斜拉桥设计计算参数分析

斜拉桥设计计算参数分析
斜拉桥设计计算参数分析

斜拉桥设计计算参数分析

摘要: 在斜拉桥的设计中,除对塔、梁、索的构造形式及尺寸的选取外,主要的总体设计参数有主梁的中边跨跨径比、跨高比、跨宽比、宽高比和主塔的有效跨高比以及主梁的温度变化、混凝土收缩徐变,这些参数将直接对斜拉桥的结构性能产生影响,故有必要通过统计已建斜拉桥的设计资料,对上述参数的选用给出一总体认识。

关键词:斜拉桥;设计参数;

1 概述

斜拉桥属高次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成

桥后的主梁线形、结构内力有着密切的联系。并且在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的断变化,主梁线形和结构内力亦随之不断发生变化。因此,需对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,从而求得斜拉索张拉吨位和主梁挠度、主塔位移等施工控制参数,并依此对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效

的管理和控制。

2 设计参数分析

2.1 主梁的中、边跨跨径比主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系的变形特性和锚索的抗疲劳性能:

从图1、图2可见,三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于2.0~3.5之间,集中在2.5处;三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为1.5~3.0,较集中于2.2处。就一般而言,中、边跨跨径

斜拉桥设计计算参数分析

斜拉桥设计计算参数分析 1 概述 斜拉桥属高次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形、结构内力有着密切的联系。并且在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的断变化,主梁线形和结构内力亦随之不断发生变化。因此,需对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,从而求得斜拉索张拉吨位和主梁挠度、主塔位移等施工控制参数,并依此对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效的管理和控制。 2 设计参数分析 2.1 主梁的中、边跨跨径比 主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系的变形特性和锚索的抗疲劳性能: 从图1、图2可见,三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于2.0~3.5之间,集中在2.5处;三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为1.5~3.0,较集中于2.2处。 就一般而言,中、边跨跨径的比值大于2.0,将能控制锚索的应力幅度在一定的范围内,并提高结构体系的总体刚度。在许多斜拉桥中,虽然中、边跨跨径的比值较小,但边跨中往往采用设置辅助墩或将主梁与引桥连接形成组合体系以提高结构刚度,适应结构的变形要求。 2.2 主梁自重分析 选取某斜拉桥桥5号、9号梁段(见图3),各自增重5 %(其它参数取理论值) ,分别计算得到在浇筑完5号、9号梁段后各控制点挠度及主梁控制截面弯矩变化情况,见图3 、图4 。 图3:主梁自重增大5 %的梁段挠度影响图4:主梁自重增大5 %的梁段弯矩影响 从图3 、图4可见,梁段自重对控制点挠度的影响较大,且悬臂越大,影响越明显。梁段自重对控制点弯矩的影响更加不容忽视, 9 号梁段自重增大5 %,导致6 号梁段的弯矩值增加至1 200 kN •m ,达到合理成桥状态下该截面弯矩值的7 %。 2.3 主梁弹性模量分析

斜拉桥结构体系

斜拉桥结构体系 一、结构体系的分类 1、按照塔、梁、墩相互结合方式,可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。 2、按照主梁的连续方式,有连续体系和T构体系等。 3、按照斜拉桥的锚固方式,有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系。 4、按照塔的高度不同,有常规斜拉桥和矮塔斜拉桥体系。 二、结构体系介绍 1、漂浮体系:漂浮体系的特点是塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有支承外,其余全部用拉索悬吊,属于一种在纵向可稍作浮动的多跨柔性支承类型梁。一般在塔柱和主梁之间设置一种用来限制侧向变位的板式活聚四氟乙烯盘式橡胶支座,简称侧向限位支座。 漂浮体系的优点:主跨满载时,塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值;由于主梁可以随塔柱的缩短而下降,所以温度、收缩和徐变内力均较小。密索体系中主梁各截面的变形和内力的变化较平缓,受力较均匀;地震时允许全梁纵向摆荡,成为长周期运动,从而吸震消能。目前,大跨斜拉桥多采用此种体系。 漂浮体系的缺点:当采用悬臂施工时,塔柱处主梁需临时固结,以抵抗施工过程中的不平衡弯矩纵向剪力。由于施工不可能做到完全对称,成桥后解除临时固结时,主梁会发生纵向摆动。 2、半漂浮体系:半漂浮体系的特点是塔墩固结,主梁在塔墩上设置竖向支承,成为具有多点弹性支承的三跨连续梁。可以是一个固定支座,三个活动支座;也可以是四个活动支座,一般均设活动支座,以避免由于不对称约束而导致不均衡温度变化。水平位移将由斜拉索制约。 3、塔梁固结体系:塔梁固结体系的特点是将塔梁固结并支承在墩上,斜拉索变为弹性支承。主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比值有关。这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座,而其余均为纵向乐意活动的支座。 塔梁固结体系的优点是显著减少主梁中央段承受的轴向拉力,索塔和主梁的温度内力极小。缺点是中孔满载时,主梁在墩顶处转角位移导致塔柱倾斜,使塔顶产生较大的水平位移,从而显著地增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩。 4、刚构体系:刚构体系的特点是塔梁墩相互固结,形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。 种体系的优点是既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求;结构的整体刚度比较好,主梁挠度又小。缺点是主梁固结处负弯矩大,使固结处附近截面需要加大;。再则,为消除温度应力,应用于双塔斜拉桥中时要求墩身具有一定的柔性,常用语高墩的场合,以避免出现过大的附加内力。

