斜拉桥与悬索桥计算理论简析
第八章悬索桥的计算
第八章悬索桥的计算悬索桥是一种通过悬挂在主塔上的主梁和悬挂索来支撑桥面的桥梁结构。
悬索桥因其高大雄伟的造型和良好的承载能力而备受推崇，被广泛应用于各种交通工程中。
在计算悬索桥的设计方案时，需要考虑到多个因素，如主梁的形状和尺寸、悬挂索的长度和数量、主塔的高度和稳定性等。
接下来，将详细介绍悬索桥的计算方法。
首先，需要确定悬索桥的主梁形状和尺寸。
主梁的形状有直线型和曲线型两种。
在一般情况下，直线型主梁更容易计算和设计。
主梁的尺寸需要根据交通载荷和桥梁长度来确定。
通常情况下，主梁的高度应为桥梁长的1/10到1/20，宽度为主梁高度的1/5到1/10。
其次，需要计算悬挂索的长度和数量。
悬挂索的长度取决于主梁的跨度和主塔的高度。
悬挂索的数量则取决于主梁的宽度和设计要求。
通常情况下，悬挂索的长度应为主梁跨度的1/3到1/5，而悬挂索的数量应为主梁宽度的1/3到1/5然后，需要计算主梁和悬挂索的受力情况。
主梁的受力主要包括弯矩和剪力，而悬挂索的受力主要包括拉力和压力。
在计算弯矩和剪力时，需要考虑到交通载荷、自重和风荷载等因素。
在计算拉力和压力时，需要根据悬挂索的位置和受力情况来确定。
最后，需要计算主塔的高度和稳定性。
主塔的高度需要根据主梁的跨度和设计要求来确定。
主塔的稳定性则需要考虑到地震和风荷载等因素。
在计算主塔的高度和稳定性时，需要使用结构力学和土木工程的知识。
总之，悬索桥的计算是一个复杂的过程，需要考虑到多个因素。
以上只是悬索桥计算中的一些基本内容，实际的计算应根据具体的设计要求和实际情况来进行。
悬索桥的设计和计算需要借助于专业的工程师和相关的计算软件，以确保桥梁的安全和稳定。
悬索桥结构计算理论
悬索桥结构计算理论悬索桥结构计算理论主要内容☞概述☻悬索桥的近似分析☞悬索桥主塔的计算☞悬索桥成桥状态和施工状态的精确计算1.概述1.1悬索桥的受力特征悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系，其主要构成如下图所示。
成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。
成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。
悬索桥各部分的作用主缆是结构体系中的主要承重构件，受拉为主；主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，受压为主；加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构，主要承受弯曲内力；吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是连系加劲梁和主缆的纽带，受拉。
锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。
1.概述(续)✶悬索桥计算理论的发展与悬索桥自身的发展有着密切联系早期，结构分析采用线弹性理论(由于桥跨小，索自重较轻，结构刚度主要由加劲梁提供。
中期(1877), 随着跨度的增加，梁的刚度相对降低,采用考虑位移影响的挠度理论。
现代悬索桥分析采用有限位移理论的矩阵位移法。
✹跨度不断增大的同时，加劲梁相对刚度不断减小，线性挠度理论引起的误差已不容忽略。
因此，基于矩阵位移理论的有限元方法应运而生。
应用有限位移理论的矩阵位移法，可综合考虑体系节点位移影响、轴力效应，把悬索桥结构非线性分析方法统一到一般非线性有限元法中，是目前普遍采用的方法。
▪弹性理论（1）悬索为完全柔性，吊索沿跨密布；（2）悬索线性及座标受载后不变；（3）加劲梁悬挂于主缆，截面特点不变；仅有二期恒载、活载、温度、风力等引起的内力。
