洪能力。 1.5桥梁全长 《公路桥涵设计通用规范》（ D60-2004）规定：有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系长度。 1. 6桥下净空高度 设计洪水位或设计通航水位与桥跨结构最下缘的高差H称为桥下净空高度，应大于通航或排水要求的最小数值。 1.7建筑高度 桥面到桥跨结构最下缘的高差h称为桥梁的建筑高度。其数值应小于在桥梁定线中所要求的容许建筑高度。 2.【2】桥梁的分类及特点 桥梁有许多分类方式，人们通常根据桥梁的结构形式、所用材料、所跨越的障碍以及其用途、跨径大小等对桥梁进行分类。 2.1根据桥梁单孔跨径大小和多跨总长的不同，桥梁可分为；小桥、中桥、大桥、特大桥。
1B413044悬索桥的施工特点：针对本知识点提问？ 1b413044悬索轿的施工特点。本知识点重点包括：悬索桥分类及施工内容、锚碇施工、索塔施工、主缆施工、加劲梁施工、防腐涂装。 一、悬索桥分类及施工内容 （一）悬索桥分类 大跨径悬索桥的结构形武按吊索和加劲梁的形式可分为以下几种形式： 1．竖直吊索，钢桁架作加劲梁； 2．三角形布置的斜吊索，以扁平流线形钢箱梁作加劲梁； 3．竖直吊索和斜吊索的混合型，流线形钢箱梁作加劲梁， 4．除了具有一般悬索桥的缆索体系外，还设有若干加强用的斜拉索。 按照加劲梁的支承结构不同悬索桥可分为单跨两铰加劲梁、三跨两铰加劲梁和三跨连续加劲梁悬索桥。 悬索桥下部工程包括锚碇基础、锚体和塔柱基础等施工，上部工程包括主塔、主缆和加劲梁的施工。施工架设主要工序为： 基础施工→塔柱和锚碇施工→先导索渡海工程→牵引系统和猫道系统→猫 道面层和抗风缆架设→索股架设→索夹和吊索安装→加劲梁架设和桥面铺装施工。 （二）悬索桥的施工内容 悬索桥的施工主要分四部分； 1．锚碇施工； 2．主塔和索鞍施工； 3．加劲梁施工； 4．主缆施工。 二、锚碇施工 锚碇是悬索桥的主要承重构件，主要抵抗来自主缆的拉力，并传递给地基基础，接受力形式的不同可分为重力式锚碇、隧道式锚碇等。重力式锚碇依靠自身巨大的重力抵抗主缆拉力，隧道式锚碇的锚体嵌入地基基岩内，借助基岩抵抗主
缆拉力，隧道式锚碇只适合在基岩坚实完整的地区，其他情况大多采用重力式锚碇或自锚式悬索桥。 （一）锚碇体基础 锚碇的基础有直接基础、沉井基础、复合基础、隧道基础等形式。 锚碇基础基坑开挖、支护和加固施工等可参照本书相关章节。 （二）主缆锚固体系 根据主缆在锚块中的锚固位置不同主缆锚固体系可分为后墙式和前墙式。前墙式的索股锚头在锚块前锚固，通过锚固系统将缆力作用到锚体；后墙式是将索股直接穿过锚块锚固于锚块后面，前墙式由于具有主缆锚固容易、检修保养方便等优点而广泛运用于大跨径悬索桥中。 前墙式锚固系统可分为型钢锚固系统和预应力锚固系统两种类型。 1．型钢锚固系统 锚固系统主要由锚架和支架组成。锚架包括锚杆、前锚梁、拉杆、后锚梁等，是主要的传力构件；支架是安放锚杆、锚梁并使之精确定位的支撑构件。 施工程序如下： 锚杆、锚梁制作→现场拼装锚支架（部分）→安装后锚梁→安装锚杆于锚支架→安装前锚梁→精确定位→浇筑锚体混凝土。 2．预应力锚固系统 锚固系统的索股锚头由两根螺杆和锚固连接器相连，再对穿过锚块混凝土的预应力束施加预应力，使锚固连接器与锚块连接成整体承受索股的拉力。锚固系统的加工件必须进行超声波和磁粉探饬检查。 预应力锚固系统施工程序如下： 基础施工→安装预应力管道→浇筑锚体混凝土→穿预应力筋→安装锚固连接器→预应力筋张拉→预应力管道压浆→安装与张拉索股。 （三）锚碇体施工 悬索桥锚碇属于大体积混凝土构件，混凝土施工阶段水泥会产生大量的水化热，引起变形及变形不均，从而产生温度应力及收缩应力，当应力大于混凝土本身的抗拉强度时，构件就会产生裂缝，影响混凝土质量。因此，水化热的控制是锚碇混凝土施工的关键。
