(完整版)斜拉桥与悬索桥
斜拉桥和悬索桥的总体布置和结构体系
主跨跨径
索 塔 高 度
索面形式（辐射式、竖琴式或扇式） 双塔：H/l2=0.18~0.25
拉索的索距
单塔：H/l2=0.30~0.45
拉索的水平倾角
6
拉索布置
斜拉索横向布置
空间布置形式
单索面
竖直双索面 双索面
倾斜双索面
7
拉索在平面内的布置型式
辐射式 竖琴式 扇式
拉索间距
早期：稀索
混凝土达 15m~30m 钢斜拉桥达 30m~50m
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1）斜拉桥施工的理论计算
斜拉桥施工的理论计算方法主要有以下几种：1、倒拆法；2）正算法
倒拆法从斜拉桥成桥状态出发（即理想的恒载状态出发）用与实际施工 步骤相反的顺序，进行逐步倒退计算来获得各施工节段的控制参数，根据 这些参数对施工进行控制与调整，并按正装顺序施工。
正算法是按斜拉桥的施工顺序，依次计算出各施工节段架设时的内力和 位移。并依据一定的计算原则，选定相应的计算参数作为未知变量，通过 求解方程得到相应的控制参数。
1)主梁的边跨和主跨比 2) 主梁端部处理 3) 主梁高度沿跨长的变化
混凝土主梁横截面形式
1）实体双主梁截面；2）板式边主梁截面；3）分 离双箱截面；4）整体箱形截面；5）板式梁截面
双索面钢主梁横截面形式
双主梁、单箱单室钢梁、两个单箱单室钢梁、 多室钢梁和钢桁梁
21
3、主梁构造特点（续）
主要尺寸拟定
混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材 料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影 响，同时索力大小对垂度也有影响。 为了简化计算，在实际计算中索一般采 用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健 问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的 关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考 虑。
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&悬索桥
第六章悬索桥及斜拉桥第一节悬索桥及斜拉桥的分类及构造一、悬索桥、斜拉桥的分类（一）悬索桥悬索桥也称吊桥，是指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的桥梁。
其主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索、加劲梁组成。
悬索桥的类型可根据悬吊跨数、主缆锚固方式及悬吊方式等方面加以划分。
1．按悬吊跨数分类其结构形式如图6-1。
其中单跨悬索桥和三跨悬索桥最为常用。
图6-1 悬吊跨数不同的悬索桥a)单跨悬索桥；b)三跨悬索桥；c)四跨悬索桥；d)五跨悬索桥1）单跨悬索桥2）三跨悬索桥3）多跨悬索桥图6-2 联袂布置的悬索桥2．按主缆的锚固方式分类按主缆的锚固形式划分，可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。
3．根据悬吊方式分类1）采用竖直吊索并以钢桁架作加劲梁，如图6-4所示。
2）采用三角布置的斜吊索，并以扁平流线形钢箱梁作加劲梁，如图6-5所示。
3）混合式，即采用竖直吊索和斜吊索，流线形钢箱梁作加劲梁。
如图6-6所示。
图6-4 采用竖直吊索桁式加劲梁悬索桥图6-5 采用斜吊索钢箱加劲梁的悬索桥图6-6 带斜拉索的悬索桥4．按支承结构分类图6-7 按支承构造划分悬索桥形式a)单跨两铰加劲梁；b)三跨两铰加劲梁；c)三跨连续加劲梁（二）斜拉桥斜拉桥的主要组成部分为主梁、索塔及拉索。
1．按索塔布置方式分1）单塔式斜拉桥采用图6-8-b）的单塔式斜拉桥。
2）双塔式斜拉桥桥下净空要求较大时，多采用图6-8 a）所示的双塔式斜拉桥。
图6-8 斜拉桥跨径布置3）多塔式斜拉桥在跨越宽阔水面时，由于桥梁长度大，可采用图6-8c)所示的多塔斜拉桥。
