悬索桥的优势及发展史

悬索桥的的优势及及发展史史悬索桥的的形式与其它桥桥型相比比悬悬索桥的的优势与与劣势在界面设设计和材材料用量量方面在构件设设计方面面合理的受受力形式式施工方面面刚度较小小，挠曲曲变形大大（尤其其古代））受风荷、、动荷载载等影响响易发生生振动优势劣势悬索桥发发展史古代悬索索桥悬索桥是是跨越能能力最强强的桥型型之一，，其雏形形三千多多年前已已在我国国出现。据记载，，最迟在在唐朝中中期，我我国就从从藤索、、竹索发发展到用用铁索建建造索桥桥，西方方到16世纪才开开始建造造索桥。。至今尚保保存下来来的古代代索桥有有四川灌灌县的竹竹索桥和和泸定县县的大渡渡河铁索索桥。我国古代代索桥灌县的安安澜竹索索桥建于于1803年，是世世界上最最著名的的竹索桥桥，全长长340余米，分分8孔，最大大跨径约约61m，全桥由由细竹蔑蔑编粗五五寸的24根竹索组组成，其其中桥面面索和扶扶挡索各各半。沪定铁索索桥建于于1706年，跨长长约100m，宽约2．8M，由13条锚固于于两岸的的铁链组组成,1935年中国工工农红军军长征途途中经渡渡此桥，，由此更更加闻名名。灌县的安安澜竹索索桥泸定铁索索桥古代悬索索桥-（活载挠挠度问题题）近代悬索索桥的发发展十九世纪纪末，悬悬索桥跨跨径突破破300米，当时时的遇到到的问题题仍然是是活载挠挠度过大大，曾通通过增大大加劲梁梁刚度来来解决这这一问题题，主梁梁高跨比比曾用到到1/40左右，但但这样增增加了自自重，同同时也带带来了其其他方面面的问题题。1888年挠度理理论诞生生，使人人们对悬悬索桥结结构的力力学特性性有了新新的认识识。美国悬索索桥的发发展20世纪30年代是美美国修建建大跨度度悬索桥桥最兴旺旺的时期期，在40年代停滞滞（风毁毁问题）），60年代后修修建悬索索桥较少少，但至至今为止止，拥有有悬索桥桥最多的的国家仍仍然是美美国。1883年，第一一座现代代悬索桥桥，美国国Brooklyn桥，主跨486m1931年，第一一座突破破千米的的悬索桥桥—主跨1006米的纽约约华盛顿顿桥1937年，主跨跨1280米的悬索索桥，美美国旧金金山金门门大桥落落成1940年，美国国华盛顿顿州主跨853米的塔科马大大桥，主主梁高跨跨比1/350，在19m/s的风中遭遭到损毁毁，使得得风振理理论得到到大幅度度发展。。悬索桥发发展史布鲁克林林大桥Brooklyn桥金门大桥桥旧塔克马马桥（美美国））风毁新塔克马马桥美国悬索索桥的特特点（1）主缆采采用空中中纺线法法架设（2）加劲梁梁采用非非连续的的钢桁梁梁（3）桥塔多多采用铆铆接或者者栓接钢钢结构（4）吊索采采用竖直直的4股骑跨式式。（5）索夹分分为左右右两半，，采用眼眼杆式拉拉杆（6）鞍座采采用大型型铸钢件件。欧洲悬索索桥的发发展悬索桥发发展史欧洲各国国在20世纪60年代，也也开始大大力修建建大跨度度悬索桥桥，现共共有500m以上悬索索桥14座，其中中最为闻闻名的是是英国的的塞文桥桥和恒比比尔桥。。1966年，英国国Severn桥，首创创流线形形箱梁桥桥面和混混凝土桥桥塔，主主跨988米的新型型悬索桥桥1981年，英国国建成当当时世界界第一大大桥恒比比尔桥，，1410米，斜吊吊索，扁扁平钢箱箱梁，混混凝土索索塔塞文桥主跨988米，扁平平钢箱梁梁，梁高高3.0米，桥宽宽22.86米。箱梁梁两侧梁梁高的上上三分点点处各设设有4.5米宽的鱼鱼鳍形的的伸臂人人行道，，吊杆在在顺桥向向的倾角角为正30度，钢塔塔柱高121.92米，1966年建成。。恒比尔桥桥葡萄牙里里斯本的的“4月25日”桥1966年建成，，主跨1013m，桥高70m欧洲悬索索桥与美美国的不不同（1）采用连连续桁梁梁，并与与主缆固固结（2）英国多多采用梭梭状扁平平钢箱梁梁（3）采用混混凝土桥桥塔（4）部分采采用斜吊吊索（英英国为代代表）日本悬索索桥的发发展悬索桥发发展史20世纪70年代日本本就开始始修建大大跨度悬悬索桥，，在其后后的20年间，日日本修建建的大跨跨度悬索索桥近十十座，其其中以1998年的明石石海峡大大桥（跨跨度1990m），创造造了桥梁梁跨度的的世界之之最。