独塔宽幅矮塔斜拉桥的设计与分析

文章编号:0451-0712(2006)05-0057-04 中图分类号:U 448.27 文献标识码:B 独塔宽幅矮塔斜拉桥的设计与分析 陈从春1,夏巨华2,肖汝诚1,何 鹏1 (11同济大学桥梁工程系 上海市 200092;21中国市政工程中南设计研究院 武汉市 430010) 摘 要:介绍了江苏昆山吴淞江大桥的设计与分析过程,并对平面应力和空间应力进行了讨论。该桥是一座跨径为10011m +10011m ,宽度为33m 的单索面矮塔斜拉桥,是目前同类结构中跨度较大、桥幅最宽的结构,主梁、桥塔、拉索等构造均比较新颖,可作其他桥梁设计借鉴参考之用。 关键词:矮塔斜拉桥;宽幅;设计;分析 吴淞江大桥位于江苏省昆山市吴淞江河跨处,主桥是一座跨径为10011m +10011m ,宽度为33m 的单索面矮塔斜拉桥。该桥在目前同类结构中跨径居第3位,宽度居第1位。桥上设计行车速度为50km h ;设计荷载,汽车为城市-A 级,人群为214kPa ,地震设防烈度为7度。桥梁采用塔、梁、 墩固结体系,主要构件都有一定的新颖性,效果 较好。1 设计概要111 总体布置 吴淞江大桥全桥共设14对拉索,索间距为 410m ,近塔端设有28m 的无索区段, 边墩附近设有20167m 的无索区段。总体布置如图1所示。 单位:m 图1 主桥立面布置 112 主梁 主梁采用变截面箱梁,塔根处梁高为510m ,跨中梁高310m ;梁高变化段在塔根无索区段,变化线 型为半径为16229m 的圆曲线。箱梁断面为单箱五室,箱底宽2514m ,顶宽33m ,其中悬臂长318m 。箱梁断面如图2所示。斜拉索锚固在中室内。箱形断 收稿日期:2005-11-28  公路 2006年5月 第5期 H IGHW A Y M ay 12006 N o 15

矮塔斜拉桥的设计与施工

文章编号:1671-2579(2004)01-0014-03 矮塔斜拉桥的设计与施工 ———日本新东明高速公路上的京川桥 金增洪 编译 (中交公路规划设计院,北京市 100010) 摘 要:日本新东明高速公路上的京川桥,位于观光和娱乐区,而且处在地震高发区。因此,桥梁既要考虑高抗震特性又要考虑美学特性。该矮塔斜拉桥的悬臂跨度达到96.5m ,已属日本国内此类桥梁中最大者。此悬臂跨径几乎等效于现有PC 斜拉桥的跨径。桥墩由高耸的钢管混凝土结构形成的组合桥墩,高56.5m 。 关键词:预应力混凝土;矮塔斜拉桥;斜拉索;预制;组合桥墩 Ξ 1 引言 矮塔斜拉桥是由法国马秀佛特(Mathivat )教授于1988年建议的,称谓超配量体外索PC 桥(Extradosed prestressing concrete bridge )。这种桥梁是从体外预应力桥发展而来,从应用跨径长度观点来看,矮塔斜拉桥的性态处于PC 箱梁桥和PC 斜拉桥之间。 京川桥跨越日本二级河流,该河为流经日本滨松市和滨北市行政管辖区之间的一条界河。建桥地点是观光和娱乐区域,还是地震高发区。因此,既要考虑桥梁的高抗震特性,也要考虑美学设计。至于矮塔斜拉桥悬臂跨径长度,是日本国内同类桥梁中的最大跨径。这种悬臂跨径相当于现有PC 斜拉桥的跨径(译者注:指日本国内现有斜拉桥的跨径)。京川桥的总体布置见图1所示 。 图1 京川桥总体布置图(单位:cm ) 2 一般概念 京川桥是由三肢桥墩支承的双幅箱梁组成的,而 桥面的长度为268m 。两主跨各长133m ,由44根间距为6m 的斜拉索支承(每一幅桥面在塔的每一侧各 有2×11根=22根斜拉索)。塔的高度为20m ,在顶 上安装索鞍。桥墩总高度为56.5m 。各墩截面:在基底部位尺寸为9.0m ×7.0m ;在与上部结构联结部位的尺寸为5.0m ×7.0m 。桥墩和桥塔都选用钢管混凝土新结构。钢管混凝土组合结构,不仅展示其特有的高延展性和高抗震性能效应,采用螺旋高强钢索箍 14 中  外 公 路 第24卷 第1期 2004年2月 Ξ 收稿日期:2003-03-11