2．按主梁的支承条件分1）连续梁式斜拉桥如图6-9 a）。
2）单悬臂式斜拉桥如图6-9 b）。
3）T形刚架式斜拉桥如图6-9 c）。
图 6-9按主梁支承条件划分斜拉桥形式二、悬索桥、斜拉桥的构造（一）悬索桥上部结构的主要形式和构造特点现代悬索桥通常主要由主缆、主塔、锚碇与加劲梁等四大主体结构以及塔顶主索鞍、锚口散索鞍座或散索箍和悬吊系统等重要附属系统组成。
桥梁工程第9章 斜拉桥与悬索桥的施工
3.下横梁、上横梁施工
一般横梁采用支架法就地浇注混凝土，但在高空中进 行大跨径、大断面、高等级预应力混凝土的施工，难度 较大。
横梁施工时应考虑模板支撑系统，防止支撑系统的连 接间隙变形、弹性变形、支撑不均匀沉降变形；混凝土 横梁和塔柱与钢支撑不同的线膨胀系数的影响；日照温 差对钢和混凝土的不同时间差效应等产生的不均匀变形 的影响，以及相应的变形调节措施。
从塔柱两侧用挂篮对称逐段就地灌注混凝土。
特点：不需要大量施工支架，不影响桥下同行，施工不受水 位等因素影响。主梁接缝比较紧密，整体性好，施工较简便
斜拉桥主梁的悬臂浇筑程序
4、悬臂施工法
2)悬臂拼装法
先在塔柱区现浇一段起始段以放置起吊设备，然后用起吊 设备从塔柱两侧依次对称安装预制梁段，使悬臂不断伸长直 至合拢。
第九章 斜拉桥与悬索桥的施工
9.1 斜拉桥的施工 9.2 悬索桥的施工
一、主梁的施工方法
斜拉桥是由高强度钢索（斜拉索）、索塔和主梁构 成的组合体系。斜拉桥的主梁一般采用混凝土结构、 钢-混凝土组合结构或钢结构，索塔大多采用混凝土结 构，斜拉索则采用高强度钢丝或钢绞线制成。
斜拉桥主梁的施工方法，除考虑现有的施工技术设 备和现场环境条件等因素外，还应考虑斜拉桥的结构 体系、索型、索距和主梁断面形式等。其施工方法和 梁式桥大致相同，一般分为顶推法，平转法、支架法 和悬臂法。
配装夹片群锚的斜拉索，张拉时直接张拉钢丝，待张拉 结束后锚具才发挥作用，可称为现制索。
四、斜拉索施工
1.斜拉索的制作
制索工艺流程一般为：钢丝除锈→调直→下料→防护漆→ 穿锚→镦头→浇锚→烘锚→拉索防护→超张拉→标定。
2.斜拉索的防护
1)临时防护 钢丝或钢绞线从出厂到开始做永久防护的一段时间内，
斜拉桥与悬索桥
索塔
索塔
索塔
吊索
吊索
吊索
主梁
主梁 主梁
索塔 吊索 主梁
(a)
(b)
(c)
(a)
13
索塔的横向形式-2
索塔 吊索 主梁 (a)
索塔 索塔
吊索 主梁 吊索 主梁
索塔 吊索
吊索 主梁
索塔 主梁
(b)
(c)
(d)
(e)
14
二、塔的高跨比Байду номын сангаас
双塔：H/l2=1/4～1/7，单塔：H/l2=1/2.7～1/4.7
10
§4.1.3 索塔布置
一、索塔的形式 1、纵向形式（见附图） 单柱形、倒V形或A形、倒Y形。 2、横向形式（见附图） （1）单索面桥：单柱形、倒V形或A形、倒Y形。 （2）双索面桥：双柱式、门式、H形、倒V形、
倒Y形
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桥塔的纵向形式
(a)单柱形
(b)倒V形
(c)倒Y形
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索塔的横向形式-1
间距约5～15m 优点：索间距小，可使主梁弯矩减小 目前斜拉桥大多采用密索布置。
21
稀索和密索
(a) 稀索
（b） 密索
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§4.1.5 主要结构体系
斜拉桥的结构体系，可以有几种不同的划分方式：
（1）按照塔、梁、墩相互结合方式：漂浮体系、半漂浮 体系、塔梁固结体系和刚构体系；
斜拉桥和悬索桥施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
8.5.4 主缆紧缆
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
8.5.5 索夹、吊索安装和缠丝
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
