分别从结构构造、力学特性、适用范围、结构内力计算方法以及主要施工工艺五个方面对梁式桥、拱式桥、悬索桥与斜拉桥进行对比分析总结。 一、梁桥 以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。 二、拱桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。 1.按照主拱圈的静力图式，拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱（图3 拱桥形式示意图）。 (1).三铰拱是静定结构，其整体刚度较低，尤其是挠曲线在拱顶铰处产生折角，致使活载对桥梁的冲击增强，对行车不利。拱顶铰的构造和维护也较复杂。因此，三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外，一般不用作主拱圈。 (2).两铰拱取消了拱顶铰，构造较三铰拱简单，结构整体刚度较三铰拱为好，维护也较三铰拱容易，而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小，因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方，可采用两铰拱桥。 (3).无铰拱属三次超静定结构，虽然支座沉降等引起的附加内力较大，但在荷载作用下拱的内力分布比较均匀，且结构的刚度大，构造简单，施工方便,因此无铰拱是拱桥中,尤其是圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。 2.按照主拱圈的构成形式，拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等(图4主拱圈的构成形式示意图)。 ①板拱：拱圈横截面呈矩形实体截面，它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单，但抵抗弯矩能力较差，一般用于圬工拱桥。1972年建成的四川九溪沟桥为石砌的板拱桥，跨径达到116米,为目前世界上最大跨径的石拱桥。 ②肋拱：拱圈是由两条或多条拱肋组成，肋与肋之间用横系梁相联系，拱肋形状可以是矩形、工字形、箱形或圆管形，它的抗弯能力较板拱为优,用料较省,但制作较板拱复杂，多用于钢筋混凝土拱桥或钢拱桥。1960年建成的瑞典恩斯科洛夫约桥，跨径为278米,为目前最大的钢管拱桥。 ③双曲拱:60年代以后,在中国采用的一种拱式桥梁。它在横向除有拱肋外，还有由拱波、拱板等构成的小拱将整个拱圈联结成整体，它在施工时可以将拱肋、拱波预制，安装后再浇筑拱板，减轻吊装重量，并可以不用拱架，或只需用简单支架，为混凝土拱桥提供了一种新的结构形式和简便易行的施工方法。但需采取措施保证拱圈的整体性。1969年建成的河南省前河桥跨径为150米，为目前跨径最大的双曲拱桥。 ④箱形拱：横截面可为整体多室箱形或分离箱形。混凝土或钢筋混凝土箱形拱也可采用无支架施工。它的整体性、横向稳定性和抗扭性能都较双曲拱的结构为好，但在中、小跨径时不如双曲拱简便和节省钢材。1979年建成的南斯拉夫克拉克桥，跨径为390米,是当前世界上最大的钢筋混凝土箱形拱桥。 ⑤桁架拱：拱圈由桁架构成，可做成桁肋拱或肩拱形式（图5 桁架拱的形式示意图）。桁架拱的材料用量较经济，但桁架的某些杆件将承受拉力，故主要用在钢拱桥或预应力混凝土拱桥中。1976年建成的美国新河桥，跨径为518米，为目前跨径最大的钢桁架拱桥。 拱桥主拱圈沿桥跨方向的形状，可以做成横截面尺寸沿拱轴线不变的等截面拱，或者做成横截面尺寸由拱脚向拱顶逐渐变化的变截面拱。变截面拱能较好地适应拱圈内力的变化，
斜拉桥结构体系 一、结构体系的分类 1、按照塔、梁、墩相互结合方式，可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。 2、按照主梁的连续方式，有连续体系和T构体系等。 3、按照斜拉桥的锚固方式，有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系。 4、按照塔的高度不同，有常规斜拉桥和矮塔斜拉桥体系。 二、结构体系介绍 1、漂浮体系：漂浮体系的特点是塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有支承外，其余全部用拉索悬吊，属于一种在纵向可稍作浮动的多跨柔性支承类型梁。