计算结果：悬索内力及加劲梁弯距随跨经的增大而增大。
▪挠度理论与弹性理论不同之处仅在于：考虑悬索竖向变形对内力的影响（不考虑剪力变形、吊杆倾斜及伸缩变形，影响较小）。
线性挠度理论：忽略挠度理论中活载引起的主缆水平分力与竖向位移之间的非线性关系。
计算结果：加劲梁弯距铰弹性理论结果要小。
斜拉桥与悬索桥之比较
斜推桥与悬索桥之比较之阳早格格创做斜推桥与悬索桥动做新颖桥梁的主要兴办办法，二者之间又存留着何如的辨别与通联呢？底下咱们通过结构力教的要领对于其举止受力圆里的定性分解，去办理一些现真中的局里.最先咱们去相识一下他们的定义：斜推桥又称斜弛桥，是将主梁用许多推索曲交推正在桥塔上的一种桥梁，是由启压的塔、受推的索战启直的梁体推拢起去的一种结构体系.其可瞅做是推索代替收墩的多跨弹性收启连绝梁.其可使梁体内直矩减小，落矮兴办下度，减少了结构沉量，节省了资料.斜推桥由索塔、主梁、斜推索组成.悬索桥，又名吊桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于二岸(大概桥二端)的缆索(大概钢链)动做上部结构主要启沉构件的桥梁.其缆索几许形状由力的仄稳条件决断，普遍交近扔物线.从缆索垂下许多吊杆，把桥里吊住，正在桥里战吊杆之间常树坐加劲梁，共缆索产死推拢体系，以减小活载所引起的挠度变形.斜推桥与悬索桥的结构简图如图a，b所示.底下对于一些现真局里举止定性分解.1.为什么斜推桥战悬索桥不妨比其余桥梁的跨度大很多？通过斜推桥战悬索桥的结构简图不妨瞅出，斜推桥战悬索桥皆是通过钢索的推力去代替了桥墩的收援力.果此不妨缩小桥墩的数量，真止桥梁的大跨度.2.为什么悬索桥不妨比斜推桥的跨度更大？通过斜推桥战悬索桥的结构简图不妨瞅出，斜推桥的钢索是斜着的，以a图C面举止受力分解，为了正在C面提供脚够的横曲推力Fcy随着AC距离的减少，Fc战Fcx将会不竭删大，那样会不竭删大钢索的推力战桥里的轴背压力，那也是为什么斜推桥的钢索大多集结正在索塔的上端的本果.果此AC之间的距离不克不迭太大，即斜推桥的跨度不克不迭太大.而通过悬索桥的结构简图不妨瞅出，悬索桥的钢索受力是横曲目标的，随着跨度的减少本去不会减少钢索的受力.果此悬索桥的跨度不妨比斜推桥更大.3.为什么斜推桥比悬索桥宁静？由斜推桥的结构简图不妨瞅出绷紧的钢索与索塔及桥里根据三钢片准则形成了稳定体系，而有悬索桥的结构简图不易瞅出悬索桥的主索、细钢索、索塔及桥里之间形成的是可变体系.果此悬索桥的宁静性不如斜推桥的宁静性佳.4.既然减少索塔不妨加大桥里的横背推力，减小桥里轴背应力鹤岗索推力，为什么不把索塔建得很下呢？最先，减少索塔的下度会减少桥梁的用料，进而减少桥梁的经济成本下.其次，由于现真死计中桥里的受力情况特天搀纯，无法包管索塔二边桥里受力情况真足相共，那会使得索塔二边钢索所受的推力分歧，如果索塔很少会使得索塔与桥里连交处以及桥墩与大天连交处直矩过大，简单爆收损害.5.为什么斜推桥的桥里不妨比悬索桥的桥里宽很多？斜推桥的桥里比悬索桥的桥里宽很多是有桥里的资料为混凝土战桥里的受力个性的决断的.底下截与斜推桥战悬索桥的桥里的一个横截里去简化力教模型，并对于其举止受力分解.假设桥里受大小为q的均布力，斜推桥的受力如图c,悬索桥的受力如图d.正在斜推桥的横截里受力图中，桥里横截里受斜进与的钢索推力，果为斜推桥的索塔为A型大概椡Y型；而正在悬索桥的受力图中，桥里横截里只受到横曲进与的推力，果为悬索桥的索塔为H型.假设斜推桥战悬索桥桥里少度为l，薄度为2h，则斜推桥受到的最大推应力为：My/Iz-Tt/2lh=0.5ql*lh/Iz-Tt/2lh；悬索桥的最大推应力为：My/Iz=0.5ql*l/Iz.由此可睹正在受力战桥里横截里形状相共的情况下，斜推桥的最大推应力比悬索桥小Tt/2lh，又果为桥里资料为混凝土，抗压不抗推，果此斜推桥的桥里不妨比悬索桥的桥里更宽一些.