悬索桥发展历程及其基本结构组成[详细]

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第1讲悬索桥

西堠门大桥
Xi houmen Bridge
2008 (1650m)
从以上我国建造的几例现代化大桥事例来看，说明改革开放特别是几年来，我国建造现代化的特大桥梁的设计、施工技术达到了世界先进水平。从长江大桥的变化来看，浩瀚长江过去仅有两座现代化桥梁，现在架起了8座现代化桥梁，其桥型均是悬索型、斜拉型。
虎门大桥辅航道
青马大桥
Tsingma Bridge
香港
1997 (1377m)
江阴长江大桥 1999
(1385m)
Jiangyin Bridge over Yangtze River
润杨长江大桥南叉桥
2005 (1490m)
Southern Branch of Runyang Bridge over Yangtze River
The Humber Bridge
从塔顶俯视桥面
恒比尔大桥的主跨长度保持了世界纪录16年
主跨1410m
大桥底部
大桥桥面
大桥全景
土耳其博斯普鲁斯 2号桥建于1988年
主跨1090m
主跨1100m
日本南备赞濑户大桥建于1988年
丹麦大贝尔特桥(Great
belt Bridge)建于 1997年
美国麦金纳克大桥建于1957年
主跨1158m
美国维拉扎诺大桥
建于1964年
主跨1298m，保持记录17年
The Verrazano - Narrows Bridge
英国福斯大桥
建于1964年
主跨 1006m
土耳其博斯普鲁斯海峡1号桥建于1973年
土耳其博斯普鲁斯海峡桥，是连接欧亚大陆的公路悬索桥，主跨1074m。

第九章悬索桥

§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
第三代悬索桥，形成了美式悬索桥体系，主缆采用纺丝法，加劲梁采用桁架梁，桥塔以钢塔为主。
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
第四代悬索桥，以流线形扁平钢箱为主要特征的英式悬索桥。
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
9.1.1 悬索桥的受力特点
主缆是结构体系中的主要承重构件，受拉为主；桥塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，受压为主；加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构，主要承受弯曲内力；吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是联系加劲梁和主缆的纽带，受拉。锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。
地锚式悬索桥
斜单杆主缆与主梁固结
主缆
自锚式悬索桥
§ 9.2 悬索桥的结构组成
9.2.1 锚碇
用来锚固主缆的重要结构，将主缆的拉力传递给地基。重力式锚碇依靠巨大的自重来抵抗主缆的垂直分力，水平力由锚碇与地基间的摩擦力或嵌固阻力来承担。隧道式锚碇将主缆的拉力直接传递给周围的岩石。
重力式锚碇
9.3.1 总体布臵
4、加劲梁的尺寸加劲梁的尺寸主要是确定加劲梁的高度和宽度。桁架式加劲梁
梁高
h=8~14m
高跨比
h：L= 1/70~1/180
箱形加劲梁
梁高
高宽比
高跨比
h=2.5~4.5m h：B= 1/7~1/11 h：L= 1/300~1/400
抗风稳定性需要
§ 9.4 悬索桥的计算
§ 9.1 悬索桥的受力特点与结构体系
9.1.1 悬索桥的受力特点静力特性
（3）改变主缆的垂跨比将影响结构的内力，结构体系的刚度也将随之改变。减小垂跨比，主缆的拉力将增大，从而起到减小挠度的作用，即增大体系的刚度。（4）随着跨径的增大，加劲梁的高跨比应越来越小。加劲梁的挠度是随着主缆的变形产生的，加劲梁本身刚度的作用已影响不大，这与其他桥型的主要构件截面积总是随着桥梁跨径的增加而显著增加不同。

