為什麼懸索橋的跨越能力如此強？
請從材料、受力特點等方面說明。未來懸索橋的發展趨勢如何？
因為懸索橋的主體結構做到了沒有彎矩，只承受拉力。這幾乎是效率最高的結構體系。
簡單說，拿筷子做類比。隨便一用力就可以把筷子掰斷，這就是筷子在受彎；但幾乎很少有人能夠把筷子拉斷，這就是筷子在受拉。幾乎所有的材料，受拉的效能都要遠遠高於受彎的效能。（具體的分析，可以參照這個回答：為什麼對木棍，鐵棒等，折斷比拉斷更容易？）
再舉個例子，想想一下晾衣服。受彎的例子就是晾衣桿，木頭的、竹子的、金屬的，這些杆子都要有足夠的直徑，否則很容易就被衣服壓斷了；受拉的例子則是晾衣繩，很細的一根繩子，所用的材料比木杆子少得多，晾上衣服之後下垂的弧度很大，但一般情況下很難被拉斷。
與軸心拉壓相比，受彎是一個效率極低的承載方式。一定程度上，提高結構效能就是盡量的把受彎轉化為受拉或者受壓。如果同時能夠做到盡量減輕結構自重，那就更完美了。拱結構就是轉化為受壓的例子，而懸索橋則是轉化為受拉的例子。
a 圖就是最普通的梁式橋，完全依靠受彎承載。這種形式非常常見，地鐵、高架、小型公路橋樑，幾乎全部是這樣的。右邊是它的截面的應力分布，上下表面大，中間位置幾乎為零。也就是說，整個截面的應力並不是平均分配的，而是存在一個「水桶效應」，儘管中間位置幾乎沒有應力，但是，只要上下邊緣達到了極限，整個截面就離破壞不遠了。上下邊緣處的應力就是這個水桶最短的那塊木板。
既然中間截面幾乎為零，那麼為什麼不把它們省略呢？於是，就有了 b 圖這種開孔梁。截面中間部位應力很小的那些地方被省去，減輕了自重。拉壓應力集中在上下邊緣處。
把這個趨勢進一步擴大，也就是把原來的梁式結構進一步格構化，去掉應力小的部位，保留最基本的部位，我們就得到了 c 圖的這種桁架結構。d 圖是它的大致內力分布，紅色受拉，藍色受壓。它的截面分布更加合理，上弦桿件受壓，下弦桿件受拉，中間沒用的部位全是空的。著名的南京長江大橋就是這樣的結構形式。
如果把這個最優化的趨勢做到極致，那就達到了 e 圖這種的懸索結構。整個懸索承受同樣大小的拉力，整個懸索的拉力由支座處的錨固平衡。其實這種結構非常好理解，把 e 圖想像成一根晾衣繩，上面晾了11件衣服，而晾衣繩的兩端，需要牢固的栓在牆上或者柱子上。很容易理解吧？
f 圖所示的拱橋就是另一個方向的極致，與 e 圖上下對稱，f 圖中的拱結構只承受壓力，也不承受彎矩。但與純受拉的懸索結構相比，受壓的拱結構還牽扯到穩定問題。舉個例子，你用腳踩放在地上的空易拉罐，很難把它踩碎，但是很容易就把它踩變形、踩扁了。因此，拱結構的效率還是比不上懸索結構。
那為什麼懸索非得是這種形狀呢？也很好理解，弄一根鐵鏈，或者自行車鏈條，兩端固定，中間自由下垂，得到的就是上面 e 圖的這個形狀。自由繩索在自重作用下自由下垂所形成的曲線，一般稱為懸鏈線。觀察一下蜘蛛網，它們就是近似的懸鏈線。
假設承受均布荷載的懸索，最初始的形狀是 a 圖這種倒三角形。因為是對稱結構，所以取它的一半進行分析。如 b 圖所示，類似微積分的概念，近似把這一半均勻分為6份，每份荷載相同。c 圖是這種情況下的力多邊形，而 d 圖中的紅色折線就是這一組力的索多邊形。以這條紅色折線為幾何構形，我們得到 e 圖所示的懸索。因為考慮的是均布荷載，所以不需要再二次迭代了，再迭代一次的結果只會是同樣的這條紅色折線。因此，紅色折線就是均布荷載下的最優懸索，不承受彎矩，只承受拉力。注意，這個不是懸鏈線，而是一條拋物線，因為它承受的是均布荷載，而不是自重。
關於懸鏈線的數學認知，說起來也很有代表性，人類對於知識的認知就是這樣的漸進式的過程。亞里士多德認為拋出物體的運動軌跡是先直線，然後再下落。伽利略意識到亞里士多德錯了，得出了正確的拋物線的表達式，但是，伽利略錯誤的認為一條懸鏈自然下垂，得到的也是一條拋物線。隨後，容吉烏斯指出，在受水平向均布荷載的情況下，懸鏈的形狀才是拋物線，也就是我們上面 e 圖的情況。由於懸鏈的自重是沿曲線方向分布的，水平方向的荷載分量並不均布，所以自然懸鏈不是拋物線。雖然容吉烏斯指出了伽利略的錯誤，但他沒能找到正確的答案。直到1691年的一次數學競賽中，萊布尼茨、惠更斯和約翰·伯努利才各自獨立得出了正確的懸鏈線的數學表達形式。