一般在塔柱和主梁之间设置一种用来限制侧向变位的板式活聚四氟乙烯盘式橡胶支座，简称侧向限位支座。 漂浮体系的优点：主跨满载时，塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值；由于主梁可以随塔柱的缩短而下降，所以温度、收缩和徐变内力均较小。密索体系中主梁各截面的变形和内力的变化较平缓，受力较均匀；地震时允许全梁纵向摆荡，成为长周期运动，从而吸震消能。目前，大跨斜拉桥多采用此种体系。 漂浮体系的缺点：当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，以抵抗施工过程中的不平衡弯矩纵向剪力。由于施工不可能做到完全对称，成桥后解除临时固结时，主梁会发生纵向摆动。 2、半漂浮体系：半漂浮体系的特点是塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，成为具有多点弹性支承的三跨连续梁。可以是一个固定支座，三个活动支座；也可以是四个活动支座，一般均设活动支座，以避免由于不对称约束而导致不均衡温度变化。水平位移将由斜拉索制约。 3、塔梁固结体系：塔梁固结体系的特点是将塔梁固结并支承在墩上，斜拉索变为弹性支承。主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比值有关。这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座，而其余均为纵向乐意活动的支座。 塔梁固结体系的优点是显著减少主梁中央段承受的轴向拉力，索塔和主梁的温度内力极小。缺点是中孔满载时，主梁在墩顶处转角位移导致塔柱倾斜，使塔顶产生较大的水平位移，从而显著地增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩。 4、刚构体系：刚构体系的特点是塔梁墩相互固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。 种体系的优点是既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求；结构的整体刚度比较好，主梁挠度又小。缺点是主梁固结处负弯矩大，使固结处附近截面需要加大；。再则，为消除温度应力，应用于双塔斜拉桥中时要求墩身具有一定的柔性，常用语高墩的场合，以避免出现过大的附加内力。
现代桥梁之斜拉桥与悬索桥区别与联系 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.因此悬索桥的稳定性不如斜拉桥的稳定性好. 4.既然增加索塔可以加大桥面的竖向拉力,减小桥面轴向应力鹤岗索拉力,为什么不把索塔建得很高呢？ 首先,增加索塔的高度会增加桥梁的用料,从而增加桥梁的经济成本高.其次,由于现实生活中桥面的受力情况特别复杂,无法保证索塔两边桥面受力情况完全相同,这会使得索塔两边钢索所受的拉力不同,如果索塔很长会使得索塔与桥面连接处以及桥墩与地面连接处弯矩过大,容易发生破坏. 5.为什么斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面宽很多？ 斜拉桥的桥面比悬索桥的桥面宽很多是有桥面的材料为混凝土和桥面的受力特点的决定的 .下面截取斜拉桥和悬索桥的桥面的一个横截面来简化力学模型,并对其进行受力分析.假设桥面受大小为q的均布力,斜拉桥的受力如图c,悬索桥的受力如图d. 在斜拉桥的横截面受力图中,桥面横截面受斜向上的钢索拉力,因为斜拉桥的索塔为A型或椡Y型;而在悬索桥的受力图中,桥面横截面只受到竖直向上的拉力,因为悬索桥的索塔为H型.假设斜拉桥和悬索桥桥面长度为l,厚度为2h,则斜拉桥受到的最大拉应力为：米y/Iz-Tt/2lh=0.5ql*lh/Iz-Tt/2lh;悬索桥的最大拉应力为：米y/Iz=0.5ql*l/Iz.由此可见在受力和桥面横截面形状相同的情况下,斜拉桥的最大拉应力比悬索桥小Tt/2lh,又因为桥面材料为混凝土,抗压不抗拉,因此斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面更宽一些. 下面,假设桥面受大小为q的均布力(因为桥面主要受到自身的重力,而桥面自身的重力是均布力),而这也是桥面的,设有n根钢索且每根钢索所受的拉力相等为T=ql/(n+2),并且假设桥面只发生小变形,对力学模型进一步简化后.对斜拉桥和悬索桥进行分析,做出斜拉桥与悬索桥的受力图g,剪力图e,弯矩图f.