1973年，日本本第一座座现代悬悬索桥,主跨712米的关门门大桥1988年，日本本南备赞赞悬索桥桥，主跨跨1100米，采用用新型的的预制平平行钢丝丝索股代代替传统统的“空空中纺缆缆法”编编制主缆缆1998年，建成成世界最最大的悬悬索桥明明石海峡峡大桥——1991米（设计计为1990米）南、北备备赞赖户户悬索桥桥南备赞濑濑户大桥桥主跨1100米，北备备赞濑户户大桥主主跨990米（274+990+274)，两桥宽宽30米，塔高高109.40米，加劲劲桁梁高高13米，1988年。明石海峡峡大桥跨越日本本神户和和淡路岛岛之间的的明石海海峡明石海峡大桥夜景明石大桥桥地震前后后总体图图日本悬索索桥与美美、欧的的不同（1）采用预预制平行行丝股法法（2）焊接钢钢结构索索塔（3）鞍座采采用铸焊焊混合方方式（4）较多采采用公铁铁两用桥桥我国悬索索桥的发发展我国在改改革开放放后，相相继建成成了汕头海湾湾大桥（（452米）、西西陵长江江大桥(主跨900米)、广东虎虎门大桥桥(主跨888米)、香港青青马桥(主跨1377米)和江阴长长江大桥桥（主跨跨1385m）……。其中，主主跨452米的汕头头海湾大大桥采用用预应力力砼加劲劲梁，在在世界同同类桥中中跨径排排名第一一。润扬长江江大桥桥

青马大桥桥1997年，中国国香港青青马大桥桥,主跨1377米,是当时最最大跨度度公铁二二用悬索索桥。江阴大桥桥江阴长江江公路大大桥，主主跨1385m。柱高193m。世界大跨跨径悬索索桥一览览表序号桥名主跨长国家竣工日期1明石海峡大桥1991日本19982舟山西堠门大桥1650中国20093大伯尔特桥1624丹麦19964润扬长江公路大桥1490中国20055亨伯尔桥1410英国19816江阴长江公路大桥1385中国19997香港青马大桥1377中国19978维拉扎诺桥1298美国19649金门大桥1280美国193710武汉阳逻长江大桥1280中国2007二十世纪纪世界悬索索桥的总总结在二十世纪纪中，由由于材料(高强钢丝丝)、施工方法法（AS空中送丝丝法和PWS索股法）和计算理理论的发展，，使悬索索桥朝低低高度主主梁、高高强度材材料和大大跨径方方向发展展。高跨比小小于1/150，跨度超超过1000米有十几几座。欧洲采用用了抗风风性能好好的薄壁壁箱形截截面加劲劲梁，也也逐渐在在各国得得到广泛泛应用。。现代悬索索桥跨径径仍在不不断增大大，90年代后期期建成的的接近或或者超过过1500米的超大大跨悬索索桥有中国润扬扬长江大大桥(主跨1490米)，丹麦大大贝尔特特大桥(主跨1624米)和日本明明石海峡峡桥主跨跨1990米。悬索桥未未来发展展展望（1）悬索桥桥向更长长、更大大、更柔柔的方向向发展意大利与与西西里里岛之间间墨西拿拿海峡大大桥,设计主跨跨3300米的悬索索桥。梁梁高与跨跨径之比比越来越越小，从从。。主主缆缆安全系系数随跨跨径增大大而降低低,已接近2.0。（2）新材料料的开发发和应用用高强钢丝丝和高强强纤维的的应用（3）在设计计阶段采采用计算算机辅助助设计手手段（4）更加重重视桥梁梁美学及及环境保保护纵观悬索索桥尤其其是现代代悬索桥桥的发展展过程，，可以看看到：墨西拿海海峡大桥桥在意大利利卡拉布布里亚到到西西里里的海峡峡上，设设计建造造一座世世界上最最长的悬悬索桥——墨西拿（（Messina）海峡大大桥。设设计主跨跨3300米，四根根主缆直直径1.24米，长5300米，主塔塔高376米，（比比埃菲尔尔铁塔还还高）桥桥面距海海平面65米，桥面面宽60米，其使使用寿命命按200年标准设设计，估估计造价价45亿美元。。Messina海峡大桥桥最终方方案效果果图布鲁克林林大桥旧金山海海湾桥几座典型型的悬索索桥：美国新的的旧金山山海湾大大桥方案案1936年建成的的旧金山山海湾桥桥位于旧旧金山市市的东北北，跨越越旧金山山海湾，，通往奥奥克兰及及伯克利利。