當然，制約懸索橋跨度和安全性能的不僅僅是豎向荷載，還有側向的抗風設計。1940年，美國塔克馬海峽大橋在風中坍塌，引起了工程學界對抗風設計的重視。今天的懸索橋，技術水平已經達到了很高的程度。目前最長跨度的懸索橋是日本的明石海峽大橋，主跨1991米。其原設計為1990米，但1995年的阪神大地震震中距大橋只有4公里，導致正在建設中的兩側橋塔之間的水平距離增加了1米。
從懸索的數學推導，到驚人的主跨接近2000米的大橋，這就是一條從簡單理論模型到複雜實際設計的道路。數學理論和力學理論如何指導實際的工程設計，這就是一個很好的例子。而所謂工程師，就是能夠優雅簡潔的完成這一過程的人。的確，按單跨距離算，懸索橋是目前主流橋形中最有利的。我今天在湖南矮寨大橋的現場參加一個商業活動，恰好談到這個問題——完全沒有任何計算，大家都能看懂。下面是講稿全文：
大家好，我是一個自媒體人，同時是一個已經離職十年的土木工程師，所以今天來陪大家一起參觀矮寨大橋。不過，我十年前也只是一個普通設計員，不是什麼專家。今天看大橋，我和大家的視角完全一樣，是以一個普通人的身份，一個普通八零後的身份來參觀超級工程。感謝比亞迪公司提供這個機會。
說到今天的參觀，我為這座大橋感到震撼，一方面是因為它的尺度真的很大，單跨1公里多，垂直落差幾百米，風景很漂亮；另一方面，這座橋，當然還有21世紀的很多大橋，顛覆了我在20世紀形成的橋樑概念，讓我覺得它的形狀超出了我童年的直觀概念，是科幻電影里才應該有的場景。可以說，21世紀的中國製造，超越了20世紀中國人最瘋狂的想像。
20世紀，我們中國人造的橋是什麼模樣呢？我和大家共同懷舊一下，這幾幅圖應該可以幫助大家回憶20年前的中國。
我給當時的橋樑總結了幾個特徵：
- 首先是橋樑的主體受力結構在橋面之下。
- 其次是橋樑的跨度不大。
- 第三是和橋樑的跨度比，橋樑的結構比較「厚重」，
根據這三個特徵，我可以再找一座大家都認識的橋：
可以看到，20世紀我們修的大多橋都沒有明顯超出趙州橋的水平。而且當時的工程師還很喜歡修趙州橋這種拱橋。當然，20世紀的現代橋樑荷載比趙州橋要大，上面可以開卡車，但從受力方式，從審美角度來說，甚至從單跨長度來說，二三十年前的中國城市橋樑還真的未必比1500年前的趙州橋強很多。畢竟趙州橋是古代橋樑幾千年篩選下來的優秀設計，我們日常見到的橋樑只是普通設計師和施工隊造的。這就是20世紀中國製造的水平。
就算是當時的國家級工程，也符合上面說的幾個主要特徵。我小的時候，武漢長江大橋印在人民幣上，南京長江大橋印在小學語文課本上。從待遇來看，這絕對是國家級項目，是當時中國製造的最高水平。
武漢長江大橋
南京長江大橋
但我們看這兩座橋，從汽車的視角來看，橋的主體結構還是在橋面下面；橋樑的總跨度雖然能過長江，但最大的單跨也只有100多米，相對橋樑的高度和長江的寬度來說，算得上很小，從視覺上看還是顯得橋樑很「厚」。
大家可以想像一下，現在再編小學課本，再發行新的鈔票，會把什麼樣的橋畫上去？今天參觀的矮寨大橋顯然是有資格入選的。但拋開這種工業奇蹟不說，就說我日常生活中經常遇到的橋，也和幾十年前的完全不一樣。一般來說，開車在橋面上行駛的時候，我們習慣於到受力結構在我們的身邊，甚至在頭頂，不是在腳下。而幾十米，上百米甚至幾百米的大河或者山谷，一般都沒有橋墩下去，一跨就過。至於橋面厚度，和橋樑的高度比，和跨度比，從遠處看過去簡直就像一張紙，但我們也不會覺得不安全。這就是現代大橋的特徵，是我從一座橋就能看出時代感的原因。我平時生活在上海，用身邊的橋給大家舉幾個例子。
（盧浦大橋）
（楊浦大橋）
（蘇通大橋）
為什麼會有這種變化呢？本質上就是中國工業發生了質變。為了幫助大家理解中國工業和大橋之間的聯繫，我略微介紹一點力學。大家不用擔心看不懂，因為接下來我一個公式甚至一個數字都不會說，只給大家看幾張直觀的圖。
首先，我們為什麼要修橋？因為要跨過河流和山谷，因為地球重力把我們往下拽，如果沒有橋面托著，我們就會掉下去。所以，橋樑主要克服的是重力，是垂直荷載。
如果是一根柱子，或者一堵牆，那麼垂直荷載製造的主要是壓力，但我們之所以要修橋，就是要在橋下留下空隙，讓水或者其他的車輛通過，否則橋和路就沒區別了。
單根柱子的情況很好理解。