斜拉桥 一、教学目标 1.认识桥梁的拉力、压力及相互作用，了解桥的一些历史知识 2.锻炼学生的动手能力和知识总结能力 3.培养学生的观察、分析、总结的思维能力 二、教学重难点 教学重点：理解压力和拉力的知识 教学难点：理解斜拉桥的实验原理 三、教学准备 教师用学生用/每组备注 器材斜拉桥套件、弹簧、剪刀斜拉桥套件、弹簧、剪刀 试剂无无 注：试剂和器材多备2组 四、教学过程 （一）回顾 回顾上次课所学知识，（1-2个学生回答），教师总结 （二）情境引入 桥，大家应该都不陌生，那你见过有哪些种类的桥呢？桥一般在哪些地方会用到呢？学生思考回答。桥主要是为了联通公路连通不了的地方，比如海、河、山或者现在交通中的高架桥、立交桥等。桥的承受力和稳定性是最重要的，那大家知道建造师一般通过哪些方法来增加桥等稳定性吗？学生思考回答。（增加桥墩、拱形桥）
去年我们国家刚刚建造完成了一座超大规模的举世闻名的大桥，大家知道是什么桥吗？（港珠澳大桥）有没有哪位同学了解港珠澳大桥的？跟大家分享分享。学生分享。展示高珠澳大桥的图片，大家仔细观察，有没有发现这座伟大的桥跟之前我们看到的桥有哪些相同的地方和那些不同的地方？想一想这座跨度这么长建在海上的桥是利用什么来增加其稳定性的？学生观察回答。（有桥墩、有绳索） 这种用绳索来增加桥身的稳定性的桥就叫做斜拉桥，今天我们就要一起来探究斜拉桥的结构和特性。
（三）实验过程 1.斜拉桥结构分解 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。斜拉桥比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土的。斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。 2.拉力和压力验证 在我们生活中存在很多的力，大家知道的有哪些力呢？学生思考回答，最常见的重力、摩擦力，当然也有拉力和压力等，桥在运营过程中想要保持足够的稳定，就要确保其受到的各方的力要达到平衡。今天我们先来感受下拉力和压力大概念。 学生通过拉伸和压缩弹簧来感受拉力和压力大概念。 我们把弹簧伸长的力称为拉力。弹簧变长就是因为我在拉弹簧，对弹簧施加了拉力。弹簧变短是因为老师用手压紧弹簧，给弹簧施加了一个压力。我们把使弹簧 缩短的力称为压力。 所有的桥梁都会受到压力和拉力的作用。当压力超过桥面的承受能力时桥面就 会发生弯曲，当拉力超过承受能力时就会造成桥面被拉断。 3.斜拉桥原理探究 学生探究斜拉桥大稳定性与有无绳索之间的关系
斜拉桥与悬索桥计算理论简析 以前忘记在哪里看到这篇文章了，感觉就像是研究生交的作业一样，呵呵，不过深入浅出，讲的挺明白，把斜拉桥和悬索桥基本的东西都写出来了。我把它修改了一下贴出来，大家可以当科普性的东西看看。 正文：斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。 一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。 （一）、斜拉桥的静力设计过程 1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方（有些地方领导说了算）进行
方案比选。 2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是：通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。 3、施工图设计阶段此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有：构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。 （二）、斜拉桥的计算模式 1、平面杆系加横分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。 2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷载（风载、地震荷载以及局部温差等）作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种：“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。 3、空间板壳、块体和梁单元计算模式此模式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。 4、从整体结构中取出的特殊构件此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。 （三）、斜拉桥的计算理论根据线性与非线性将其分为三类。 1、微小变形理论，即弹性理论这种计算方法将拉索简化为桁单元，其余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。 2、准非线性计算理论包
