斜拉桥设计与计算
混凝土斜拉桥的设计与计算通用课件
3
涂装保护
在关键部位涂抹防腐蚀涂料，以延缓结构材料的 腐蚀。
损伤检测与评估
无损检测技术
利用超声波、雷达等无损检测技术，对桥梁进行全面检测，发现 潜在的损伤和缺陷。
结构健康监测系统
建立结构健康监测系统，实时监测桥梁的振动、位移等参数，评 估结构的健康状况。
发展趋势
未来混凝土斜拉桥将朝着更大跨度 、更优化的结构设计、更高效施工 方法的方向发展。
混凝土斜拉桥的应用场景
01
02
03
大江大河
适用于跨越江河、海峡等 水域，如长江大桥、黄河 大桥等。
城市交通
适用于城市交通枢纽和快 速路建设，如立交桥、高 架桥等。
旅游景观
作为景观桥梁，用于旅游 景区、公园等场所的美化 建设。
静力分析
稳定性分析
通过静力分析，计算桥梁在恒载、活 载等作用下的内力和变形，评估结构 的承载能力。
通过稳定性分析，评估桥梁在各种工 况下的稳定性，确保结构的安全性。
动力分析
通过动力分析，计算桥梁在地震、风 等动态作用下的响应，评估结构的抗 震和抗风能力。
结构优化
优化目标
根据设计要求和实际情况，确定 优化的目标函数，如重量、成本
该案例重点介绍了跨海混凝土斜拉桥的施工方法、施工监控的重要性以及施工过程中的难点和应对措施，同时结 合实际工程案例，阐述了施工监控的实际效果和意义。
某老旧混凝土斜拉桥的加固与改造
总结词
老旧桥梁的加固与改造技术
详细描述
该案例针对老旧混凝土斜拉桥的加固与改造问题，介绍了加固和改造的必要性、适用范围以及具体实 施方案和技术要求，同时结合实际工程案例，阐述了加固和改造的效果和效益。
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 主梁弹性模量分析选取该桥5号、9号梁段弹性模量增大10 %(其它参数取理论值) ,分别计算得到在浇筑完9号梁段后主梁控制截面弯矩变化及各控制点挠度影响情况，见图5 、图6 。
图5：主梁弹性模量增大10%的梁段弯矩影响图6：主梁弹性模量增大10%的梁段挠度影响从图5 、图6 可见,主梁混凝土弹性模量增大10 %时,控制点挠度变化的最大值仅为1 mm ,弯矩变化的最大值也只有220 kN •m。
桥梁设计与计算5(共7篇)-精品文档39页
2019年日本建成多多大桥
主跨890m钢斜拉桥
二、斜拉桥在我国发展（19座，L>400m）
（19座，L>400m）
排 桥名
序 1 南京长江二桥 2 武汉长江三桥 3 青州闽江大桥 4 上海杨浦大桥 5 上海徐浦大桥 6 汕头岩石大桥 7 湖北荆沙长江大桥
主跨 (m) 628 618 605 602 590 518 500
2000 在建
湖南省交通规划设计院 天津市政院/大桥局设计院
独塔斜拉桥（8座，150m<L<400m）
排序
桥名
1 天津海河大桥
2 重庆乌桑溪桥
3 宁波招宝山大桥
4 三仙洲闽江桥
5 武汉江汉三桥
6 重庆石门桥
7 重庆沙溪庙桥
8 云南景洪桥
主 跨(m) 310 300 258 238 232 230 180
建成年
2001 2001 2001 1993 1997 1999 (2002)
8 湖北鄂黄长江大桥 9 湛江海湾大桥 10 香 港 汀 九 桥 11 湖 北 军 山 长 江 大 桥 12 重 庆 大 佛 寺 长 江 大 桥
13 重 庆 长 江 二 桥 14 铜 陵 长 江 大 桥 15 香 港 汲 水 门 桥 16 上 海 南 浦 大 桥 17 郧 阳 汉 江 桥 18 润 扬 长 江 大 桥 （ 北 叉 ） 19 武 汉 长 江 二 桥
Elevation，plan view，cross section
Sunniberg Bridges (Swiss)
Sunniberg Bridges (Swiss)
Oresund Bridge
Oresund Bridge
The main bridge，a harp cable-stayed bridge with two side spans
斜拉桥的计算课件
技术进步
随着材料力学、结构分析、 施工工艺等方面的进步， 斜拉桥的设计和施工技术 不断提高。
应用实例
国内外已建成了多座具有 代表性的斜拉桥，如中国 苏通大桥、法国诺曼底大 桥等。
02
斜拉的力学性能分析
静力分析
静力分析的概述