8.6 悬索桥加劲梁的架设
1.架设方法
悬索桥加劲梁的架设
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
•门架式牵引系统
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
•轨道小车牵引系统
• 架空索道牵引系统
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
（2）主缆成形夹及压紧梁
（3）丝股整形
悬索桥主缆的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
（4）丝股线形调整
悬索桥主缆的施工
桥塔的施工
鄂黄长江大桥
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
桥塔的施工
鹅公岩大桥
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
悬索桥锚碇的施工
8.2 悬索桥锚碇的施工 —大体积混凝土
重力式锚总体结构示意图
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
海沧大桥锚碇构造
悬索桥锚碇的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
鹅 公 岩 大 桥 的 锚 碇
悬索桥锚碇的施工
斜拉桥斜拉索的施工
8.4 斜拉桥斜拉索的施工
基本工序：设置锚固部件、架设斜拉索、张拉斜拉索、 防护•架设斜拉索
斜拉索的基本类型
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
张 拉 斜 拉 索
•
斜拉桥斜拉索的施工
第8章 斜拉桥和悬索桥施工
斜拉桥斜传感器测定法、频率振动法
斜拉桥与悬索桥性能对比分析
（1）对于一般跨径的混凝土斜拉桥结构计算，可按经典结构力学或有限元方法计算；
（2）对于跨径较大的斜拉桥，应计入结构几何非线性及材料非线性对结构的影响；
（3）斜拉桥为空间结构体系，在静力分析时可将空间结构简化为平面结构进行计算，动力分析应按空间结构计算；
（4）在结构计算中，必须计入拉索垂度对结构的非线性影响，可源自用拉索换算弹性模量的方法计入其影响；
几点增加风动力稳定性的措施：
1.梁的宽高比B/h要大于6，最好在6～10之间；
2.迎风面做成流线形；
3.可用横向放置的 形人行道板之类来形成导流器，以减少桥面局部真空；
4.尽可能使两索面拉开，以增加抗扭刚度，用三角形索面效果最好；
5.结构体系选用密索体系的连续梁；
6.减小索距
结语
通过以上的特点对比可以很清晰的看到悬索桥与斜拉桥的结构特点、受力特点、适用范围，再次的基础上要更注意二者之间的区别：1、两者的刚度差别很大；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、前者课通过调整索力调整内力分布，后者不可；4、前者可通过斜拉索初张力、间距和数量的改变来改变刚度，后者不可。因此在设计选择桥梁类型时，要充分考虑桥梁的性能，选出最经济合理的设计方案。
四、风振问题及抗风措施
特点：
（1）一般的中、小跨径桥梁风作为静力计算，对风荷载也化为静力处理。
（2）大跨径桥梁中，除了考虑风的静力作用外，还必须考虑风的动力作用。
（3）桥梁的风振包括两大类，
（4）一类是当自然风达到某一临界值时，桥梁振幅不断增大直至结构损坏的自激振动，它是一种发散振动；
（5)另一类是限幅振动，它所引起的振幅有限，不会发散，但在低风速下经常发生。对桥梁危害最大的就是自激发散振动。
第八章 斜拉桥与悬索桥
(b,c)双面索
图8-16 斜拉索横向布置方式
连续体系和非连续体 系。
图8-17
四川三台涪江桥
图8-18 非连续体系
2）主梁的跨高比 现代密索式斜拉桥主梁的跨高比为100~200。 3）主梁横截面
图8-19 主梁横截面
（4）索塔
图8-20
索塔的纵向布置
图8-21 索塔的横向布置
图8-21 索塔的横向布置
2）斜拉索立面布置方式