第40卷第9期建 筑 结 构2010年9月 大跨极窄人行悬索桥动力特性及风振响应研究 熊耀清, 何云明, 吴小宾 (中国建筑西南设计研究院有限公司,成都610081) [摘要] 以一个跨度199m 、宽跨比仅1P 132,且地处峡谷的钢结构柔性悬索桥为工程背景,采用ANSYS 有限元软件进行了大跨极窄人行悬索桥动力特性及非线性风振响应研究。结果表明,该类桥的基本周期较通常的大型公路悬索桥明显偏短,采用抗风缆的抗风措施能够改变结构振型的排列顺序和改善结构抗风性能;采用基于线性滤波法的自回归(AR)模型应用MATLAB 模拟了考虑桥址风特性的水平及竖向脉动风时程,结果表明满足分析与设计需求;比较了水平及水平和竖向风工况下有无抗风措施时悬索桥的非线性风振响应,结果表明结构抗风性能满足安全要求。 [关键词] 大跨极窄悬索桥;动力特性;桥址风特性;非线性风振;抗风措施 Research on dynamic characteristics and wind vibration response of a pedestrian large -span and slender suspension bridge Xiong Yaoqing,He Yunming,Wu Xiaobin (Chi na South west Architectural Design and Research Institute Co.,Ltd.,Chengdu 610081,China) Abstract :Based on a steel truss flexible suspension bridge in mountainous area,which has the main span of 199m and the wide -span ratio of 1P 132,the dynamic characteristics and nonlinear wind vibration response of the pedestrian large -span and slender suspension bridge were analyzed by ANSYS.The resul ts indicate that the basic period of the bridge is shorter than that of general large high way suspension bridge obviously,and the wind fortification measures can change dynamic characteristic of the suspension brid ge and can increase its wind resistance performance.Considering the wind characteri stics of the bridge si te,the wind load history was simulated with AR model by MATLAB https://www.doczj.com/doc/c114642477.html,pared the nonlinear wind vibration response with and wi thou t forti fication measures under horizontal and horizontal &vertical wind load,i t shows that the wind resistance performance of the brid ge is qualified when i t comes to safety requirement. Keywords :large -span and slender suspension bridge;dynamic characteristic;wind characteristics of the bridge site;nonlinear wind vibration;wind fortification measures 作者简介:熊耀清,博士,高级工程师,Emai l:xyq729730@https://www.doczj.com/doc/c114642477.html, 。 0 引言 大跨度、窄桥面悬索桥造价低廉、施工方便,在我 国西部山区应用较多。因其上部结构刚度较小,对风敏感,且多建于风场复杂的峡谷、山口等特殊地形山区[1],导致结构所承受的风荷载不同于常规结构,从而对抗风设计提出了更高的要求。而现有的大跨悬索桥的风振响应分析都是基于大型公路桥梁[2,3],现行桥梁设计规范对于大跨极窄的人行悬索桥没有相关规定。