底下，假设桥里受大小为q的均布力（果为桥里主要受到自己的沉力，而桥里自己的沉力是均布力），而那也是桥里的，设有n根钢索且每根钢索所受的推力相等为T=ql/(n+2)，而且假设桥里只爆收小变形，对于力教模型进一步简化后.对于斜推桥战悬索桥举止分解，干出斜推桥与悬索桥的受力图g，剪力图e，直矩图f.从斜推桥战悬索桥加钢索战出加钢索的剪力图不妨瞅出：钢索的减少能灵验的减小剪力的不竭的减少，将剪力形成一种周期性的力.共时不妨瞅出钢索越多剪力图像中的峰值正在斜率稳定，钢索的只可越收会使图像的周期减小，果此能灵验天减小剪力图像中的峰值(FQ=ql/(n+2))，由M(X)= FQ(X)dx得到斜推桥战悬索桥的直矩图.共时从斜推桥战悬索桥的直矩图中不妨瞅出去其图像也为周期函数图象.共样其图像的峰值与钢索的数量加2后的仄圆成反比（M=ql*l/(n+2)*(n+2)).由此可睹减少钢索的数量不但是不妨减小斜推桥战悬索桥桥里的剪力战直矩，共时也不妨减小每根钢索的推力.由此可睹准确的预计每一段的受力情况，以此去树坐钢索中的预应力是格外要害的，对于减小桥里中的剪力战直矩起着决断性的效率.虽然钢索中的预应力树坐不当也不妨起到遏止直矩删大效率，但是效验将大挨合扣.由此可睹对于斜推桥战悬索桥举止准确的受力分解是格外要害的.以上不过正在理念化的条件下举止的细糙的表里分解，现真中经常有着那样大概那样的不可控条件.最先，桥里不可能受均布力：其次，大跨度的桥梁并不是只爆收小变形，而是会爆收大变形；末尾，斜推桥的桥里存留着直矩战轴力混同效率的效力.天然另有其余的一些果素对于表里分解的效率不枚举出去，咱们便先不计划了.底下咱们去分解一下以上三个圆里对于咱们的分解制成的效率.1.由于桥里的受力并不是均布力，虽然桥里自己的沉力仍是均布力，但是二者相加之后，剪力图e中的剪力便不是线性变更的，那会对于钢索预应力的预计制成艰易.2.由于大跨度桥梁爆收的并不是小变形，而是会爆收大变形.以上的线弹性的分解要领便不再适用了，该当使用几许非线性的分解要领举止分解.几许非线性问题是指大位移问题，几许疏通圆程为非线性.正在绝大普遍大位移问题中，结构里里的应变是微弱的.果为应变是微弱的，对于线性问题普遍是根据变形前的位子去建坐仄稳圆程.但是对于几许非线性问题，由于位移变更爆收的二次内力不克不迭忽略，荷载一变形闭系为非线性，此时叠加本理不再适用，所有结构的仄稳圆程应按变形以去的位子去建坐.3.斜推桥的斜推索推力使其余构件处于直矩战轴背力推拢效率下，那些构件纵然正在资料谦脚虎克定律的情况下也会浮现非线性个性.构件正在轴背力效率下的横背挠度会引起附加直矩，而直矩又效率轴背刚刚度的大小，此时叠加本理不再适用.但是如果构件启受着一系列横背荷载战位移的效率，而轴背力假定脆持稳定，那么那些横背荷载战位移仍旧不妨叠加的.果此，轴背力不妨被瞅动做效率横背刚刚度的一个参数，一朝该参数对于横背的效率决定下去，便不妨采与线性分解的要领举止近似预计.有二种要领不妨处理那种由压一直共共效率引起的非线性问题：一是引进宁静函数，得到梁体单元刚刚度矩阵元素的建正系数，而后用建正系数正在迭代中不竭天对于小位移线弹性刚刚度矩阵举止建正；大概者正在预计单元刚刚度矩阵时思量几许刚刚度矩阵的效率.二是从本质的应变出收列出压直共共效率的总应变圆程，通过真功本理，得到梁体单元的真足刚刚度矩阵.。
第三章-2斜拉桥与悬索桥简介
于小跨。 • 柔性塔：一般为下端固定式，塔顶水平变位量相对较大，适
于大跨。 • 刚性塔：塔顶水平变位量相对较小，单柱或者A形，多用于
多跨悬索桥的中间塔柱，纵向刚度较大，塔顶位移小从而减 小加劲梁内的应力。
悬索桥各部分构造——塔
• PWS法：避免了钢丝编成钢丝束股的作业从而加快主缆 的施工进度，但要求大吨位的起重运输设备和拽拉设 备来搬运钢丝束股。目前多采用61、91、127Φ 5左右 钢丝，最重可达40吨。
