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承重桥的物理原理承重桥是一种用于跨越河流、山谷等地理障碍的建筑结构，其主要功能是承载和分散荷载。
它可以分为三种主要类型：悬索桥、斜拉桥和拱桥。
悬索桥是一种由主悬索支撑着的桥梁，主悬索又被连接到支塔上。
桥面承载着行车荷载，通过主悬索将其转移到支塔上，再由支塔将荷载转移到地基上，实现了荷载的承载与分散。
主悬索的承载能力取决于它的材料性能和几何形状，如材料的强度、刚度以及悬索桥的跨度等。
悬索桥的优点是可以跨越大跨度，不受地形限制。
悬索桥主悬索的力学分析需要考虑主悬索的曲线形状、自重、行车荷载等因素，以确定悬索桥的稳定性和安全性。
斜拉桥是一种由主缆支撑的桥梁，主缆呈斜向跨越河谷，沿桥面两侧固定到支塔上。
与悬索桥不同，斜拉桥的主缆和桥面呈现出类似放大镜的形状，使得桥面上的行车荷载不再集中于桥梁的中部，而是通过缆索均匀分配到整个桥面上。
这种设计能够使桥面承载荷载的能力更强，减小了桥面的变形，并提高了桥梁的抗震性能。
斜拉桥的斜缆角度、主缆材料和几何形状等因素都会影响桥梁的力学性能和荷载分配。
拱桥是由多个连续拱段组成的桥梁，它的荷载被均匀分散到整个拱桥结构上。
拱桥的物理原理是依靠拱的形状和材料的力学性质来承载和分散荷载。
拱桥主要有悬臂拱桥和连续拱桥两种类型，它们的区别在于拱的连续性和受力方式不同。
拱桥的连接点受到垂直力和水平力的作用，垂直力通过墩台传导到地基上，而水平力则通过拱的反弯矩效应得到平衡。
拱桥的特点是荷载传递效果好、结构稳定，且能够跨越大跨度。
除了上述三种主要类型的承重桥，还有梁桥和梁拱组合桥等其他类型的承重桥。
梁桥是由横梁支撑的桥梁，其力学原理是梁的刚度和构造材料的强度来承载和分散荷载。
梁拱组合桥是梁桥和拱桥的综合形式，结合了两者的优点，既具有梁桥的简明性和刚度，又具有拱桥的承载能力和荷载分散效果。
总的来说，承重桥的物理原理包括了力学原理和结构原理。
它们通过合理的结构设计来承载和分散荷载，使得人类可以安全、方便地跨越各种地理障碍。
悬索桥1、什么是悬索桥悬索桥，又名吊桥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置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小荷载所引起的挠度变形。
2、受力特点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，那么悬索形成一个抛物线。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
斜拉桥与悬索桥之比较令狐采学斜拉桥与悬索桥作为现代桥梁的主要建筑方式，二者之间又存在着怎样的区别与联系呢？下面我们通过结构力学的方法对其进行受力方面的定性分析，来解决一些现实中的现象。
首先我们来了解一下他们的定义：斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
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置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。
斜拉桥与悬索桥的结构简图如图a，b所示。
下面对一些现实现象进行定性分析。
1.为什么斜拉桥和悬索桥可以比其他桥梁的跨度大很多？通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出，斜拉桥和悬索桥都是通过钢索的拉力来代替了桥墩的支持力。
因此可以减少桥墩的数量，实现桥梁的大跨度。
2.为什么悬索桥可以比斜拉桥的跨度更大？通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出，斜拉桥的钢索是斜着的，以a图C点进行受力分析，为了在C点提供足够的竖直拉力Fcy随着AC距离的增加，Fc和Fcx将会不断增大，这样会不断增大钢索的拉力和桥面的轴向压力，这也是为什么斜拉桥的钢索大多集中在索塔的上端的原因。
因此AC之间的距离不能太大，即斜拉桥的跨度不能太大。
而通过悬索桥的结构简图可以看出，悬索桥的钢索受力是竖直方向的，随着跨度的增加并不会增加钢索的受力。
因此悬索桥的跨度可以比斜拉桥更大。
3.为什么斜拉桥比悬索桥稳定？由斜拉桥的结构简图可以看出绷紧的钢索与索塔及桥面根据三钢片原则构成了不变体系，而有悬索桥的结构简图不难看出悬索桥的主索、细钢索、索塔及桥面之间构成的是可变体系。
桥梁工程一一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题)1. 桥梁按体系划分可分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥。
2. 桥梁的建筑高度是指桥面与桥跨结构最低边缘的高差。
3. 公路桥梁总长是指桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离。
4. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的结合梁桥。
5. 以公路40m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是①>③>②。
6. 以铁路48m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是①＝②<③。
7. 桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是设计技术规范。
8. 我国桥梁设计程序可分为前期工作及设计阶段，设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计、技术设计与施工设计。
9. 下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容桥型选定。
二．判断题(判断正误，共6道小题)10. 常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为桥址处气候条件。
11. 斜腿刚构桥是梁式桥的一种形式。
（×）12. 悬索桥是跨越能力最大的桥型。
（√）13. 桥梁设计初步阶段包括完成施工详图、施工组织设计和施工预算。
（×）14. 桥位的选择是在服从路线总方向的前提下进行的。
（×）15. 一般来说，桥的跨径越大，总造价越高，施工却越容易。