柱子排起來變成牆……那就不是橋了。
簡單地說，橋必須懸空，必須在橋面下面留空間。但只要橋面懸空，橋樑的垂直荷載就立刻會產生水平方向的應力，這是修橋最主要的問題。大家都注意過過去工地上的水泥預製板吧，只有一面有鋼筋。因為這些預製板是用來當樓板的，懸空受到垂直荷載的時候，下面有伸長的趨勢，受拉力；上面有收縮的趨勢，受壓力。混凝土能受壓不能受拉，所以要在下面布置鋼筋承受拉力。
注意：預製板是分上下的。這幾塊預製板擺放正確，鋼筋分布在下表面受拉。
橋樑和樓板一樣，在懸空的情況下，我們必須先解決水平向受拉和受壓的問題，然後才能把垂直的荷載傳導到地上。如果我們簡單地把一根梁（板）搭在小河兩岸，也會像預製板那樣，上面受壓，下面受拉。這樣的橋板如果經受住了垂直荷載，我們就稱之為簡支板梁橋，是最簡單的橋型，適合用來修小橋。
隨著橋越來越大，當然考慮到節約材料，優化結構。不難想到，既然橋樑的上面用來受壓，下面用來受拉，中間豈不是浪費了？（注意上面那張示意圖，上下表面中間的部分長度不變，不受力）所以，回頭看上面的照片，預製板中間有孔，就是為了節約不受力的那部分材料。工字梁和箱型梁甚至會直接把中間挖空，只保留必要的連接部分。
（工字鋼，經常用來臨時架橋）
（箱梁，「腹部」是空的）
這個思路繼續發展下去，就是桁架橋，中間徹底挖空，可以用來鋪路，讓車輛通過。南京長江大橋的鐵路就在桁架中間通過。我們今天走的矮寨大橋，為了承受兩個拉杆之間的荷載，橋面也是一個比較薄的桁架。總之，一座現代化橋樑，要盡量避免在受拉和受壓的部件之間浪費材料。
（典型桁架橋）
（南京長江大橋）
但這還不夠，因為從理論上說，既然汽車可以在受拉和受壓部分之間開過去，橋下的水流沒必要一定在橋樑「外面」通過，我們完全可以把橋樑「受拉」或是「受壓」的部分做的大一點，大到可以把地球作為橋樑的另外一部分。讓地球承受壓力，橋樑自己承受拉力；或者地球承受拉力，橋樑只承受壓力。
比如說拱橋，受力模式是這樣的：（綠色是橋面，黑色是荷載，紅色是受壓構件，藍色是受拉構件，虛線為虛擬受力線）
如圖所示，拱橋整體受壓，通過兩側的基礎，向兩側傳遞壓力。這意味著人類修築的部分在「上」，用來受壓，而地球在下，被兩個基礎「拉開」。只要基礎修的好，地球是不會被「拉」壞的，所以我們只需要建造受壓部分，節約了很多材料。
另一種思路是我們只修受「拉」的部分，讓地球承受壓力。比如說我們今天看的矮寨大橋是懸索橋。主要受力結構只受拉，不受壓，但實際上通過兩側的錨栓，向地球傳遞拉力，客觀上是把兩側的山體向中間「壓」。
我們可以設想，有一個虛擬受壓的桿（紅色虛線）從空中通過，從兩側承受壓力。這個桿的功能是由地球來替代的。（下圖紅色實線）可以說，這就是把拱橋的結構倒過來。（斜拉橋也可以看斜撐在峽谷上的橋倒過來。）
拱橋和懸索橋的受力模式雖然相反，但都用地球替代了一半的受力構件，而且不用考慮受拉麵和受壓面之間的連接，在力學上是最有利的兩種結構。我們對比一下懸索橋和拱橋這兩種極端情況，哪一種更有利呢？首先必須說，在工程上沒有絕對的優劣。但是，只從理論上說，如果橋的跨度越來越大，懸索橋受拉比拱橋受壓是有利的。因為材料做不到絕對均勻，肯定有結實的部分，有不那麼結實的部分。受力也不會絕對均勻。無論受壓受拉，截面上肯定有一部分受力更大，或者有一部分更容易變形。
在受拉的時候，不那麼結實的部分，或者是受力比較大的部分被拉長，受力就會分到更結實的部分，分到其他受力小的部分。而受拉構件整體上依然保持直線。只要整體上承受能力足夠，橋的形狀就不會變，就不會擴大破壞面。
但受壓的時候不一樣，不那麼結實的部分被壓縮，整個結構會彎過來，在薄弱的地方施加更大的壓力。越是彎曲，薄弱的地方就越危險。等到薄弱的地方被壓壞，或者說在彎曲的情況下被掰斷，橋就垮了。這在工程上稱為「失穩」。所以，拱橋，尤其是大跨度拱橋是不能充分利用壓力的。拱橋一般修到幾百米就是極限，不會用來跨越矮寨大橋這種一公里的峽谷。
受拉件只需要考慮整體承受能力，受壓構件的局部受壓能力必須折減。如此看來，矮寨大橋這種懸索橋應該是最有利的橋型。一方面只受拉，不受壓，把壓力轉移給地球。另一方面又不像拱橋那樣容易失穩。但是，就我過去的幾十年觀感——相信也是各位近幾十年的觀感來說，大多數橋樑要麼是拱橋，要麼是修很多橋墩的連續小跨徑橋，很少有矮寨大橋這種懸索橋，也很少有斜拉橋。甚至長江大橋都可以修拱橋。以至於我們這些生於20世紀的人，看到現在的新式大橋會有科幻感。為什麼會有這種反差呢？
