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对于按跨度划分的桥梁, 周教授的标准是: 超大桥：跨度1000m以上 特大桥：跨度500～1000m 大 桥：跨度300～500m 中 桥：跨度100～300m 小 桥：跨度100m以下
桥梁适用范围： 斜拉桥：可达1000m左右 悬索桥：m以上 系杆拱桥：跨度可达500～600m
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2） 斜拉桥设计中索力优化主要方法 斜拉桥设计中使用的索力优化理论比较多，目前主要有刚性支
承连续梁法、零位移法、弯曲能量最小法、弯矩最小法、内力平衡 法、用索量最小法和影响矩阵法等。下面分别对其进行介绍：
(1).刚性支承连续梁法 刚性支承连续梁法是指选择合适的斜拉索张拉力，使结构在成
第七章 缆索承重桥梁的计算分析
本课程所介绍的缆索承重桥梁主要指斜拉桥和悬索桥，其共 同特点是缆索为主要承重结构或关键的受力构件。本章主要介绍 实用的计算方法。
按结构的受力体系，一般将桥梁结构分为梁、拱、悬索和组 合结构
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f l M 2(x)dx 0
梁中的弯矩可写为 M q(lx x2) / 2 Nx 2
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将弯矩表达式代入目标 函数中，可计算得到使目标 函数f最小的赘余力为
N 5ql / 8
对应的梁的弯矩如右图。
从上面的分析我们可以看出，如果能对拉杆进行张拉，通过调整 拉杆中的张力，就可以调整梁中的弯矩。设定不同的目标，可调整出不 同的梁的弯矩状态。这就是斜拉桥恒载索力计算的出发点，即通过设计 恒载索力使斜拉桥受力合理。
弯曲能量最小法是以结构(塔、梁)弯曲应变能作为目标函数， 从能量原理出发，设计合理索力保证成桥后结构弯曲能量最小。在 具体应用中，通过将主梁，主塔和斜拉索的截面积取大值，梁、塔 的弯曲刚度保持不变，进行结构计算，所得结构主梁、主塔弯矩都 很小。弯矩最小法则是以结构的弯矩平方和为目标函数，使设计的 结构的弯矩平方和最小。其结果与弯曲能量最小法接近。
桥时的恒载内力状态，与以拉索锚固点为主梁支点的刚性支承连续 梁的内力一致。
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(2).零位移法 该方法是通过索力调整，使成桥状态下主梁在恒载作用下索梁
联结处的位移为零。对于采用满堂支架一次落架的斜拉桥体系，其 结果与刚性支承连续梁法基本一致。 (3).弯曲能量最小法和弯矩最小法
墩支桥：小跨度桥梁
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7.1 斜拉桥的恒载索力确定
斜拉桥是塔、梁、斜拉索三种基本构件组成的缆索承重结构体 系，一般表现为柔性的受力特性。由于斜拉索是可张拉的结构，因 此斜拉桥的力学计算模式在不同的阶段是不一样的。
受弯结构 受压结构 受拉结构
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材料利用率低
所用材料极限强度 远低于高强钢丝
材料可全截面利用， 但受稳定限制
所用材料极限强度 远低于高强钢丝
跨度远小于拱桥 和悬索桥
跨度远大于梁桥但 远小于斜拉桥和悬 索桥
材料全截面利用
所用材料为高强钢 丝，极限强度为常 用高强钢的3倍左右
跨越能力最大，采 用现在的材料，极 限跨度能达到 5000～7000m
建成后的结构塔、梁和斜拉索构成一整体，是一多次超静定结 构，因此在活载作用下各构件的内力按刚度分配；不考虑非线性影 响时，与一般结构的计算一致；如果考虑几何非线性，则要将斜拉 索作为索结构、同时考虑恒载内力状态、结构大位移的影响。
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一般的连续梁、连续刚构桥这类墩支撑桥梁，结构设计和施工 顺序（方案）一旦确定，结构恒载内力就是确定的，一般不能通过 结构内部的调整来改变结构恒载状态（超静定结构支反力调整可调 整结构恒载内力）
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周念先教授在《桥梁方案比选》中提出的桥梁分类方法: 按跨越能力 墩支桥
特点是：桥墩支点间的距离不能太大；适用于中小跨度桥梁 梁式桥、上承式拱桥、斜腿式刚架等 杆吊桥 用一定间距的吊杆或斜索将一座大跨度桥梁分成许多个小跨弹 性支承连续梁，这类结构包括： 悬索桥、斜拉桥、系杆拱桥等
5ql4 384EI N
l3 48EI h EA 如果取EI/l3=1，EA/h=192，上式变成
N ql / 2
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这一状态相当于中间有支点的两跨简支梁的恒载内力状态，这时对 应的梁的弯矩图如下图所示。
为了优化梁的受力，可以根据需要拟定一个目标函数。现以梁的 弯矩平方和为例来加以说明。目标函数为：
对于斜拉桥来说，在恒载状态时，斜拉索可以看成是一种主动 受力构件，可以通过设计斜拉索的索力来调整或改变结构的内力状 态。 既然斜拉索有这样的力学行为，那么就提出了什么是合理的恒 载内力状态问题？是否可以设计成最优的恒载状态？
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实际上不只是斜拉桥有这样的问题，自锚式悬索桥、斜拉-悬吊 组合体系桥以及系杆拱桥等这类内部超静定结构，都有如何确定合 理或较优内力状态的问题。以下以斜拉桥为例说明恒载内力优化的 思路和方法。 1） 结构内力状态优化的概念
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(4).内力平衡法 内力平衡法是以结构内力为研究对象，按照“内力平衡”
的原则得到合理的斜拉索索力。基本原理是设计恰当或合理的 斜拉索张拉力，以使结构各控制截面在恒载和活载的共同作用 下，上翼缘的最大应力和材料允许应力之比等于下翼缘的最大 应力和材料容许应力之比，从而达到截面上、下缘材料均被充 分利用，截面受力均匀。
斜拉桥成桥恒载内力分布的合理与否是衡量设计优劣的重要标 准之一。恒载内力的优化过程实际是斜拉桥的设计过程。
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对于斜拉桥的恒载内力优化（或称设计），可用下面的简单例子 给予说明。
对于上图所示结构，如果我们按结构力学的方法来计算结构的赘 余力，可以计算出中间拉索的轴力为