1使用MIDAS Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项

使用MIDAS/Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项 斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构,如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后,结构的恒载内力也随之基本确定,无法进行较大的调整。对于斜拉桥,由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的,合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态,即合理的线形和内力状态,其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等,各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书-《斜拉桥》。 MIDAS/Civil程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案,下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1.未闭合力功能 通常,在进行斜拉桥分析时,第一步是进行成桥状态分析,即建立成桥模型,考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力(单位力),进行静力线性分析后,利用“未知荷载系数”的功能,根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件(线形和内力状态)的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟,这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大,而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力(不再是单位力),建立成桥模型并定义倒拆施工阶段,以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟,在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力,将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟,但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中,倒拆分析和正装分析的最终阶段(成桥状态)的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异,导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即,初始平衡状态分析(成桥阶段分析)时,同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响;而在正装分析时,合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形,合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil能够在小位移分析中考虑假想位移,以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分,一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力,二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析,只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。 重新说明一下的话,首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的,设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力,利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法,从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求,又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil的未闭合力功能,设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的

斜拉桥方案图纸汇总

斜拉桥方案图纸汇总 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。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。 斜拉桥施工图纸 斜拉桥施工图纸 大桥主通航孔420斜拉桥施工图纸 大桥斜拉桥上部结构图纸 斜拉桥实例 斜拉桥的计算 斜拉桥施工组织设计 桥南汊斜拉桥施工控制设计图纸 大桥主桥斜拉桥主梁牵索挂篮施工工艺 斜拉桥主塔施工技术方案 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。如武汉长江二桥、白沙洲长江大桥均为钢筋混凝土双塔双索面斜拉桥。现代斜拉桥可以追溯到1956年瑞典建成的斯特伦松德桥,主跨182.6米。 斜拉桥(92第1版)大桥局

斜拉桥设计--刘士林,王似舜主编 斜拉桥施工组织设计 斜拉桥建造技术 斜拉桥125m部分斜拉桥方案设计图纸 某斜拉桥工程毕业设计 预应力混凝土斜拉桥工程毕业设计 双塔双索面斜拉桥施工图集 MIDAS-斜拉桥成桥阶段和正装分析 独塔斜拉桥设计 铁路斜拉桥施工挂篮设计计算书 斜拉桥(cable stayed bridge)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中华人民共和国的苏通大桥,主跨径为1088米,于2008年4月2日试通车。 小跨斜拉桥图纸 南京钢箱梁斜拉桥全套图纸

矮塔斜拉桥概述

矮塔斜拉桥概述 1.1矮塔斜拉桥的定义和特点 矮塔斜拉桥为近20年来出现的一种新桥型,瑞士、日本、韩国等一些国家这几年修建了多座这种桥梁。由于它优越的结构性能,良好的经济指标,越来越显示出巨大的发展潜力。我国在这种桥型上起步稍晚,2001年建成的漳州战备大桥,是国内第一座真正意义上的矮塔斜拉桥。 对于这种桥型的称谓尚未统一。日本的屋代南桥与屋代北桥为两座轻载铁路桥,初看起来象斜拉桥,因而日本的桥梁界对其笼统地称为斜拉桥。小田原港桥是一座公路桥,日本桥梁界没有把它称为斜拉桥,而是沿用了法国工程师1988年提出的名称—Extra-dosed Prestressing Concrete Bridge,即超配量体外索PC桥,简称EPC桥。实际上屋代南、北桥与小田原港桥其结构体系非常相似,同样可以称为EPC桥。在美国,这种桥有称为“Extra-dosed Prestressing Concrete Bridge”的,也有称为“Extra-dosed Cable-stayed Bridge”的。国内的称谓也一直存在争论,1995年我国著名桥梁专家严国敏先生首次把它定义为“部分斜拉桥”。其含义是:在结构性能上,斜拉索仅仅分担部分荷载,还有相当部分的荷载由梁的受弯、受剪来承受。“部分斜拉”即源于斜拉索的斜拉程度。后来国内一些文章根据这种桥型塔高较矮的特点,又把这种桥型定义为矮塔斜拉桥。 矮塔斜拉桥的受力是以梁为主,索为辅,所以梁体高度介于梁式桥与斜拉桥之间,大约是同跨径梁式桥的1/2倍或斜拉桥的2倍。截面一般采用变截面形式,特殊情况采用等截面。 矮塔斜拉桥的桥塔一般采用实心截面。塔高为主跨的1/8~1/12,由于桥塔矮,刚度大,一般不考虑失稳问题。梁上无索区较之一般斜拉桥要长,而且除了主孔中部和边孔端部的无索区段之外,还有较明显的塔旁无索区段。边孔与主孔的跨度比值较之斜拉桥要大。一般斜拉桥边孔与主孔的跨度比值一般小于0.5,多数在0.4左右,而矮塔斜拉桥与一般连续梁(刚构)桥相似,为避免端支点出现负反力,边孔与主孔的跨度之比一般会大于0.5,较合理的比值在0.6左右。 为了充分利用部分的高度,拉索多成扇形布置,拉索尽量向塔上部集中通过。塔顶索鞍的作用如同体外预应力索的转向点,斜拉索在转向点一般被固定而无滑动。在建成的矮塔斜拉桥中,索鞍鞍座普遍采用双套管结构,即外钢管埋设于混凝土塔内,内套管套在外钢管中,斜拉索穿过内钢管,在两侧出口处设置抗滑锚头顶紧内管口,阻止内管滑移。斜拉索在梁上宜布置在边跨中及1/3中跨处。此外,矮塔斜拉桥由于塔较矮,塔顶水平位移不会很大,因此没有斜拉桥的特征构