为给该类悬索桥的抗风设计及施工提供基本数据,以某景区的人行悬索桥为工程背景,研究了其结构自身的动力特性及桥址处山区风特性,进行了详细的风荷载静力及非线性风振响应分析,并比较了采用加抗 风缆、栏杆、中央扣等抗风措施后悬索桥的抗风性能。1 工程概况 某悬索桥地处低山丘陵地带,山体呈V 形走廊,海拔高度650~700m,桥体横跨东、西两岸,桥面相对谷底的垂直高度约为100m 。该桥主要用于连接两岸,桥型 布置如图1所示。采用单跨钢结构柔性悬索桥形式,跨度199m,主缆间距115m,矢跨比1P 1312,宽跨比达1P 132,吊杆间距310m 。主缆为悬索桥主要承重结构,两端固定于锚碇,两岸桥塔为主缆提供中间支承(在塔顶设置主索鞍)。加劲梁及桥面系通过吊杆悬挂于主缆上,并在主塔处设置支座,提供支承,抗风缆通过抗风拉索与桥面横梁相连,并组成一个与铅垂面呈30b 夹角的平面。主缆采用2根7<38的平行钢丝束索,抗拉强度1770MPa;吊杆采用圆钢<40;抗风缆采用2根<44的钢丝束索,抗拉强度1770MPa 。桥面系包括加劲梁、桥面铺装、栏杆等,加劲梁为梁格体系,由纵、横梁及风联钢构(即桥面水平撑)焊接而成,纵、横梁分别采用工 字钢I14,I20,材质为Q345;桥面铺装为宽300mm 、厚80mm 松木板条,间缝10mm,木板采用锚栓与桥面纵梁连接,栏杆采用<50钢管,间距115m;桥塔为钢筋混凝 148
自锚式悬索桥的综述 2005-8-5【大中小】【打印】 摘要：介绍自锚式悬索桥的特点、历史及国内外发展情况。重点分析了钢筋混凝土桥的设计和发展，并对其施工工艺做了简单介绍。总结展望了自锚式悬索桥的发展空间及其需进一步研究的问题。 关键词：悬索桥；自锚式体系；施工；实例 一、前言 一般索桥的主要承重构件主缆都锚固在锚碇上，在少数情况下，为满足特殊的设计要求，也可将主缆直接锚固在加劲梁上，从而取消了庞大的锚碇，变成了自锚式悬索桥。 过去建造的自锚式悬索桥加劲梁大多采用钢结构，如1990 年通车的日本此花大桥，韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥墩等。2002年7月在大连建成了世界上第一座钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥——金石滩金湾桥墩，为该类桥墩型的研究提供了宝贵的经验。此后在吉林、河北、辽宁又有4座钢筋混凝土自锚式悬索桥正在设计和设计和建造中。 自锚式悬索桥有以下的优点：①不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。 ②因受地形限制小，可结合地形灵活布置，既可做成双塔三跨的悬索桥，了可做成单塔双跨的悬索桥。 ③对于钢筋混凝土材料的加劲梁，由于需要承受主缆传递的压力，刚度会提高，节省了大量预应力构造及装置，同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈的缺点。 ④采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。 ⑤保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。 ⑥由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难的地区采用。 自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：①由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以采用了这两种材料跨径都会受到限制。 ②施工步骤受到了限制，必须在加劲梁、桥塔做好之后再吊装主缆、安装吊
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 悬索桥建模助手图1 掌握各参数含义及使用注意事参考帮助说明文档，1是悬索桥建模助手设置对话框，图项。在使用该建模助手时，经常碰到如下疑问：）对于小跨径的人行索桥，没有边跨如何建模？1 ）桥面系荷载如何正确定义？2 ）横向内力如何计算？3 解决了上述疑问，才能正确的使用悬索桥的建模助手。 2的结构布置：1对于问题，即要实现如图 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：