全桥桥以YERBABUENA岛作为分分界，分分为西桥桥与东桥桥。西桥桥为两联联公用一一个锚碇碇的三跨跨悬索桥桥，东桥桥采用钢钢桁梁。。几座典型型的悬索索桥：旧金山海海湾桥西西桥旧金山海海湾桥东东桥新旧金山山海湾桥桥东桥方方案比选选几座典型型的悬索索桥：几座典型型的悬索索桥：最后选中中的方案案是主跨跨385米的自锚锚式不对对称独柱柱塔空间间索面悬悬索桥。。美国旧旧金金山新新海海湾大大桥桥（385米）几座典型型的悬索索桥：新旧金山山海湾桥桥东桥方方案立面面建成后的的新旧金金山海湾湾桥几座典型型的悬索索桥：Messina海峡大桥桥最终方方案效果果图悬索桥定定义：悬悬索桥桥，又名名吊桥（（suspensionbridge）指的是是以通过过索塔悬悬挂并锚锚固于两两岸（或或桥两端端）的缆缆索（或或钢链））作为上上部结构构主要承承重构件件的桥梁梁。其缆缆索几何何形状由由力的平平衡条件件决定，，一般接接近抛物物线。从从缆索垂垂下许多多吊杆，，把桥面面吊住，，在桥面面和吊杆杆之间常常设置加加劲梁，，同缆索索形成组组合体系系，以减减小活载载所引起起的挠度度变形。。工作原理理：悬悬索桥中中最大的的力是悬悬索中的的张力和和塔架中中的压力力。由于于塔架基基本上不不受侧向向的力，，它的结结构可以以做得相相当纤细细，此外外悬索对对塔架还还有一定定的稳定定作用。。假如在在计算时时忽视悬悬索的重重量的话话，那么么悬索形形成一个个抛物线线。这样样计算悬悬索桥的的过程就就变得非非常简单单了。老老的悬索索桥的悬悬索一般般是铁链链或联在在一起的的铁棍。。现代的的悬索一一般是多多股的高高强钢丝丝。主要组成成：悬悬索桥是是以承受受拉力的的缆索或链链索作为主要要承重构构件的桥桥梁，由由悬索、索塔塔、锚碇、、吊杆、桥桥面系等部分组组成。悬索索桥的主要要承重构件件是悬索，，它主要承承受拉力，一般用抗抗拉强度高高的钢材（（钢丝、钢钢缆等）制制作。由于于悬索桥可可以充分利利用材料的的强度，并并具有用料省、自自重轻的特点，因因此悬索桥桥在各种体体系桥梁中中的跨越能能力最大，，跨径可以以达到1000米以上。悬悬索桥的主主要缺点是是刚度小，在在荷载作用用下容易产产生较大的的挠度和振振动，需注意采采取相应的的措施。明石海峡大大桥是连接接日本神户户和淡路岛岛之间跨海海公路大桥桥，它跨越越明石海峡峡，是目前前世界上跨跨距最大的的桥梁及悬悬索桥，桥桥墩跨距1991米米，宽35米，两边边跨距各为为960米，桥身身呈淡藍色色。明石海海峡大桥拥拥有世界第第三高的桥桥塔，高达达298.3米，全全桥总長3911米米。大桥耗耗资5000多亿日日元，于1998年4月建建成通车，，其间经历历了1995年1月月17日的的阪神大地地震的考验验。阪神大大地震的震震中虽然距距桥址仅4公里，但但大桥安然然无恙，只只是南岸的的岸墩和锚锚锭装置置发生了轻轻微位移，，使大桥的的长度增加加了约1米米（大桥原原设计长度度为3910米，主主跨距1990米））。桥面6车道，设设计时速100公里里，可承受受芮氏規模模8.5強震和百百年一遇的的80米／／秒强烈台台风袭击。。由于明石石海峡大桥桥的建成，，再加上原原有的连接接淡路岛和和四国的大大鸣门大桥桥，本州与与四国在陆陆路上连为为一体。第二部分：：世界十大大悬索桥No.1明明石海峡大大桥,主跨跨1991米，日本本，建成时时间：1998年No.2舟山西堠门门大桥，主主跨1650米，中国，，建成时间间：2009年舟山西堠门门大桥是继继金塘大桥桥之后宁波波往舟山方方向的第二二座跨海大大桥，也是是舟山大陆陆连岛工程程技术难度度最大的特特大跨海桥桥。项目全全长5452米，大大桥长2588米米，是两跨跨连续钢箱箱梁悬索桥桥，连接册册子岛和金金塘岛，主主跨1650米，是是世界上跨跨径最大的的钢箱梁悬悬索桥，也也是跨径世世界第二、、国内第一一特大桥梁梁，设计计通航等级级3万吨，，通航净高高49.5米，净宽宽630米米。