(a)辐射形
(b)竖琴形
(c)扇形
(a) 平行钢丝 (b) 钢铰线
图8-14 斜拉索横断面 图8-15 斜拉索立面布置方式
3）斜拉索的横向布置方式
4）斜拉索的倾角 采用竖琴形布置时倾角 取 26 ~ 38实例较多。
(a)单面索
采用辐射形或扇形布 置时，其最小倾角大 多为 21 ~ 30，而以 左右 25居多。 （3）主梁 1）主梁的力学体系
图8-31 桁架式加劲梁
图8-32 虎门大桥的扁平钢箱加劲梁示意图
（5）吊杆
图8-33 吊索与索夹的联接
（6）索鞍
图8-34 塔顶主索鞍
图8-35 散索鞍
图8-36 虎门大桥散索鞍
8.2.2斜拉桥与悬索桥的区别
（1）结构刚度有较大的差别。 （2）斜拉桥中，主梁承受轴力；悬索桥中，主梁 不承受轴力。 （3）斜拉桥通过调整斜拉索的拉力大小对主梁 内力进行调整，借以获得合理的内力分布，悬索桥 则无法办到。 （4）斜拉桥的刚度在很大程度上取决于斜拉索 的刚度，可通过调整，悬索桥刚度则不易改变。
（5）斜拉桥的结构体系 斜拉桥的结构体系有飘浮体系、支承体系、塔梁 固结体系和刚构体系。
图8-22 斜拉桥的结构体系
8.2 悬索桥 8.2.1 结构构造
斜拉桥与悬索桥之比较
斜拉桥与悬索桥之比较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（suspen sionbridge）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。
悬索桥与斜拉桥的比较
悬索桥与斜拉桥的比较（补充）
（1）结构受力方面
悬索桥：
主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将拉力传给锚固体系，
加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用；
采用地锚时，加劲梁中不受轴向力作用，由加劲梁自重引起的恒载内力较小。
斜拉桥：
由斜拉索与主梁共同承受荷载，斜拉索的纵桥向水平分力在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大。
悬索桥只有通过调整垂跨比才能改变主缆的恒载内力，
而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的恒载内力。
（2）材料方面
◎（大跨度）悬索桥：加劲梁多采用自重较轻的钢材。
◎斜拉桥：主梁材料可以是钢、混凝土或钢－混凝土结合。
（3）刚度方面
☐悬索桥：竖向刚度较小，且基本由主缆提供；调整其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力。
☐斜拉桥：竖向刚度由斜拉索与主梁共同提供，相对于悬索桥而言，刚度可以较大；斜拉桥的主梁刚度对结构刚度的影响较大；改变斜拉桥的结构布置形式，可调整其竖向刚度。
（4）施工方面
◎悬索桥：
～施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、加劲梁，施工需要的机械、技术和工艺相对较简单；
～结构的线形主要取决于主缆线型和吊杆长度，因而施工控制相对比较简单。
◎斜拉桥
～在施工中将发生多次的结构体系转换，必须严格控制结构的线形和拉索索力，施工控制较复杂、技术难度相对较大。
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10斜拉桥及悬索桥简介(新版)
路桥工程系 张文斌 Department of Highway & Bridge Engineering
斜拉桥，又称斜张桥，属组合体系 组成：
主梁、拉索、索塔
主梁：
轴向力（密索体系） 受弯（稀索体系）
• 路桥工程系
《桥梁结构与识图》
目前对拉索的风雨激振的机理已有比较一致的认识:
雨水在拉索表面形成雨线，这一雨线改变了拉索原本为圆形的截面。从 而使其由稳定的气动外形变为不稳定的气动外形。但这一雨线的形状， 它在索表面上的位置，以及这两个重要因素与风速、风向以及拉索振动 的幅度之间的藕合关系，是目前尚未解决的问题。
《桥梁结构与识图》