DB32/T 1648-2010 大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范 1 范围 本规范规定了大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范的术语和定义、总则、桥梁检查与监测、桥梁评定与养护对策、保养与维修、养护管理。 本规范适用于大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范（附条文说明）（2000版） 3 术语和定义、符号 3.1 下列术定和定义适用于本规范。 3.1.1 大跨径悬索桥和斜拉桥 Long span suspension and cable stayed bridge 主跨跨度大于800米的钢箱梁悬索桥、主跨跨度大于400米的钢箱梁斜拉桥。 3.1.2 养护 Maintenance 为保持桥梁及其附属物的正常使用而进行的经常性保养及维修作业；预防和修复桥梁的灾害损伤及为提高桥梁使用质量和服务水平而进行的改造。 3.1.3 小修保养工程 Routine maintenance 对桥梁及其附属物进行预防性保养和修补其轻微损坏部分，使其保持完好状态的工程项目。 3.1.4 中修工程 Intermediate maintenance 对桥梁及其附属构造物一般性磨损或局部损坏进行定期的修理，以恢复原状况的小型工程项目。3.1.5 大修工程 Heavy maintenance 对桥梁及其附属构造物的较大损坏进行的综合修理，以全面恢复到原设计标准的技术状况，或在原技术等级范围内进行局部改善和个别增建，以逐步提高其通行能力的工程项目。 3.1.6 加固工程 Strengthening of structure 当桥梁结构局部损坏或承载力不足时进行的修复和补强工程措施。 3.1.7 专项工程 Specific Repair 专项工程包括专项抢修工程和专项修复工程。专项抢修工程是指采用临时性措施在最短的时间内恢复交通的工程措施。专项修复工程是指采用永久性措施恢复桥梁原有功能的工程措施。 3.1.8 结构部件Structural Member 能够承受交通、结构自重和环境荷载，或起抑振、隔振、抗震作用的各种部件，如基础、桥墩、桥塔、锚碇、主缆、吊索、斜拉索、主梁、支座、阻尼器。 1
中班科学活动：《悬索桥和斜拉桥》中班科学活动：《悬索桥和斜拉桥》 活动目标 1.初步认识悬索桥和斜拉桥，知道可以用悬和拉的方法来造桥。 2.享受想象和探究的乐趣。 活动准备 1.3-5根长绳子，两把小椅子。 2.各种悬索桥、斜拉桥的图片。 3.幼儿用书第2册第8-9页。 4.挂图（《悬索桥和斜拉桥》）。 活动过程 （一）绳子来造桥 1.教师出示绳子，引出话题。 师：木头和石头都可以被用来造桥，那用绳子能不能造桥呢。 2.教师布置场景，请幼儿动手尝试。 师：谁愿意来试一试？（教师将两把小椅子分开摆放，假设为两座“山”，请个别幼儿上来动手尝试，利用绳子搭一座桥。教师可以根据幼儿的想法给予一定帮忙，如将绳子绑在小椅子上。） 3.讨论绳子桥的可行性。 师：小朋友真能干，能利用绳子搭座桥。那么，你敢走过这
样的桥吗？为什么？有什么办法能使它更安全呢？（幼儿自由想象并交流。） （二）绳子造的桥。 1.观察挂图第1幅，了解悬索桥的主要特征。 师：这也是用绳子造的桥，你看见绳子了吗？在哪里？（请幼儿用手在图上画一画。） 师：这些绳子有什么用？（绑住木板形成桥面便于行走，直拉起来形成桥身，保护行人。） 2.欣赏各种悬索桥图片，进一步感受特征。 师：仔细看看，这些桥除了用绳子拉，还用什么材料拉？（铁链。） 师：（教师小结）这些用粗粗的绳子或铁链拉住，吊在空中的桥，被叫作悬索桥，也可以称为吊桥。 3.观察挂图第2幅，了解斜拉桥的主要特征。 师：这座桥的绳子在哪里？（请幼儿用手在图上画一画。） 师：这些绳子有什么用？（用来拉住桥的主梁，使桥不倒塌。） 4.欣赏各种斜拉桥图片，进一步感受特征。 师：这些桥有什么共同之处？（都有斜拉的粗绳。） 师：（教师小结）这些将主梁用许多粗粗的钢丝绳或钢筋斜拉住的桥，被叫作斜拉桥。 （三）慧眼识桥。 1.区别悬索桥、斜拉桥。
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。
斜拉桥结构体系及特点 斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在连续梁中支点处设置矮索塔, 其塔高只有斜拉桥索塔高度的一半左右, 斜拉索通过矮索塔上设置的鞍座对主梁产生竖向支反力和水平压力。部分斜拉桥主梁自身刚度较大, 能够承担大部分荷载效应, 斜拉索对主梁只起到一定程度的帮扶作用。斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁桥之间的一种新桥型, 兼具斜拉桥和连续梁桥的双重结构特征。 斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种基本构件和下部结构墩台、基础组成的结构体系, 影响部分斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、塔、墩之间的结合方式, 不同的结合方式产生不同的结构体系。根据部分斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、索、墩的结合方式, 可将部分斜拉桥结构体系划分为三种型式: (1) 塔梁固结体系; (2) 支承体系; (3) 刚构体系, 见图1 所示。（4）半漂浮体系，见图2所示。 （1）塔梁固结体系及特点 塔梁固结、塔墩分离、梁底设支座支承在桥墩上, 斜拉索为弹性支承, 这是一种完全的主梁具有弹性支承的连续梁结构。这种体系必须有一个固定支座, 一般是一个塔柱处梁底支座固定, 而其他支座可纵向活动。这种体系的主要优点是取消了承受很大弯矩的梁下塔柱部分, 代之以一般桥墩, 中央段的轴向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度变化对这种体系影响较小, 几乎可以略去。这种体系结构整体刚度小, 当中跨满载时, 由于主梁在墩顶处的转角位移导致塔柱倾斜, 使塔顶产生较大的水平位移, 因而显著增大了主梁的跨中挠度。上部结构重力和活载反力需经支座传递到桥墩, 因此需设置大吨位支座。 我国的漳州战备桥、小西湖黄河大桥、离石高架桥; 日本的蟹泽桥、士狩大桥、木曾川桥、揖斐川桥、新唐柜大桥均采用这种体系。已建部分斜拉桥采用这种结构体系较多, 与连梁体系相同, 符合部分斜拉桥的概念含义。塔梁固结体系的特点：塔、墩内力最小，温变内力也小，主梁边跨负弯矩较大。 （2）支承体系及特点 塔墩固结、塔梁分离, 主梁在塔墩上设置竖向支承, 支座均为活动支座, 这种体系接近主梁具有弹性支承的连续梁结构。支承体系与梁塔固结体系主梁受力性能基本相同, 塔墩底部承受较大的弯矩。 我国芜湖长江大桥采用的是支承体系, 该体系在部分斜拉桥结构中较少采用。支承体系的特点：支承体系悬臂施工中不需要额外设置临时支点，施工较方便。
第四篇斜拉桥与悬索桥 第一章斜拉桥 教学目的：1、掌握斜拉桥桥型的构造及力学特点。 2、了解斜拉桥的设计简介。 教学内容： 1、斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。 2、斜拉桥常见的孔跨布置方式和立面上的布置方式。 3、斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。 4、斜拉桥的设计简介。 重点：1、斜拉桥构造特点。 2、斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。 难点：斜拉桥的梁、塔、墩的结合方式。 思考题及习题： 1．斜拉桥的主要受力特点是什么? 2．斜拉桥主梁常采用哪些截面，各有何特点?
第一章斜拉桥 1、组成: 主梁——混凝土、钢—混凝土组合、钢 索塔——钢筋混凝土 斜拉索——高强材料(高强钢丝或钢绞线) 2、荷载传递路径： 主梁——多跨弹性支承的连续梁。 斜拉索对主梁的多点弹性支承作用，只有在拉索始终处于拉紧状态时才能得到充分发挥。因此在主梁承受荷载之前对斜拉索要进行预张拉。 预张拉力——主梁一个初始支承力——调整主梁初始内力，并提高斜拉索的刚度。斜拉索水平分力对主梁预压，——增强主梁的抗裂性能，节约高强钢材的用量 3、斜拉桥与悬索桥的区别：结构刚度大小 主梁承受轴力——可以对主梁内力进行调整 刚度可改变 4、索力调整——主梁受力均匀——经济、安全——工序繁琐 5、拉索的防护、新型锚具的工艺和耐疲劳问题 （一）孔跨布置: 双塔三跨式 最常见，主跨跨径较大，适用较大河流 主跨作用活载时，塔向中跨侧发生水平倾斜，此时边跨刚度将显著减小塔的倾斜量，从而提高了中跨的刚度。 有效办法：加粗端锚索或增加边跨辅助墩。 独塔双跨式 常见：主跨跨径比双塔三跨式主跨跨径要小，适用中小河流和城市道路 当边跨较大时，一般需在边跨范围内布置辅助墩，以提高主跨刚度 三塔四跨式和多塔多跨式 非常少 原因：中间塔没有端锚索来有效地限制它的变位， 可将中间塔做成刚性塔(例如A形塔)，或用拉索对中间塔顶加劲，或增加主梁梁高、采用矮塔部分斜拉桥体系 （二）构造 1、斜拉索 抗拉强度高、弹性模量大且抗疲劳性能好的钢 平行高强钢丝束、平行钢绞线束
浅谈斜拉桥认识 斜拉桥又称斜张桥，是一种缆索承重结构体系，其上部结构由塔、梁、拉索三种基本构件组成。由塔柱伸出的斜拉索作为主梁的多点弹性支承，同时斜拉索拉力的水平分力对主梁起着轴向预应力作用，因此斜拉桥是一种桥面体系以主梁受压(密索)或受弯(稀索)为主、支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。斜拉桥良好的力学性能、建造相对经济、景观优美，已是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。 一、斜拉桥介绍 以斜拉桥的主要结构体系来划分，斜拉桥的发展可分成两个阶段：第一阶段，稀索体系；第二阶段，密索体系。稀索体系的主梁基本上为弹性支承连续梁；密索体系的主梁主要承受强大的轴向力，同时又是一个受弯构件。斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。这样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。索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土的。斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。梁按所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。纵观斜拉桥结构体系的发展历史，可以看到，加劲梁朝着更细更柔的方向演变，加劲梁的高跨比不断减小。