悬索桥设计说明 一、概述 本项目为配合XXX工程建设所进行的库区淹没路桥复建工程。 原XXX人行索桥全长约60m，桥面高程约为1284.0m，两岸为人行便道。XX水电站库区蓄水后，正常蓄水位为1335.0m，将淹没原人行索桥。为保证黔中水利枢纽工程建成后两岸交通的恢复，按照国家有关水库淹没赔偿的“三原”原则及有关规定，重建XX县化乐乡夺泥村河边组人行索桥及两岸人行便道。 二、设计技术标准和主要参数 1、设计依据 （1）《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）； （2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）； （3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）； （4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）； （5）《钢结构设计规范》（GB50017—2003）； （6）《重要用途钢丝绳》（GB8918—2006）； （7）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）； （8）《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）； （10）《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）； （11）《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）； （12）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG DF40-2003）； （13）《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）。 2、设计标准 （1）人行索道技术标准 荷载：人群荷载2.0kN/m2。 桥面宽度：净－2.3m。 合龙温度：15℃。 （2）人行便道技术标准 技术等级：等外公路； 计算行车速度：20km/h； 路面宽度：2m； 路面类型：泥结碎石路面。 三、桥梁地质概况 1、自然条件 （1）气候、水文 桥址区属亚热带常绿阔叶林红黄壤带的岩溶高原中山区，年平均气温13～15℃，年降雨量1000～1100mm，是贵州热量较低、雨量较多、海拔较高的剥蚀、侵蚀高原山地区。 （2）地形、地貌 桥位区为河谷斜坡地形，总体上两侧高中间低，呈“V”字型，其地面标高1269.20m～1348.92m，相对高差79.72m, 河床标高约为1268.7m。两侧地形坡角较大，一般坡角30～60°，南岸一侧谷坡较陡，地形综合坡角近于垂直；北岸一侧谷坡下缓上陡，地形坡角一般30～60°。桥位区地貌为岩溶化脊状中低山地形地貌，属溶蚀地貌，河岸两侧以高山峰林为主，山脊山顶为条形
悬索桥抗风综述 摘要：本文以大跨径悬索桥的抗风为研究对象，总结阐述了抗风研究的历史过程，着重分析了桥梁抗风设计的方法：采用拉索系统提高扁平箱梁形式悬索桥颤振临界风速；通过改善桥梁断面的外形来减小气动力的空气动力学措施；在加劲梁上安装一些辅助装置来增大结构的阻尼，并减小作用在结构上的气动力，从而达到提高悬索桥气动稳定性的目的的机械措施。文中还对超长跨径悬索桥建设的可行性进行了研究。 关键词：桥梁抗风，拉索系统，空气动力学，机械措施，阻尼器 1. 塔科玛桥的倒塌 1940年华盛顿州塔科玛市的海面上刮起了风速19m/s的强风，刚竣工的全新的塔科玛悬索桥在风的吹动下，诱发了扭转振动导致了可怕的跨桥事故。 设计塔科玛桥时充分考虑了风的静力作用，还委托华盛顿大学做了模型试验，并无任何疏忽与漏洞。事故的原因并不是风的静力作用，而是随时间变化的风产生的作用力所致。 塔科玛桥的悲剧发生之后，美国采用的确保悬索桥抗风稳定性的方法主要是两种。一种是采用桁架加劲梁和开敞式的桥面使涡旋分散的方法，另一种是由自重增加刚度的方法。北美抗风对策的实质是桁架和重量。 2. 欧洲抗风方式的改进 欧洲的技术人员开始注意到了一种新的途径，例如采用扁平的翼型断面（Airfoil or Aerofoil Section）以减小风的作用力或者抑制涡旋的产生。加劲梁由桁架向翼型断面箱梁的转变使悬索桥变得更加轻，更加经济了。 箱梁的另一个优点是和桁架相比，风的抗力仅为1/3，由于塔顶主缆传来的水平反力是由桥面系70%的风力而产生的，风的抗力减少至1/3，无疑对塔的设计带来很大的影响”。 采用这种方式的赛文桥由于忽视了悬索桥的重量而造的太轻了，在风作用和车辆行驶作用下，成为极敏感的结构。风洞试验的结果，虽然没有出现塔科玛桥那样的破坏振动，但却总是常常出现发出嘎啦嘎啦响声的振动。 3. 20世纪末的悬索桥 20世纪才真正是长大悬索桥的发展时期，日本架设了跨度近2 000m的世界