迈达斯斜桥与弯桥分析

北京迈达斯技术有限公司 2007年8月

目录 1. 斜桥 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 斜交桥梁的受力特点 (1) 1.3 建模方法 (2) 2. 弯桥 (3) 2.1 概述 (3) 2.2 弯桥的受力特点 (3) 2.3 建模方法 (4) 2.4 弯桥建模例题 (5)

1. 斜桥 1.1 概述 桥梁设计中,会因为桥位、线型的因素,而需要将桥梁做成斜交桥。斜交桥受力性能较复杂,与正交桥有很大差别。平面结构计算软件无法对其进行精确的分析,限制了此类结构桥型的应用。 1.2 斜交桥梁的受力特点 a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力,锐角角隅处出现较小的反力,还可能出现翘 起;(图1.2.1) b) 出现很大的扭矩;(图1.2.2) c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。(图1.2.3 ~ 图1.2.4) 图1.2.1 斜交空心板桥支点反力 图1.2.2 斜交空心板桥扭矩图

图1.2.3 正、斜交板桥自重弯矩图(板单元) 图1.2.4 正、斜交空心板桥自重弯矩图(梁格单元) 这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的关系,斜交角度越大,上述效应就越大。一般来说斜交角度小于20度时,对于简支斜交桥的上述影响可以忽略。如果斜交角度超过20度就必须考虑上述效应的影响。设计人员还应根据实际情况,找出适当的处理方案。 1.3 建模方法 对斜交桥梁多用梁格法建立模型。可用斜交梁格或正交梁格来建模。对于斜交角度小于20度时,使用斜交梁格是非常方便的。但是对于大角度的斜交桥,根据它的荷载传递特性,建议选用正交梁格,而且配筋时也尽量沿正交方向配筋。 图1.3.1 斜交梁格与正交梁格

斜拉桥的结构体系及特点

斜拉桥结构体系及特点 斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在连续梁中支点处设置矮索塔,其塔高只有斜拉桥索塔高度的一半左右, 斜拉索通过矮索塔上设置的鞍座对主梁产生竖向支反力和水平压力。部分斜拉桥主梁自身刚度较大, 能够承担大部分荷载效应,斜拉索对主梁只起到一定程度的帮扶作用。斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁桥之间的一种新桥型, 兼具斜拉桥和连续梁桥的双重结构特征。 斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种基本构件和下部结构墩台、基础组成的结构体系,影响部分斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、塔、墩之间的结合方式,不同的结合方式产生不同的结构体系。根据部分斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、索、墩的结合方式, 可将部分斜拉桥结构体系划分为三种型式: (1)塔梁固结体系;(2)支承体系; (3) 刚构体系, 见图1 所示。(4)半漂浮体系,见图2所示。 (1)塔梁固结体系及特点 塔梁固结、塔墩分离、梁底设支座支承在桥墩上,斜拉索为弹性支承,这是一种完全的主梁具有弹性支承的连续梁结构。这种体系必须有一个固定支座, 一般是一个塔柱处梁底支座固定,而其他支座可纵向活动。这种体系的主要优点是取消了承受很大弯矩的梁下塔柱部分,代之以一般桥墩,中央段的轴向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度变化对这种体系影响较小, 几乎可以略去。这种体系结构整体刚度小, 当中跨满载时,由于主梁在墩顶处的转角位移导致塔柱倾斜,使塔顶产生较大的水平位移, 因而显著增大了主梁的跨中挠度。上部结构重力和活载反力需经支座传递到桥墩, 因此需设置大吨位支座。 我国的漳州战备桥、小西湖黄河大桥、离石高架桥; 日本的蟹泽桥、士狩大桥、木曾川桥、揖斐川桥、新唐柜大桥均采用这种体系。已建部分斜拉桥采用这种结构体系较多, 与连梁体系相同, 符合部分斜拉桥的概念含义。塔梁固结体系的特点:塔、墩内力最小,温变内力也小,主梁边跨负弯矩较大。 (2)支承体系及特点 塔墩固结、塔梁分离, 主梁在塔墩上设置竖向支承, 支座均为活动支座,这种体系接近主梁具有弹性支承的连续梁结构。支承体系与梁塔固结体系主梁受力性能基本相同, 塔墩底部承受较大的弯矩。 我国芜湖长江大桥采用的是支承体系, 该体系在部分斜拉桥结构中较少采用。支承体系的特点:支承体系悬臂施工中不需要额外设置临时支点,施工较方便。