No.3大伯尔特桥桥，主跨1624米，丹麦，，建成时间间：1996年丹麦大伯尔尔特桥，也也叫斯托伯伯尔特桥、、大带桥，，位于丹麦麦哥本哈根根所在的西西兰岛和欧欧登塞所在在的菲英岛岛之间，于于1998年6月14日竣工工通车。桥桥全长6.8公里里，是一座座主跨1624米、、两边跨各各为535米的悬索索桥。桥面面为4车道道，塔高254米，，桥面离海海平面75米。该桥桥锚碇结构构形式独特特，由锚室室、散索鞍鞍以及2者间的中中空结构组组成。钢筋筋混凝土索索塔高258米，主主缆直径827mm，由18,648根直径5.38mm的钢丝丝组成，安安装架设中中采用了空空中架线法法。工程全长35.66公里，由由北接线、、北汊桥、、世业洲互互通高架桥桥、南汊桥桥、南接线线及延伸段段等部分组组成，主桥桥(包括北北汊桥、世世业洲互通通高架桥和和南汊桥)长7.21公里,其中南汊汊主桥采用用单孔双铰铰钢箱梁悬悬索桥，主主跨径1490米，，为目前中中国第二、、世界第四四。桥下最最大通航净净宽700米、最大大通航净高高50米米，可通行行5万吨级级巴拿马货货轮。北汊汊桥采用176+406+176米的的三跨双塔塔双索面钢钢箱梁斜拉拉桥，长758米，，桥下最大大通航净宽宽210米米、最大通通航净高高18米。。全线采用用双向六车车道高速公公路标准，，桥面平均均宽31.5米（行行车道宽30米），，设计车速速100公公里/小时时。No.4润扬长江公公路大桥，，主跨1490米，中国，，建成时间间：2005年英国亨伯尔尔桥横跨英英国亨伯河河，位于北北岸的赫斯斯尔和南岸岸的巴顿之之间。建于于1973～1980年，1981年年7月通车车。桥全长长2220米，主跨跨1410米，北岸岸边跨280米，，南岸边跨跨530米米。引桥为为钢筋混凝凝土高架桥桥。亨伯尔尔桥桥塔采采用由横梁梁联系的钢钢筋混凝土土空心双塔塔柱，高155.5米，桥面面宽28米米，包括车车行道22米，两两边悬臂板板人行道和和自行车道道各3米，，耗资2.5亿多美美元。No.5亨伯尔桥，，主跨1410米，英国，，建成时间间：1981年阴长江公路路大桥是国国家主干道道跨越长江江的特大型型公路桥梁梁。是长江江上建设的的第二座大大桥，位于于江苏省江江阴市西山山与靖江市市十圩村之之间。大桥桥全长3071米，，主跨1385米米，桥面按按六车道高高速公路标标准设计，，宽33．．8米，设设计行车速速度为100公里／／小时；桥桥下通航净净高为50米，可满满足5万吨吨级轮船通通航。大桥桥全线建设设总里程程为5．176公里里，总投资资36．25亿元。。江阴长江江公路大桥桥于1999年9月月通车,是是国家规划划2000年前建成成“两纵两两横”公路路主骨架中中黑龙江同同江至海海南三亚国国道主干线线以及北京京至上海国国道主干线线的跨江““咽喉”工工程，是国国家和江苏苏省基础设设施重点建建设项目。。No.6江阴长江公公路大桥，，主跨1385米，中国，，建成时间间：1999年香港青马大大桥，公铁铁两用桥，，横跨青衣衣岛及马湾湾，全长2，160米，主桥跨跨度达1377米，两座吊吊塔，每座座高206米，离海面面62米，是全世世界最长的的行车、铁铁路两用用吊桥。青青马大桥是是为了赤蜡蜡角机场而而建的十大大核心工程程之一，可可算是世界界级建筑，，1997年建成通车车。它与连连接马湾、、大屿山的的汲水门大大桥一起，，像两道彩彩虹，成成为香港新新的观光景景点。它的的壮观恢宏宏的气势完完全超越了了美国的金金门大桥。。No.7香港青马大大桥，主跨跨1377米，中国，，建成时间间：1997年美国纽约维维拉扎诺桥桥，主跨1298.45米370.33+1298.45+370.33)，双双层桥面，，桥宽31.4米，，加劲桁架架高8.0米，塔高高210米米，1964年建成成。No.8维拉扎诺桥桥，主跨1298米，美国，，建成时间间：1964年美国金门大大桥是世界界著