第十一章悬索桥 习题 一、简答题： 1．悬索桥有哪些主要构件？ 2．悬索桥在形成过程中产生几大流派？各有何特点？ 3、悬索桥最主要的承重构件是什么？散索鞍的作用是什么？ 答案 一、简答题： 1．悬索桥有哪些主要构件？ 答：由桥塔、锚碇、主缆、吊索、加劲梁及鞍座等部分组成。 2、悬索桥在形成过程中产生几大流派？各有何特点？ 答：（一）美国式悬索桥。美国式悬索桥的基本特征是采用竖直吊索，并用钢桁架作为加劲梁。这种形式的悬索桥绝大部分为三跨地锚式，加劲梁是不连续的，在主塔处有伸缩缝，桥面为钢筋混凝土桥面，主塔为钢结构。其优点是：可以通过增加桁架高度来保证梁有足够的刚度，且便于实现双层通车。 （二）英国式悬索桥。英国式悬索桥的基本特征是采用呈三角形的斜吊索和高度较小的流线形扁平翼状钢箱梁作为加劲梁。除此之外，这种形式的悬索桥采用连续的钢箱梁作为加劲梁，桥塔处没有伸缩缝，用混凝土桥塔代替钢桥塔；有的还将主缆与加劲梁在主跨中点处固结。英国式悬索桥的优点是钢箱加劲梁可减轻恒载，因而减小了主缆的截面，降低了用钢量和造价。钢箱梁抗扭刚度大，受到的横向风力小，有利于抗风，并大大减小了桥塔所承受的横向力。而三角形布置的斜吊索可以提高桥梁刚度。但这种斜吊索在吊点处构造复杂。 （三）混合式悬索桥。其特征是采用竖直吊索和流线形钢箱梁作为加劲梁。混合式吊桥的出现，显示了钢箱加劲梁的优越性，同时避免了采用有争议的斜吊索。中国目前修建的悬索桥大多数属于这种类型。 3、悬索桥最主要的承重构件是什么？散索鞍的作用是什么？ 答：悬索桥最主要的承重构件是主缆。散索鞍主要起支承转向和分散大缆束股使之便于锚固的作用。
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
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。 当曲线比较平坦时，可以用下式估算横向内力： H=qL2 或H= M c0
悬索桥桥抗风综述 课程名称：桥梁抗震抗风指导老师：周诗云 专业：土木工程 姓名：罗潇 学号： 20134190060 学生年级：2013级 日期：2016年12月5日
目录 悬索桥抗风综述 (2) 1.塔科玛桥的倒塌 2. 欧洲抗风方式的改进 (2) 3. 20世纪末的悬索桥 (3) 4. 采用拉索系统的新桥型 (3) 5. 空气动力学措施 (4) 6. 机械措施 (4) 7. 超长大跨悬索桥的可能 (6) 参考文献 (6)
悬索桥抗风综述 摘要：本文以大跨径悬索桥的抗风为研究对象，总结阐述了抗风研究的历史过程，着重分析了桥梁抗风设计的方法：采用拉索系统提高扁平箱梁形式悬索桥颤振临界风速；通过改善桥梁断面的外形来减小气动力的空气动力学措施；在加劲梁上安装一些辅助装置来增大结构的阻尼，并减小作用在结构上的气动力，从而达到提高悬索桥气动稳定性的目的的机械措施。文中还对超长跨径悬索桥建设的可行性进行了研究。 关键词：桥梁抗风，拉索系统，空气动力学，机械措施，阻尼器 1. 塔科玛桥的倒塌 1940年华盛顿州塔科玛市的海面上刮起了风速19m/s的强风，刚竣工的全 新的塔科玛悬索桥在风的吹动下，诱发了扭转振动导致了可怕的跨桥事故。 设计塔科玛桥时充分考虑了风的静力作用，还委托华盛顿大学做了模型试验，并无任何疏忽与漏洞。事故的原因并不是风的静力作用，而是随时间变化的风产生的作用力所致。 塔科玛桥的悲剧发生之后，美国采用的确保悬索桥抗风稳定性的方法主要是两种。一种是采用桁架加劲梁和开敞式的桥面使涡旋分散的方法，另一种是由自重增加刚度的方法。北美抗风对策的实质是桁架和重量。 2. 欧洲抗风方式的改进 欧洲的技术人员开始注意到了一种新的途径，例如采用扁平的翼型断面（Airfoil or Aerofoil Section）以减小风的作用力或者抑制涡旋的产生。加劲梁由桁架向翼型断面箱梁的转变使悬索桥变得更加轻，更加经济了。 箱梁的另一个优点是和桁架相比，风的抗力仅为1/3，由于塔顶主缆传来的水平反力是由桥面系70%的风力而产生的，风的抗力减少至1/3，无疑对塔的设计带来很大的影响”。 采用这种方式的赛文桥由于忽视了悬索桥的重量而造的太轻了，在风作用和车辆行驶作用下，成为极敏感的结构。风洞试验的结果，虽然没有出现塔科玛桥那样的破坏振动，但却总是常常出现发出嘎啦嘎啦响声的振动。