悬索桥手册

悬索桥手册一、简介悬索桥是一种由悬挂在主悬索上的桥面板组成的桥梁结构。

悬索桥通常用于跨越长距离的河流、峡谷或山谷等地形，其可以分为单塔悬索桥、双塔悬索桥和多塔悬索桥等多种形态。

悬索桥以其美观、轻盈、耐久和抗风能力强等特点，成为现代桥梁工程中的一个重要类型。

二、历史发展悬索桥的历史可以追溯到古代。

早在古希腊和古罗马时期，人们就已经使用过简单的悬索桥。

然而，真正实现悬索桥建设和设计的突破是在19世纪末和20世纪初。

著名的桥梁工程师Victor H. Fink在1889年设计了纽约布鲁克林大桥，这座桥是第一座高悬索桥。

自那时起，悬索桥的设计和建设在世界各地得到了广泛的发展，并形成了现代悬索桥的标志性建筑。

三、结构特点1.主悬索：悬索桥的主悬索是悬挂在桥塔或桥墩上的主要承重部分。

它通常由多根钢缆或钢索组成，具有高抗拉强度和耐久性。

2.跨径：悬索桥的跨度可以非常大，从几百米到几千米不等。

这使得悬索桥在桥梁工程中独具优势，能够跨越深谷或宽阔的水面。

3.桥塔：悬索桥通常有一个或多个桥塔来支撑主悬索。

桥塔是桥梁的主要支撑结构，要能够承受主悬索的重力和桥面板的荷载。

4.桥面板：桥面板是悬索桥上供车辆和行人通行的平台。

它通常由混凝土或钢材制成，具有良好的刚性和稳定性。

四、设计原则1.结构安全：悬索桥的设计应保证结构的稳定性和安全性。

在设计和施工过程中需要进行详细的结构分析和应力计算，确保桥梁能够承受各种力和荷载。

2.风荷载：悬索桥作为一种高风险区域，设计时需要考虑到风的影响。

为了保证悬索桥的稳定性，需要采取一系列的风荷载减缓措施，如设置风阻板、减小主悬索的风阻面积等。

3.美观性：悬索桥作为城市的重要标志建筑，设计时需要注重美观性。

桥梁的外形、材料选择、灯光设计等都需要进行精心的考虑，以营造出美丽的夜景。

五、维护管理1.定期检查：悬索桥的维护管理非常重要。

应定期进行桥梁的检查和维护，包括主悬索的腐蚀状况、桥塔的稳定性、桥面板的损伤等。

悬索桥概述

悬索桥发展史
欧洲悬索桥的发展
欧洲各国在20世纪60年代，也开始大力修建大跨度悬索桥，现共有500m以上悬索桥14座，其
中最为闻名的是英国的塞文桥和恒比尔桥。
1966年，英国Severn桥，首创流线形箱梁桥面
和混凝土桥塔，主跨988米的新型悬索桥
1981年，英国建成当时世界第一大桥恒比尔桥，
1410米，斜吊索，扁平钢箱梁，混凝土索塔
悬索桥发展史
美国悬索桥的发展
20世纪30年代是美国修建大跨度悬索桥最兴旺的时期，在40
年代停滞（风毁问题），60年代后修建悬索桥较少，但至今为止，拥有悬索桥最多的国家仍然是美国。 1883年，第一座现代悬索桥，美国Brooklyn桥，主跨486m 1931年，第一座突破千米的悬索桥—主跨1006米的纽约华盛顿桥 1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金门大桥落成 1940年，美国华盛顿州主跨853米的塔科马大桥，主梁高跨比 1/350，在19m/s的风中遭到损毁，使得风振理论得到大幅度发展。
二十世纪世界悬索桥的总结
在二十世纪中，由于材料(高强钢丝)、施工方法（AS空中送丝法和PWS索股法）和计算理论的发展，使悬索桥朝低高度主梁、高强度材料和大跨径方向发展。高跨比小于1/150，跨度超过1000米有十几座。欧洲采用了抗风性能好的薄壁箱形截面加劲梁，也逐渐在各国得到广泛应用。
现代悬索桥跨径仍在不断增大，90年代后期建成的接近或者超过1500米的超大跨悬索桥有中国润扬长江大桥(主跨1490米)，丹麦大贝尔特大桥(主跨1624米)和日本明石海峡桥主跨1990米。
Messina海峡大桥最终方案效果图
布鲁克林大桥
美国金门大桥
明石海峡桥
江阴长江公路大桥

