斜拉橋是由承壓的塔、受拉的索和彎承的梁體組合起來(lái)的一種結(jié)構(gòu)體系。梁體用拉索組合多點(diǎn)拉住，好似多跨彈性支承的連續(xù)梁，可使梁體內(nèi)彎矩減小，降低了建筑高度，又因栓焊連接與正交異性板的箱形斷面構(gòu)造的應(yīng)用，使結(jié)構(gòu)充分利用材料的受力特性，從而減輕了結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省了材料。  

斜拉橋結(jié)構(gòu)圖

斜拉橋受力圖

斜拉橋主要由索塔、主梁、斜拉索組成，有獨(dú)塔、雙塔和三塔式，索塔型式有A型、倒Y型、H型、獨(dú)柱，材料有鋼和混凝土的。斜拉索布置有單索面、平行雙索面、斜索面等。斜拉橋是一種自錨式體系，斜拉索的水平力由梁承受。梁除了支承在墩臺(tái)上外，還支承在由塔柱引出的斜拉索上。

昂船洲大橋

昂船洲大橋位于香港，是全球第三長(zhǎng)的雙塔斜拉橋，大橋主跨長(zhǎng)1018米，連引道全長(zhǎng)為1596米，昂船洲大橋的主塔柱高293米，大橋的通航航道凈寬900米，凈高73.5米，這使昂船洲大橋的主梁成為世界上最高的主梁之一。

南浦大橋

南浦大橋是上海繼南浦大橋之后建成的跨越黃浦江的第二座斜拉索公路橋，為當(dāng)時(shí)世界主跨徑最大的斜拉橋。大橋全長(zhǎng)8354米，主跨602米，凈高48米，橋下可通5.5萬(wàn)噸巨輪。兩側(cè)各有一座倒“Y鉆石形主塔，高208米。主橋面寬30.35米，大橋主塔設(shè)計(jì)要求垂直精度三千分之一，而實(shí)際精度為一萬(wàn)五千分之一，相當(dāng)于208米索塔只有1.39厘米的偏差。

武漢長(zhǎng)江二橋

武漢長(zhǎng)江二橋全長(zhǎng)4678米，其中正橋1877米，主跨400米通航凈空為24米，比武漢長(zhǎng)江大橋和南京長(zhǎng)江大橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高出6米，是世界上第一座主塔敦立在深水區(qū)的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。

［下面小Q老師想以事實(shí)說(shuō)話］： 

俄羅斯島大橋

俄羅斯島大橋（Russky Island Bridge）是2012年俄羅斯新建成的跨海大橋，它中央跨度達(dá)1104米，總長(zhǎng)度為3.1公里，是目前世界上最長(zhǎng)的斜拉橋。

整個(gè)懸索承受同樣大小的拉力，整個(gè)懸索的拉力由支座處的錨固結(jié)構(gòu)進(jìn)行平衡。其實(shí)這種結(jié)構(gòu)非常好理解，把上圖想象成一根晾衣繩，上面晾了11件衣服，而晾衣繩的兩端，需要牢固的栓在墻上或者柱子上。很容易理解吧？

所以，懸索橋是通過(guò)索塔懸掛并錨固于兩岸（或橋兩端）的纜索（或鋼鏈）作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁，又名吊橋，其實(shí)它是一種比較古老的橋型。

懸索橋結(jié)構(gòu)圖

懸索橋受力圖

懸索橋的主要構(gòu)造是：懸索、索塔、錨碇、吊索及橋面。

懸索橋中最大的力是懸索中的張力和塔架中的壓力。懸索的幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線，老的懸索橋的懸索一般是鐵鏈或聯(lián)在一起的鐵棍，現(xiàn)代的懸索一般是多股高強(qiáng)鋼絲，材料利用效率最高，懸索橋的自重較輕，在剛度滿足使用要求的情況下，能充分顯示出其優(yōu)越性，使其比其他形式的橋梁更能經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)用于大跨度橋梁的修建。

由于索塔主要承受拉力，并不像斜拉橋那樣對(duì)梁有橫向壓力，它是以豎向拉力為主，其穩(wěn)定性優(yōu)于斜拉橋，所以塔架結(jié)構(gòu)可以做得纖細(xì)些，此外懸索對(duì)塔架還有一定的穩(wěn)定作用，塔頂設(shè)有支承懸索的鞍形支座。

        承受很大拉力的懸索的端部通過(guò)錨碇固定在地基中，也有個(gè)別固定在剛性梁的端部，這使懸索橋比起其他橋型又多了一個(gè)巨大的幫手，因此其跨越能力有了較大提升，同時(shí)其對(duì)地基的要求也較高，地基條件不好時(shí)采用懸索橋其經(jīng)濟(jì)性就沒(méi)那么優(yōu)異了。

從纜索垂下許多吊索，把橋面吊住，又是一種多點(diǎn)彈性支承的梁，為了避免在車輛駛過(guò)時(shí)，橋面隨著懸索一起變形，現(xiàn)代懸索橋一般均設(shè)有剛性梁（又稱加勁梁），同纜索一同形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。

• 剛度小，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動(dòng)，需注意采取相應(yīng)的措施。按照橋面系的剛度大小，懸索橋可分為柔性懸索橋和剛性懸索橋。