（九溪溝大橋，完全的石拱橋）
（萬縣長江大橋）
前面我們提到過，混凝土和石頭的抗壓能力比較強，鋼材的抗拉能力相對更強。所以鋼產量少的時候，我們就盡量多造那些受壓部件多的橋，最好是拱橋。而且是那種拱圈在下的拱橋，免得還要設拉杆。這就是為什麼過去的橋樑拱橋多，橋墩多，橋面一般在上。當然了，這樣的橋跨度也大不了，遇到矮寨大橋這種峽谷，就要花一兩個小時從盤山公路下去，到達小橋能跨越的地方，過河後再慢慢地繞上去。
（谷地的河上有小橋）
現在我們中國是世界第一鋼產量大國，以20%的人口生產全世界一半的鋼材，所以我們有足夠的鋼材用來製造受拉構件。包括樓房裡的鋼筋，包括鋼樑，也包括大橋上的鋼纜。今天去看的矮寨大橋，纜繩全部是國產的。
我剛剛看了新聞，今年上半年中國的鋼產量是4.2億噸，超出世界一半。你可以說這裡面有生產力過剩，有污染，但無論如何，這意味著鋼鐵行業的下游產業可以得到充足、廉價的供應，可以隨便使用之前不敢想像的材料。絕大多數工業部門的設計師，在鋼鐵的支持下都可以落實此前不敢想像的創意。所以我們看到了一個相對30年前很科幻的中國。
（今年的數據更誇張）
鋼產量改變我們的生活，不止是在交通方面。比如說現代中國人的愛情也被鋼產量塑造了。因為談戀愛需要兩個人有私密空間，而私密空間就需要多蓋房子。過去房子不夠，無論城市農村，幾代人住在一起是常態，所以父母包辦婚姻也是常態。現在的年輕人，就算是普通工人，兩個人工資放到一起也可以租一個房間。如果沒有足夠的鋼產量，造不出足夠多的獨立房間，就沒有今天年輕人的自由結婚，自由戀愛。和我們父母，我們的祖父母一代相比，製造業對生活方式的改造，可能比交通方式的改變更劇烈，更有科幻感。
當然，這個科幻感是相對我們國家的過去而言的。橫向比較，美國這樣的國家在我出生前，甚至在我的父母出生以前，就已經製造了很驚人的建築，過上了工業化的生活。比如說，金門大橋是1937年造的，曼哈頓大橋是1909年修的，紐約布魯克林大橋是1883年修的——那一年甲午戰爭還沒打，毛澤東還要十年才出生。對於我們中國人來說，那一年也不是1883年，而是光緒九年。
（1937年 金門大橋）
（1909年曼哈頓大橋）
（1883年布魯克林大橋）
之所以美國人在一個世紀前就能修這種超級工程，就是因為當時美國工業很強大。我們中國現在是在補課，雖然在很多方面，尤其是土木工程方面已經超過了美國，但和當年落後的距離相比，我們現在的領先還很有限，還需要繼續發展製造業。沒有發達的製造業，設計師再多的創意也沒法落實。
（其實懸索橋這種橋形出現的很早，長征時通過的那個瀘定橋就是懸索橋。但一直到鋼產量以億噸計，大跨度懸索橋和斜拉橋才變成我們國家的主流橋形）
——分隔線——到此問題已經解決——下面是講稿其餘部分——
為什麼鋼鐵是製造業的基礎呢？因為，從歷史上看，工業最重要的就是兩點，第一是材料，第二是能源。只要突破了這兩個問題，其他行業的工程師才能發揮自己的創造力。第一次工業革命，能源方面的突破是蒸汽機替代人力，材料方面是鐵替代木頭，這次革命把我們人類帶進工業時代。第二次工業革命，能源方面是電動機、內燃機，材料方面是鋼材，把工業從鐵路沿線推到整個世界。
現在已經是第三次工業革命了，碳纖維、石墨烯行業是解決材料問題；在海里挖可燃冰，還有太陽能，就是解決能源問題。但也要看到，在第二次工業革命的層次上，中國還有很多地方要補課，還要追趕西方最先進的工業部門。比如說汽車就是典型的第二次工業革命產物，我們中國汽車產量剛剛達到世界第一沒幾年，優勢還不像鋼鐵工業那麼大，在發動機、變速箱這些方面還有很多細節趕不上人家。至於飛機和飛機發動機，那差的就更遠了。
比亞迪等車企現在搞新能源汽車，實際上就是在利用第二次工業革命的結構性機遇，用第三次工業革命的技術來補上第二次工業革命的差距。我前面提到，第一次工業革命的能源是蒸汽機，第二次工業革命就是內燃機和電動機。為什麼第二次工業革命的主要動力機有兩種呢？