桥梁的常见构造—悬索桥的构造

● 1940年11月7日位于美国华盛顿州塔科马的第一座悬索桥塔科马海峡大桥戏剧性地被微风摧毁。
● 通过后来的理论研究，人们发现悬索桥的加劲梁要采用大刚度的结构，并且要有好的空气动力性能。因此，与采用桁架的加劲梁相比，有足够刚度，建筑高度小，自重较轻，用钢量省，结构抗风性能好的梭形扁平钢箱梁被大量应用到悬索桥的加劲梁部位。它也是我国近些年修建悬索桥时常采用的形式。
● 4.鞍座
吊索除了下部是和钢箱梁连接外，上端是通过索夹与主缆连接的。而主缆和索塔间是通过鞍座连接的。鞍座一般是置于塔顶用以支撑主缆传来的力的。
2.4.5悬索桥的主要组成
● 5.锚碇
主缆受到的力很大一部分是通过主塔传给塔基础周围的岩土层的，那么主缆两端的力又传给谁呢？平时生活中我们如果用绳子晾晒衣服，两端必须固定起来。悬索桥是一样的道理，主缆的两端必须固定起来，这就需要锚碇出场了。
2.4.4悬索桥的发展史
2.吊桥
● 从溜索或者索道的样式来看，解决一、两个人或者少部分人的通行是完全可行的，但是如果考虑很多人或者大量的货物通行时，似乎有一定的难度。
● 有人就想如果多架设几条缆索，然后在上面铺设固定可以让人通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的桥面，不是就解决了多人通行的问题了嘛？这样就出现了吊桥。
2.4.4悬索桥的发展史
3.铁索桥
曾经红军长征的路上有很重要的一役叫——飞夺泸定桥。实际上当时红军要夺取的就是大渡河上的铁索桥，正是因为顺利的拿下的泸定桥，才保证了红军大部队及时顺利的战略转移，最终确保了革命的胜利和新中国的成立。
这类索桥和吊桥很显著的特点是没有吊杆或者吊索，承重结构和使用构件合二为一。
2.4.4悬索桥的发展史
2.4.3悬索桥的跨度优势
●

总结整理早期缆索承重桥梁的发展创新过程

悬索桥(S u s p e n s i o n b r i d g e)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。

组成桥塔、主缆、加劲梁、锚碇、吊索、鞍受力特征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，荷载由悬索传至缆，缆再传至锚碇及桥塔。

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。

悬索桥的发展（1）国外悬索桥的发展国外悬索桥可分为前期和后期：国外现代悬索桥的前期，可大致归结为：从1801年现代悬索桥大师J a m e s F i n l e y建雅各布涧悬桥开始至J.A.R o e b l i n g的逝世、布鲁克林桥建成。

国外悬索桥后期可概括自1883年布鲁克林桥迄今。

这期间，悬索桥的跨度、规模和建桥材料、技术，都有很大发展。

一般来说，国外悬索桥发展后期，大致可划分为三个阶段：一是20世纪60年代以前的美式悬索桥，二是20世纪60至80年代的欧洲悬索桥，三是20世纪70年代以后的日本悬索桥。

1）美国式悬索桥1883年，建于纽约的布鲁克林桥，跨径组合为为284+488+284米，它是美国首座较大跨度的现代悬索桥。

该桥除了具有现代悬索桥的缆索体系外，还配有若干加强用的斜拉索，所以严格来说，它不是一座纯粹的悬索桥。

而是混合体系的缆索承重桥20世纪20年代，美国建成两座跨度超过500米的悬索桥，其中一座就是1926年建成的本杰明—富兰克林桥，跨径组合为218+533+218米；另一座是1929年建成的大使国际桥，其跨径组合为297+564+287米。

悬索桥

悬索桥

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，朗金在1859 年写出了这种构想，本德于1867年申请了专利。 1870年，朗金在波兰设计建造了世界上首座小型铁路自锚式悬索桥。 1915年, 德国设计师在科隆的莱茵河上建造了主跨达185m的科隆-迪兹自锚式悬索桥，采用临时木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。该方案的选择主要是因为其外形美观，而地质条件又不允许修建锚碇。主缆采用了眼杆结构，因而能方便地锚固在加劲梁上。科隆-迪兹桥1945年被毁，但原来桥台上的钢箱梁仍保存至今。
悬索桥概论
一悬索桥总体设计二悬索桥构造三悬索桥施工四自锚式悬索桥
一悬索桥总体设计
1. 悬索桥的组成及发展 2. 悬索桥的结构体系 3. 悬索桥的总体布置
1. 悬索桥的组成及发展概况
悬索桥是由主缆、加劲梁、塔柱和锚碇构成。
悬索桥的四个发展阶段：第一代悬索桥，采用天然材料修建，后期也采用了铁索等，一般没有吊杆或吊索，承重结构与使用构造合二为一。
单塔双跨
双塔三跨
悬索桥
带斜拉索的悬索桥
1883年建成的纽约布鲁克林大桥，主跨 484m，是最早的带斜拉索的悬索桥。
悬索桥
斜拉－悬吊混合式悬索桥
1997年建成的贵遵高等级公路乌江大桥，主跨 288m，主梁为高强预应力薄壁箱梁，采用全截
面缆吊预应力悬拼施工，最大吊重为76吨，是
世界首座吊拉组合桥。
悬索桥
悬索桥
悬索桥
3. 加劲梁
加劲梁主要起支承和传递荷载的作用。加劲梁大都采用等高度钢桁架梁或扁平钢箱梁。桁架的抗扭刚度相对较小，所以其梁高比流线型箱梁的要高得多，以满足抗风要求。加劲梁结构形式：（1）钢板梁（2）钢桁梁（3）钢箱梁（4）钢筋混凝土箱梁