矮塔斜拉桥施工控制要点

矮塔斜拉桥施工控制要点 矮塔斜拉桥施工控制要点 摘要:本文以津沪联络线特大桥矮塔斜拉桥为背景,介绍矮塔斜拉桥索塔和拉索施工控制要点。 关键词:斜拉桥施工控制 中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号: 一、工程概况 津沪联络线特大桥-跨外环线斜拉桥段为4跨 (64.6m+115m+115m+64.6m) 一联360.6m单箱三室预应力混凝土矮塔斜拉桥,全桥位于直线及缓和曲线上。线路为双线,线间距4.2m,轨道形式为有砟轨道。桥梁结构采用三塔双柱式双索面预应力矮塔斜拉桥。 二、矮塔斜拉桥施工索塔和拉索施工控制要点 斜拉桥属于组合体系桥,它的上部结构由主梁、拉索和索塔三种构件组成。支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主。该桥中塔采用塔墩固结体系,边塔采用塔梁固结体系。 (一)索塔施工控制要点 主塔形式为双柱式,距名义梁顶面以上结构高为15m,采用实心截面,中塔与边塔采用相同尺寸,塔底横桥向宽为2m,纵桥向宽为3.7m,墩身斜率为40:1。由于索塔截面不规则,且高度仅为15米,索塔施工采用搭架分节立模浇注法。斜拉桥的平面位置、轴线控制、截面尺寸、预埋件制作、安装精度等要求较高。且索塔施工系高空作业范畴,为此施工应特别注意严格遵守有关高空作业安全技术规定。主塔中未布设预应力钢筋。索塔断面尺寸较小,而且轴向压力非常大,故在施工中对索塔的尺寸和轴线位置的准确性应有一定的要求。对于索塔轴向的允许偏差应考虑下面两个原则,其一,偏差值对结构物受力的影响甚微;其二,施工中达到的精度。沿塔高每米高度允许偏差值为0.5mm,即倾角正切值tgα=1/2000。按照H/2000的垂

直度偏差允许值计算。 1、施工控制要点: 1)支架和操作平台应有足够的强度、刚度和稳定性,并应设置安全护栏,支架还应具有足够的抗风稳定性。支架顶端应有防雷击装置。 2)索塔砼性能良好,具有较高的弹性模量和较小的砼收缩、徐变性能,应采用高集料、低水灰比,低水泥用量,适量掺加粉煤灰和泵送剂,以满足缓凝、早强、高强、阻锈、低水化热、小收缩、可泵性好等要求。 3)建立完善的测量系统,索塔施工应用绝对高程放样,消除累计误差。应对其平面位置、垂直度、倾斜度、锚箱位置、锚箱各孔道的角度以及各部分几何尺寸进行检查,以上各项检查的误差必须在允许范围之内。 4)节段模板的强度、刚度和稳定性应满足要求。模板轴线、标高、垂直度或斜度、模内尺寸、预埋件和预留孔位置、内表面平整度和拼缝高差等检测项目,应满足设计和规范要求。 5)、斜拉索锚索管的定位与固定。安设斜拉索管道时,应设置稳定的钢筋骨架固定管道,防止在浇注混凝土时移位,在管道测量定位时,应考虑斜拉索应重力垂直而导致其端部角位移时的方向、位置、标高的改变。 6)、塔身混凝土浇注时应掌握均匀分层,有塔中向两端的原则。每次浇注的混凝土均应在混凝土的初凝时间内完成,并注意加强养护。 (二)、斜拉索施工施工要点 在斜拉索中恒载引起的内力平衡主要依靠索、塔及主梁的轴力来实现,因此,索力的微小偏差均能在主梁引起较大弯矩,这一点是施工阶段计算的重点。本桥采用的斜拉索为矮塔斜拉桥专用的高强钢绞线,抗拉强度为1860MPa的高强低松弛环氧喷涂钢绞线。采用可调换式250AT-31群锚体系,斜拉索锚头外露部分及预埋钢管均采用80μm 锌加防腐涂料防护。斜拉索为双索面,立面为半扇形布置。每索塔设7对斜拉索,斜拉索规格为31-7φ5,单根钢绞线规格直径为15.2mm,

斜拉桥的分类

斜拉桥的总体布置与结构体系 总体布置主要有跨径布置、拉索及主梁的布置、索塔高度与布置。 一、跨径布置主要有下面三种类型 (1)双塔三跨式。为目前应用最广泛的跨径布置方式。下面是立面图与其荷载作用不同位置时发生的索塔与主梁的形变。 (2)独塔双跨式。这也是应用较为广泛的一种跨径布置,但由于它的主孔跨径一般比双塔三跨式的小,故特别适用于跨越中小河流、谷地及作为跨线桥,或用于跨越较大河流的主航道部分,也可用主跨跨越河流,索塔及边跨布置在河流一岸的方式。

独塔双跨式斜拉桥立面图 (3)多塔多跨式。多塔多跨式斜拉桥适用于需要多个大通航孔的大江大河、宽阔湖泊或海峡上,但这种结构一般采用较少,主要原因是中间塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位,使结构柔性及变形增大,整体刚度差。 多塔多跨式斜拉桥示意图 二、拉索的布置,拉索的布置分为空间上的布置与索面内的布置。 (1)拉索索面在空间可布置成单索面和双索面,而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面。

单索面斜拉桥(临海大桥) 竖直双索面斜拉桥

倾斜双索面斜拉桥 (2)拉索在索面内的布置形式主要有以下三种:辐射形、竖琴形及扇形。 辐射形:拉索与水平面的平均交角较大,拉索的垂直分力较大,故拉索的用量最省。由于在拉索的水平分力在塔顶基本平衡,故索塔的弯矩较小,索塔高度也较小,但由于拉索都固定在塔顶,所以塔顶的结构复杂,集中应力现象突出,给施工和养护带来困难。 竖琴形:所有拉索的倾角完全相同,且拉索与索塔的锚固点分散布置,使拉索与索塔、拉索与主梁的连接构造简单,易于处理。竖琴形布置拉索加强了索塔的顺桥向刚度,对减少索塔的弯矩和提高索塔的稳定性都有利。但是其拉索的倾角与水平方向的交角较小故所需的拉索数量大,布置密集,一般都用于中小跨径的斜拉桥中。