作為資深的駕駛員，這個原因大家都知道。因為電池的能量密度太低，電動機用在固定的場合很合適，但一旦運動起來，拖不動能長期驅動自己的電池。所以，在固定的場合，比如工廠，我們能用電就用電；在有軌道的時候，我們也盡量通過軌道輸電，給交通工具用電動機，比如說電力機車，城市電車。但是如果連軌道都沒有，一般只能靠燒油的內燃機了。這就是為什麼汽車離不開加油站的原因。
另外，電池要保證電壓和電流，必須幾十幾百個連在一起才能驅動發動機。但如果其中某個電池出了問題，老化了，不僅不能貢獻電力，還可能成為整個系統的負擔，影響其他電池的發揮。要是駕駛員一邊開車，一邊還要操心電池組的安排，要更換電池，也是沒法工作的。所以燃油發動機是交通工具的主流。
到了21世紀，一方面化學進步提高了電池的能量密度，另一方面計算機越來越便宜，可以裝在車上管理電池組。我們終於可以從新的捷徑去追趕第二次工業革命的欠賬了，在這個歷史環境下，可以說，我們中國作為世界第一工業大國，就應該誕生一批強大的新能源汽車公司。比亞迪在這種環境下崛起，可以說是應運而生，符合歷史的發展趨勢。
我查了一下比亞迪的歷史，2003年之前，這是一家比較純粹的電池生產廠。2003年開始，比亞迪開始造汽車，推動中國汽車工業彎道超車，追趕歐美已經很成熟的內燃機汽車企業。很巧，就在那幾年，中國互聯網文學也開始起飛，2003年出現了一部標誌性的軍事科幻小說《醒獅》。
十四年過去了，回頭看這本小說，寫作水平一般，但是內容很有代表性。作者在2003年就意識到，中國的國力在今後幾年將有爆炸性增長，將從一個重要的工業國家成長為全球最大的工業國，最終要藉助這個國力顛覆世界秩序。這本書最重要的設定就是「金龍電池」，一種超高密度電池，能顛覆整個軍事工業和民用工業的電池。藉助這種電池，中國製造了功能最強的手機，研發了先進的飛機，還有電力坦克，在東面解放台灣，控制東南亞，在西面翻越青藏高原，解放錫金，打敗印度，非常符合現在的國際形勢。
《醒獅》開頭
《醒獅》金龍電池
《醒獅》 電池性能
《醒獅》 錫金之戰
14年後的今天，再看幾張當年小說的預測。雖然裡面提出的技術指標和國際形勢有些偏差，但我們能發現。2003年已經有人認識到電池技術和整個國家發展戰略之間的關係，期望中國通過發展電池技術來打破歐美在第二次工業革命中形成的領跑地位。這正是比亞迪和很多中國企業正在作的事情。
現在，中國東部大多數城市都能看到比亞迪的品牌，尤其是滿街都是不燒油的電動公交車。這對20世紀的我來說，已經很科幻了。而汽車的電力供應足了，不僅僅是改變了汽車的動力來源，也給汽車的智能化提供了機遇。過去燃油車那個小電瓶的電量太小，如果汽車全面智能化，如果將來的汽車轉向自動駕駛，要在旅途中給我們提供辦公室一樣的辦公環境，靠過去的汽油發動機加電瓶是拖不動的，只有新能源汽車能解決這些問題。可以預計，5年，10年後，中國街頭的汽車還會繼續給我更新的科幻感。
我們今天來參觀矮寨大橋，看到了鋼鐵工業的進步改變了中國橋樑的形態，讓中國趕上了美國的水平。我相信，作為中國製造的基礎之一，比亞迪在新能源方面的進步，也會讓我們在汽車和其他行業趕超歐美髮達國家。再過幾年，等到新能源這個基礎再紮實，就能把更多的汽車打進歐美主流市場，來自外國的專家也會覺得我們代表製造業的未來，到中國給我們做錦上添花的工作。相信比亞迪能創造出不遜於矮寨大橋的奇蹟。
謝謝大家。
相關回答：
馬前卒：傳統的石拱橋在現代社會中是否已經被完全淘汰了？
馬前卒：少慢差費的南京長江大橋高填土方案是怎麼回事？
我也來說一說，和1樓的解讀方式可能不一致。
橋樑結構形式主要有幾種
1、簡支梁，2，連續梁（連續剛構）3，拱橋，4，斜拉橋，5，懸索橋
橋樑除了承擔車輛荷載外，更重要的是要承擔自身的自重。
簡支梁的最大跨度是50m，在跨度增長時，為了能夠增強抵抗能力，需要加大梁高，而梁高的增長會增大自重，而且自重產生的效應即彎矩，是與跨徑成平方關係，因此當跨度達到一定時，無論怎麼提高梁高，都沒法增加跨度了，因為橋樑會被自己的自重壓垮。
跨度繼續提高，就需要採用連續梁與連續剛構形式了，這兩種形式會在支座位置產生負彎矩，減小跨中的正彎矩，改善橋樑的受力。
最大跨度，大概做到250m。
拱橋的跨越能力很好，如1樓所述，拱結構承擔很大的壓力，會改善其受力性能。
但是這是理想情況，即拱橋承受均布荷載的形式。這種形式荷載的來源通常是自重。