稳定性分析的局限性 稳定性分析只能给出结构是否稳定的条件，不能给出结构 在不稳定区的具体行为。
03
斜拉的算法
常规设计计算方法
弹性力学方法
基于弹性力学理论，通过应力、应变关系计算斜 拉桥的受力情况。
结构动力学方法
利用结构动力学原理，通过建立模型进行地震等 动力响应分析。
线性代数方法
使用线性代数工具，求解斜拉桥的线性方程组， 获得结构内力。
斜拉桥的特点
01
02
03
04
结构新颖
跨度大
施工方便
斜拉桥是一种新型的桥梁结构， 具有独特的造型和受力特点。
由于斜拉索的支撑作用，斜拉 桥能够实现大跨度的桥梁设计。
采用预制和吊装相结合的方法， 施工难度相对较小。
适用范围广
适用于城市、山区、河流等不 同地形和环境条件下的桥梁建
设。
斜拉桥的发展历程
起源与发展
动力分析的局限性
动力分析的精度取决于模型的复 杂性和所选取的边界条件，同时
还需要考虑阻尼的影响。
稳定性分析
稳定性分析的概述 稳定性分析是研究结构在受到扰动后是否能恢复到原始平 衡状态的能力，主要是为了找出结构的失稳临界点。
稳定性分析的方法 常用的稳定性分析方法有线性稳定性分析和非线性稳定性 分析。线性稳定性分析主要采用特征值法，而非线性稳定 性分析主要采用直接积分法和能量法等。
斜拉桥设计与计算(84页)
二、结构设计
2、索塔
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
2、索塔-构造尺寸
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
斜拉桥设计与计算
2、索塔-上塔柱锚固区
二、结构设计
3、拉索—截面组成
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索
斜拉桥设计与计算
序号 技术性能指标
1
抗拉强度
2
拉索用量
3 防护性能 1
6
抗振性能
7
施工周期
8
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-截面及梁高
斜拉桥设计与计算
密索体系，主梁梁高一般为主跨的1/100~1/300,中小跨径一般 1/100~1/150，桥梁较宽时，可能是横向宽度控制。
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-适用性
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
混凝土斜拉桥的设计与计算
误差分析和参数识别
误差分析和参数识别主要是为提高模拟实际施工过程跟踪分析的计 算精度，以确保前进分析的正确性和及时修正计算所选取参数及施工 误差。 误差分析主要是分析产生误差的因素以及这些因素对斜拉桥内力和 变形的影响。产生误差的原因有多种，如材料的设计参数与实际不 符、施工中索力张拉的索力值与要求值之间的误差、主梁制作尺寸误 差以及测试系统的误差等。在初步确定误差的因素后，对这些误差因 素引起斜拉桥内力和变形的变化进行定量分析，即灵敏度分析。
杆单元
Eeg A l 0 K ije E A eg l 0 0 0 0 0 Eeg A l 0 Eeg A l 0 0 0 0 0
式中A，l分别为斜拉索的钢丝面积和弦长
梁单元及P－效应
斜拉桥的主梁和塔都是同时存在压力和弯矩。轴力和弯矩相互作用 （如下图），考虑轴力和弯矩相互作用后弯矩平衡方程为：
六、斜拉桥的活载内力分析
在成桥状态利用影响线加载求活载内力 索弹性模量仅考虑恒载修正 刚度矩阵的P-效应仅考虑恒载 七、斜拉桥的稳定性及局部应力 斜拉桥平面稳定 塔墩面内稳定 塔墩面外稳定
稳 定 性
第二节 斜拉桥的动力分析 一、概述
车辆引起振动
引起振动的主要因素 地震 风振 雨振 结构自振频率与周期及振型
第四章 混凝土斜拉桥的设计与计算 第一节 斜拉桥的静力分析 一、受力特点
飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的单跨梁
主梁 （压弯构件） 半飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的连续梁梁 塔梁固结体系：相当于配置体外索的连续梁
刚构体系：相当于配置体外索的连续刚构