• 懸索橋的懸索銹蝕后不易更換。

• 當(dāng)然，制約懸索橋跨度和安全性能的不僅僅是豎向荷載，還有側(cè)向的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。1940年，美國(guó)塔克馬海峽大橋在極強(qiáng)風(fēng)荷載中坍塌，引起了工程學(xué)界對(duì)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的重視，雖然這座橋如今早已安然于海洋深處，但它的倒塌為懸索橋的貢獻(xiàn)奠定了不可估量的研究基礎(chǔ)。今天的懸索橋，技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了很高的程度。目前最長(zhǎng)跨度的日本明石海峽大橋，主跨1991m。其原設(shè)計(jì)為1990m，但1995年的阪神大地震震中距大橋只有4公里，導(dǎo)致正在建設(shè)中的兩側(cè)橋塔之間的水平距離增加了1m。

［下面是小Q老師總結(jié)的斜拉橋、懸索橋跨越能力的比對(duì)表，幫助大家更深入認(rèn)識(shí)這兩種橋型］：

［小Q老師還是以事實(shí)說(shuō)話］：

明石海峽大橋

明石海峽大橋位于日本本州與四國(guó)之間，連接日本神戶和淡路島之間跨海公路大橋，它跨越明石海峽，是世界上跨距最大的橋梁及懸索橋。橋墩跨距1991m，寬35m，兩邊跨距各為960m，可承受芮氏規(guī)模8.5強(qiáng)震和百年一遇的80米／秒強(qiáng)烈臺(tái)風(fēng)襲擊。

組合體系橋不外乎基本結(jié)構(gòu)體系的組合，如梁、拱組合，系桿拱、桁架拱、多跨拱梁等。它們利用梁的受彎與拱的承壓特點(diǎn)組合成聯(lián)合結(jié)構(gòu)。

魁北克橋

魁北克橋（Quebec Bridge）位于魁北克城西部，橫穿圣勞倫斯河（Saint Lawrence River）。該橋長(zhǎng)987米，寬29米，高104米，橋懸臂長(zhǎng)177米，支撐著長(zhǎng)195米的中心結(jié)構(gòu)，整個(gè)總臂距為549米。這些數(shù)據(jù)證明了一個(gè)事實(shí)，即魁北克橋是目前世界上懸臂橋中橋跨最長(zhǎng)的。

福斯橋

福斯橋跨越蘇格蘭福斯河，是世界上最長(zhǎng)的多跨懸臂橋。該鐵路橋于1890年啟用，至今仍在通行客貨火車。在鐵路作為長(zhǎng)途陸路運(yùn)輸主要手段的年代，福斯橋是橋梁設(shè)計(jì)和建筑史上的一個(gè)里程碑。

夢(mèng)舞大橋

夢(mèng)舞大橋位于日本大阪府，橋長(zhǎng)410米（浮跨部分），是世界上第一座轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)啟式浮橋,其主跨是由上下弦不平行的雙肋拱、加勁主梁、立柱和K字形橫撐等組成的拱式結(jié)構(gòu),橋的主跨由兩個(gè)浮于水中的浮臺(tái)支承,兩端在水中橋墩處利用反力壁通過(guò)緩沖連接梁與引橋順接。主跨的制造是在船塢內(nèi)焊接、安裝和架設(shè)形成整體,然后下水,利用駁船(拖船)拖曳至橋位處聯(lián)接成橋。

1.梁式橋——以受彎為主，跨越能力受到混凝土的抗裂和抗彎能力限制。                 

世界最大跨徑梁橋代表：重慶石板坡長(zhǎng)江復(fù)線橋，預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)，主跨330m。  

2.拱式橋——以受壓為主，跨越能力受穩(wěn)定性影響，但跨中彎矩不大，所以跨越能力大于梁橋。

世界最大跨徑拱橋代表：重慶朝天門(mén)長(zhǎng)江大橋，三跨連續(xù)鋼桁系桿拱，主跨552m。         

3.剛架橋——以受彎、壓為主，跨越能力受剛性連接處的應(yīng)力限制而跨越能力不大。

4.斜拉橋——由斜拉索將梁分成若干多點(diǎn)彈性支承體，荷載傳由主塔，傳至地基，高效利用高強(qiáng)材料，是現(xiàn)代大跨徑橋梁常用的結(jié)構(gòu)形式，但優(yōu)勢(shì)弱于懸索橋。

世界最大跨徑斜拉代表：俄羅斯島大橋，主跨1104m。         

5.懸索橋——由錨固于兩岸地基的主纜懸索作為主要承重結(jié)構(gòu)，吊索將梁分成若干多點(diǎn)彈性支承體，荷載傳由主塔，傳至地基，高效利用高強(qiáng)材料，抗風(fēng)穩(wěn)定性好，體現(xiàn)現(xiàn)代最大跨徑橋梁的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

世界最大跨徑斜拉代表：日本明石海峽大橋，主跨1991m。 

 好了，花了兩天的時(shí)間小Q老師終于給大家講完了橋梁家族結(jié)構(gòu)體系中那些較為復(fù)雜的事，現(xiàn)在你能回答“哪一種橋跨越能力最大”這個(gè)問(wèn)題了嗎？其實(shí)老師準(zhǔn)備這兩堂課那可不是一朝一夕的事，所以你想真正對(duì)各種橋梁結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)和跨越能力有個(gè)全面清晰的理解和掌握，就必須花費(fèi)大量時(shí)間和精力好好學(xué)習(xí)、反復(fù)學(xué)習(xí)。

加油！ 

［問(wèn)題］

1.判斷，下列描述中正確的請(qǐng)打√，錯(cuò)誤的請(qǐng)打×。

懸索橋跨越能力比斜拉橋大（       ）

懸索橋的整個(gè)懸索的拉力由支座處的錨固平衡（      ）

斜拉橋是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來(lái)的一種結(jié)構(gòu)體系（      ）

組合體系橋是利用梁的受彎與拱的承壓特點(diǎn)組合成聯(lián)合結(jié)構(gòu)（      ）