哪位能从专业的角度解析斜拉桥和悬索桥的区别？

哪位能从专业的角度解析一下两种桥型的特点，如结构体系、静动力特性等，个人有些困惑

普及一点常识吧，呵呵
: G3 E! u$ V0 }9 R! ^5 b7 }先介绍斜拉桥，悬索桥在下一楼介绍

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。
) k. l0 j0 q9 `. }# B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：
( {- r4 F! V0 h2 g% F$ u, u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。
# P, N5 I3 \1 c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。
$ [$ e6 B/ Y1 B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。
0 S/ K* V& T1 o7 }( E8 x7 U: q1 h& X; w50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。
( Q/ y5 b8 D0 j* A6 w4 E; }% s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。
斜拉索仍以传统的平行镀锌钢丝、冷铸锚头为主。钢绞线斜拉索目前在汕头石大桥采用。钢绞线用于斜拉索，无疑使施工操作简单化，但外包PE的工艺还有待研究。
斜拉桥的钢索一般采用自锚体系。近年来，开始出现自锚和部分地锚相结合的斜拉桥，如西班牙的鲁纳（Luna）桥，主桥440m；我国湖北郧县桥，主跨414m。地锚体系把悬索桥的地锚特点融于斜拉桥中，可以使斜拉桥的跨径布置更能结合地形条件，灵活多样，节省费用。 斜拉桥的施工方法：混凝土斜拉桥主要采用悬臂浇筑和预制拼装；钢箱和混合梁斜位桥的钢箱采用正交异性板，工厂焊接成段，现场吊装架设。钢箱与钢箱的连接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊结合。
* K/ H: C* h) a$ w, J+ s一般说，斜拉桥跨径300～1000m是合适的，在这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较明显优势。德国著名桥梁专家F.leonhardt认为，即使跨径14O0m的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省二分之一，其造价低30％左右。
斜拉桥发展趋势：跨径会超过10O0m；结构类型多样化、轻型化；加强斜拉索防腐保护的研究；注意索力调整、施工观测与控制及斜拉桥动力问题的研究。

再谈一下悬索桥

悬索桥(吊桥)（suspensionbridge）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。
2 y, `0 i' Q& n8 e& u位于美国旧金山的金门大桥，是非常典型的悬索桥设计。悬索桥是桥梁的一种，悬索桥的主要承力部分是桥两端的两根塔架，在这两根塔架间的悬索拉住桥的桥面。为了保障悬索桥的稳定性，两根塔架外的另一面也有悬索，这些悬索保障塔架本身受的力是垂直向下的。这些悬索连接到桥两端埋在地里的锚锭中。有些悬索桥的塔架外还有两个小一些的桥面，它们可以由小一些的悬索拉住，或由主索拉住。
: v0 s; _/ D$ d9 `# \( L7 {5 V6 G悬索桥的构造方式是19世纪初被发明的，现在许多桥梁使用这种结构方式。现代悬索桥，是由索桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，是当今跨度超过1000米的唯一桥式。
( Y8 G* n1 b2 P1 ?3 R' C7 t5 A又名吊桥，是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。悬索桥由悬索、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、钢绞线、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。1981年建成的英国恒比尔悬索桥的跨径为1410米，是当时世界上跨径最大的桥梁。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。
桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge，是“悬挂的桥梁”之意，故也有译作“吊桥”的。“吊桥”的悬挂系统大部分情况下用“索”做成，故译作“悬索桥”，但个别情况下，“索”也有用刚性杆或键杆做成的，故译作“悬索桥”不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行，为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时，桥面随着悬索一起变形，现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。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，个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。

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我说两句：斜拉桥的使用范围在1000米左右，世界上最长的是苏通大桥，1088m。而悬索桥的跨度可以达2000米以上，但是需要很好的锚定，所以适用范围少。