AS法 示意图
悬索桥的构造——主缆
• 主缆的防护（不可更换的主要受力构件，必须防腐）
• 锈蚀原因：架设期间水份进入；防护完成后因主缆线形变化、 温度变化引起伸缩而导致粗糙表面的油漆开裂和索夹上受损 的密封部位开裂，水的渗入导致主缆湿度高而锈蚀。
吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力 构件，是连系加劲梁和主缆的纽带。
锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力
二、悬索桥的形式
地锚式与自锚式悬索桥 地锚式：主缆拉力依靠锚固体传递给地基。 自锚式：主缆拉力水平分力直接传递给加劲梁（轴向压力）
承受；竖直分力（较小）由端支点承受。适宜：跨度 不大、软土地基、城市桥等。
悬索桥的孔跨布置形式(力学体系)
a·柔式悬索桥：
～不设加劲梁； ～只在活载与恒载的比值不大时适用；
如人行桥或(早期的)主缆很大的。
b·单跨悬吊
～仅主跨悬吊，并在主跨上设加劲梁 ～如存在边跨，则边跨独立（简支于桥
塔）。
c·三跨悬吊简支体系
～加劲梁为三跨简支梁。
d·三跨悬吊连续体系
～加劲梁为三跨连续梁。
• 类型
斜拉桥和悬索桥基本受力原理
斜拉桥和悬索桥基本受力原理斜拉桥和悬索桥是现代桥梁工程学中最常见的桥梁类型之一。
与其他类型的桥梁相比，斜拉桥和悬索桥在结构构造、受力原理以及建造技术方面都具有独特的特点。
斜拉桥是一种由主体梁、斜拉索和塔组成的桥梁结构。
主体梁通常由桥面板、箱梁或钢桁架等构成。
斜拉索由高强度的钢丝绳或钢缆制成，用于固定主体梁。
塔是支撑斜拉索的主要悬挂结构。
斜拉桥的受力原理是利用斜拉索对主体梁进行牵拉，从而使主体梁能够承受大约90%的桥面荷载。
在斜拉桥的受力分析中，通过牵拉斜拉索，使力沿着斜拉索传递到塔的支撑墩上，然后再传递到地基。
因此，斜拉桥的塔和支撑墩必须足够坚固，以承受主体梁的重量和拉力。
在斜拉桥的结构设计中，斜拉索的数量、长度和位置是非常关键的。
斜拉索的正确设置可以增强桥梁的稳定性，减少对主体梁的振动和抖动。
同时，斜拉索的拉力方向也需要考虑，以确保它们不会相互冲突或互相干扰。
悬索桥的受力原理是靠索在两个或多个支撑点上承载主体梁和荷载。
索的支撑在塔顶，塔的重力传递到地面，自然就形成了一个悬挂状态。
此时，由于主体梁的承载能力有限，悬挂在索上的荷载必须分散到多个支撑位置上。
在悬索桥的结构设计中，索的支撑点的距离、索的长度和角度等都是非常关键的。
如果索的支撑点距离太远，索的结构就会变得不稳定。
如果角度太小，索的滞后效应就会变得越来越大。
这些因素都需要在悬索桥的设计阶段得到充分考虑。
3. 两种桥梁类型的比较尽管斜拉桥和悬索桥在受力原理方面存在差异，两种结构类型在一些方面都具有相似之处。
例如，它们都依靠主体梁承载荷载，并且都需要塔来支撑索或斜拉索。
此外，两种结构类型都需要进行静态和动态受力计算，以确保结构的稳定性和安全性。
但是，斜拉桥和悬索桥在实际应用中也有许多不同之处。
例如，由于斜拉索承担了大部分的荷载，斜拉桥的主体梁可以相对较轻，而悬索桥的主体梁需要更多的材料和设计。
另外，在建造过程中，斜拉桥需要更长时间的预构件制作和拼装，而悬索桥则需要更多的和更高的起重设备来安装长而重的索。
斜拉桥中的拉索拉力分析
斜拉桥中的拉索拉力分析斜拉桥作为一种现代桥梁结构设计，凭借其独特的外观和高度的耐力成为了现代城市的标志性建筑之一。
而在斜拉桥的结构中，拉索作为承担桥梁荷载的重要部分，其拉力的分析对于桥梁的设计和施工至关重要。
在斜拉桥中，支撑桥梁的主要力量通过吊塔传递到桥面，最终由拉索承担。
在拉索的设计过程中，我们要考虑到多个因素，如桥面荷载、风荷载以及自重等。