位于金门桥南侧几公 里处有另一座大型悬 索桥，跨越旧金山奥 克兮海湾的特兮斯湾 桥。颜色为银色，桥 塔为4塔，而金门桥为 2塔。
• 路桥工程系
《桥梁结构与识图》
美国麦金纳 克大桥建于1957年
• 路桥工程系
《桥梁结构与识图》
主跨1158m
• 路桥工程系
《桥梁结构与识图》
美国维拉 扎诺大桥
• 路桥工程系
《桥梁结构与识图》
非连续体系：三跨式斜拉桥，跨中设挂梁或铰
• 路桥工程系
《桥梁结构与识图》
按拉索的锚拉体系丌同而形成的结构体系 自锚式斜拉桥
全部拉索锚固在主梁上或延伸孔上； 拉索的水平分力由主梁的轴力平衡； 设置在端支点处的端锚索（边索、背索）受力最大； 适用于绝大多数斜拉桥。
缺点
单索面：不起抗扭作用，要求主梁有强大的抗扭刚度；需要占用桥面宽 度； 双索面：无序
悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥的比较
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。
悬索桥和斜拉桥分类及构造
设。。
及竖直向分散开的
支撑鞍座，并导引 各索股入锚固部分。
二、悬索桥和斜拉桥的构造
1、悬索桥上部结构的主要形式和构造特点 4）索鞍
主索鞍
散索鞍
二、悬索桥和斜拉桥的构造
1、悬索桥上部结构的主要形式和构造特点
5）加劲梁
加劲梁是提供桥面直接承受荷载的梁体结构。
作用：加劲梁主要起支承和传递荷载的作用。
形式：
1997年 450米
一、悬索桥和斜拉桥的分类
1、悬索桥 （2）悬索桥的结构体系
单跨悬索桥 三跨悬索桥 多跨悬索桥
按悬吊跨数分
一、悬索桥和斜拉桥的分类
1、悬索桥 （2）悬索桥的结构体系
按主缆 锚固方
式分
地锚式悬索桥：主缆通过重力式锚 碇或岩隧式锚碇将荷载产生的拉力 传至大地达到全桥受力平衡。
自锚式悬索桥：主缆在边跨两端将 主缆直接锚固于加劲梁上，主缆的 水平拉力由加劲梁提供轴压力自相 平衡，不需另设置锚碇。
形式：
①按横向结构形式： 刚构式、桁架式、混 合式
二、悬索桥和斜拉桥的构造
1、悬索桥上部结构的主要形式和构造特点 7）索塔
形式： ②按纵向结构形式：刚性塔、柔性塔、摇柱塔
二、悬索桥和斜拉桥的构造
1、悬索桥上部结构的主要形式和构造特点 8）锚碇
基本组成：主缆的锚碇架及固定装置、锚块、锚块基础。 基本分类：重力式锚碇、隧道式锚碇、岩锚。
加劲梁的布置：双铰加劲梁简支体系和连续加劲梁 的连续体系。
双铰加劲梁简支 体系：构造简单 、制造和架设时 的误差对加劲梁 无影响，适用于 中小跨径和大跨 径悬索桥。
连续加劲梁：在 桥塔处内力达到 最大值，适于铁 路悬索桥或公铁 两用悬索桥。
斜拉、悬索桥
三峡库区 的巴东长 江大桥目 前正在加 紧建设中。 建成后的 这座现代 化大桥高 213米， 居亚洲之 首
正在建设中的巴东长江大桥
1月22日，巴东长 江大桥主桥梁顺利 合龙。巴东长江公 路大桥位于湖北省 巴东县城，是正在 规划的临汾至三亚 高等级公路在巴东 跨越长江的特大桥 梁，桥型为五跨连 续双塔双索面预应 力混凝土斜拉桥， 主桥长900.5米，南 北两个主塔高度分 别为207米和212米， 将于2004年5月建 成通车
5.8 立交桥和高架桥
1．立交桥
天津中山门立交
从空中看北京五环路(6)--跨京开路立交桥
从空中看北京五环路(7)--远通桥
广安门桥、健翔桥、建国门立交桥、五方桥
北京安惠立交桥
天宁寺立交桥 北京从1974年 开始建造第一 座立交桥，它 是全互通式道 路立交1。截至 1991年底已建 成道路立交桥 70座。天宁寺 立交桥在当时 北京立交工程 中是规模最大， 结构最复杂， 功能最齐全的 立交桥。
江阴长江大桥中国 香港青马大桥中国 韦拉扎诺桥 美国 金门大桥 美国
滨海高大桥 瑞典 麦基纳克桥 美国 南备赞大桥 日本 博斯普鲁斯2桥 土耳其 博斯普鲁斯1桥 土耳其 乔治华盛顿桥美国
14
15 16 17
来岛二桥
来岛三桥 4月25日桥
日本
日本 葡萄牙
1999
1999 1966 1964
250+1020+245
钢箱梁，两端 105.5，62.5M 混 合式 主跨钢箱梁624M， 其余混凝土 混合 式 钢箱梁