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。

悬索桥的概述与结构组成(图片较多)[详细]

•
主缆
• 结构形式
– 双面平行主缆（绝大多数）；单面主缆；空间主缆；复式主缆（双链吊桥：朝阳大桥）。
• 截面形状（六角形） – 尖顶形； – 平顶形； – 方阵式；
3. 吊索
• 吊索是将加劲梁上的竖向荷载通过索夹（Cable Band）传递到主缆的受力构件。其下端通过锚头与加劲梁两侧的吊点联结，上端通过索夹与主缆联结。现代悬索桥一般采用柔性较大且易于操作的钢丝绳索或平行钢丝索作为吊索，吊索表面涂装油漆或包裹HDPE（高密度聚乙烯）护套防腐。
• 散索鞍座现今一般也是兼用铸焊的方法进行制造，即鞍槽部分采用铸钢件，其他部分用厚钢板焊接。
索鞍
江阴主索鞍
厦门海沧大桥（主跨648m）
主
跨
一三七
香港
七米
青
公
马
铁
大
两用
桥
桥
江阴长江大桥
润扬长江大桥（主跨1490m）
阳逻长江大桥（主跨1280m）
广东虎门大桥
汕头海湾大桥
• 加劲梁一般都采用钢结构，混凝土结构由于自重太大，从耗材、造价、工期等方面考虑，当跨径大于200m的时候就不再采用。钢加劲梁的截面形式主要有美国流派的钢桁梁和英国流派的扁平钢箱梁（如图11.9和图11.10所示），钢箱梁的抗风性能较好，风的阻离析数仅
• 为桁架式的1/2~1/4；耗钢量也较少。但钢桁梁在双层桥面的适应性方面远较钢箱梁优越，因此它适合于交通量较大的或公铁两用的悬索桥。
吊索与主缆连接股骑跨式
4. 加劲梁
• 加劲梁的主要功能是提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变形，它直接承担竖向活载，也是悬索桥承受风荷载和其他横向水平荷载的主要构件，所以，必须具有足够的抗扭刚度或自重以保持在风荷载作用下的气动稳定性。加劲梁所承担的活载及本身的恒载通过吊索和索夹传至主缆。加劲梁的变形从属于主缆，它的刚度对悬索桥的总体刚度贡献不大，因而梁高通常不必做得太大。

悬索桥—构造

• 1、将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件 • 2、吊索联结方式
– 4股骑跨式：两根两端带锚头的钢丝绳绕跨在索夹顶部的嵌索槽中，锚头与加劲梁连接。不宜用平行钢丝索
• 双股销铰式：两根下端带锚头、上端带销铰的钢丝绳或平行钢丝索，上端利用销铰与索夹下的耳板（吊板）连接，下端用锚头或者同样用销铰与加劲梁连接
X.1 悬索桥的概述
• 一、悬索桥的发展史
– 悬索桥是跨越能力最强的桥型之一，其雏形三千多年前已在我国出现。 – 1883年，第一座现代悬索桥，美国Brooklyn桥，主跨486m – 1931年，第一座突破千米的悬索桥—主跨1006 米的美国纽约华盛顿桥 – 1937年，主跨1280米的悬索桥，美国旧金山金门大桥 – 1940年，美国华盛顿州塔科马悬索桥风毁
Ã ÷Ê ¯ · £ Ï ¼ ² ó Ç Å ² ó ± ² ´ û Ì × ´ « Ç Å · ã ° ® ´ û Ç Å º Ò õ ± ¤º ² ó Ç Å Ç à Â í ² ó Ç Å · Ñ ½ ×Ô ó Å ³ Ç Å º ð Ã Å ² ó Ç Å Hoega KustenÇ Å Ã ·¼ Ë º ð · £ Ï ¼ Ç Å Ï ± Ä µ Ô Þ ä þ ¸ §ó ² Ç Å
– （1）铁链索：
泸定大渡河铁索桥
– （2）钢丝绳 » 适于600米以下
都江堰安澜铁索桥
– （3）钢绞线 » 施工方便 » 弹模较低，变形较大，截面形状不易按照设计形状压紧，防腐较难 » 适于中小跨度。
丹麦小贝尔特悬索桥主缆
– （4）平行钢丝束 » 适用大跨，400米以上
汕头海湾大桥主缆，目前使用最广
ห้องสมุดไป่ตู้
§
习题与思考题