唯一的制约来自于空气动力作用，为了使加劲梁获得令人愉悦的外形而同时又要保证最小刚度，加劲梁从最初的重质量块发展到后来的加肋板、箱梁。虽然也有由桁架构成的加劲梁体系，但这多应用于双层桥面体系。拉索体系则经历了一个从无到有、从少到多的过程。现在稀索体系斜拉桥已经很少采用，除非偶尔为了桥梁造型上的求新创异，密索体系以其突出的优势成为了人们心目中默认的斜拉桥体系，也必然将是超千米主跨斜拉桥结构体系的组成之一。索塔的外形由简单到复杂，稳定性却在不断加强，其最初为门式塔，继而“入"形塔，A形塔，钻石形塔，直至空间塔结构。对于大跨径斜拉桥而言，一种合理的结构体系就是要选用合理的构件体系，并进行有效的组合。斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。 二、斜拉桥的受力特点 斜拉桥是通过斜拉索、主梁和索塔三部分相互配合而正常工作的。桥塔上引出的斜拉索为主梁提供了一系列弹性中间支承，借以降低梁跨的截面弯矩，减轻梁重，提高梁的跨越能力。同时，斜拉索拉力的水平分力对主梁起着轴向预应力作用，增强了主梁的抗裂性能。桥塔上斜拉索拉力在水平方向上可以自相平衡，竖直方向的分力传递到桥塔上，再由桥塔传至基础。斜拉桥是一种高次超静定结构，其自重引起的内力和变形可以通过调整斜拉索的张拉力而人人为地进行调整。借助这一特性，在施工阶段通过调整斜拉索的索力，可以很有效地改变主梁的受力状态和线形，以保证到成桥阶段斜拉桥处于一个理想的成桥状态。由于斜
公路斜拉桥设计规范（试行） Design Specifications of Highway Cable Stayed Bridge (on trial) 主编部门：交通部重庆公路科学研究所 批准部门：中华人民共和国交道部 试行日期：1996年12月1日 人民交通出版社 1996-北京 1总则 1.0.1为了使公路斜拉桥设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。 1.0.2本规范适用于混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、钢斜拉桥的设计，为现行公路桥涵设计规范的补充。除本规范明确规定外，应遵照现行有关公路桥涵设计规范要求执行。 1.0.3斜拉轿总体方案，应与环境协调并综合考虑经济与安全、设计与施工、材料与机具、营运与管理，以及桥位处地质、水文、气象、地震等因素确定结构体系。 1.0.4桥宽应满足交通发展的要求，并应符合《公路工程技术标准(JTJ01--88)（1995年版）的规定。 1.0.5设计主梁、索塔与拉索时，宜进行多方案比较。 1.0.6所选方案除进行静力分析外，应重视动力分析，结构体系应满足强度、刚度、稳定性要求，并有较好的抗震性能，混凝土斜拉桥宜注意收缩徐变影响 2术语 2.0.1混凝土斜拉桥：主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土的斜拉桥。 2.0.2钢斜拉桥：主粱及桥面系均为钢结构的斜拉桥。 2.0.3结合梁斜拉桥：主梁为钢结构，桥面系为混凝土结构，主梁与桥面系结合在一起共同受力的斜拉桥。 2.0.4拉索：承受拉力并作为主梁主要支承的结构构件。 2.0.5索塔：用以锚固拉索，并将其索力直接传递给下部结构的受力构件。
2.0.6主梁：主要由拉索支承，直接承受荷载的结构构件。 2.0.7辅助墩：为改善主跨的受力状态，在边跨内设置的既能承受压力又能承受拉力的墩。 2.O.8训拉力：安装拉索时，给拉索施加的张拉力。 2.0.9拉索调整力：为改善主梁及索塔的截面内力状态而调整拉索的拉力。 2.0.10跨径：原则上为两支座中心线间的距离，中跨为两个索塔中心线间的距离，边跨为后锚索处的墩上支座中心线与临近的索塔中心线间的距离。 3一般规定 3.1材料 3.1.1混凝土 用于斜拉桥各部分构件的混凝土标号、混凝土设计强度和标准强度、混凝土受压及受拉时的弹性模量，按交通部现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023--85)的规定采用． 预应力混凝土主粱的混凝土标号不宜低于40号，预应力混凝土索塔的混凝土标号不宜低于30号，钢筋混凝土主梁的混凝土标号小宜低于30号，钢筋混凝土索塔的混凝土标号不宜低子30号。 3.1.2钢材 钢筋混凝土及预应力混凝土构件所采用的钢筋类别、钢筋的设计强度和标准强度、钢筋的弹性模量按交通部现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023--85)的规定采用。 拉索采用强度及弹性模量较高的高强钢丝、钢绞线及高强粗钢筋。 销稿拉桥主梁所用钢板、高强螺栓、粗制螺栓、铆钉等材料的技术要求，焊接材料及钢材的弹性模量等按交通部现行《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025--86)的规定采用。 3.1.3锚具用钢材 拉索锚具及预应力锚头应采用45号钢及其他优质钢材。 3.1.4拉索防护材料 拉索防护材料应选用具有防锈蚀、耐老化及经济的聚乙烯、玻璃钢、防腐涂料等材料。 3.2结构型式