拉索需要能够承受这些力量，同时保持桥梁的结构稳定和安全。
拉索分析的第一步是计算每个拉索所承受的力量。
我们通常使用悬链线理论来进行这一计算。
悬链线理论将拉索的重力、张力和弯曲等因素都纳入考虑。
通过建立数学模型，我们可以计算出每个拉索所承受的拉力大小和方向。
然而，由于桥梁的荷载不仅仅是静力学力量，而且还包括动态荷载，我们需要考虑到拉索的振动问题。
振动会对拉索产生额外的力量作用，可能使其受到过大的拉力，影响桥梁的稳定性。
因此，在拉索设计中，我们需要进行动力学分析，以保证其能够抵御振动力量。
另外，斜拉桥的风荷载也是拉索设计中需要特别关注的问题。
由于桥梁的设计高度较高，风的作用会对拉索产生很大的力量。
在拉索的设计中，我们需要计算并考虑到各个方向上的风荷载，并将其作为额外的力量进行计算。
这可以通过风洞实验和计算机模拟来获得准确的数据，以确保拉索的设计合理。
除了荷载分析外，拉索的材料选择也是设计中需要考虑的重要因素。
拉索通常采用高强度钢缆，以保证其能够承受大的拉力。
在选择材料时，我们需要综合考虑强度、耐腐蚀性以及成本等因素，以找到最适合的材料。
最后，斜拉桥中的拉索还需要进行定期检查和维护，以确保其在使用过程中不会出现疲劳断裂等问题。
由于拉索处于高空环境中，检查和维护工作相对困难，因此需要精细规划和专业团队进行操作。
总而言之，斜拉桥中的拉索拉力分析是桥梁设计中的重要一环。
拉索的设计需要综合考虑荷载、振动、风荷载等因素，并选择合适的材料。
通过科学的分析和合理的设计，我们能够建造出坚固耐用的斜拉桥，为城市的发展和交通运输提供便利。
斜拉桥(第一章) (正式) ppt课件
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斜拉桥塔形示ppt例课件
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第一章 总体布置与结构体系
二、塔的高跨比 索塔高度从桥面以上算起。 主跨径相同情况下，索塔高度低，拉索水平倾角小，拉索垂直分力对 主梁支承作用就小；反之，索塔高度愈大，拉索水平倾角愈大，拉索对 主梁支承效果也愈大。 索塔的高度应由经济比较来确定。
边跨L1 端锚索
主跨L2
桥塔
桥塔
边跨L1 端锚索
主跨L2 桥塔
边跨L1 端锚索
边墩（或桥台）
边墩（或桥台） 边墩（或桥台）
边墩（或桥台）
(a)双塔（三跨式）
(b)独塔p（p双t跨课式件）
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第一章 总体布置与结构体系
二、跨径布置
典型为双塔三跨式和独塔双跨式；特殊也可独塔单跨及多塔多跨。
边跨L1 端锚索
第一章 总体布置与结构体系
4．辅助墩及外边孔
边孔设置辅助墩，根据边孔高度、通 航、施工安全等具体情况而定。 当边孔设在岸上或浅滩，在边孔设置 辅助墩，可以改善结构的受力状态。 辅助墩受压时，减少了边孔主梁弯矩； 受拉时则减少了中跨主梁的弯矩和挠 度。
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第一章 总体布置与结构体系
第三节 索塔布置
限制变位。 必须采用时，①可将中间塔做成刚性索塔（如委内瑞拉的马拉开波桥）；
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②用长拉索将中间塔顶分别 锚固在边塔的塔顶或塔底加 劲（如香港汀九桥）；
③加粗尾索并在锚固尾索的梁 段上压重，增加索的刚度（如湖 南洞庭湖大桥）。
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多塔斜拉桥中桥 塔示例
悬索桥结构精确计算理论
端点力与座标之间的函数关系为:
H 1 V 1 V qs x (s) [sh ( ) sh ( ) ] q H H
V qs 2 H V 2 y (s) [ 1 ( ) 1 ( ) ] q H H
(48)
(49)
真实索形的迭代计算
公式准备 2 ：吊杆间任一索段都必须满足式 (48) 、 (49) ，令 Vi =V，Hi =H，于是： Hi 1 V i 1 V i qsi l [sh ( ) sh ( )] i q Hi Hi
(60)
当
T ( s) EA0
＜＜１时 (61)
T ( s) H S S0 ( )ds [cl sh(2cl c1 ) sh(2c1 )] s0 EA0 2 EA0 c
根据公式(71)和(72)可以完成以下计算：
a ）从锚碇到转索鞍索段的索长，根据悬链线索长计算公式可计算 有应力索长，扣除成桥索力引起的伸长量便是无应力索长；这一区 段内主缆的长度计算比较复杂。因为主缆每一层离开转索鞍的离开 点都是不一样的。在计算中先计算出该索段的中心索长，再根据不 同层和离开点位置对每一层索长进行修正。
i 1
m
e y hi y
i 1
n＋1
(54)
实际的H，V可通过影响矩阵法迭代计算按如下步骤迭代求解：
悬索桥施工状态的计算
悬索桥施工状态是指从挂主缆开始到成桥各阶段悬索桥的构 形和受力状态。确定施工状态主要解决三方面问题：
1) 主缆各索段无应力索长
2) 挂索初始状态 3) 吊梁阶段的结构状态
真实索形的迭代计算(续)
根据IP点处实际的Ｈ和Ｖ，可计算边跨主缆的成桥索形；根 据主索鞍、转索鞍的设计半径，可计算主缆与鞍座的切点座 标；根据吊杆在主缆和桥面上的 y座标，可计算吊索在成桥 态的长度。至此，整个悬吊部分的受力与几何形态都被唯一 确定。 否则设误差向量为：
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斜拉桥与悬索桥计算理论简析
斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。
通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。
在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。
一、斜拉桥的计算理论
斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。
有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。
斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。
（一）、斜拉桥的静力设计过程
1、方案设计阶段
此阶段也称为概念设计。
本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。
根据此设计文件，设计者或甲方（有些地方领导说了算）进行方案比选。
2、初步设计阶段
本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。
主要任务是：通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。
3、施工图设计阶段
此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。
主要计算内容有：构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。
（二）、斜拉桥的计算模式
1、平面杆系加横分系数
此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。