4
中国
2000
50+180+618+180+50
18
钢箱梁，两端87 米混凝土梁。混 合式 钢与混凝土结合 梁 钢与混凝土结合 梁 钢箱梁 主跨钢与混凝土 结合梁，边跨混 凝土梁。混合式 混凝土梁 钢箱梁，两端 2*47M，混凝土
斜拉桥与悬索桥
13.2.3 构造细节 (1) 主缆 悬索桥主缆构成有3种形式：平行钢丝、平行钢丝索股
和钢丝绳。 主缆在温度变化和荷载作用下，有伸长或缩短，要求
主缆在塔顶处有水平移动：在中、小跨径的悬索桥中，采 用刚性桥塔，塔顶设活动的索鞍；采用摆柱式桥塔，主缆 在塔顶固定，塔脚设铰，塔柱以微小的摆动来满足主缆水 平移动的要求；采用柔性桥塔，主缆与塔顶固结（通过主 缆鞍），塔脚亦与墩身（或基础）固结。
标高加上跨中吊杆高度和矢高来确定。 (3)吊杆间距 吊杆间距与加劲梁局部受力、桥面构造和桥面材料用量有
关，应进行经济比较。100m～400m的悬索桥，吊杆间距5m～8m； 跨径增大，吊杆间距也增大，有时可达20m左右。
(4)锚索倾角
悬索桥锚索（边跨主缆）倾角的确定原则是使主缆在中 跨与边跨内的水平拉力相等或接近。锚索的倾角与中跨主缆 在桥塔处的水平倾角应相等或接近锚索倾角常采用30°～ 40°，受地形限制时两角之差宜控制在10°以内。
a） b） c） d）
⑤辅助墩及外边孔 斜拉桥在边孔设置辅助墩，应根据边孔高度、通航要求、 施工安全、全桥刚度以及经济和使用条件等具体情况而定。 在边孔高度不大或不影响通航时，在边孔设置辅助墩，可 改善结构的受力状态，增加施工期的安全。当辅助墩受压 时，减少边孔主梁弯矩，而受拉时则减少中跨主梁的弯矩 和挠度，从而大大提高了全桥刚度。 辅助墩的位置由跨中挠度影响线确定，同时考虑索距及施 工要求。
(4)加劲梁与支座 1)加劲梁构造 悬索桥的加劲梁可做成钢板梁、钢桁梁和钢箱梁以及
混凝土箱、板梁。
2)加劲梁支座
简支加劲梁的支座与一般简支梁相同，即一端设固定 支座，另一端设活动支座；加劲梁是连续梁时，固定支座 通常布置一个在中间桥塔上，这样可使梁体伸缩变形分散 在加劲梁的两端，并使变形缝构造容易处理。
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Modular Unit-0704
斜拉桥与悬索桥
1
主要内容
1、斜拉桥的组成与构造类型 2、斜拉桥的结构体系 3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸 4、斜拉桥内力计算简介 5、部分斜拉桥简介 6、悬索桥的一般特点 7、悬索桥的主要结构类型 8、悬索桥与斜拉桥的比较 9、悬索桥的一般构造
【附】南京.长江二桥～南汊主桥〖合拢〗
19
【】武汉.白沙洲大桥
【模块编号】MU-07-04
20
【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。
21
【附】上海.杨浦大桥
【模块编号】MU-07-04
22
【附】汕头.礐石大桥
【模块编号】MU-07-04
5
1-2、斜拉桥的类型（续2）
3）根据塔柱的形状、数量分类 独塔、双塔、多塔（极少）
【模块编号】MU-07-04
独柱 双柱 门式 斜腿门式 倒V(A) 宝石 拐脚式 倒Y
马 拉 开 波 桥
6
1-2、斜拉桥的类型（续3）
4）根据主梁材料分类：
【模块编号】MU-07-04
0.55
双塔双索面钢箱梁175.4+406+175.4
35.4
0.43
双塔双索面钢桁梁160+430+160
35
0.37
双塔双索面PC梁 147+340+147
0.43
双塔单索面PC梁 40.5+136+320+136+40.5
33
0.55
单塔双索面混合梁180+330
34.5
单塔双索面PC梁 281+281
3-3、塔柱
塔柱高度与拉索的倾角有关， 塔柱高度一般为主梁跨径的1/4~1/5， 拉索倾角一般保持在30°~60°；
11
4、斜拉桥内力计算简介
【模块编号】MU-07-04
1）恒载计算，索力可反复调整，目前可采用 ：
施工期间一次到位，成桥后微调；
2）活载、附加内力计算； 3）对大跨度抗风、抗震起决定作用； 4）主梁的抗扭刚度要满足，进行稳定分析；