悬索桥分析时的一些注意事项 1）使用MIDAS/Civil分析悬索桥的基本操作步骤 a) 定义主缆、主塔、主梁、吊杆等构件的材料和截面特性； b) 打开主菜单“模型/结构建模助手/悬索桥”，输入相应参数（各 参数意义请参考联机帮助的说明以及下文中的一些内容）； c) 将建模助手的数据另存为“*.wzd”文件，以便以后修改或确认； d) 运行建模助手后，程序会提供几何刚度初始荷载数据和初始单元 内力数据，并自动生成“自重”的荷载工况； e) 对模型根据实际状况，对单元、边界条件和荷载进行一些必要的 编辑后，将主缆上的各节点定义为更新节点组，将塔顶节点和跨中最低点定义为垂点组； f) 定义悬索桥分析控制数据后运行。运行过程中需确认是否最终收 敛。运行完了后程序会提供平衡单元节点内力数据； g) 删除悬索桥分析控制数据，将所有结构、边界条件和荷载都定义 为相应的结构组、边界组和荷载组，定义一个一次成桥的施工阶段，在施工阶段对话框中选择“考虑非线性分析/独立模型”，并勾选“包含平衡单元节点内力”； h) 运行分析后查看该施工阶段的位移是否接近于0以及一些构件的 内力是否与几何刚度初始荷载表格或者平衡单元节点内力表格的数据相同； i) 各项结果都满足要求后即可进行倒拆施工阶段分析或者成桥状态 的各种分析； j) 详细计算原理请参考技术资料《用MIDAS做悬索桥分析》。 2）建模助手中选择三维和不勾选三维的区别？ a) 勾选三维就是指按空间双索面来计算悬索桥，需要输入桥面的宽 度，输入的桥面系荷载将由两个索面来承担； b) 不勾选三维时，程序将给建立单索面的空间模型，不需输入桥面 的宽度，输入的桥面系荷载将由单索面来承担。
悬索桥事故及震害概论 于洋2220094084 1.悬索桥概论 悬索桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过。在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造。另一方面，悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震区的需要，比较稳定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。但是悬索桥本身也存在着一些缺点，比如悬索桥的坚固性不强，在大风情况下交通必须暂时被中断；悬索桥不宜作为重型铁路桥梁；悬索桥的塔架对地面施加非常大的力，因此假如地面本身比较软的话，塔架的地基必须非常大和相当昂贵。 悬索桥 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。 悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，现在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。 2悬索桥破坏及事故 大跨度桥梁在交通荷载、风力、温度、地震等外界因素以及混凝土收缩徐变、钢筋松弛、墩台基础沉降等内在因素的影响下,将产生几何位置、内力和应力等各种变化。为了确保设计的使用安全性和耐久性达到预期的标准,特别是悬索桥梁这种重要的大型结构,时时了解 其“健康”状态是非常重要的。 近年来，许多桥梁事故屡有发生，这些事故不仅影响了工程的顺利建成，而且造成了许多质量隐患，更严重的桥梁坍塌事故还造成了巨大的生命财产的损失。如何保证施工质量，避免事故的发生已经成为了广大桥梁建设者应该时刻考虑的问题。 桥梁事故发生的原因：勘察设计阶段、施工阶段、使用阶段都有可能引起事故的发生，造成事故的原因也是多方面的，尤其以在施工过程中发生的事故居多。有施工顺序的错误引起的，如后张法预应力梁，预应力筋张拉不是对称进行的就有可能造成构件的旁弯或裂缝。