所以拱橋的自重對拱橋的受力，經常是有利的，而車輛荷載是集中力，集中力會產生彎矩。
彎矩太大了之後，拱圈就受不了了。
同時混凝土雖然說抗壓能力很好，但是受壓構件有個很致命的穩定問題，跨度大了之後，穩定問題就會很突出了。
混凝土拱橋，鋼筋混凝土拱橋，目前最大跨度是420米，萬縣長江大橋。
而目前正在設計的，北盤江大橋，跨度達到了445m。
斜拉橋的跨度可以達到1000m左右，斜拉橋的主要受力構件是斜拉索，加勁梁，主塔。
在主樑上，每隔一段就設置一個斜拉索，這相當於給加勁梁加了一個彈性支撐，把大跨度的斜拉橋分成若干個小跨度的加勁梁，這樣加勁梁的受力就不會隨著跨度的增長而成幾何級數增長。而斜拉索的強度又很高，這樣跨度就做大了。但是因為斜拉索的角度問題，所以斜拉索會給加勁梁有一個軸心壓力，這個壓力就會引起穩定問題，所以1樓說拉壓力比彎矩要好，實際上是不準確的。
懸索橋在斜拉橋的基礎上有變化，懸索橋的主要受力構件是大纜，錨釘。加勁梁不再是主要受力構件了。
懸索橋的大纜上垂下吊杆，也將加勁梁分成若干段，只是與斜拉橋不一樣的是，吊杆與加勁梁垂直。此時，吊杆完全起一個支撐作用，對加勁梁不會產生水平分力，這就避免了加勁梁的穩定問題。
車輛在加勁樑上運行，車輛荷載和加勁梁自重，通過吊杆傳遞到大纜上，所有荷載由大纜承擔，最後傳遞到兩頭的錨錠上。加勁梁就類似與小跨度的簡支梁，這時候不控制受力了。
斜拉橋和懸索橋跨度很大的原因，就是用斜拉索和吊杆，將大跨度的加勁梁分割成了若干個彈性支撐的小跨度橋。使得跨度的增長不會大幅度的增加自重。
同時1樓提出的：軸向拉壓是不是一定比受彎更好，恐怕值得商榷
懸索橋之所以要轉換為拉力，是與材料有密切關係的
因為我們只能得到抗拉的高強材料，鋼絞線的抗拉強度是1869MPa，而一般形成梁的鋼材Q345，屈服強度是345MPa，有5倍的差距。
如果也有像斜拉索的高強板材，其他橋型的跨度也能做大。
拱橋也是利用類似的原理，混凝土材料與圬工材料抗壓性能很好，所以我們轉化為壓力。
我們轉化為什麼力，是根據材料性能選擇的，而不是因為拉壓比彎曲好。
簡單來說，如果懸索橋是把彎矩轉化為了壓力，而不是拉力，那到底哪個好呢？
舉一個例子，如果一個能夠有非常高強度的中長柱，一個受純彎，一個受軸壓，誰更容易破壞呢？
再取到極限狀態，如果強度無窮高，又是什麼情況呢？
恐怕軸壓的穩定問題會更突出吧。
另外1樓舉的筷子容易彎斷不容易拉斷的例子，來說明抗彎比較困難
實際上，不容易拉斷的生活經驗，是因為無法提供足夠的拉力。要想施加足夠的拉力，必須要保證手和筷子有足夠的摩擦力，這是很難做到的。
如果用拉力機載入，是可以加到筷子纖維的抗拉強度。
樓上已經有很多路橋方面的大神的答案了，我作為一個運輸方向的學生，只了解粗淺的路橋方面的內容，但還是來說一說。
前面說的基本都是懸索橋的優點，但是懸索橋也有一個致命的缺點，就是橋樑剛度小。斜拉橋的剛度比懸索橋大，但是也很難達到桁架梁橋或者桁架拱橋的水平。因此，懸索橋和斜拉橋大多應用在公路運輸中，在鐵路運輸這種動態衝擊很大的場合，一般是不會使用的。跨越長江這種大江大河的鐵路橋，幾乎無一例外都是桁架橋。
讓我們盡情的受拉吧！！金屬材料的延性，不需考慮尺寸的受壓失穩
為什麼徐老師的回答點贊數這麼少？豬小寶的好多，其實個人更贊同徐騰飛的說法，可能是路人看熱鬧的更喜歡通俗易懂的回答，即使有很多專業的瑕疵。
因為結構形式更加優秀唄，普通結構荷載都是先水平，然後向下傳遞，首先是水平構件要有足夠的承載力，然後豎向構件有足夠的承載力，然後是地基基礎。在這其中，水平傳遞是主要的，直接決定了跨度。
懸索橋，荷載傳遞增加了一個關鍵的向上傳遞的作用，橋面荷載通過拉索向上傳遞，傳遞給主纜，主纜通過索鞍再向下傳遞給主塔，主塔再接地基基礎。
豎向傳遞差不多，關鍵在於懸索橋把水平傳遞給優化了，通過向上傳遞，減小了橋面的負荷，跨度自然就增大了。
總體來說是懸索橋這種結構形式更加優化而已。
請教徐騰飛老師和豬小寶博士，現在土木結構碩士畢業，重大，出路在哪裡呢？目前好一點的設計院和甲方真心難進，像基準這類的私營設計院工作強度是其次，關鍵是降薪之後待遇也很低。本人英文還不錯，數理方面也算紮實，求指條明路或結合目前行情給些建議，謝謝。
@豬小寶/徐騰飛老師。