索（受拉）：为主梁提供弹性支承 塔（受压为主）：承受索力
K11S 5 0 0 e K ij K 41S 5 0 0 0 K 22 S 1 K 32 S 2 0 K 52 S 1 K 62 S 2 0 K 23S 2 K 33S 3 0 K 53S 2 K 63S 4 K14 S 5 0 0 K 44 S 5 0 0 0 K 25 S 1 K 35 S 2 0 K 55 S 1 K 65 S 2 0 K 26 S 2 K 36 S 4 0 K 56 S 2 K 66 S 3
斜拉索桥需要计算的内容及对应的公式
斜拉索桥需要计算的内容及对应的公式以斜拉索桥需要计算的内容及对应的公式为标题斜拉索桥是一种常见的桥梁结构，它通过悬挂在桥塔上的斜拉索来支撑桥面，具有较高的承载能力和美观的外观。
在设计和建造斜拉索桥时，需要进行一系列的计算和分析，以确保桥梁的安全可靠性。
本文将介绍斜拉索桥设计中需要计算的内容及对应的公式。
1. 斜拉索的张力计算斜拉索的张力是设计斜拉索桥时需要计算的重要参数。
张力的大小决定了斜拉索的承载能力和桥梁的稳定性。
斜拉索的张力计算通常使用以下公式：张力 = 力的大小其中，力的大小可以通过桥梁的设计载荷和斜拉索的倾斜角度来确定。
根据力的平衡原理，可以得出张力的计算公式。
2. 斜拉索的倾斜角度计算斜拉索的倾斜角度是设计斜拉索桥时需要确定的另一个重要参数。
倾斜角度的大小直接影响到斜拉索的张力分布和桥梁的结构形式。
斜拉索的倾斜角度计算通常使用以下公式：倾斜角度 = 反正切(高度/水平距离)其中，高度是斜拉索的垂直距离，水平距离是斜拉索的水平投影距离。
倾斜角度的计算可以通过测量斜拉索的实际高度和水平距离来进行。
3. 桥塔的稳定性计算桥塔是支撑斜拉索的重要部分，其稳定性对整个桥梁的安全性至关重要。
桥塔的稳定性计算主要包括抗侧倾稳定和抗滑稳定两个方面。
抗侧倾稳定计算通常采用力的平衡原理和力矩平衡原理，通过计算桥塔所受的横向力和力矩来确定桥塔的稳定性。
抗滑稳定计算主要是通过计算桥塔所受的水平荷载和摩擦力来确定桥塔的稳定性。
根据力的平衡原理和摩擦力的计算公式，可以得出桥塔的抗滑稳定性计算公式。
4. 桥面的自振频率计算桥面的自振频率是衡量桥梁结构动态特性的重要参数。
桥面的自振频率计算通常使用以下公式：自振频率= (1/2π) * √(刚度/质量)其中，刚度是桥面的刚度系数，质量是桥面的质量。
自振频率的计算可以通过测量桥面的刚度和质量来进行。
5. 斜拉索的阻尼计算斜拉索的阻尼是指斜拉索对振动的抑制作用。
斜拉索的阻尼计算通常采用以下公式：阻尼 = 阻尼系数 * 振动速度其中，阻尼系数是斜拉索的阻尼特性参数，振动速度是斜拉索的振动速度。
Part4-第15章-斜拉桥的计算理论
1. 概述(续)
斜拉桥的设计自由度很大，可以通过斜拉索力的调整
来改变结构的受力分配，优化结构的受力
斜拉桥的静力计算流程如下图：
修 N 改 截 面 参 数
斜拉桥要经历一个分阶段施工的过程
结构在施工过程中刚度远小于成桥状态，几何非线性突出 结构的荷载 (自重、施工机具、预应力等 )是在施工过程中
逐级施加的
每一施工阶张拉和体系转换。后期结构 的受力状态和力学性能与前期结构有着密切联系
数，用关心截面内力、位移期望值范围作为约束条件。
最大偏差最小法：将可行域中参量与期望值的偏差作为目标
函数，使最大偏差达到最小。
2.2 斜拉桥索力优化方法评述(续)
斜拉桥受力性能的好坏要根据实际结构来评价，并
不能用单一的目标函数来统一表示
工程界期望在斜拉桥索力优化过程中，既能计入各
种因素的影响，又能分别得到不同目标函数的优化结果 ，供设计者进行比选
1. 概述(续)
计算模式是设计计算的关键
计算空间荷载 ( 风载、地震荷载、局部温差等 ) 作用下的静力响
应:空间杆系模式，注意实际结构与计算模式间的刚度等效性
计算全桥构件的应力分布特性 :空间板壳、块体和梁单元的组合
模式，注意不同单元结合部的节点位移协调性。
a)
空间杆系模式
b) 块、壳、梁组合模式 图13-1 斜拉桥计算模式
概念设计阶段：主要研究成桥状态下宏观的力学响应特征
，此时结构刚度较大，因此，计算可采用计入徐变、收缩的 准非线性分析理论，对特大跨径柔性斜拉桥也可按线性二阶 理论进行分析
技术设计阶段：中等跨径的斜拉桥恒载分析仍以准非线性
斜拉桥的计算(合理成桥状态确定)汇总.