悬索桥结构特点、体系类型、总体布置、基本构造课件

3.1 悬索桥的组成与特点
1、悬索桥的组成
组成：悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系，其主要构成如下图所示。
成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。
成桥后结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。
传力途径：桥面荷载经加劲梁、吊杆传给悬索,再由悬索传
3.4 悬索桥的基本构造
悬索桥的基本构造：
主缆
吊索及索夹
主塔
锚碇
加劲梁
索鞍
(a)尖顶型
(a)桁架式式
用紧缆机将主缆挤成圆形主缆表面用腻构缝软质镀锌钢丝缠绕表面防腐涂装
悬索桥构造——锚碇
当主缆在锚碇前墙处需要展开成丝股并改变方向时，则需设置主缆支架。主缆支架可以设置在锚碇之外，也可以设置在锚碇之内。主缆支架主要有三种形式：钢筋混凝土刚性支架、钢制柔性支架及钢制摇杆支架。
独塔双跨桥
美国式吊桥
单跨两铰加劲梁吊桥
单跨悬索桥
英国式吊桥
三跨两铰加劲梁吊桥
三跨悬索桥
混合式吊桥
三跨连续加劲梁吊桥
多跨悬索桥
带斜拉索的吊桥
联袂悬索桥
斜拉－悬吊混合体系桥
3.3 悬索桥的总体布置
总体布置应考虑的结构特性：跨度比：0.3～0.5；单位桥长所需钢材随跨度比减小而增大; 减小跨度比对结构刚度与桥梁变形有利→特大跨度： 0.2～0.4; 垂跨比：垂跨比越大，整体刚度越小→1/12～1/10；宽跨比：中小跨径桥梁≥1/20，悬索桥：1/60-1/40；高跨比：桁架式：1/180～1/70；钢箱梁：1/400～1/300; 加劲梁支承体系：三跨悬索桥主梁在桥塔处大多为非连续；梁高：钢箱梁高宽比一般在1/11～1/7；主缆与加劲梁的连接：特殊情况时；吊索间距：跨径80～200m吊桥，吊杆间距一般取5～8m；跨径增大，吊杆间距也应增大，有时达20m左右。

悬索桥发展史

悬索桥发展史悬索桥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。

悬索桥结构组成与分部构造概述

双链式悬索桥（小跨度悬索桥）双链式悬索桥的恒载及均布活载由上下链平均负担，非均布活载以及半跨活载时结构的受力及变形特性较好，分散构件受力可减小构件截面尺寸和单件重量；缺点：构件增多分散，安装及养护维修不利。
地锚式悬索桥的孔跨布置形式(力学体系) 单跨：适于边跨建筑高度小、曲线边跨。由于
股围绕扭绞而成。股心式：7股钢丝束股扭绞而成，中央一股为股心注意：钢丝束股的扭绞方向与其间钢丝的扭转方向
相反。 • 平行钢丝索（PWS）：多根Φ5～7镀锌钢丝外加
PE套管。
2.3.3 索夹作用：刚性索夹与柔而松的主缆索体间的连接为不稳定
连接。依靠摩擦力来保证主缆在受拉产生收缩变形时不致滑动。构造：六边形（中小跨）：少用；圆形：一对铸钢半圆构件以高强螺栓相连接，依靠高强螺栓拧紧后的拉力来提供足够索夹固定位置的摩擦阻力，两半圆构件之间留有一定空隙，以保证螺栓拉力，空隙内填防腐材料；索夹半圆内表面加工后不能磨光。骑跨式：索夹上半部有4各凸肋形成两条凹槽；销铰式：下侧半索夹下带有耳式吊板供销铰连接用。
• 钢桁梁
结构
• 钢箱梁
制造
• 砼箱（板）施工梁
养护
梁高用钢量桥面系
制造
架设养护维修
桥面
高最大
一般与主梁分离
杆件多，节点结构复杂，标准化大量生产困难单根杆件平面构件立体节段多样化
油漆养护难
菲结合型损伤时易
加劲梁形式钢箱梁易发生
可能性大
小
小
小低低一般与主梁结合为整体
箱梁由板构件组成，标准化大量生产容易节段法架设或与现浇节段并用油漆养护方便
重力式锚碇（采用较多）
隧道式锚碇