（×）16. 公路桥梁的总长一般是根据水文计算来确定的。
（√）三、主观题(共3道小题)17. 请归纳桥上可以通行的交通物包括哪些（不少于三种）？请总结桥梁的跨越对象包括哪些（不少于三种）？参考答案：桥梁可以实现不同的交通物跨越障碍。
最基本的交通物有：汽车、火车、行人等。
其它的还包括：管线（管线桥）、轮船（运河桥）、飞机（航站桥）等。
桥梁跨越的对象包括：河流、山谷、道路、铁路、其它桥梁等。
18. 请给出按结构体系划分的桥梁结构形式分类情况，并回答各类桥梁的主要受力特征。
桥梁工程一一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题)1.桥梁按体系划分可分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥。
2.桥梁的建筑高度是指桥面与桥跨结构最低边缘的高差。
3.公路桥梁总长是指桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离。
4.下列桥梁中不属于组合体系桥梁的结合梁桥。
5.以公路40m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是①>③>②。
6.以铁路48m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是①＝②<③。
7.桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是设计技术规范。
8.我国桥梁设计程序可分为前期工作及设计阶段，设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计、技术设计与施工设计。
9.下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容桥型选定。
二．判断题(判断正误，共6道小题)10.常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为桥址处气候条件。
11.斜腿刚构桥是梁式桥的一种形式。
（×）12.悬索桥是跨越能力最大的桥型。
（√）13.桥梁设计初步阶段包括完成施工详图、施工组织设计和施工预算。
（×）14.桥位的选择是在服从路线总方向的前提下进行的。
（×）15.一般来说，桥的跨径越大，总造价越高，施工却越容易。
（×）16.公路桥梁的总长一般是根据水文计算来确定的。
（√）三、主观题(共3道小题)17.请归纳桥上可以通行的交通物包括哪些（不少于三种）？请总结桥梁的跨越对象包括哪些（不少于三种）？参考答案：桥梁可以实现不同的交通物跨越障碍。
最基本的交通物有：汽车、火车、行人等。
其它的还包括：管线（管线桥）、轮船（运河桥）、飞机（航站桥）等。
桥梁跨越的对象包括：河流、山谷、道路、铁路、其它桥梁等。
18.请给出按结构体系划分的桥梁结构形式分类情况，并回答各类桥梁的主要受力特征。
参考答案：桥梁按结构体系可以分为：梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥梁。
桥梁工程一一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题)1. 桥梁按体系划分可分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥。
2. 桥梁的建筑高度是指桥面与桥跨结构最低边缘的高差。
3. 公路桥梁总长是指桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离。
4. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的结合梁桥。
5. 以公路40m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是①>③>②。
6. 以铁路48m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是①＝②<③。
7. 桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是设计技术规范。
8. 我国桥梁设计程序可分为前期工作及设计阶段，设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计、技术设计与施工设计。
9. 下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容桥型选定。
二．判断题(判断正误，共6道小题)10. 常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为桥址处气候条件。
11. 斜腿刚构桥是梁式桥的一种形式。
（×）12. 悬索桥是跨越能力最大的桥型。
（√）13. 桥梁设计初步阶段包括完成施工详图、施工组织设计和施工预算。
（×）14. 桥位的选择是在服从路线总方向的前提下进行的。
（×）15. 一般来说，桥的跨径越大，总造价越高，施工却越容易。
（×）16. 公路桥梁的总长一般是根据水文计算来确定的。
（√）三、主观题(共3道小题)17. 请归纳桥上可以通行的交通物包括哪些（不少于三种）？请总结桥梁的跨越对象包括哪些（不少于三种）？参考答案：桥梁可以实现不同的交通物跨越障碍。
最基本的交通物有：汽车、火车、行人等。
其它的还包括：管线（管线桥）、轮船（运河桥）、飞机（航站桥）等。
桥梁跨越的对象包括：河流、山谷、道路、铁路、其它桥梁等。
18. 请给出按结构体系划分的桥梁结构形式分类情况，并回答各类桥梁的主要受力特征。
斜拉桥与悬索桥的优缺点比较来源：道路瞭望如有侵权请联系删除概念与定义斜拉桥,又称斜张桥，是将桥面用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁，拉索的存在可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻结构重量，从而节省材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
悬索桥，又称吊桥，是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。
从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。