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。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。 桥的主要承重并非它上面的汽车或者火车，而是它本身，也即我们看的的路面。现在我们就分析这个： 我们以一个索塔来分析。索塔两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。现在假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了， 最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了。 斜拉索数量再多，道理也是一样的。之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。 斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥是由许多直接连接到塔上的钢缆吊起桥面，斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。索塔型式有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土的。斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面等。第一座现代斜拉桥始建于1955年的瑞典，跨径为182米。目前世界上建成的最大跨径的斜拉桥为法国的诺曼底桥，主跨径为856米。1993年建成的上海杨浦大桥是我国目前最大的斜拉桥，主跨径为602米 斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。 斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有3O余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。 50年代中期，瑞典建成第一座现代斜拉桥，40多年来，斜拉桥的发展，具有强劲势头。我国70年代中期开始修建混凝土斜拉桥，改革开放后，我国修建斜拉桥的势头一直呈上升趋势。 我国一直以发展混凝土斜拉桥为主，近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥，如汕头石大桥，主跨518m；武汉长江第三大桥，主跨618m。钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥，主跨628m；武汉军山长江大桥，主跨460m。前几年上海建成的南浦（主跨423m）和杨浦（主跨6O2m）大桥为钢与混凝土的结合梁斜拉桥。 我国斜拉桥的主梁形式：混凝土以箱式、板式、边箱中板式；钢梁以正交异性极钢箱为主，也有边箱中板式。 现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等。
斜拉桥与悬索桥计算原理 斜拉桥与悬索桥计算理论简析分类:桥梁设计2007.3.12 15:32 作 者:frustrationwk | 评论:0 | 阅读:0 斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。一、斜拉桥的计算理论 斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。 (一)、斜拉桥的静力设计过程 1、方案设计阶段 此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方(有些地方领导说了算)进行方案比选。 2、初步设计阶段 本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是:通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。 3、施工图设计阶段
此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有:构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。 (二)、斜拉桥的计算模式 1、平面杆系加横分系数 此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。 2、空间杆系计算模式 此模式用在空间荷载(风载、地震荷载以及局部温差等)作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种:“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。 3、空间板壳、块体和梁单元计算模式 此模式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。 4、从整体结构中取出的特殊构件 此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。 (三)、斜拉桥的计算理论 根据线性与非线性将其分为三类。 1、微小变形理论，即弹性理论 这种计算方法将拉索简化为桁单元，其余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。 2、准非线性计算理论 包括三种:计入收缩徐变的线性弹性分析理论、考虑二阶效应的近似计算以及弹性理论计算