悬索桥发展历程及其基本结构组成

（5）索鞍
➢ 作用：用以支承主缆并改变其方向或摆动的重要部件，使主缆中的拉力以垂直分力和不平衡水平分力的方式均匀地传到塔顶。
16
四、悬索的结构组成
（6）吊索与索夹—连接大缆与加劲梁
吊索
索夹
17
总结
悬索桥体系受力特征明显，传力途径清晰，充分利用了各种材料的力学性能，是当今跨越能力最强的一种桥梁形式。
画出受力情况简图。
19
敬请批评指正！
20
考虑抗风）
4
悬索桥基本概念
主体结构：加劲梁、主缆、桥塔、锚碇附属系统：主鞍座、锚口散束鞍座、悬吊系
边跨
中跨（主跨）
边跨
塔高
矢高
二、悬索桥基本类型
按悬吊跨数分类
单跨悬索桥
三跨悬索桥
Hale Waihona Puke 四跨悬索桥五跨悬索桥二、悬索桥基本类型
按主缆锚固形式分类自锚式在边跨两端将主缆直接锚固在加劲梁上，主缆的水
平拉力由加劲梁提供的轴压力自相平衡。
悬索桥发展历程及其基本结构组成
1
引言
三环路南天府立交
二环路西清水河大桥
2
世界著名桥梁
日本明石海峡大桥（1991m）
浙江西堠门大桥（1650m）
丹麦大贝尔特桥（1624m）
美国金门大桥（1280m）
一、悬索桥发展历程
原始：藤蔓桥（云南、西藏墨脱）古代：竹索桥、铁索桥（泸定桥）近代：英国（建立悬索桥基本体系）现代：美国（应用高强钢丝做主缆，
四、悬索的结构组成
（3）桥塔—支承主缆的重要构件
➢ 作用：主要分担大缆所受的竖向力。
组
刚
桁
合
构

现代悬索桥及发展史

悬索桥也叫吊桥，是跨越能力最大的一种桥型。

它是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系。

成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。

在两个高塔之间悬挂两条缆索，靠缆索吊起桥面，缆索固定在高塔两边的锚碇上，由锚碇承载整座桥的重量。

成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。

悬索桥的构思据说来自猴桥，它是由若干强壮的猴子组成一条悬链来让病猴或年老体衰的猴子通过的桥梁。

最原始的人类悬索桥采用植物类的竹子或藤条来制造悬索。

我国四川省的灌县早在千年之前就出现竹索桥。

17世纪开始出现铁链作悬索的桥梁。

我国四川省大渡河上泸定桥是在1706年建成的。

利用钢缆绳、钢铰线和钢丝等现代钢代钢材来制造的悬索桥则基本上是进入20世纪后才开始出现的。

悬索桥历史悠久各个时期都有它不同的特点，现代悬索桥的发展更是如日中天，迄今出现了四次高峰：一、1930年前后美国的悬索桥——第一次发展高峰美国在1903年和1909年分别建成了主跨为488m的威廉姆斯堡和主跨为448m的哈曼顿桥两座在空中用编丝轮将钢丝编拉后组成主缆的悬索桥。