由于主要承重构件是悬索，且主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材(钢丝、钢绞线、钢缆等)制作。
悬索桥可以充分利用材料的强度，具有用料省、自重轻的特点，在各种体系桥梁中的跨越能力最大。
悬索桥由索塔、主缆（大缆）、吊杆、锚碇、加劲梁组成。
优缺点比较从结构构造来说：斜拉桥是超静定结构,其稳定性较静定结构的悬索桥要好；斜拉桥可以做成连续多跨,但悬索桥做成多跨在技术上还有难度（目前世界最大三塔双跨悬索桥是中国的泰州长江大桥,单跨1080m）；悬索桥必须有锚碇,如果所在河流较宽,而单跨达不到一跨跨越的跨度,则锚碇就要放置在河中,会严重影响水流,威胁到航运,同时建设难度及成本也会增加（因此苏通大桥宁可选择斜拉桥）。
从结构受力来说：跨度越大时悬索桥的受力比斜拉桥更加合理,所以能做到更大跨度（规划的墨西拿海峡桥已经做到3300米）；斜拉桥跨度过大时,为使拉索受力不至于过大,就必须加高桥塔高度,而桥塔高度又不可能无限加高；斜拉桥拉索会对主梁有水平方向的作用力,加大了主梁强度要求,悬索桥就没这一情况。
从经济方面说：在这方面，世界桥梁界没有一个统一的认识，传统观念认为跨径500m以上时，采用悬索桥较斜拉桥经济合理。
在2011年国际桥协第35届年会上，丹麦I.Hauge先生认为在1 200m 以下的跨度斜拉桥占优，超过1200m的跨度，斜拉桥将受到塔高和长索的限制，锚碇条件有利的悬索桥将会占优。
刍议大跨径悬索桥抗风问题及风振措施摘要：随着现代桥梁技术的不断提升，大跨径悬索桥的应用越来越多，跨径记录也被不断打破。
悬索桥相对于其他结构形式的桥梁而言，其更容易受到风力的影响，尤其是对于大跨径悬索桥而言，风力作用下引起的各种振动对于桥梁的稳定性会造成极大的影响。
因此，如何提升抗风问题成为了大跨径悬索桥在设计时的重点问题。
文章对悬索桥进行了详细的风振分析，并在此基础上对如何提升大跨径悬索桥抗风能力展开了讨论。
关键词：悬索桥，风振，桥梁稳定性前言在所有桥梁结构中，悬索桥的跨越能力是最突出的，在跨江、跨海、跨山谷等方面有重要的应用。
这种桥梁结构主要依赖于缆索支撑体系，因此其非线性特性非常明显。
正是由于这种特性，因此其在风力荷载的作用下动力响应问题也相较于其他结构桥梁更加明显。
在早期的悬索桥设计中，由于对风载作用的考虑不够全面，因此设计出来的桥梁安全性存在明显的缺陷，引发了众多安全事故，造成了极大的经济损失和人员伤亡。
因此，当前悬索桥设计时尤其是大跨径悬索桥设计的过程中，相关人员非常重视桥梁的抗风问题。
文章以悬索桥风振类型出发，对桥梁自身的结构特征风载响应特征进行了归纳，并在此基础上提出了若干风振减弱措施，强化大跨径悬索桥的抗风设计方法和内容。
1.悬索桥风振分析从结构上来看，悬索桥是一种柔性结构，在风力荷载的情况下，其受力情况和振动方式具有多变性。
在经过了长期的实验探究后，人们对这种柔性结构的振动现象有了较深刻的认识。
并根据各种振动的特性制定了具有针对性的控制措施，具体如下：1.1 抖振抖振的本质是一种结构性强迫振动，其引起的原因是脉动风。
这种振动引起的原因可以概括为两种：（1）风本身的不规则性使得气流的方向和速度较为紊乱，这种紊乱的气流直接作用在桥梁结构上，引起的强迫性振动。
（2）在桥梁周围存在山体、建筑等，气流流经这些遮挡物时产生了紊乱的气流，这些气流简介作用在桥梁结构上，引起强迫性振动。
从振动的幅度上来看，由于抖振的起因是紊乱的气流，其方向是多变的，不会有明显的方向性，因此引起的桥梁振动幅度较小，一般不会直接给桥梁造成非常严重的结构性破坏，但是可能使得桥梁的部分结构变形，影响桥梁上通行人员的舒适度。
悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的比较悬索桥（suspension bridge）是利用主缆及吊索作为加劲梁的悬挂体系，将荷载作用经桥塔、锚碇传递到地基的桥梁。
悬索桥主要由缆索系统、塔墩、加劲梁及附属结构四大部分组成。
地锚式悬索桥中锚碇、桥塔和主缆是主要的承载结构，吊索与加劲梁则主要起传递直接作用其上的荷载的作用；自锚式悬索桥中锚碇、桥塔、主缆、加劲梁都是主要的承载结构。
斜拉-悬索协作体系桥（cable-stayed-suspension bridge）是在悬索桥上增加斜拉索，或者在斜拉桥上增加主缆，故斜拉-悬索协作体系桥也是主要由缆索系统、桥塔、加劲梁及附属结构四大部分组成。
其中锚碇、桥塔、主缆、斜拉索、主梁是主要的承载结构。
日本明石海峡桥纽约布鲁克林桥一、悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的优缺点悬索桥的优点：（1）受力非常合理：悬索桥的主要受力构件为缆索，缆索主要受拉，次弯矩非常小，应力在截面上分布比较均匀；桥塔以受压为主，弯矩也较小；加劲梁只作为桥面来传递荷载，不是主受力构件，就静力来说，梁高与跨度无关而只与吊索间距有关。
（2）跨越能力大：在大跨度悬索桥中，缆索的恒载拉力远大于活载值，因此一般疲劳的影响较小。
（3）桥型优美;悬索桥加劲梁的梁高比同跨度的梁桥的梁高小得多，所以建筑高度较小，具有优美的曲线，外形比较美观，在城市中采用此种桥式将为城市增加风景点。
如美国旧金山的金门大桥。
（4）抗震能力强：悬索桥是轻而柔的桥梁，刚度较小，在地震作用下，受地震惯性力较小，往往位移大而内力小，消能能力强，因此抗震能力强。
（5）施工方便：悬索桥施工时是先架设好桥塔，然后利用桥塔架设牵引索和施工猫道等，利用猫道来架设主缆，然后再架设加劲梁和桥面系，施工方便；在交通不便的山区，修建悬索桥较为有利；在交通方便的江河湖海和城市外，悬索桥除了开始架设先导索外，不会中断交通。
悬索桥的缺点：（1）荷载作用下变形较大：由于缆索是柔性结构，当活载作用时，会改变几何形状，会引起桥跨结构较大的变形。