还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。
2、空间杆系计算模式
此模式用在空间荷载（风载、地震荷载以及局部温差等）作用下的静力响应分析。
此模式按照主梁可分为三种：“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。
3、空间板壳、块体和梁单元计算模式
此模式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。
4、从整体结构中取出的特殊构件
此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集中现象。
根据圣维南原理，对结构进行二次分析。
（三）、斜拉桥的计算理论
根据线性与非线性将其分为三类。
1、微小变形理论，即弹性理论
这种计算方法将拉索简化为桁单元，其
余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线
性影响。
此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。
2、准非线性计算理论
包括三种：计入收缩徐变的线性弹性分析理论、考虑二阶效应的近似计算以及弹性理论计算结果乘以增大（大于1）系数。
适用于概念设计阶段的计算，或计算中小跨径的斜拉桥。
3、有限位移理论
这是精确分析施工和正常使用阶段，以及结构在各种荷载下的静力响应的方法，适用于大跨桥梁设计的技术设计阶段的计算。
用于前进分析与倒退分析中，以及成桥状态最优索力的确定。
引起斜拉桥几何非线性的因素主要有以下三个方面：（1）索的垂度的影响将斜拉
索模拟成桁单元，并用修正的弹性模量。
当索力应力水平较低时，可直接用柔索单元来模拟斜拉索。
（2）梁柱效应斜拉桥的主梁、主塔都工作在压弯状态，引起了梁柱效应。
用梁单元分析时，可用稳定函数表示的几何非线性刚度矩阵和一般的几何刚度矩阵，来计入这一效应。
（3）大位移效应由于斜拉桥为柔性结构，外荷载作用下结构变形较大。
可用大位移刚度矩阵或基于U.L列式的有限位移理论（拖动坐标法）计入这一效应。
恒载与附加荷载的非线性计算，以计算荷载作用前的状态为初态，活载的非线性计算以成桥状态为初始内力状态，活载用影响区加载法来计算。
（四）、斜拉桥的计算内容
按照设计过程，斜拉桥的计算内容包括：
1、斜拉桥的恒载受力状态的优化计算
以往的斜拉桥索力优化计算归为三大类：指定受力状态的索力优化、无约束的索力优化和有约束的索力优化。
肖老师利用调值计算的原理，提出了索力优化的影响矩阵法，用于成桥状态的索力优化与施工阶段的索力优化。
2、倒退分析
以成桥状态t=t0时刻的最优内力状态为参考状态，以设计的成桥线形为参考线形，对结构进行倒退分析。
考虑到计算状态的不闭合；结构预应力、徐变、收缩引起结构倒退分析内力和实际内力的不闭合；以及斜拉索垂度效应和大位移效应等几何非线性的因素，肖老师提出了采用前进、倒退分析交互迭代法，可消除这些不闭合因素。
通过倒退分析，可以得到初始张拉力、施工张拉力及预拱度。
3、前进分析
即施工仿真计算，施工终态的内力即为实际内力状态。
4、构件应力分析
5、其它计算内容
施工控制计算、稳定计算、静风作用下的横向稳定分析以及动力计算等。
二、悬索桥的计算理论
悬索桥是跨越能力最强的桥型之一，其雏形三千多年前已在我国出现。
悬索桥可分为柔性悬索桥与刚性悬索桥，
两者区别是有无加劲梁。
悬索桥由悬索（主索、边索和锚索）、桥塔、吊杆、加劲
梁和桥面系（或桥道梁）及锚碇组成。
（一）、悬索桥的设计过程
开始-----结构总体布置-----构件尺寸初选-----确定恒、活载集度-----竖向恒、活载非线性分析------通过修正恒载集度、构件强度与刚度验算，反复计算以确定构件尺寸与矢跨比-----计算成桥实际构形与内力------验算强度刚度------计算构件无应力尺寸-----计算鞍座预偏量和挂索初态-----结束。