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（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。因此悬索桥的稳定性不如斜拉桥的稳定性好。 4.既然增加索塔可以加大桥面的竖向拉力，减小桥面轴向应力鹤岗索拉力，为什么不把索塔建得很高呢？ 首先，增加索塔的高度会增加桥梁的用料，从而增加桥梁的经济成本高。其次，由于现实生活中桥面的受力情况特别复杂，无法保证索塔两边桥面受力情况完全相同，这会使得索塔两边钢索所受的拉力不同，如果索塔很长会使得索塔与桥面连接处以及桥墩与地面连接处弯矩过大，容易发生破坏。 5.为什么斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面宽很多？ 斜拉桥的桥面比悬索桥的桥面宽很多是有桥面的材料为混凝土和桥面的受力特点的决定的。下面截取斜拉桥和悬索桥的桥面的一个横截面来简化力学模型，并对其进行受力分析。假设桥面受大小为q的均布力，斜拉桥的受力如图c,悬索桥的受力如图d。 在斜拉桥的横截面受力图中，桥面横截面受斜向上的钢索拉力，因为斜拉桥的索塔为A 型或椡Y型；而在悬索桥的受力图中，桥面横截面只受到竖直向上的拉力，因为悬索桥的索塔为H型。假设斜拉桥和悬索桥桥面长度为l，厚度为2h，则斜拉桥受到的最大拉应力为：My/Iz-Tt/2lh=0.5ql*lh/Iz-Tt/2lh；悬索桥的最大拉应力为：My/Iz=0.5ql*l/Iz。由此可见在受力和桥面横截面形状相同的情况下，斜拉桥的最大拉应力比悬索桥小Tt/2lh，又因为桥面材料为混凝土，抗压不抗拉，因此斜拉桥的桥面可以比悬索桥的桥面更宽一些。 下面，假设桥面受大小为q的均布力（因为桥面主要受到自身的重力，而桥面自身的重力是均布力），而这也是桥面的，设有n根钢索且每根钢索所受的拉力相等为T=ql/(n+2)，并且假设桥面只发生小变形，对力学模型进一步简化后。对斜拉桥和悬索桥进行分析，做出斜拉桥与悬索桥的受力图g，剪力图e，弯矩图f。
斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200 米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软 土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。（一）、斜拉桥的静力设计过程1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借 设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方（有些地方领导说了算）进行方案比选。 2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是：通过反复计 算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。3、施工图设计阶段 此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有：构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。（二）、斜拉桥的计算模式1、平面杆系加横 分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷 载（风载、地震荷载以及局部温差等）作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种：“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。3、空间板壳、块体和梁单元计算模式此模 式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。4、从整体结构中取出的特殊构件此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集 中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。（三）、斜拉桥的计算理论根据线性与非线性将其分为三类。1、微小变形理论，即弹性理论这种计算方法将拉索简化为桁单元，其 余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。2、准非线性计算理论包括三种：计入收缩徐变的线性弹性分析理论、考虑二阶效应的近似计算以及弹性理论计算结果乘以增大（大于1）系数。适用于概念设 计阶段的计算，或计算中小跨径的斜拉桥。3、有限位移理论这是精确分析施工和正常使 用阶段，以及结构在各种荷载下的静力响应的方法，适用于大跨桥梁设计的技术设计阶段的计算。用于前进分析与倒退分析中，以及成桥状态最优索力的确定。引起斜拉桥几何非线性的因素主要有以下三个方面：（1）索的垂度的影响将斜拉索模拟成桁单元，并用修 正的弹性模量。当索力应力水平较低时，可直接用柔索单元来模拟斜拉索。（2）梁柱效 应斜拉桥的主梁、主塔都工作在压弯状态，引起了梁柱效应。用梁单元分析时，可用稳