2015—2016第2学期离线作业科目：桥梁工程姓名：罗菲学号：专业：土木工程工程造价2014-48班专本西南交通大学远程与继续教育学院直属学习中心桥梁工程第一次离线作业三、主观题共3道小题17.请归纳桥上可以通行的交通物包括哪些不少于三种请总结桥梁的跨越对象包括哪些不少于三种答：桥梁可以实现不同的交通物跨越障碍;最基本的交通物有：汽车、火车、行人等;其它的还包括：管线管线桥、轮船运河桥、飞机航站桥等; 桥梁跨越的对象包括：河流、山谷、道路、铁路、其它桥梁等;18.请给出按结构体系划分的桥梁结构形式分类情况,并回答各类桥梁的主要受力特征;答：桥梁按结构体系可以分为：梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥梁;梁桥是主要以主梁受弯来承受荷载；拱桥主要是以拱圈受压来承受荷载；悬索桥主要是以大缆受拉来承受荷载；组合体系桥梁则是有多种受力构件按不同受力特征组合在一起共同承受荷载;19.请简述桥梁设计的基本原则包括哪些内容答：桥梁的基本设计原则包括：安全、适用、经济和美观;桥梁的安全既包括桥上车辆、行人的安全,也包括桥梁本身的安全;桥梁的适用能保证行车的通畅、舒适和安全；桥梁运量既能满足当前需要,也可适当照顾今后发展等方面内容;在安全、适用的前提下,经济是衡量技术水平和做出方案选择的主要因素;桥梁设计应体现出经济特性;在安全、适用和经济的前提下,尽可能使桥梁具有优美的外形,并与周围的环境相协调;桥梁工程第二次离线作业一、主观题共4道小题1.请归纳简支梁桥的主要特点包括哪些答：简支梁桥的主要特点是：受力明确静定结构、构造简单、易于标准化设计,易于标准化工厂制造和工地预制,易于架设施工,易于养护、维修和更换;但简支梁桥不适用于较大跨度的桥梁工程;2.综合题－计算题3仅限道桥专业：一个30m跨度的装配式简支梁,已知其1片边梁的跨中横向分布系数m c=,试计算其在公路－I级车道荷载和车辆荷载分别作用下的跨中弯矩值;并对比二者的大小关系;车道荷载和车辆荷载简图参见附图;计算中假定计算跨度也为30m；不计冲击系数；不计车道折减系数；并假定横向分布系数沿全桥均取相同数值10分答：根据车道荷载和车辆荷载中的均布与集中力大小,计算出30m简支梁的跨中弯矩;均布荷载跨中弯矩公式为M＝1/8qLL；每一个集中荷载产生的跨中弯矩按结构力学公式计算或依据其产生的支点反力后进行计算;3.综合题－计算题类1：仅限道桥专业下图为一双车道布置的多主梁公路桥横截面布置,主梁间距为1.5m＋2.0m＋2.0m＋1.5m;试采用杠杆原理法,求3主梁中梁在车辆荷载作用下的荷载横向分布系数m c;10分答：4.综合题－计算类2：仅限道桥专业如图所示为一双主梁公路桥的横截面布置,行车道宽9m即1.5m＋6.0m＋1.5m;试应用杠杆原理法,求解任一主梁在车辆荷载作用下的荷载横向分布系数m C;10分答：桥梁工程第三次离线作业三、主观题共5道小题24.试从强度、刚度、自重、造价、维护性能、跨越能力等方面,对比钢桥和混凝土桥的主要特点;答：混凝土桥主要特点是：强度低、刚度大、自重大、造价低、维修成本低、维修方便、跨越能力低;钢桥主要特点是：强度高、刚度小、自重轻、造价高、维修成本高、跨越能力大;25.简述钢桥连接的主要方式,并解释栓焊钢桥的含义;答：钢桥的主要连接方式包括：铆接、焊接和高强度螺栓连接;栓焊连接是我国铁路钢桁架梁桥建造常用的一种连接方式,其涵义是在工厂连接采用焊接形成杆件,工地连接采用高强度螺栓杆件形成桥梁;26.请解释什么是叠合梁结合梁桥,并说明其主要优点包括哪些以简支结合梁桥为例答：用剪力键或抗剪结合器或其它方法将混凝土桥面板与其下的钢板梁结合成整体的梁式结构,成称为结合梁桥;在结合梁桥中,混凝土桥面板参与钢板梁上翼缘受压,提高了桥梁的抗弯能力,从而可以节省用钢量或降低建筑高度27.请说明桥梁中板式橡胶支座的活动机理包括转动和水平移动;答：板式橡胶支座的活动机理是利用橡胶的不均匀弹性压缩和剪切变形来实现;当支座需要适用转动变形时,支座板面上的局部荷载呈现出梯形分布,一侧压力变大、一侧压力变小,两侧的橡胶板出现不同的弹性压缩变形,这种支座上产生的相对不均匀压缩,便可以适用梁端的转动变形量; 板式橡胶支座本身具有一定的厚度,当支座承受到梁底通过摩擦传递的水平力作用时,由于支座的抗剪切刚度相对较小,支座顶部会发生横向剪切变形,可以适用桥梁的梁端纵向伸长的活动;28.请列出桥梁基础采用的主要形式,并回答哪些基础形式不适用于深水大跨结构答：基础类型－根据埋置深度,分为浅置基础和深置基础浅置基础：埋深较浅一般小于5m,扩大基础深置基础深水基础：桩基础,沉井,沉箱,管柱等；一般浅置基础不适用于哪些基础形式不适用于深水大跨结构桥梁工程第四次离线作业三、主观题共7道小题20.大跨径公路预应力混凝土连续梁桥为什么大多采用不等跨和变截面的形式以三跨为例说明答：连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式,如果采用等跨布置,则边跨内力将控制全桥设计,这样是不经济的;此外,边跨过长,削弱了边跨刚度,将增大活载在中跨跨中截面的弯矩变化幅值,增加预应力束筋数量;从预应力混凝土连续梁受力特点来分析,连续梁的立面以采用变截面的布置为宜;由于大跨度连续梁一般采用悬臂施工方法,连续梁在恒载作用下,支点截面将出现较大的负弯矩,从绝对值来看,支点截的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩,因此采用变截面梁能较好地会合梁的内力分布规律;21.一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥,主跨100m;讨论在下列各种情况下,其合适的施工方法;a跨越无水区域,桥下无通车需求,桥面不高；b跨越河流,桥下有通航需求,桥面较高；c跨越铁路干线,桥面不高,铁路部门允许断道的时间极为有限,沿铁路线有施工场地;答：A情况适用有支架就地浇筑施工；B情况适用悬臂施工法；C情况适用于转体施工法;22.对比梁桥与拱桥,为什么小跨径拱桥可以采用圬工结构来修建为什么拱桥对基础条件要求高答：梁桥主要是以主梁受弯来实现承载的;拱桥是在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力;由于中小跨度拱桥拱肋主要承受压力,因此可以采用抗压能力较强而抗拉能力较弱的圬工结构修建;拱桥的拱脚则不但要承受竖直方向的力,还要承受水平方向的力;因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高;23.下图所示的两种拱桥结构,哪种可用于地基不够坚实之处为什么a下承式系杆拱b上承式无铰拱答：图a的下承式系杆拱桥可以适用于地基不够坚固处;图b等的常规拱桥,在荷载作用下拱脚会产生较大的水平推力,因此对基础要求较高;图a的系杆拱桥,设置有系杆可以在内部平衡拱脚的水平推力,整个结构在体外类似于静定结构,对基础只产生竖向力,不产生水平推力,因此对基础的要求相对较小;24.绘制出上承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥的示意图,标注出桥面位置和承重结构位置,并解释上承式桥梁、中承式桥梁和下承式桥梁的含义;答：25.对比说明斜拉桥和悬索桥的组成部分,并回答它们各自的主要承重结构包括哪些答：斜拉桥的组成包括：主梁、斜拉索、索塔；悬索桥的组成包括：大缆、锚碇、塔、加劲梁、吊索、鞍座等；斜拉桥为组合受力体系结构,其承重结构为：主梁、斜拉索、索塔,悬索桥的承载结构主要是大缆,其次包括桥塔和锚碇;26.为什么悬索桥是跨越能力最大的桥梁结构形式答： 1.