组合斜拉桥简介及其结构特点分析

2002年增刊广东公路交通 GuallgDOllgc∞gIjlJi日岫总第76期文章编号:167l一7619(2002)增刊一0Q52一03 组合斜拉桥简介及其结构特点分析 苗德山1(1.广东省交通集团有限公司.广州5101叭 孙向东2 2.广东省公路勘察规划设计院。广州5lQ5昕) 摘要:利用斜拉桥自身构件的各种变化,可以派生出众多优美的结构形式,并达到与环境的完美结合。组合斜拉桥跨越能力强,应用广泛,桥型美观。简要介绍了其类型并分析了各桥型的结构受力特点。 关键词:组舍斜拉桥桥掣结构分析 中图分类号:tM8.刀“文献标识码:c 1引言 随着结构分析技术、高强材料及先进施工工艺的发展,斜拉桥凭其自身的特点在太跨径桥梁领域成为了一种竞争能力极强的桥型。虽然现代斜拉桥只有短短的几十年历史,却在实际工程中展现了勃勃生机。利用斜拉桥自身构件的各种变化可以派生出众多优美的结构形式,并达到与环境的完美结合。 斜拉桥的上部结构由梁、索、塔三类构件组成,因上述三者一般不是同一种材料,故从整体上看斜拉桥本身就是一种组合结构。对于任何桥型来说跨度的推进始终是其发展的主题,而斜拉桥在自身的发展过程中,其粱、索、塔在结构形式、材料组成及协作方式等方面均发生了众多演化,其中以粱所派生出的形式最多,影响也最大。斜拉桥的主梁在空间不同的部位可以分别采用不同材料,通常是钢材和混凝土,此类斜拉桥与钢斜拉桥和混凝土斜拉桥相比,可称之为组合斜拉桥。 2组合斜拉桥分类 2.1竖向组合斜拉桥 竖向组合斜拉桥,是指在钢格构或钢梁上铺设钢筋混凝土或预应力混凝土行车道,这也就是通常所说的叠合梁斜拉桥(图1)。此类斜拉桥的代表有加拿大的A11Ilacis桥、中国上海的南浦及杨浦大桥等。 囤1血mads桥的叠台粱断面 2.2纵向组合斜拉桥 纵向组合斜拉桥一般是由边跨混凝土主粱与主跨钢粱在纵向加以连接组成.也就是通常所说的混合粱斜拉桥。此类斜拉桥的代表有法国的 ?52N0Ⅱllalldv桥和日本的生口桥等。 图2所示为N0㈣dy大桥的纵向布置情况,图中显示边跨混凝土粱进人中跨116m后与中跨钢主梁相接,从而减少钢主梁长度,降低造价。 圈2N0mwdv桥的纵向布置

斜拉桥结构设计及问题简析

斜拉桥结构设计及问题简析 摘要:斜拉桥是一种组合受力体系的桥梁,其主体结构由斜拉索、索塔、主梁组成。本文通过分析斜拉桥的结构特点,论述了斜拉桥在结构、布置、选材和审美方面的设计要求及注意事项,并简单介绍了斜拉桥在结构设计和施工建设方面遇到的难题及采取措施。 关键词:斜拉桥;布置形式;结构设计;斜拉桥审美 Abstract: The cable-stayed bridge is a bridge combined stress system, its main structure is composed of cables, towers, girders. In this paper, through the analysis of the structural characteristics of cable-stayed bridge, the cable-stayed bridge in the structure, layout, material selection and design aesthetic requirements and matters needing attention, and briefly introduces the problems encountered in the design and construction of cable-stayed bridge and measures. Keywords: cable-stayed bridge;layout;structure design;cable-stayed bridge aesthetics 自1979年建成的第一座斜拉桥——主跨只有76米云阳桥以来,经过30多年的飞速发展,现今我国斜拉桥无论是在规模和跨度方面,还是在结构设计和施工技术都取得了巨大的成就。目前我国已经是世界上斜拉桥数量最多、跨度最大的国家。我国斜拉桥的设计与施工技术也已经跨入世界的先进行列,并取得了显著的成绩:(1)斜拉索制造工艺实现了专业化和工厂化及防护技术不断完善;(2)斜拉桥的施工技术逐步完善;(3)用计算机进行结构计算和施工过程控制等。目前我国的斜拉桥正在向新型结构、大跨度、轻质和美观等方向发展,以更好的适应交通、经济、环境和安全的要求。 1 斜拉桥整体结构特点 斜拉桥又称为斜张桥,是用许多拉索将主梁直接拉在桥塔上的一种组合受力体系的桥梁,其主体结构由斜拉索、索塔、主梁组成。在斜拉桥结构体系中,索塔主要是承压,斜拉索受拉,梁体主要承受弯矩,外荷载主要由主梁和斜拉索承受,并由斜拉索将受力传递给索塔。主梁由一根根拉索拉起,等于在梁内设置了许多支撑点,可以将其看作由拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁,这种结构能够非常有效的减小梁体内弯矩,从而降低主梁的高度,减轻结构重量,节省建筑材料,有利于斜拉桥向大跨度方向发展。斜拉桥相对悬索桥有较大的刚度,在抵抗风载、地震、竖向活载的作用方面有优势。 2 斜拉桥的布置 2.1斜拉桥整体布置