从斜拉桥看桥梁技术的发展 姓名：马哲昊 班级：1403 专业：建筑与土木工程 学号：143085213086
摘要: 介绍了国内外斜拉桥的发展历史,综述了现今斜拉桥发展的现状,并分析了斜拉桥的结构形式和布置形式及其经济效益，并简述了其中的桥梁技术，对今后斜拉桥的发展做出展望。 关键词: 斜拉桥；发展史；现状；展望 Abstract: the paper introduces the domestic and foreign in recent decades history of Cable-stayed bridge.the paper summarized the The structure of cable-stayed bridge and the Economic benefits and Introduced the technology of it.the direction of further research in the future was put forward. Key words: Cable-stayed bridge; Review; Looking forward to
1.斜拉桥的发展 1.1 斜拉桥的历史 斜拉桥是一种古老而年轻的桥型结构。早在数百年前，斜拉桥的设想和实践就已经开始出现，例如在亚洲的老挝，爪哇都发现过用藤条和竹子架设的斜拉结构人行桥。在古代，世界各地也都出现过通行人、马等轻型荷载的斜拉结构桥梁在 18 世纪，德国人就曾提出过木质斜张桥的方案，1817 年英国架成了一座跨径为 34m 的人行木质斜张桥，该桥的桥塔采用铸铁制造，拉索则采用了钢丝。以后在欧洲的很多国家都先后出现了一些斜拉桥，如 1824 年，英国在 Nienburg 修建了一座跨径为 78m 的斜拉桥，拉索采用了铁链条和铸铁杆，后来由于承载能力不足而垮塌。1818 年，英国一座跨越特威德河的人行桥也毁于风振。现在看来，这些桥梁的垮塌主要是由于当时工业水平的限制、对斜拉桥这样高次超静定结构体系缺乏理论分析方法和技术手段以及桥梁结构构造存在缺陷。世界上第一座现代化的大跨径斜拉桥诞生于 1955 年，在第二次世界大战结束后，Dischinger 在瑞典设计建成了 Stromsund 桥。该桥主跨 182.6m，全桥采用斜拉式结构，主梁为钢板梁，中间用横梁连接，双塔式，每塔只用了两对高强钢丝拉索，梁上索距 35m 左右，梁高 3.25m 为跨径的 1/56，塔高 28m 为跨径的 1/6.5。这座桥在现代的观点来看虽然在细节上存在着一些不足，如桥面采用的分离的混凝土梁，索塔的造型缺乏美感等，但在桥梁结构上却开创了一个新的纪元，创造出了一种新的桥梁体系，且这种桥梁结构拥有着诸多优点： ①用少量拉索取代了深水桥墩，不但节省了费用、降低了施工难度，而且有效的提高了桥梁的跨越能力，利于通航和排洪。 ②拉索作为主梁的中间弹性支承，使得在桥梁跨径增大的同时，主梁的梁高却可以减小，从而使主梁本身以梁以及段引桥的造价得以降低。 ③拉索自锚固于主梁上，梁身能够得到免费的预压应力，在很多情况下，尤其对于中等跨径桥梁是有利的，和悬索桥相比还可以节省庞大而昂贵的地锚。 ④拉索和索塔、主梁组成了多个三角形结构，稳定性高，刚度大。静、动力性能都良好。 ⑤整体结构新颖，造型美观。 斜拉桥这种新桥型的的出现，以其先进的技术，经济的造价、美观的外形，很快的得到了社会的认同，并在许多国家得到了推广，从Stromsund 桥建成后的第二年起，诸多有名的斜拉桥相继诞生，且发展的速度很快，平均每年就能完一座斜拉桥的修建。早期的斜拉桥结构大多采用当时盛行的轻型钢结构正交异性桥面板，各桥不仅在形式上不尽相同，
MIDAS/Civil悬索桥分析功能使用说明 资料制作日期：2006-8-9 对应软件版本：Civil 2006 1．使用MIDAS/Civil分析悬索桥的基本操作步骤 A.定义主缆、主塔、主梁、吊杆等构件的材料和截面特性； B.打开主菜单“模型/结构建模助手/悬索桥”，输入相应参数（各参数意义请参考联 机帮助的说明以及下文中的一些内容）； C.将建模助手的数据另存为“*.wzd”文件，以便以后修改或确认； D.运行建模助手后，程序会提供几何刚度初始荷载数据和初始单元内力数据，并自动 生成“自重”的荷载工况； E.对模型根据实际状况，对单元、边界条件和荷载进行一些必要的编辑后，将主缆上 的各节点定义为更新节点组，将塔顶节点和跨中最低点定义为垂点组； F.