在材料用量和截面设计方面,其他河中桥型的主要承重构件的截面积总是随着跨度的增加而增加,致使材料用量增加很快;但大跨悬索桥的加劲梁却不是主要承重构件,其截面积并不需要随着跨度而增加;2.在构件设计方面,许多构件截面积的增大时容易受到客观制约的,例如梁的高度,杆件的截面尺寸、钢材的供料规格等,但是悬索桥的大缆锚碇和塔这三项主要承重构件在扩充其截面积或承载能力方面所遇到的困难较小;3.作为承重构建的大缆具有非常合理的受力形式 4.在施工方面;悬索桥的施工总是先将大缆架好,这已是现成的悬吊式脚手架桥梁工程第五次离线作业三、主观题共6道小题33.公路车道荷载需要进行横向和纵向折减,为什么答：公路的车道荷载是是规范规定要求使用的一种虚拟荷载,其标准值是在特定条件下根据统计和分析确定的;对于多车道桥梁,其上行驶的汽车荷载使桥梁构件的某一截面产生最大效应时,其同时处于最不利位置的可能性不大,显然根据概率,这种可能性随车道数的增加而减小,而桥梁设计是各个车道上的汽车荷载都是按最不利的位置布置,因此计算结果应根据上述可能性的大小就行折减,即存在横向折减的问题;汽车荷载的标准值在制定的时候对于计算结构效应的车道荷载,参考了自然堵车下的车距统计和重载车辆的调查资料而加以抽象化,实际桥梁上通行的车辆不一定能达到上述条件,特别是对于大跨度桥梁,依据概率分布的特点,跨度越大,出现上述情况的可能性越小,因此计算汽车荷载效应的时候需要就行相应的纵向折减;34.桥梁设计时为什么需要考虑作用荷载组合答：桥梁结构在修建和使用时会承受多种多样的作用的影响,不同作用产生的可能性不一样,影响结构的特征也不一样;为获得施工和运营时可能处于最不利的受力状态,以确保结构的安全性,需要将各种作用效应加以组合;组合时还需考虑不同作用同时发生的可能性;35.试比较公路和铁路桥梁的作用组合方式有什么不同答：公路桥梁设计中作用荷载分为永久作用、可变作用和偶然作用;公路桥梁设计中作用的组合分为多种类型;如考虑承载能力极限状态下的基本组合与偶然组合,考虑正常使用极限状态下的长期组合、短期组合、应力计算组合等;组合时,需要考虑不同作用的分项系数与组合系数;铁路桥梁设计中作用荷载分为主力包括恒载和活载、附加力、特殊荷载;铁路桥梁设计中的荷载组合方式主要为三种：1主力组合：恒载＋活载；2附加力组合：恒载＋活载＋附加力；3特殊荷载组合：恒载＋活载＋特殊荷载;在组合中,铁路荷载效应的组合是各项荷载效应的直接叠加,不考虑荷载的组合系数和分项系数;36.桥面上设置横、纵坡的作用各是什么当桥宽很大时,横坡能否仍采用三角垫层的方式设置为什么答：桥梁上设置纵坡首先是为了适应线路竖向曲线的需求或者是为了满足跨越净空的需要;设置纵坡也能够为桥面排水提供充分的条件;桥梁上设置横坡的目的主要是便于桥面横向汇水与排水;在弯道桥上,桥面横坡也用于适应线路横向超高的需求;当桥宽很大时不宜采用三角垫层方式设置桥面横坡;因为三角垫层的厚度受桥面横坡大小与桥面宽度影响;如果设计横坡是一个定值,在宽桥中为实现桥面横坡,会需要较大的垫层厚度;这会导致桥面铺装系统的重量增加,即不利于承重结构和桥面结构受力,也不经济;37.简述桥梁结构中桥面铺装层的主要作用;答：桥梁铺装的主要作用在于：防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板、保护主梁免受雨水侵蚀对车辆轮重的集中荷载起分布作用;图中,车轮行进时,需要桥面铺装层提供摩擦力,反过来摩擦力的存在要求桥面铺装应具有一定的耐磨性;桥面铺装的存在也避免了车轮直接磨耗桥梁的受力构件－行车道板;图中,车轮因其承重会对桥梁结构产生竖向局部压力,铺装层的存在可以将车轮的集中压力扩散到桥梁的受力构件行车道板,减小车轮荷载的局部效应;反过来,由于需要直接承受轮压荷载,这也需要桥面铺装层必需具备一定的强度;图中还可以看到,桥面铺装层下直接对应桥梁结构的行车道主梁,无论采用钢筋混凝土结构还是钢结构,都需要桥面铺装在摩擦力和轮压力小应有较好的抗裂性,避免桥面雨水通过桥面裂缝渗透到梁体引起主梁钢筋或钢结构的锈蚀;因此,桥面铺装要求有一定的强度,防止开裂,并保证耐磨;38.在桥梁工程中,设置伸缩缝的作用是什么答：桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等影响下将会发生伸缩变形;为满足桥面按照设计的计算图式自由变形,同时又保证车辆能平顺通过,就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或桥梁的铰接位置上预留断缝,并在桥面公路桥是路面,铁路桥是钢轨设置伸缩装置;桥梁工程第六次离线作业三、主观题共4道小题31.请绘制一2×30m简支梁桥立面布置的示意图,要求包括并标注：桥台、桥墩、主梁、支座、桥面铺装、栏杆、伸缩缝;并归纳简支梁桥的主要特点包括哪些参考答案：简支梁桥的主要特点包括：1受力明确；静定结构,受力明确,不会产生次内力如沉降、温度、预应力等次内力;构造简单；因为受力明确构造相对简单,可采用拼装式结构;2易于设计；易于设计成系列化和标准化;3易于施工；有利于在工厂内或工地上广泛采用工业化施工,组织大规模预制生产,显着加快建桥速度 ;4便于管养；病害少,维修、更换容易;5跨度受限;在中小跨径桥梁应用广泛,不能作为大跨度桥梁的适用形式;32.2012年3月13日,湖南省娄底市涟水河大桥桥面发生下塌的事故,大桥进入钢管拱施工阶段的第十跨桥面发生局部下塌;由于当时没有施工人员作业,没有造成人员伤亡;发生事故的桥梁设计为下承式钢管混凝土系杆拱桥,桥面宽28.5米,双向6车道布置;请根据案例分析以下问题：1请根据所学知识,说明什么是系杆拱桥,并绘制一个完整的下承式系杆拱桥示例;2分2下承式系杆拱桥属于拱－梁组合体系桥梁,请回答拱－梁组合体系桥梁的受力特点,并回答系杆拱桥中系杆的作用;2分3发生事故时,该桥处于主梁系杆浇筑完成后的施工阶段,发生事故的主要原因是施工单位违规操作将主梁支架提前拆架;请根据图片说明,该拱桥采用的是什么样的施工方法2分4请说明为什么主梁支架提前拆架会引起桥梁事故2分5请给出该类桥梁的合理施工步骤顺序建议;2分参考答案：1系杆拱桥是采用设置水平系杆来平衡拱脚水平推力的一种拱桥结构形式;这种结构形式在体外形成静定结构,对下部结构不会产生推力;在体内通常设置为拱梁组合而成的超静定结构;2拱梁组合体系桥梁是由主梁和主拱共同承受外部荷载的桥型,主梁受力以受弯为主,主拱受力以受压为主;根据拱、梁刚度的差异可以划分为刚梁刚拱、刚梁柔拱、柔梁刚拱等不同形式;系杆拱桥中的系杆主要用于平衡自重和车辆荷载作用下产生的拱脚水平推力,通过系杆的受力,形成无推力拱桥结构,从而减小对基础设置时对抵抗水平推力的要求;3根据图片该桥采用的是支架现浇的施工方法施工主梁;拱圈架设采用主梁上少支架支撑拼装形式架设拱圈钢管;4拱梁组合体系桥梁需要由拱和梁共同承受自重和外荷载作用;施工当中主梁浇筑完毕后,拱肋并没有完成架设,也没有施工吊杆；这种情况下提前拆除主梁支架,由于没有拱圈的帮助,主梁不能承受如此跨度下自重产生的弯矩,因而出现了主梁大变形竖向变形;5根据拱梁组合体系的受力特点,在该桥的施工中合理的施工步骤应为：A.