拉索的疲劳及锚固区应力分析；
5）应考虑非线性影响 6）拉索使用应力幅度安全系数为2.5
12
【附】国内主要斜拉桥的分跨布置
【模块编号】MU-07-04
桥名 南京长江第二大桥 青州闽江大桥 武汉白沙洲大桥 杨浦大桥 徐浦大桥 汕头大桥 荆沙长江公路大桥 鄂黄长江公路大桥 军山长江公路大桥 润阳长江公路大桥 汲水门桥 海口世纪大桥 珠海淇澳大桥 高平大桥（台湾） 广东会马大桥 重庆石门大桥
【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；
【模块编号】MU-07-04
23
5、部分部分斜拉桥简介
【模块编号】MU-07-04
力学特点及其优点
◎目前一般采用塔梁固结的结构形式
◎力学特点更接近连续梁桥
◎在结构上采用了拉索的形式
• 故可看作通过索塔的高度将体内预应力筋移出梁体外，使其 与梁体形成了一个水平夹角，以拉索的竖向分力对主梁作弹 性支承。
【模块编号】MU-07-04 2
1、斜拉桥的组成与构造类型
1-1、斜拉桥的主要构件： 主梁、拉索、索塔
【模块编号】MU-07-04
3
1-2、斜拉桥的构类型
1）根据斜索立面布置形状分类： 辐射式、竖琴式、扇式、星式
【模块编号】MU-07-04
4
1-2、斜拉桥的类型（续1）
2）根据斜索位置（索面数量）分类： 单索面（中间）、 双索面（两侧） ◎竖直、倾斜索面
35.95
0.41
双塔双索面混合梁47+47+100+518+100+47+47 30.75
0.37
双塔双索面PC梁 200+500+200， 160+300+97 26.5
0.4
双塔双索面PC梁 55+200+480+200+55
27.7
0.53
双塔双索面钢箱梁48+204+460+204+48
33.5
结构型式
跨径
桥宽 边跨/主跨
双塔双索面钢箱梁246.5+628+246.5
32
0.39
双塔双索面叠合梁90+200+605+200+90
23.5
0.48
双塔双索面混合梁50+180+618+180+50
26.5
0.37
双塔双索面叠合梁99+144+602+144+99
30.35
0.4
双塔双索面叠合梁242+590+242
28.5
单塔单索面Pc梁 200+230
25.5
13
【模块编号】MU-07-04
【附】世界第一斜拉桥－多多罗大桥
位于日本Nishi-Seto高速公路上的Tatara桥
14
【附】法国Normandy桥
【模块编号】MU-07-04
15
【附】南京.长江二桥～南汊主桥
【模块编号】MU-07-04
16
【模块编号】MU-07-04
【附】南京.长江二桥～南汊主桥〖纵向俯视〗
17
【模块编号】MU-07-04
【附】南京.长江二桥～南汊主桥〖施工中〗
南京长江二桥～南汊主桥：双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥，全长1238m。 桥跨布置为58.5+246.5+628+246.5+58.5m，两边跨各设一辅助墩
18
【模块编号】MU-07-04
◎从结构体系看
• 连续梁以主梁受弯为主； • 斜拉桥的拉索作用使主梁以受压为主；
• 而有矮塔的部分斜拉桥拉索布置的区域特点，则使主梁承受 以压、弯为主。
主梁材料： 预应力混凝土、 组合结构斜拉桥
叠合梁、钢-混凝土、钢管混凝土、 钢斜拉桥
7
2、斜拉桥的结构体系
【模块编号】MU-07-04
2-1、边界条件
飘浮体系（全飘、半飘）、支承体系、塔梁固结、刚构体系
8
2-2、稀索体系与密索体系
• 索距的影响
～ 决定梁高的主要因素 ～ 密索梁高较小 ～现代斜拉桥均采用密索。
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3、斜拉桥的总体布置与构造尺寸
【模块编号】MU-07-04
3-1、边跨与主跨比
对于三跨斜拉桥，边跨/主跨≈0.4; 对于二跨斜拉桥，边跨/主跨≈0.6;
3-2、梁高
◎与主梁结构型式、断面型式、索距（纵、横）有关； • 一般稀索体系为跨径的1/40~1/70；
• 密索体系梁高为跨径的1/70~1/200