第三章斜拉桥计算①斜拉桥（或者其他桥梁）的计算分类：总体分析局部分析②局部应力分析方法③斜拉桥总体分析的特点a.考虑垂度效应的斜拉索弹性模量修正问题；b.考虑成桥索力可优化的成桥状态确定问题；c. 考虑施工分阶段进行，索力反复可调、施工方便、成桥达到设计内力目标和线形目标的施工张拉力和预拱度确定问题。
3、斜拉索等效弹模与斜拉索水平投影长、斜拉索应力的关系第二节斜拉桥合理成桥状态3.2.1 成桥恒载索力的初拟斜拉桥的设计存在一个通过优化成桥索力来优化斜拉桥成桥内力的合理成桥受力状态确定问题：斜拉桥主梁、主塔受力对索力大小很敏感；而斜拉索索力可以调节。
国内外学者探索出了多种方法：简支梁法、恒载平衡法、刚性支承连续梁法、最小弯曲能量原理法、最小弯矩法、内力平衡法（或应力平衡法）、影响矩阵法、用索量最小法。
讲授：李传习成桥恒载索力的初拟的方法•简支梁法–方法的定义：选择合理的成桥索力，使主梁在成桥状态的恒载弯矩与以拉索锚固点为主梁支点的简支梁的恒载弯矩一致。
（图）–特点：对于不对称结构，塔的弯矩难以照顾，所得结果难以应用。
–适应情况：已用得不多。
•恒载平衡法–方法：主跨斜拉索索力根据简支梁法确定；边跨斜拉索索力根据塔承受的不平衡水平力为零的条件确定；边跨的压重根据简支梁法确定。
–特点：主梁成桥恒载弯矩与简支梁相同；主塔恒载弯矩为零。
–适应情况：用得较多，适用范围较广。
•刚性支承梁法–方法：选择合理的成桥索力，使主梁在成桥状态的恒载弯矩与以拉索锚固点为主梁支点的连续梁的恒载弯矩一致（图）。
–特点：对于不对称结构，塔的弯矩难以照顾；索力跳跃性可能很大，不均匀。
–适应情况：已用得不多。
讲授：李传习成桥恒载索力的初拟的方法（续1）•最小弯曲能量原理法–方法（定义）：以弯曲应变能最小为目标函数。
最初该法只适应于恒载索力优化，无法考虑活载和预应力的影响；将该法与影响矩阵结合后，这个缺点得到了克服。
此方法所得结果中一般弯矩均比较小，但两端索力不均匀，如人为调整易使受力状态调乱。
斜拉索桥需要计算的内容及对应的公式
斜拉索桥需要计算的内容及对应的公式以斜拉索桥需要计算的内容及对应的公式为标题，写一篇文章。
标题：斜拉索桥的设计与计算斜拉索桥是一种通过斜拉索来支撑主梁的桥梁结构，它具有美观、经济、适应性强等优点，因此在现代桥梁工程中得到了广泛应用。
在设计和建造斜拉索桥时，需要进行各种计算，以确保桥梁的安全性和可靠性。
本文将介绍斜拉索桥设计与计算中的几个关键内容及其对应的公式。
一、索力计算斜拉索桥的设计中，首先需要计算斜拉索的索力。
索力是指斜拉索中承受的拉力，它的大小决定了斜拉索的材料选择和结构设计。
斜拉索的索力计算可以通过以下公式得到：T = (P * L) / sinθ其中，T为索力，P为主梁上的荷载，L为主梁长度，θ为斜拉索与主梁的夹角。
二、斜拉索的布置斜拉索桥的设计中，斜拉索的布置是一个重要的问题。
合理的斜拉索布置可以使桥梁结构更加均衡和稳定。
斜拉索的布置需要考虑索力的分布、桥梁的几何形状和荷载情况等因素。
一般来说，斜拉索的布置可以通过以下公式计算：n = L / s其中，n为斜拉索的数量，L为主梁长度，s为斜拉索的间距。
三、主梁截面计算主梁的截面计算是斜拉索桥设计中的关键环节。
主梁的截面尺寸直接影响桥梁的承载能力和刚度。
主梁的截面计算需要考虑桥梁的几何形状、材料的力学性能和荷载情况等因素。
一般来说，主梁的截面计算可以通过以下公式得到：M = W * L / 8其中，M为主梁的弯矩，W为主梁上的荷载，L为主梁长度。
四、塔柱的尺寸计算斜拉索桥的设计中，塔柱的尺寸计算是非常重要的。
塔柱的尺寸直接影响桥梁的稳定性和承载能力。
塔柱的尺寸计算需要考虑塔柱的高度、横向刚度和纵向稳定性等因素。
一般来说，塔柱的尺寸计算可以通过以下公式得到：H = (T * L) / (2 * K * sinθ)其中，H为塔柱的高度，T为斜拉索的索力，L为主梁长度，K为塔柱的刚度，θ为斜拉索与主梁的夹角。
五、锚固设计斜拉索桥的设计中，锚固设计是一个关键的问题。
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斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
一、总体布置
4、索塔的布置—横向
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
4、索塔的高度
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
5、总体设计流程
主桥跨径、断面布置确定
确定边跨长度
塔高确定
斜拉桥设计与计算
完成图纸、计算书 稳定、动力、抗风、局部等计算 施工阶段、运营阶段计算