公路斜拉桥设计规范

公路斜拉桥设计规范(试行) Design Specifications of Highway Cable Stayed Bridge (on trial) 主编部门:交通部重庆公路科学研究所 批准部门:中华人民共和国交道部 试行日期:1996年12月1日 人民交通出版社 1996-北京 1总则 1.0.1为了使公路斜拉桥设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制定本规范。 1.0.2本规范适用于混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、钢斜拉桥的设计,为现行公路桥涵设计规范的补充。除本规范明确规定外,应遵照现行有关公路桥涵设计规范要求执行。 1.0.3斜拉轿总体方案,应与环境协调并综合考虑经济与安全、设计与施工、材料与机具、营运与管理,以及桥位处地质、水文、气象、地震等因素确定结构体系。 1.0.4桥宽应满足交通发展的要求,并应符合《公路工程技术标准(JTJ01--88)(1995年版)的规定。 1.0.5设计主梁、索塔与拉索时,宜进行多方案比较。 1.0.6所选方案除进行静力分析外,应重视动力分析,结构体系应满足强度、刚度、稳定性要求,并有较好的抗震性能,混凝土斜拉桥宜注意收缩徐变影响 2术语 2.0.1混凝土斜拉桥:主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土的斜拉桥。 2.0.2钢斜拉桥:主粱及桥面系均为钢结构的斜拉桥。 2.0.3结合梁斜拉桥:主梁为钢结构,桥面系为混凝土结构,主梁与桥面系结合在一起共同受力的斜拉桥。 2.0.4拉索:承受拉力并作为主梁主要支承的结构构件。 2.0.5索塔:用以锚固拉索,并将其索力直接传递给下部结构的受力构件。

2.0.6主梁:主要由拉索支承,直接承受荷载的结构构件。 2.0.7辅助墩:为改善主跨的受力状态,在边跨内设置的既能承受压力又能承受拉力的墩。 2.O.8训拉力:安装拉索时,给拉索施加的张拉力。 2.0.9拉索调整力:为改善主梁及索塔的截面内力状态而调整拉索的拉力。 2.0.10跨径:原则上为两支座中心线间的距离,中跨为两个索塔中心线间的距离,边跨为后锚索处的墩上支座中心线与临近的索塔中心线间的距离。 3一般规定 3.1材料 3.1.1混凝土 用于斜拉桥各部分构件的混凝土标号、混凝土设计强度和标准强度、混凝土受压及受拉时的弹性模量,按交通部现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023--85)的规定采用. 预应力混凝土主粱的混凝土标号不宜低于40号,预应力混凝土索塔的混凝土标号不宜低于30号,钢筋混凝土主梁的混凝土标号小宜低于30号,钢筋混凝土索塔的混凝土标号不宜低子30号。 3.1.2钢材 钢筋混凝土及预应力混凝土构件所采用的钢筋类别、钢筋的设计强度和标准强度、钢筋的弹性模量按交通部现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023--85)的规定采用。 拉索采用强度及弹性模量较高的高强钢丝、钢绞线及高强粗钢筋。 销稿拉桥主梁所用钢板、高强螺栓、粗制螺栓、铆钉等材料的技术要求,焊接材料及钢材的弹性模量等按交通部现行《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025--86)的规定采用。 3.1.3锚具用钢材 拉索锚具及预应力锚头应采用45号钢及其他优质钢材。 3.1.4拉索防护材料 拉索防护材料应选用具有防锈蚀、耐老化及经济的聚乙烯、玻璃钢、防腐涂料等材料。 3.2结构型式

midas关于斜弯桥

midas关于斜弯桥 -柔性梁格法如果解决实际问题的方面,介绍的都不是很详细,在此希望能通过此论题的开始,起到抛砖引玉的作用,一方面为困惑的设计人员深入了解,另一方面彼此交流互相提高弯桥的设计水平。 目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种: 1、空间梁元模型法 2、空间薄壁箱梁元模型法 3、空间梁格模型法 4、实体、板壳元模型法 第一种方法,是不能考虑桥梁的横向效应的,使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。第二种方法,是第一种方法的改进,主要区别是采用了不同的单元模型,考虑了横向作用如翘曲和畸变。 第四种方法,是解决问题最有效的方法,能够考虑各种结构受力问题。第三种方法,是目前设计及科研中常采用的方法,其特点是容易掌握,且对设计能保证足够的精度,其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法,能充分考虑弯桥横向的受力特性。 弯桥的受力特性如下: 弯桥由于弯扭耦合现象的存在,其应力和变形不再仅仅是弯矩单独的影响,这样使得外梁弯曲应力大于内梁的弯曲应力,外梁的挠度大于内梁的挠度。一般不主张采用加大外腹板高度的箱梁截面形式来改善受力特性。