搭设支架,支架法浇筑主梁,张拉主梁预应力；B.在主梁上搭设支架,拼装拱圈钢管；浇筑拱圈钢管内混凝土；形成钢管混凝土拱肋;C.安装吊杆；形成拱梁组合受力体系；D.拆除桥面拱肋支架、拆除主梁支架；桥面拱肋拼装支架可以在拱肋钢管完成连接后拆除E.完成桥面铺装及其它附属结构施工;33.2012年8月24日5点30分左右,哈尔滨阳明滩大桥疏解工程一上行匝道垮塌,桥上4辆货车侧翻至桥下,致使3人死亡5人受伤;经专家组认定,事故性质为由于车辆严重超载而导致匝道倾覆、车辆翻落地面,造成人员伤亡的特大道路交通事故;经调查和实际称重,事故发生时的4台货车核载总量为吨,实载总量为吨,总超载为吨,车货总重吨;由于超载货车在121.96米的长梁体范围内同时集中靠右行驶,造成钢混叠合梁一侧偏载受力严重超载荷,从而导致倾覆;该倾覆的匝道桥面宽度为9m,采用三跨连续梁结构,主梁为变截面结合梁叠合梁；连续梁下部结构中连续梁中墩采用独柱墩的形式柱顶设1个支座、边墩采用独柱盖梁形式盖梁上横向设多个支座1什么是叠合梁结合梁结构2分2根据材料性能的差异,在相同跨度情况下,试将钢梁、混凝土梁、叠合梁结构自重的大小排序进行排序;2分4根据事故桥梁设计的独柱墩及其支座平面布置情况,试分析独柱墩为什么在车辆偏载靠边行驶时容易出现倾覆的事故2分3事故桥梁的支座立面和平面布置情况参见图D;请说明在连续梁结构中当采用钢梁或叠合梁时为什么边跨支座容易出现支座脱空情况即支座出现拉力而退出工作 2分5试从桥梁结构设计与桥梁运营管理角度论述如何避免类似事故发生2分参考答案：1、用剪力键或抗剪结合器或其它方法将混凝土桥面板与其下的钢板梁结合成整体的梁式结构,成称为结合梁桥;在结合梁桥中,混凝土桥面板参与钢板梁上翼缘受压,提高了桥梁的抗弯能力,从而可以节省用钢量或降低建筑高度;2、因为钢材的强度高,在相同跨径的情况下,钢梁的自重较混凝土梁轻;叠合梁的材料受力介于钢梁和混凝土梁之间,故通常情况下在相同跨径条件下结构自重的排序为：钢梁<叠合梁<混凝土梁;3、连续梁中在结构自重恒载作用下,边墩的支座反力通常会小于中墩的支座反力;如果边中跨布置不合理,在自重情况下边墩的支座反力通常会很小,特别是对于钢梁或结合梁这类自重较轻的桥梁结构;连续梁结构如果中跨布置汽车荷载时,汽车荷载会产生边跨支座的负反力拉力,如果汽车荷载产生的拉力大样自重产生的压力,那么恒载与活载组合后的边支座反力可能是拉力效应;通常的支座设计是只能承受压力而不能承受拉力的,组合后的拉力效应直接将使得边跨支座出现受拉后脱空的情况;钢梁或叠合梁由于自重较轻更容易出现这种情况;4、事故桥梁的连续梁支座平面布置中,两个中墩采用了独柱桥墩单点支座布置形式,对结构抵抗偏载扭矩没有帮助;车辆荷载偏载布置时所产生的横向扭矩完全由边墩的独柱双点支座来抵抗;汽车活载作用下,横向双点支座对扭矩的抵抗反映为一个支座受拉、一个支座受压而形成的抵抗扭矩;由于连续梁结构本身边跨支点的恒载压力储备就较小,在全球满布偏载特别是超重车辆偏载的情况,外侧扭转受拉侧、车辆偏载的反方向侧角点的支座反力更容易出现拉力而导致支座脱空;一侧支座脱空后,边墩双点支座抗扭的能力会丧失,将直接导致桥梁出现侧向倾覆失稳现象的发生;对于钢桥或结合梁桥,这种倾覆非风险因结构恒载自重轻的原因而更容易产生;5、从桥梁结构设计上的措施：采用合理的连续梁边中跨比；钢梁或叠合梁边跨支点可适当压重以提高恒载压力储备；尽量避免采用独柱桥墩,特别是单点支座的独柱桥墩,条件适宜的地方宜尽量采用双柱或多柱桥墩提高体系的抗扭能力；提供横向抗扭的多支点支座的布置间距宜适当加大；连续的叠合梁结构预应力张拉应避免导致边墩支点的二次负反力;从桥梁运营管理上的措施：严格控制超重车辆上桥；匝道桥中设置独柱墩及桥面较窄的情况下宜提示重车居中形式,减下偏载下的结构倾覆风险。
斜拉桥与悬索桥受力性能分析摘要：近些年来我国经济和科学技术处于高速发展时期，社会水平得到大幅度提升，于道路交通方面的需求也不断增加，因此桥梁建设无论是规模还是数量都得到持续增长。
桥梁不仅作为道路交通中的基础建筑而存在，而且是城市经济发展水平的直接表现形式。
近些年来桥梁跨度不断增大，比如斜拉桥和悬索桥，都是对钢材预应力性能进行充分应用的大跨度桥梁。
本文以实际案例为依据探究斜拉桥和悬索桥的受力性能。
关键词：斜拉桥；悬索桥；受力性能交通工程中的基础建筑当属桥梁，其根本作用是连接河流两岸甚至海峡两岸。
此外跨越障碍的目的也得以达成。
桥梁的诞生和发展促使交通便利程度的不断提升，并且可一定程度推动地方经济的发展。
当前阶段桥梁的建设更是完美融合经济学、美学以及力学的各类观点，逐渐成为可代表地区经济水平的基础建筑。
随着我国经济的不断发展，对于桥梁建设方面的要求随之提升，桥梁跨度不断增加。
近些年预应力结构在桥梁结构的应用十分瞩目，也就是现阶段的高强度预应力拉索，从而推动了斜拉桥与悬索桥的快速发展，下面本文就斜拉桥与悬索桥的受力性能展开分析。
一、斜拉桥受力特点分析斜拉桥对拉索进行利用，并通过拉索将落于桥面的荷载力向桥塔传递。
承弯的梁体、承压的塔以及受拉的索是桥梁结构的主要组成部分。
由于此种桥梁结构受拉索数量较多，因此降低了支墩数量，进而对量内的弯矩进行降低，其自重也相对较低，建筑材料得到节省。
广东省肇庆市阅江大桥起点位于肇庆端州区古塔路与端州路交叉路口，主要沿古塔路高架，跨越西江，在南岸高要乌榕村与世纪大道（S272）衔接。
通过受力特点对斜拉桥受力结构进行分析，可得出结果桥梁结构中的众多斜拉索将斜拉桥主跨承重大梁的承载力进行分担，并最终落至桥梁两侧桥塔位置，由此可以得出拉索于桥塔两侧分布的作用。
主梁承受荷载及主梁自重的力均是垂直向下，借助桥塔两侧的拉索对其进行平衡。
二、悬索桥受力特点分析日常见到的吊桥即为悬索桥，桥面借助拉索的力量悬挂于桥塔上，拉锁采用锚固的方式在两岸桥梁部分进行固定，吊杆、主缆、塔桥以及锚碇构成整体结构。
专家解读：为什么悬索桥的跨越能力如此强？专家一见解：因为悬索桥的主体结构做到了没有弯矩，只承受拉力。
这几乎是效率最高的结构体系。
简单说，拿筷子做类比。
随便一用力就可以把筷子掰断，这就是筷子在受弯；但几乎很少有人能够把筷子拉断，这就是筷子在受拉。
几乎所有的材料，受拉的效能都要远远高于受弯的效能。
（具体的分析，可以参照这个回答：为什么对木棍，铁棒等，折断比拉断更容易）再举个例子，想想一下晾衣服。