塔梁构造确定，主梁节段 长度，索塔拉索间距确定
成桥索力计算
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
2、静力计算-刚性支撑连续梁法
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
2、静力计算-施工阶段计算
由于施工过程中，结构体系和荷载状态的不断变化，结构 内力和线形不断变化，通过优化施工阶段索力，使得结构 的应力及线形能够达到合理成桥状态，该组施工阶段即为 合理施工状态，施工阶段索力仍是关键，主要确定方法： （1）倒拆法； （2）倒装-正装迭代法；（倒拆法的优化） （3）无应力状态控制法；（结构弹性，单元长度曲率不变） （4）正装迭代法；（最小二乘法缩小假定与合理状态差距）
二、结构设计
2、索塔
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
2、索塔-构造尺寸
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
斜拉桥设计与计算
2、索塔-上塔柱锚固区
二、结构设计
3、拉索—截面组成
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索
斜拉桥设计与计算
序号 技术性能指标
1
抗拉强度
2
拉索用量
3 防护性能 1
6
抗振性能
7
施工周期
8
桥梁实例
苏通大桥； 南京长江二桥； 南京长江三桥；
上海长江大桥
环氧钢绞线斜拉索
安庆长江大桥； 泰安长江二桥；
灌河大桥； 五河口大桥；
镀锌钢绞线斜拉索
润扬大桥北汊桥； 宜昌夷陵桥； 青州闽江大桥
二、结构设计
3、拉索—锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
三、结构计算
2、静力计算方法
斜拉桥设计与计算
三、结构计算
2、静力计算流程
斜拉桥设计与计算
（1）确定结构的合理成桥状态，确定成桥索力； （2）根据成桥状态，确定各施工阶段索力； （3）进行运营阶段的计算分析；
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
2、静力计算-合理成桥状态
成桥状态：与合拢后的状态不同，运营10年的状态；
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚头构造
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
3、拉索-锚固形式
斜拉桥设计与计算
三、结构计算
计算分类
斜拉桥设计与计算
三、结构计算
计算分类
斜拉桥设计与计算
合理成桥状态(塔直梁平)，主要确定原则：
（1) 索力分布均匀，除了0#1#索外，其余索力逐渐递增；
（2）主梁弯矩接近刚性支撑连续梁的弯矩；
（3）主塔弯矩尽可能小，竖直，合拢状态向岸侧预偏；
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
2、静力计算-合理成桥状态的索力计算
结构体系为高次超静定，主梁和索塔的受力状态对索力 变化很敏感，因此拉索索力的确定是达到合理成桥状态的 关键，确定合理成桥状态的索力的方法主要有： （1）最小弯曲能量法；（相比最小弯矩法，经济性更好） （2）影响矩阵法； （3）刚性支撑连续梁法；（主要适用于对称结构） （4）最小弯矩法； （5）用索最小量法；
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
3、斜拉索布置
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
3、斜拉索布置—索距的选择
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
3、斜拉索布置—索距的选择
一般中跨无索区长度即合拢段长度
一、总体布置
4、索塔的布置—纵向
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
4、索塔的布置—横向
斜拉桥设计与计算
通 十 分 繁 忙 ， 平 均 每 分 钟 就 有 3 艘 船 舶 通 过 。 现 为 II 级 航 道
(110×7m)，桥位处东侧(左侧)设置了待闸锚地，两驳岸之间距
离为180m。
待闸锚地
四、实例介绍
斜拉桥设计与计算
1、江六高速京杭运河特大桥
主桥桥型为双塔双索面混凝土斜拉桥，
孔跨布置108m+248m+108m。主桥支承体系采
斜拉桥设计与计算