剪力-柔性梁格法的原理 是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时,由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型,用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性有了以上的理论知识后便可以开始弯桥的设计,步骤如下: 1、截面尺寸的拟订 2、模型的划分 3、模型特性的计算 4、结果整理,并根据内力输出结果配筋 5、检算各项设计指标:设置预偏心,支承反力的调整应力、挠度、裂缝宽度、斜截面承载力检算、抗扭检算等。 现以一三跨曲线梁桥为例说明以上的设计过程。跨径20m+25m+20m;梁高1.6m,端横梁宽1.0m,中横梁宽度均为2.0m 桥面宽为:净8+2x0.5m(防撞栏);双支座径向距离5.0m,单支座设在横梁中心,曲线半径50.0m,其截面形式如下: 目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加,应用已非常普遍。尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。由于受地形、地物和占地面积的影响,匝道的设计往往受到多种因素的限制,这就决定了匝道桥设计具有以下特点: ⑴匝道桥的桥面宽度比较窄,一般匝道宽度在6~11m左右。 ⑵由于匝道是用来实现道路的转向功能的,在城市中立交往往受到占地面积的限制,所以匝道桥多为小半径的曲线梁桥,而且设置较大超高

第2章 斜拉桥计算

第二章 斜拉桥的计算 第一节 结构分析计算图式 斜拉桥是高次超静定结构,常规分析可采用平面杆系有限元法,即基于小位移的直接刚度矩阵法。 有限元分析首先是建立计算模型,对整体结构划分单元和结点,形成结构离散图,研究各单元的性质,并用合适的单元模型进行模拟。 对于柔性拉索,可用拉压杆单元进行模拟,同时按后面介绍的等效弹性模量方法考虑斜索的垂度影响,对于梁和塔单元,则用梁单元进行模拟。 斜拉桥与其它超静定桥梁一样,它的最终恒载受力状态与施工过程密切相关,因此结构分析必须准确模拟和修正施工过程。 图2-1是一座斜拉桥的结构分析离散图。 图2-1斜拉桥结构分析离散图 第二节 斜拉索的垂度效应计算 一、等效弹性模量 斜拉桥的拉索一般采用柔性索,斜索在自重的作用下会产生一定的垂度,这一垂度的大小与索力有关,垂度与索力呈非线性关系。斜索张拉时,索的伸长量包括弹性伸长以及克服垂度所带来的伸长,为方便计算,可以用等效弹性模量的方法,在弹性伸长公式中计入垂度的影响。 等效弹性模量常用Ernst 公式,推导如下: 如图2-2所示,q 为斜索自重集度,m f 为斜索跨中m 的径向挠度。因索不承担弯矩,根据m 处索弯矩为零的条件,得到: 22111cos 88 m T f q l ql α?==? 2 cos 8m ql f T α= (2-1)

图2-2 斜拉索的受力图式 索形应该是悬链线,对于m f 很小的情形,可近似地按抛物线计算,索的长度为: l f l S m 238?+= (2-2) 223 228cos 324m f q l l S l l T α?=-=?= 23 23cos 12d l q l dT T α?=- (2-3) 用弹性模量的概念表示上述垂度的影响,则有: () 33 22321212cos f dT l lT E d l A Aq l L σαγ=?==? (2-4) 式中:/T A σ=,q A γ=,cos L l α=?为斜索的水平投影长度, f E :计算垂度效应的当量弹性模量。 在T 的作用下,斜索的弹性应变为: e e E σε= 因此,等效弹性模量eq E 为: 1e eq e e f e f f E E E E E E σ σσσεε===+++ 即: ()23 112e eq e e E E E L E μγσ= =+ (μ<1) (2-5)

斜拉桥的结构形式、原理及发展

斜拉桥的结构形式、原理及发展 斜拉桥又称斜张桥,是将主梁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。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。 一、结构 斜拉桥(cable stayed bridge)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。第一座现代斜拉桥是1955年德国DEMAG公司在瑞典修建的主跨为182.6米的斯特伦松德(Stromsund)桥。目前世界上建成的最大跨径的斜拉桥为俄罗斯的俄罗斯岛大桥,主跨径为1104米,于2012年7月完工。 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。 2013年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。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。 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1400m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1000m;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。

斜拉桥分析注意事项

斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构,如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后,结构的恒载内力也随之基本确定,无法进行较大的调整。对于斜拉桥,由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的,合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态,即合理的线形和内力状态,其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等,各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书-《斜拉桥》。 MIDAS/Civil 程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种 解决方案,下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1.未闭合力功能 通常,在进行斜拉桥分析时,第一步是进行成桥状态分析,即建立成桥模型,考虑结构 自重、二期恒载、斜拉索的初拉力(单位力),进行静力线性分析后,利用“未知荷载系数”的功能,根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件(线形和内力状态)的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟,这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大,而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力(不再是单位力),建立成桥模型并定义倒拆施工阶段,以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟,在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力,将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟,但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中,倒拆分析和正装分析的最终阶段(成桥状态)的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异,导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即,初始平衡状态分析(成桥阶段分析)时,同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响;而在正装分析时,合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形,合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil 能够在小位移分析中考虑假想位移,以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分,一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力,二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析,只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。重新说明一下的话,首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的,设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力,利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法,从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求,又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil 的未闭合力功能,设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的模型,只需直接建立正装分析的模型,考虑未闭合力进行分析,就可以得到与倒拆分析相同的分析结果。这样可以避免建立倒拆施工阶段模型的繁琐操作,同时也避免了建立倒拆分析模型时设计人员很容易犯错的问题。 将考虑未闭合力进行正装分析得到的各阶段的索内力,按初拉力重新输入后,不考虑未闭合力进行正装分析,即反映的是实际的施工过程的模拟。根据该分析的结果,设计人员需要进

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