受弯的例子就是晾衣杆，木头的、竹子的、金属的，这些杆子都要有足够的直径，否则很容易就被衣服压断了；受拉的例子则是晾衣绳，很细的一根绳子，所用的材料比木杆子少得多，晾上衣服之后下垂的弧度很大，但一般情况下很难被拉断。
与轴心拉压相比，受弯是一个效率极低的承载方式。
一定程度上，提高结构效能就是尽量的把受弯转化为受拉或者受压。
如果同时能够做到尽量减轻结构自重，那就更完美了。
拱结构就是转化为受压的例子，而悬索桥则是转化为受拉的例子。
a 图就是最普通的梁式桥，完全依靠受弯承载。
这种形式非常常见，地铁、高架、小型公路桥梁，几乎全部是这样的。
右边是它的截面的应力分布，上下表面大，中间位置几乎为零。
也就是说，整个截面的应力并不是平均分配的，而是存在一个“水桶效应”，尽管中间位置几乎没有应力，但是，只要上下边缘达到了极限，整个截面就离破坏不远了。
上下边缘处的应力就是这个水桶最短的那块木板。
既然中间截面几乎为零，那么为什么不把它们省略呢？于是，就有了b 图这种开孔梁。
截面中间部位应力很小的那些地方被省去，减轻了自重。
拉压应力集中在上下边缘处。
把这个趋势进一步扩大，也就是把原来的梁式结构进一步格构化，去掉应力小的部位，保留最基本的部位，我们就得到了c 图的这种桁架结构。
d 图是它的大致内力分布，红色受拉，蓝色受压。
它的截面分布更加合理，上弦杆件受压，下弦杆件受拉，中间没用的部位全是空的。
著名的南京长江大桥就是这样的结构形式。
如果把这个最优化的趋势做到极致，那就达到了e 图这种的悬索结构。
桥梁工程概论复习学问点整理1、桥梁由上部结构、下部结构和支座组成。
2、正桥：指桥梁跨越主要障碍物（如通航河道）的结构部分。
引桥：指连接正桥和路的桥梁区段。
跨度：也叫跨径，表示桥梁的跨越实力；最大跨度称为“主跨”。
计算跨度：指桥梁结构相邻两支座间的距离。
净跨径：指梁式桥设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平净距。
标准跨径（单孔跨径）：指公路梁桥把两桥墩中间线间距离或桥墩中线和台背前缘的间距。
桥长：指梁桥两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离（桥梁全长）桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位对桥跨结构最下缘的高差H。
桥梁建筑高度：桥面（或铁路桥梁的轨底）至桥跨结构最下缘的垂直高度h。
容许建筑高度：公路或铁路桥梁线路设计中所确定的桥面（或轨底）高程和通航及排洪要求所规定的净空高度只差。
3、桥按其受力结构体系可划分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系。
梁桥的主梁以受“弯”为主，拱桥的拱圈以受“压”为主，悬索桥的主缆以受“拉”为主。
4、为什么悬索桥的跨越实力最大？答：因为缆的抗拉性能得以充分发挥且其尺寸基本上不受限制。
5、桥梁设计的基本原则：平安、适用、经济、美观。
6、桥梁立面布置包括确定桥梁总长、桥梁孔径布置、桥面高程和桥下净空、桥上及桥头的纵坡设置等。
桥梁断面布置包括桥面净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车道布置和人行道、自行车道布置等。
7、在弯道上的桥梁，应按线路要求加宽弯道内侧并在弯道外侧设置超高。
8、人行道的宽度为0.75m或1.0m；当大于1.0m时按0.50m的级差增加。
9、设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计、技术设计和施工设计（也称施工图设计）。
10、公路桥梁的作用，按其随时间变更的性质可分为永久作用、可变作用和偶然作用。
永久作用：结构重力、预加力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩及徐变作用、水的浮力、基础变位作用。
可变作用：汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、汽车制动力、风荷载、流水压力、冰压力、温度作用、支座摩阻力。
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原理编辑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结构编辑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。
因为悬索桥的主体结构做到了没有弯矩，只承受拉力。
这几乎是效率最高的结构体系。
简单说，拿筷子做类比。
随便一用力就可以把筷子掰断，这就是筷子在受弯；但几乎很少有人能够把筷子拉断，这就是筷子在受拉。
几乎所有的材料，受拉的效能都要远远高于受弯的效能。
（具体的分析，可以参照这个回答：为什么对木棍，铁棒等，折断比拉断更容易？）
再举个例子，想想一下晾衣服。
受弯的例子就是晾衣杆，木头的、竹子的、金属的，这些杆子都要有足够的直径，否则很容易就被衣服压断了；受拉的例子则是晾衣绳，很细的一根绳子，所用的材料比木杆子少得多，晾上衣服之后下垂的弧度很大，但一般情况下很难被拉断。
与轴心拉压相比，受弯是一个效率极低的承载方式。
一定程度上，提高结构效能就是尽量的把受弯转化为受拉或者受压。
如果同时能够做到尽量减轻结构自重，那就更完美了。
拱结构就是转化为受压的例子，而悬索桥则是转化为受拉的例子。
a 图就是最普通的梁式桥，完全依靠受弯承载。
这种形式非常常见，地铁、高架、小型公路桥梁，几乎全部是这样的。
右边是它的截面的应力分布，上下表面大，中间位置几乎为零。
也就是说，整个截面的应力并不是平均分配的，而是存在一个“水桶效应”，尽管中间位置几乎没有应力，但是，只要上下边缘达到了极限，整个截面就离破坏不远了。
上下边缘处的应力就是这个水桶最短的那块木板。
既然中间截面几乎为零，那么为什么不把它们省略呢？于是，就有了 b 图这种开孔梁。
截面中间部位应力很小的那些地方被省去，减轻了自重。
拉压应力集中在上下边缘处。
把这个趋势进一步扩大，也就是把原来的梁式结构进一步格构化，去掉应力小的部位，保留最基本的部位，我们就得到了 c 图的这种桁架结构。
d 图是它的大致内力分布，红色受拉，蓝色受压。
它的截面分布更加合理，上弦杆件受压，下弦杆件受拉，中间没用的部位全是空的。
著名的南京长江大桥就是这样的结构形式。
如果把这个最优化的趋势做到极致，那就达到了 e 图这种的悬索结构。
整个悬索承受同样大小的拉力，整个悬索的拉力由支座处的锚固平衡。