馬督軍的回答總是面面俱到，不過也太啰嗦。
你可以自己找根粗鐵絲做個試驗：
把鐵絲稍彎搭在兩張桌子之間，板凳或其他東西只要能架空就行。
當中間往下彎時，相當於懸索，把中間推一推，你會發現它會自動回到初始狀態。
如果中間往上彎，也就是相當於拱橋時，你沒法讓它自己穩住。
這就說明了懸索的穩定性比拱好。
當然，如果你的拱有一定的寬度，比如把鐵絲折成長方形的框做成的拱，它也會有一定的穩定性，但這個長寬比不能太大，一個細長的拱穩定性肯定不好。
但懸索也有它的缺點，吊著的鏈子容易被風吹得晃動，當晃動過大時人車也就沒法過橋了，所以懸索橋必須採取措施以減輕風力的影響。
而拱多少算是個框形結構，在長寬比比較小時不易被風吹動。所以同樣是鋼鐵橋，在橋樑跨度較小時多選擇拱橋，橋下凈空小時還會選擇上拱吊住橋樑。跨度超大時要想讓拱橋還得足夠穩定就得做得很寬，成本就不如懸索橋了。
工程師還會想辦法讓拱橋跨度更大一些也能保持穩定，比如把拱的兩端做成分叉形以加寬對穩性至關重要的端點，中間往裡收縮而減少用鋼量以減少成本，或者加上拉索以穩住橋拱。不過這些方法能力都有限，所以當跨度超過一定限度時都只好選擇懸索橋和斜拉橋。
說到斜拉橋，它也利用了下吊的穩性相對較好的道理，所以它的跨度也能做的比拱橋大。但在同樣重量下拉索受的拉力與拉索與橋面的夾角成反比，也就是說跨度越大拉索塔就得做得越高，到一定程度時它的成本就會高於懸索橋。
同樣是鋼鐵橋，跨度很小時多選擇簡單的工字梁，隨著跨度增大，變成框架簡支梁，然後是拱橋、斜拉橋。在現在的技術條件下能做到跨度最大而又能保持足夠的穩定性的是懸索橋。
傳統梁式橋、拱橋都是集中受力(主梁、主拱)有疊加效應，跨度越長自重所帶來的荷載急劇增加。
因此，像斜拉橋這種分布受力式結構即使跨度再大，也就是多加拉索，主承力結構——拉索是不會相互疊加受力，可以大大提高跨越能力，但是斜拉橋的缺點是隨著跨度增加，橋塔的高度也會急劇增加，而橋廂受到的壓應力也會疊加增長，橋塔和橋廂的抗壓極限反而限制了斜拉橋的跨越能力
因此，懸索橋拉索的應力雖然會疊加在主索之上，但因為是均勻增加不像梁式橋拱橋那樣的死重增加不會太劇烈，而且是拉應力，主索的鋼絲抗拉極限提高也相對於混凝土提高抗壓更容易些，另外隨著跨度增加橋塔高度也不會加得太高(主跨1088的蘇通橋塔比1991的明石還高)
終上所述，懸索橋是最利於跨越的橋樑類型，但是錨錠問題讓很多橋樑不代表選用不用錨錠的斜拉橋
世界已建在建主跨十大橋，只有一個斜拉橋其餘都是懸索橋
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%96%E7%95%8C%E5%A4%A7%E6%A1%A5%E5%88%97%E8%A1%A8
我想補充兩點∶材料的進步和施工的方便。
豬小寶已經深入淺出地道出了最主要的原因，用專業點的話說：主要受力結構——主纜純受拉力。先借用豬小寶晾衣服的例子來說明懸索橋三大主要受力構件（也不知恰當否）：你要晾衣服，找到了一根繩子，綁在兩棵樹之間即可。兩棵樹距離越遠，所用繩子當然就越長，繩子下垂度也越大，衣服可能就會拖到了地上，很自然地你想在中間加一根桿支撐住垂下的繩。加一個桿不夠呢？再加桿，如果加了兩個桿便很像懸索橋的常見的三跨懸索橋，再加桿成了多跨懸索橋了。所以，我們稱晾衣繩為主纜，桿為橋塔，綁在樹上的部分為錨碇，它們便是懸索橋三大主要受力構件。事實上在跨越大江大河的時候，沒有那樣的樹可綁，但也有類似「綁樹」的方法，可以利用兩岸已有的堅實的岩層或岩洞，錨碇嵌入岩體通過錨碇自重和錨碇隧道圍岩共同承擔主纜強大的拉力，稱為隧道式錨碇；如果沒有堅實岩層就可做成重力式錨碇，用巨大的混凝土塊的重力來抵抗主纜的拉力。
下面正式補充，沒有材料和施工的支持，縱使有再強大的設計理論，也無法做成大跨度橋樑的。
1883 年跨越紐約東河的Brooklyn Bridge建成通車，設計者是天才的橋樑設計John Augustus Roebling。由於高強碳素鋼絲的使用和空中送絲法( aerial spinning) 主纜施工技術的確立， 該橋的跨度一下提高到486m。這兩項技術是現代懸索橋發展的基礎，所以Brooklyn Bridge被大家公認為世界上第一座現代懸索橋。高強碳素鋼絲不僅強度比一般的鋼絲強度大，而且質量更輕。高強碳素鋼絲的出現為大跨度的懸索橋提供了實現的可能，並且實踐說明這是可行的。