悬索桥的理论最大极限跨径在5000m左右。
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斜拉桥是悬索桥的一种变形，把悬索桥的吊杆顶端集中锚固在主塔上就成为了斜拉桥。这样的变形就引出了斜拉桥和悬索桥的各自的特点了。各有自己的长处和缺点。
9 a* W7 Z" w" j8 K3 c9 E单从主梁上说，两者都是连续梁体系，但悬索桥的主梁没有轴向压应力（当然自锚悬索桥是存在的，和斜拉桥的轴向压应力也有所不同，一个是逐渐积累，一个是直接在梁端施加）。
8 h# ^1 ^# y! E由于斜拉桥的索是锚固在主梁上，这样主塔主梁和拉索就形成一个三角形，这在结构上是一个比较稳定的结构。所以斜拉桥的结构刚度较悬索桥大，悬索桥的几何非线性特点强，主缆的线性不同，就有不同的结构力学性能。所以悬索桥的刚度较小，大跨度的悬索桥在风作用下就能很明显地感觉出移动（人的感觉）。如果说有辆火车在悬索桥上开的话，就好象永远在走上坡。由于结构受力的特点，两种桥型在跨度上也就有所不同。800米以上悬索桥就显示出很好的经济性了。在600米以内斜拉桥还有很有优势的。从外观上斜拉桥给人有遒劲的力感，悬索桥有优美的曲线（是个倒拱，拱桥在美观上是有竞争力的），也是和各自的受力特点有关。
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那也只是理论长度了，如果材料没有新的发展的话，墨西拿的3000m应该已经算是极限了。

斜拉桥严格意义上讲和一般桥型没本质区别，尚属于线性体系；而悬索桥就不同，属于非线性体系，必须要考虑几何非线性问题。

斜拉桥是自锚的预应力体系桥梁，而悬索桥是简支或者连续的支撑体系桥梁。当然悬索桥也有自锚体系的桥梁，即自锚式悬索桥，这种悬索桥整体不如斜拉桥体系，不管施工以及设计的承载性能都不如，不过在一些特殊限制的场合以及美观上还是很有竞争力！

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8 B6 Q9 D* b% M, l（从网上看到的一些对比介绍，分享一下~~）
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8 U1 b8 M  R6 m  _2 [斜拉桥和悬索桥都属于缆索承重结构桥梁，二者都是由梁、塔、索组成的结构体系。但在受力上是有区别的。从力的传递上来讲，斜拉索的传力途径为：主梁—拉索—桥塔—基础；悬索桥的传力途径简单的来说是：主梁—吊杆—主缆—锚锭（地锚式），主缆是主要的受力构件。
5 Y8 g4 s2 p) P0 J5 ^       斜拉桥的拉索可以为主梁提供“免费预应力”，主梁处于一种压弯状态；悬索桥的主梁从静力角度来讲主要是起传递荷载的主用，主梁以受弯为主。主缆受拉，可以充分发挥材料的特性。
, K5 N% a5 ?* s+ R* ~$ L: I+ a      从刚度方面比较，通常认为斜拉桥的刚度比悬索桥的要大。悬索桥的非线性特点比斜拉桥更明显。

斜拉索是斜的，悬索桥吊杆是直的。斜拉索直接拉到塔上，悬索桥吊杆拉到大缆上。斜拉索不仅有竖向分量，还有水平分量；竖向分量基本恒定，跨度越大，水平分量越大。所以斜拉桥跨越能力不如悬索。悬索桥的瓶颈在大缆。主塔两者基本差不离。
二者施工方法不同

) S' S' O9 |, D' e$ ]% X3 J相同跨迳的斜拉桥和悬索桥，斜拉桥的桥塔要比悬索桥高得多，目的就是降低塔顶斜拉索的倾斜角，从而减小斜拉索索力的水平分力，减小主梁承受的压力。

看起来“免费预应力”有时候还并不是什么好事情啊（不知道谁发明的这个说法，斜拉索不要钱呀）

such 发表于 2013-5-17 16:59
看起来“免费预应力”有时候还并不是什么好事情啊（不知道谁发明的这个说法，斜拉索不要钱呀）

有这种说法？不过预应力可以为主梁提供偏心矩，抵消部分不利荷载，斜拉桥对主梁的预加力似乎不能做到这一点。但是可以通过施加水平的预加力，减小部分下缘的拉应力，可以这么理解吗？

这种桥在实际设计的时候有个局部应力分析，貌似是计算里面的一个很大的部分，很折腾人啊

xiaoliu229 发表于 2009-7-31 16:15
' b7 Y# R6 V9 z斜拉桥严格意义上讲和一般桥型没本质区别，尚属于线性体系；而悬索桥就不同，属于非线性体系，必须要考虑几 ...

结构的变形应该建立在变形平衡后的构形上，跨度越大，刚度越小，结构就显得越柔，那么就要考虑几何非线性。应该和桥型没有关系吧，只要是柔的结构都要考虑的，不管斜拉桥还是悬索桥
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