其实这种结构非常好理解，把 e 图想象成一根晾衣绳，上面晾了11件衣服，而晾衣绳的两端，需要牢固的栓在墙上或者柱子上。
很容易理解吧？
f 图所示的拱桥就是另一个方向的极致，与e 图上下对称，f 图中的拱结构只承受压力，也不承受弯矩。
但与纯受拉的悬索结构相比，受压的拱结构还牵扯到稳定问题。
举个例子，你用脚踩放在地上的空易拉罐，很难把它踩碎，但是很容易就把它踩变形、踩扁了。
因此，拱结构的效率还是比不上悬索结构。
那为什么悬索非得是这种形状呢？也很好理解，弄一根铁链，或者自行车链条，两端固定，中间自由下垂，得到的就是上面 e 图的这个形状。
自由绳索在自重作用下自由下垂所形成的曲线，一般称为悬链线。
观察一下蜘蛛网，它们就是近似的悬链线。
假设承受均布荷载的悬索，最初始的形状是 a 图这种倒三角形。
因为是对称结构，所以取它的一半进行分析。
如 b 图所示，类似微积分的概念，近似把这一半均匀分为6份，每份荷载相同。
c 图是这种情况下的力多边形，而 d 图中的红色折线就是这一组力的索多边形。
以这条红色折线为几何构形，我们得到 e 图所示的悬索。
因为考虑的是均布荷载，所以不需要再二次迭代了，再迭代一次的结果只会是同样的这条红色折线。
因此，红色折线就是均布荷载下的最优悬索，不承受弯矩，只承受拉力。
注意，这个不是悬链线，而是一条抛物线，因为它承受的是均布荷载，而不是自重。
关于悬链线的数学认知，说起来也很有代表性，人类对于知识的认知就是这样的渐进式的过程。
亚里士多德认为抛出物体的运动轨迹是先直线，然后再下落。
伽利略意识到亚里士多德错了，得出了正确的抛物线的表达式，但是，伽利略错误的认为一条悬链自然下垂，得到的也是一条抛物线。
随后，容吉乌斯指出，在受水平向均布荷载的情况下，悬链的形状才是抛物线，也就是我们上面 e 图的情况。
由于悬链的自重是沿曲线方向分布的，水平方向的荷载分量并不均布，所以自然悬链不是抛物线。
虽然容吉乌斯指出了伽利略的错误，但他没能找到正确的答案。
直到1691年的一次数学竞赛中，莱布尼茨、惠更斯和约翰·伯努利才各自独立得出了正确的悬链线的数学表达形式。
当然，制约悬索桥跨度和安全性能的不仅仅是竖向荷载，还有侧向的抗风设计。
1940年，美国塔克马海峡大桥在风中坍塌，引起了工程学界对抗风设计的重视。
今天的悬索桥，技术水平已经达到了很高的程度。
目前最长跨度的悬索桥是日本的明石海峡大桥，主跨1991米。
其原设计为1990米，但1995年的阪神大地震震中距大桥只有4公里，导致正在建设中的两侧桥塔之间的水平距离增加了1米。
从悬索的数学推导，到惊人的主跨接近2000米的大桥，这就是一条从简单理论模型到复杂实际设计的道路。
数学理论和力学理论如何指导实际的工程设计，这就是一个很好的例子。
而所谓工程师，就是能够优雅简洁的完成这一过程的人。
2013-07-06 40 条评论
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知乎用户，西南交通大学桥梁工程系，教师
知乎用户、知乎用户、余德冕等人赞同
我也来说一说，和1楼的解读方式可能不一致。
桥梁结构形式主要有几种
1、简支梁，2，连续梁（连续刚构）3，拱桥，4，斜拉桥，5，悬索桥
桥梁除了承担车辆荷载外，更重要的是要承担自身的自重。
简支梁的最大跨度是50m，在跨度增长时，为了能够增强抵抗能力，需要加大梁高，而梁高的增长会增大自重，而且自重产生的效应即弯矩，是与跨径成平方关系，因此当跨度达到一定时，无论怎么提高梁高，都没法增加跨度了，因为桥梁会被自己的自重压垮。
跨度继续提高，就需要采用连续梁与连续刚构形式了，这两种形式会在支座位置产生负弯矩，减小跨中的正弯矩，改善桥梁的受力。
最大跨度，大概做到250m。
拱桥的跨越能力很好，如1楼所述，拱结构承担很大的压力，会改善其受力性能。
但是这是理想情况，即拱桥承受均布荷载的形式。
这种形式荷载的来源通常是自重。
所以拱桥的自重对拱桥的受力，经常是有利的，而车辆荷载是集中力，集中力会产生弯矩。
弯矩太大了之后，拱圈就受不了了。
同时混凝土虽然说抗压能力很好，但是受压构件有个很致命的稳定问题，跨度大了之后，稳定问题就会很突出了。
混凝土拱桥，钢筋混凝土拱桥，目前最大跨度是420米，万县长江大桥。
而目前正在设计的，北盘江大桥，跨度达到了445m。
斜拉桥的跨度可以达到1000m左右，斜拉桥的主要受力构件是斜拉索，加劲梁，主塔。
在主梁上，每隔一段就设置一个斜拉索，这相当于给加劲梁加了一个弹性支撑，把大跨度的斜拉桥分成若干个小跨度的加劲梁，这样加劲梁的受力就不会随着跨度的增长而成几何级数增长。
而斜拉索的强度又很高，这样跨度就做大了。
但是因为斜拉索的角度问题，所以斜拉索会给加劲梁有一个轴心压力，这个压力就会引起稳定问题，所以1楼说拉压力比弯矩要好，实际上是不准确的。
悬索桥在斜拉桥的基础上有变化，悬索桥的主要受力构件是大缆，锚钉。
加劲梁不再是主要受力构件了。
悬索桥的大缆上垂下吊杆，也将加劲梁分成若干段，只是与斜拉桥不一样的是，吊杆与加劲梁垂直。
此时，吊杆完全起一个支撑作用，对加劲梁不会产生水平分力，这就避免了加劲梁的稳定问题。
车辆在加劲梁上运行，车辆荷载和加劲梁自重，通过吊杆传递到大缆上，所有荷载由大缆承担，最后传递到两头的锚锭上。
加劲梁就类似与小跨度的简支梁，这时候不控制受力了。
斜拉桥和悬索桥跨度很大的原因，就是用斜拉索和吊杆，将大跨度的加劲梁分割成了若干个弹性支撑的小跨度桥。
使得跨度的增长不会大幅度的增加自重。
同时1楼提出的：受压是不是一定比受弯更好，恐怕值得商榷
悬索桥之所以要转换为拉力，是与材料有密切关系的
因为我们只能得到抗拉的高强材料，钢绞线的抗拉强度是1869MPa，而一般形成梁的钢材Q345，屈服强度是345MPa，有5倍的差距。
如果也有像斜拉索的高强板材，其他桥型的跨度也能做大。
拱桥也是利用类似的原理，混凝土材料与圬工材料抗压性能很好，所以我们转化为压力。
我们转化为什么力，是根据材料性能选择的，而不是因为拉压比弯曲好。
举一个例子，如果一个能够有非常高强度的中长柱，一个受纯弯，一个受轴压，谁更容易破坏呢？
再取到极限状态，如果强度无穷高，又是什么情况呢？
恐怕轴压的稳定问题会更突出吧。
另外1楼举的筷子容易弯断不容易拉断的例子，来说明抗弯比较困难
实际上，不容易拉断的生活经验，是因为无法提供足够的拉力。
要想施加足够的拉力，必须要保证手和筷子有足够的摩擦力，这是很难做到的。
如果用拉力机加载，是可以加到筷子纤维的抗拉强度。
无论是受拉还是受压，还是受弯，最后都是反映到应变或者应力上，其本质是剪切应变能达到极限状态。
只是因为我们的加载或者试验方式，实施起来可能有的更容易，有的不那么容易而已。
2013-06-28 添加评论感谢分享收藏•没有帮助•举报。