來自於懸索橋與材料_百度文庫，這篇文章可以為我提供材料方面的論據。應該是一篇論文，只是我還沒有找到原作者，冒犯了。其實很多橋背後是有故事的，這個橋也不例外，感興趣的可以去搜索。很直觀的感覺是主纜對材料要求是最高的，而受力形式的合理性使得真正能「好鋼用在刀刃上」。
在施工方面，與其他形式橋樑相比，懸索橋施工是極方便的。簡單來說，在完成錨碇和橋塔施工後，即可進行空中施工，編製主纜，無需搭建施工平台。而主要受力構件的完成，懸索橋主體就完成了。拱橋的跨度是目前被施工所限制，如常見的轉體、懸臂施工，跨度一大，施工的難度大大加大。而梁橋的支架施工、頂推施工等施工方法與之相比更顯笨拙原始。以上我說的都是地錨式懸索橋，自錨式這種只具懸索橋之形的我不做討論。
因為懸鎖的強度高，韌性好，而且還能那麼長…
懸鎖用的是珠光體鋼絲，強度在1800MPa左右。
而且這種鋼絲基本就是鐵碳合金，最多加0.8%的合金，純珠光體。
而且這種鋼絲還具有抗扭轉變形的能力，不用經過複雜的熱處理。
可以對比那些汽車用的高強度鋼，我不是針對汽車用的高強度鋼，其實其他的鋼材也……
最近有人妄圖用碳纖維玄武岩纖維或者高分子代替珠光體鋼絲。
我只能說嘿嘿嘿
珠光體鋼絲賣的和青菜一個價，你說橋不建個3000米跨度對得起政府幾百億投資么？
未來，2200MPa今年就可以商品化，未來的趨勢就是越來越長的橋。可能城市內也會利用懸鎖橋節約土地面積。
順便說一句，我就是拉鋼絲。
樓上幾位大神已經深入淺出的說的很明白了，但是篇幅稍長，那麼我這個本科渣渣就試著簡短的說明吧。
主要原因有兩點
1.梁體材料的改變
懸索橋的梁往往採用質量輕，受力性能優良的鋼材，相比與混凝土梁，在承受同等荷載的情況下，鋼樑自重要輕了許多。須知，對於混凝土梁橋來說，其承受的荷載有三分之二左右是自重，因此採用鋼樑可以有效減小橋樑承受的彎矩。
2.受力的改變
普通梁橋只承受正彎矩，也就是使橋樑變成凹狀的彎矩（不討論預應力），而懸索橋則不是，其上的拉索會給橋樑向上的拉力，使橋樑承受負彎矩，這樣可以抵消自重，外在荷載帶來的正彎矩，再一次減小梁體受到的彎矩。
彎矩減小啦，跨度就可以增大啦，不過拉索和主纜會承受很大的拉力，這些拉力由兩岸體型龐大的錨碇來平衡。
樓上都是真大神 作為一名路橋專業學生（學渣可能才是對我最好的描述）我也忍不住來說兩句 說的不對 不要笑哈：很簡單 懸索橋 又稱弔橋嘛 顧名思義 整個橋面系是吊在懸索上的 那麼懸索就承擔了整個橋樑系所有的力 而懸索又錨定在橋樑兩端 內什麼 就好比有兩隻手拉伸了一根繩子 使得兩側的力抵消了來自於橋面垂直向下的拉力 因此 只要可以將這部分力抵消 那麼橋樑就會保持穩定 所以再長的橋（其實也只是增加了橋面系重量的概念）都沒問題 不過 有一種情況例外（好吧 上課沒有好好聽講 忘了是抗什麼穩定性了） 橋樑工程課上老師放過一個有關美國懸索橋在風中扭動 然後垮塌 所以懸索橋的設計要首先考慮這種抗XX穩定性（好吧 我就是來濫竽充數的 別打臉） 最後說一句 我們老師說 懸索橋 是目前四種橋樑形式中最安全 設計簡單 跨越能力最強的橋樑形式 因為 兩端錨定的力算好了 就成功一大半了。
我覺得主要還是考慮到穩定性 受拉不用考慮失穩 而斜拉橋 拱橋都存在失穩的問題
我以施工的角度來說下，感覺梁式橋現在已經很穩定了。幾乎不會出現什麼毛病。如何可以施工的話還是連續梁橋對於公路和鐵路都比較通用。斜拉橋用於政績工程的比較多，拱橋已經不太適用了。懸索橋不是未來的趨勢，用於特殊場合。中國也沒幾條。
從懸索橋的結構形式看將來是特大橋的主要方式
懸索橋的施工相對簡支梁橋，或者是連續梁橋，佔地要少很多，基本上就是主塔佔地，而其他梁橋需要墩台施工，要大量佔地，還需要修施工便道等等。在陸地上好解決，在江河，或者山谷里呢，還有高差較大的情況，墩台需要做的很高，那就大大的增加成本和工期了。
路橋學生來膜拜一下
上面的專家說的不錯，受拉比較穩定，怎麼搖晃都行，受壓的話晃幾下可能就倒了。
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