（二）、悬索桥的受力特征
成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法确定。
成桥后，结构共同承受外荷载作用，受力按刚度分配。
主缆在恒载作用下具有很大的初始张拉力，对后续结构提供强大的“重力刚度”。
主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，在恒载作用下，以轴向受压为主，在活载作用下以压弯为主，呈梁柱构件特征。
加劲梁承受的弯曲内力主要来自结构的二期恒载和活载。
吊索是传力构件，吊索内恒载轴力的大小，既决定了主缆在成桥状态的真实索形，而且也决定了加劲梁的恒载弯矩。
锚碇是锚固主缆的结构。
（三）、悬索桥的计算理论
1、弹性计算理论
不考虑恒载初内力及大位移非线性的影响，适用于200米悬桥设计之用。
假定悬索为完全柔性，吊杆沿跨密布，假定悬索曲线形状和纵坐标在加载后保持不变。
缆索的形状假定为抛物线，按膜理论进行计算。
2、挠度理论
考虑位移的非线性影响，即考虑轴力并且在变形后的位置上建立平衡方程，通过建立基础微分方程来求解析解。
方程是非线性的，相
应的求解方法有线性挠度理论、等代梁法等。
3、有限位移理论
应用有限位移理论的矩阵位移法，可综合考虑体系节点位移影响、轴力影响，把悬索桥结构的非线性分析方法统一到一般非线性有限元法中，是目前普遍采用的方法。
（四）、悬索桥的计算方法及相应的计算内容
分为近似分析法和精确分析法，近似分析法可用弹性理论和挠度理论，而精确计算只能用有限位移理论。
1、近似分析法
由于悬索桥的施工过程较简单，近似计算法即计算各部分构件的位形、内力与位移。
主要计算内容有：（1）成桥状态的近似计算根据悬索桥的布置形式的总断面线形，和由此确定的控制主缆的几何线形的基本点的位置，来分析主缆及其它构件成桥是的构形、受力状态，并求出主缆、吊索的无应力索长和施工阶段的鞍座偏移量。
（2）加劲梁在竖向荷载下的分析可以由弹性理论计算，也可由挠度理论计算。
（3）主塔的计算（4）水
平静风载作用下的计算。
2、精确分析法
确定悬索桥成桥状态和施工状态的关键是确定主缆成桥是的线型，也就是在已
知基本设计参数和施工方法的前提下，计算主缆与吊索交点位置及主缆与鞍座的切点坐标。
计算内容主要包括：（1）计算吊索在恒载作用下的轴力主要问题为二期恒载轴力，此时桥已形成整体，假定主缆为抛物线，对结构进行二期恒载的非线性分析，可计算出二期恒载下吊索力。
（2）确定吊索的真实形状从而可以确定主索鞍、转鞍鞍座与主缆的切点坐标，可计算出吊杆长度。
（3）悬索桥施工状态计算包括确定主缆各索段无应力索长、鞍座基准回退量、空索合理状态以及加劲梁安装阶段的合理状态。
（4）悬索桥局部应力分析包括整体分析与局部分析，整体分析中，主塔和加劲梁一般用计入几何刚度的梁单元模拟，主缆和吊索用计入几何刚度的桁单元模拟，但要考虑主
缆自重引起垂度对轴向刚度的影响。
对于单元长度较小的主缆，可用修正弹性模量，对于单元长度较大时，要用柔索单元。
悬索桥大位移效应一般用U.L列式计入。
要注意各部分荷载作用前的初内力状态。
局部应力分析包括：主梁三维应力分析、主塔三维应力分析及鞍座应力分析等。
三、体会和问题
1、斜拉桥与悬索桥相比而言，斜拉桥的计算要复杂一些。
斜拉桥计算中的关键是合理恒载内力状态的确定，而悬索桥中的则是成桥状态实际索形的确定。
2、要精确分析这两种体系的受力，均要用几何非线性的有限元分析程序。
开发桥梁专用计算程序是完全必要的。
3、对倒退分析的理解：凡是要确定理想成桥状态的桥型，并且施工过程较复杂，内力影响因素很多时，均要做此分析。
4、问题：在确定好理想的恒载内力状态后，如何进一步进行倒退分析。