定义悬索桥分析控制数据后运行。运行过程中需确认是否最终收敛。运行完了后程 序会提供平衡单元节点内力数据； G.删除悬索桥分析控制数据，将所有结构、边界条件和荷载都定义为相应的结构组、 边界组和荷载组，定义一个一次成桥的施工阶段，在施工阶段对话框中选择“考虑 非线性分析/独立模型”，并勾选“包含平衡单元节点内力”； H.运行分析后查看该施工阶段的位移是否接近于0以及一些构件的内力是否与几何刚 度初始荷载表格或者平衡单元节点内力表格的数据相同； I.各项结果都满足要求后即可进行倒拆施工阶段分析或者成桥状态的各种分析； J.详细计算原理请参考技术资料《用MIDAS做悬索桥分析》。 2．建模助手中选择三维和不选择三维的区别？ A.选择三维就是指按空间双索面来计算悬索桥，需要输入桥面的宽度，输入的桥面系 荷载将由两个索面来承担； B.不选择三维时，程序将给建立单索面的空间模型，不需输入桥面的宽度，输入的桥 面系荷载将由单索面来承担。 3．建模助手中主梁和主塔的材料、截面以及重量是如何考虑的？ A.因为索单元必须考虑自重，因此建模助手分析中对于主缆和吊杆的自重，程序会自 动考虑； B.但在建模助手中主梁和主塔的材料和截面并不介入分析，程序只是根据输入的几何 数据，给建立几何模型，以便进行下一步的悬索桥精密分析。即，程序不会根据定
第六章悬索桥 一、概述 悬索桥的起源很早，但真正的发展是在本世纪。悬索桥发展高峰是在本世纪20年代，其数量达到顶峰。到30年代，悬索桥首次突破1000米跨径记录。下 混凝土加劲箱梁悬索桥，跨径组合为154m+452m+154m。汕头海湾大桥于1991年 图1 汕头海湾大桥
由承受拉力的悬索作为主要承重构件的桥梁称为悬索桥或吊桥。它与由主梁和拉索共同作为主要承重结构的斜拉桥是不同的。 如图2所示，悬索桥是用悬挂在两边桥塔上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，而缆索则需要在两岸桥台后方修筑非常强大的锚碇结构。所以悬索桥是由缆索、桥塔、吊杆、加劲梁、桥面和锚碇组成。 悬索桥具有合理的受力形式，由于缆索只受拉，而无弯曲和疲劳，所以可以采用高强度钢丝编制。悬索桥以其结构重量轻、建筑高度小成为目前所有桥梁体系中跨越能力最大的桥型。通常当跨径超过600m以上，悬索桥方案是最经济合理的。 二、主要尺寸 悬索桥的主要尺寸，是指吊桥的跨径、矢高、塔高、吊杆间距、锚索的倾角、 图3 悬索桥结构示意图 （一）跨径布置 悬索桥的跨径要根据地形和地质条件选定桥塔和桥台位置，然后确定悬索桥的跨径。如图所示，桥塔通常将悬索桥划分为三跨，即中跨和两个边跨。边跨长度视经济条件和锚固位置来确定，一般边跨与中跨之比为1/2～1/4。当边跨与中跨之比小于1/4，而边跨的跨径又较小时，边跨可以不设吊杆。 （二）主缆索矢高及塔高 中跨主缆索矢高f，与拱桥一样，常以矢跨比f/l来表示。从受力角度考虑，矢跨比愈大，主缆索的拉力愈小，可以节省钢材，但桥塔高度和悬索长度均有增加。从理论分析来看，选择矢跨比为1/6～1/7最有利。但在工程实际中，为了减小桥塔高度，常用偏小的矢跨比，如欧美各国取用1/9～1/12，我国取用1/9～1/10。（三）吊杆间距 吊杆间距直接涉及到桥面构造和材料用量。跨径在80m到200m范围内，吊杆间距一般取5～8m。跨径增大，吊杆间距也应增大。 （四）锚索倾角 确定锚索倾角的原则是：为了使主索与锚索的拉力相等或接近，锚索的倾角
-悬索桥分析(一)
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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。 当曲线比较平坦时，可以用下式估算横向内力： 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，建模助手内部经过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张力的平衡方程计算主缆坐标和主缆张力的方法。其基本假定如下： (1) 吊杆仅在横桥向倾斜，垂直于顺桥向。 (2) 主缆张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。