3、拉索特性—索垂度效应
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
3、拉索特性—索垂度效应
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
3、拉索特性—索垂度效应
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
4、拉索两端倾角的修正
三、结构计算
5、斜拉桥活载计算
斜拉桥设计与计算
原因：1、活载所占内力相比恒载内力小； 2、活载作用时拉索已经有较大的拉力，斜拉索的非
斜拉桥设计与计算
贲庆国 二O一二年九月
主要内容
斜拉桥设计与计算
一、总体布置 二、结构设计（塔、梁、索） 三、结构计算 四、桥梁实例介绍
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
斜拉桥是由塔、梁和拉索等组成的组合受力结 构体系的桥梁。
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
斜拉桥传力分析示意
桁架传力分析示意
一、总体布置
1、孔跨布置
斜拉桥设计与计算
边跨可对称布置或 者不对称布置，边 跨可设置辅助墩。
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
1、孔跨布置
首先确定主跨跨径，双塔斜拉桥，边中跨比一般0.35-0.5，以0.4居多。 （1）边跨过小，易导致边跨负反力及尾索过大的应力幅度（疲劳破坏）； （2）边跨过大，边跨弯矩过大，中跨刚度小，不经济。
三、结构计算
斜拉桥设计与计算
计算软件
1、整体静力：桥梁博士、QJX、综合程序，midas、 TDV,SAP2000,ANSYS；
2、局部分析：midas、ANSYS、Nastran,SAP2000等；
3、抗震：midas、ANSYS、TDV、SAP2000等
三、结构计算
1、静力计算分析
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-截面及梁高
斜拉桥设计与计算
密索体系，主梁梁高一般为主跨的1/100~1/300,中小跨径一般 1/100~1/150，桥梁较宽时，可能是横向宽度控制。
二、结构设计
1、主梁
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁-适用性
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
施工难度
10
换索功能
平行钢丝斜拉索 1670MPA-1770MPA
稍大
镀锌+缠包带+HDPE
钢丝拉索结构为整体粘结，抗振 性能差
较短（成品索，工厂内制作） 需大型起重设备，采用较大的软
牵引力和拉杆牵引力工艺
必须整体换索，费用大， 需封闭交通
环氧钢绞线斜拉索 1860MPA
减少约8%，比平行钢丝斜拉索用量 减少
用半漂体系。
主塔：为H型混凝土框架结构
主梁：预应力砼边主梁结构；
斜拉索：镀锌平行钢丝。
四、实例介绍
斜拉桥设计与计算
1、江六高速京杭运河特大桥
施工方案： 主塔：支架法+爬模法 主梁：牵索挂蓝悬浇+支架法 斜拉索：两端冷铸锚，塔内张拉
四、实例介绍
斜拉桥设计与计算
1、江六高速京杭运河特大桥
结构计算
采用空间有限元程序分别进行整体计算和局部计算，主要计算内容如下： ➢ 主桥体系静力计算分析 ➢ 主塔横向静力计算 ➢ 主塔锚固区预应力配索计算 ➢ 主梁横梁计算 ➢ 主梁桥面板计算 ➢ 主塔基础计算 ➢ 全桥抗震、抗风、稳定性计算 ➢ 边墩及辅助墩计算
线性小。
三、结构计算
6、结构稳定计算
斜拉桥设计与计算
三、结构计算
7、结构局部计算
斜拉桥设计与计算
在进行完整体计算完成后，还需要对一些结构和受力复杂的
局部构件进行详细分析，确保局部受力安全。
（1）主塔拉索锚固区 （2）主梁拉索锚固区
（3）塔、墩、梁固结部位（4）宽箱梁的翼缘部位（剪力滞 影响）
三、结构计算
一、总体布置
斜拉桥设计与计算
1、孔跨布置
可对称布置或者不对称布置； 不对称布置更为经济合理，对称布置景观性更好一些； 较为合理的边中跨比0.5~1.0之间，以0.8左右居多。
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
斜拉桥设计与计算
一、总体布置
2、主梁的支承体系
1、主梁—截面特点
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁—截面特点
斜拉桥设计与计算
二、结构设计
1、主梁—截面特点
斜拉桥设计与计算
二、结构设计