悬索桥的性能分类

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)；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。

本科毕业设计成果小跨度吊桥设计作者姓名朱杰指导教师秦值海所在院系浙江工业大学专业班级土木09提交日期2011年10月7日小跨度吊桥设计The Design of Shot-span Suspension BridgeAbstract学生姓名：朱杰Student: ZhuJie指导教师：秦值海Advisor: QinZhiHai浙江工业大学成人教育学院毕业设计成果A ThesisSubmitted to Zhejiang University of Technologyin Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Undergraduate Thesis in Automation2012年6月摘要本设计为公路（13m+68m+13m）三跨柔性悬索桥，主跨68m，边跨对称13m。

桥面系为钢结构，桥塔为钢筋混凝土结构。

悬索桥很早以前就有了，到了近代发展速度十分迅猛，在现代桥梁工程实践中开始广泛应用，其特点是受力性能好、跨越能力大、轻型美观、抗震性能好。

是跨越大江大河、海峡港湾等交通障碍的首选桥型。

本设计以悬索桥设计基本理论和静动力分析为理论基础，以成功修建的悬索桥为例，根据桥梁的位置、布置形式，拟定桥梁的跨度、矢高、吊杆间距、锚索倾角、桥塔高度和截面、塔基形式、锚碇构造等，说明选择相关参数的过程、依据、和考虑的主要因素，然后进行桥面系、主索边索、吊杆、索夹、抗风索、桥塔、锚碇等具体尺寸设计、配筋和验算。

桥面系采用工字钢横纵梁布置，主索用7×19钢丝绳，桥塔用C20钢筋混凝土，本桥相对悬索桥跨度较小，设计考虑恒载、风荷载和温度荷载，活载为汽-10和人行荷载，不考虑地震荷载。

由于悬索桥是超静定结构，计算较为烦琐，故在该设计中，结构单元划分和内力计算采用专业设计软件ansys进行，计算方法为有限元法，使设计工作量大大的简化，内力求出后，根据桥梁规范进行结构内力组合。

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.13SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工业技术1工程简介平顶山建设路立交桥主桥为双塔刚性索自锚式悬索桥[1～2],跨径142m ,跨径组合为35m ＋72m ＋35m ,设计为双向6车道,桥面宽24.4m 。

该桥由钢筋混凝土箱梁、主塔,刚性主缆和刚性吊杆组成。

主梁为单箱双室箱梁。

箱梁纵向不配预应力,为钢筋混凝土结构,横向配预应力,主塔为2.0m ×1.2m 矩形实心截面,顶部设2.0m ×1.0m 风撑。

主缆和吊杆为刚性索,即在主缆和吊杆外包钢管,张拉完毕后,在钢管内分别真空灌注50号和40号水泥砂浆。

主缆中跨索两端张拉,张拉端在塔顶。

边跨在主塔顶单向张拉,两端锚固。

主缆在边跨与中跨都有一段从主梁边腹板内通过,施工时主梁边腹板内预留管道,主缆张拉完毕后压浆密实。

桥梁竣工时主缆的张拉力分别为：边跨主缆14400k N ,中跨主缆13840kN,吊杆张拉力1226kN 。

2受力特点该桥为自锚式悬索桥,它不需要有强大的锚碇,直接把主缆锚于主梁端,通过梁体自身重量和轴向受力平衡拉索索力,节省了昂贵的锚碇费用,造价相应比较低廉。

该桥主梁为钢筋混凝土箱梁,主缆锚于主梁端所产生的轴向压力,相当于对钢筋混凝土箱梁施加了强大的免费预应力,使主梁受力大为改善,主梁不再需要配置预应力钢束,节省了大量预应力筋及装置。

该桥的突出特点是在主缆和吊杆的外围包有钢管,分别内充50号及40号水泥砂浆,这样一方面可以阻止主缆和吊杆与空气接触,防止其锈蚀；另一方面也不同程度地改变了吊杆和主缆的受力特性,使其在不同阶段表现出不同的力学特性,即在施工阶段,桥面恒载作用下主缆和吊杆为柔性,在使用阶段,恒载和活载共同作用下主缆和吊杆以及外包结构共同表现为刚性,因此这种桥型又称为刚性索悬索桥。

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。

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。