20世纪20年代美国建成两座主跨超过500m 的悬索桥。

它们分别是1926年在费城跨越特拉华河建成的主跨为533m的本杰明-富兰克林桥（又名费城-坎姆登桥），和1929年在底特律建成的主跨564 m的大使桥。

在此期间美洲其他国家也建成不少中小跨度悬桥。

20世纪30年代是美国修建大跨度悬索桥的最兴旺时期，1931年建成跨度首先突破千米的乔治·华盛顿桥（主跨达1067 m）。

1936年建成旧金山-奥克兰海湾大桥，此桥分东西两桥，其中西桥是两座串联衔接的孪生悬索桥，每座均为三跨悬吊，主跨均为704 m，采用加劲钢桁梁。

继此之后在1937年又建成举世闻名的金门大桥，主跨为1280 m，曾保持世界最大桥梁跨度记录达27年之久。

以上这些悬索桥的建成，包括两座跨度大于千米的桥梁，形成美国悬索桥的第一次发展高峰，主跨1280 m的金门大桥为其代表。

悬索桥的发展概况

美国悬索桥的发展将近100年时间，在技术上日趋完善，为悬索桥发展铺平了道路。许多国家修建的大跨的悬索桥基本上都受美国悬索桥的影响，在风格上都是一致的。一般而言，其所建悬索桥有以下特点：决大部分为三跨地锚式；主塔采用钢结构；钢结构采用铆接或栓接；桥面上、下游侧各有一竖直的索平面；主缆都采用空中编缆法架设；采用竖直吊索；绝大部分加劲梁采用桁架形式；加劲梁是非连续的，在主塔处设有伸缩缝；采用钢筋混凝土桥面。
金门大桥
1937年建成主跨1280m
金门大桥的造型绝美，以纯钢索打造，桥墩有六十五层楼高，外观却轻灵飘逸，丝毫不显笨重。它无论在什么季节都有独特的美感：阳光普照时，全桥清晰可见，如同一弯朱色长虹，悬挂在碧蓝的海上；起雾时，大桥在雾气氤氲中若隐若现。
20世纪40年代, 悬索桥发展史上的挫折——塔科马老桥的风毁。
麦基诺海峡大桥
1957年建成 549+1158+549（m）钢桥塔钢桁架劲梁：20.7×11.7（m）
维拉扎诺大桥
1964年建成主跨1298m 桥梁共4根主缆，每侧各2根多室箱型钢桥塔钢桁架劲梁

从横跨纽约港的维拉扎诺大桥桥塔上俯视

大贝尔特桥
主跨1624m
上部结构采用流线型钢箱梁，连续箱梁和索塔间未设竖向支座，从而提高了桥梁通行性能同时也降低了后期养护的工作量。箱梁在跨中与主缆相连，为了抑制结构位移，梁端还设有油压阻尼器。

加劲梁采用流线型扁平钢箱梁；曾采用斜吊索，因斜吊索出现了一些疲劳等损坏，还在探讨中；采用混凝土桥塔；采用连续加劲梁；有些采用主缆与加劲梁在跨中中点固结的连接方式；钢结构用焊接代替栓接和铆接。

悬索桥的历史与发展

3.纽约象征
布鲁克林桥威廉姆斯堡桥曼哈顿桥
乔治·华盛顿桥:梁高小,轻、薄、纤细
旧金山城市标记金门大桥
二、20世纪40年代悬索桥发展史上的挫折—— 塔科马桥的风毁
? 1940年在华盛顿州建成主跨为 853m的塔科马老桥。此桥的加劲梁不是钢桁梁而是下承式 (半穿式 )钢板梁。由于加劲梁断面抗风稳定性差，在建成当年的 11月7 日近中午的时候被风吹断。
主跨为 533m ，此桥的跨度和载重规模在当时都是空前的。
? 另一座 1929年底特律大使桥 564m，跨越底特律河。 ? 4.20 世纪 30年代美国大跨度 1931 年建成跨度首先突破千米的乔
治·华盛顿桥主跨达1067m。
? 5.1936 年旧金山一奥克兰海湾大桥，东西两桥，其中西桥是两座
第五章悬索桥
5.1 悬索桥的历史与发展 5.2 悬索桥构造简述 5.3 悬索桥的形式 5.4 悬索桥的桥塔 5.5 悬索桥的缆索体系 5.6 悬索桥的加劲梁 5.7 悬索桥的锚碇
第一节悬索桥的历史与发展
1、历史上的悬索桥 2、现代悬索桥的发展 3、世界悬索桥现状
一、历史上的悬索桥
? （一）定义：
（一）1930年前后美国的悬索桥一第一次发展高峰
? 1.1883 年纽约主跨为 486m 布鲁克林桥是美国，世界首座跨度较
大的悬索桥。
? 2.真正的跨度较大 1903 年 488m 的威廉姆斯堡桥，其次是 1909 年 448m的曼哈顿桥。
? 3.20 世纪 20 年代美国小跨度 1926 年本杰明一富兰克林，
泸定桥:
眼杆与销铰的桥梁:英国门奈桥
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