斜拉桥设计与计算

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1、斜拉桥设计与计算贲庆国二O一二年九月主要内容一、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、总体布置斜拉桥传力分析示意桁架传力分析示意一、总体布置1、孔跨布置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。一、总体布置1、孔跨布置可对称布置或者不对

2、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、主梁的支承体系一、总体布置2、主梁的支承体系一、总体布置2、主梁的支承体系一、总体布置2、主梁的支承体系一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置一、总体布置3、斜拉索布置—索距的选择一、总体布置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

3、向一、总体布置4、索塔的布置—横向一、总体布置4、索塔的布置—横向一、总体布置4、索塔的高度一、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施工阶段、运营阶段计算完成图纸、计算书主桥跨径、断面布置确定稳定、动力、抗风、局部等计算二、结构设计1、主梁二、结构设计1、主梁-截面及梁高密索体系，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、主梁二、结构设计1、主梁-适用性二、结构设计1、主梁—

4、截面特点二、结构设计1、主梁—截面特点二、结构设计1、主梁—截面特点二、结构设计1、主梁—截面特点二、结构设计1、主梁—截面特点二、结构设计1、主梁—截面特点二、结构设计2、索塔二、结构设计2、索塔二、结构设计2、索塔-构造尺寸二、结构设计2、索塔-上塔柱锚固区二、结构设计3、拉索—截面组成二、结构设计3、拉索序号技术性能指标平行钢丝斜拉索环氧钢绞线斜拉索1抗拉强度1670MPA-1770MPA1860MPA2拉索用量稍大减少约8%，比平行钢丝斜拉索用量减少3防护性能1镀锌+缠包带+HDPE环氧层+油脂+PE+HDPE6抗振性能钢丝拉索结构为整

5、体粘结，抗振性能差钢绞线斜拉索单根独立、平行，每根钢绞线振动时频率基本相同，可相互抵消至最低7施工周期较短（成品索，工厂内制作）较长（现场张拉）8施工难度需大型起重设备，采用较大的软牵引力和拉杆牵引力工艺单根钢绞线张拉，小型千斤顶即可10换索功能必须整体换索，费用大，需封闭交通原则上可进行单根更换，但目前国内市场上夹片锚固效率低，锚头需灌注环氧砂浆锚固，不可更换。无成功更换实例二、结构设计3、拉索平行钢丝斜拉索环氧钢绞线斜拉索镀锌钢绞线斜拉索桥梁实例苏通大桥；南京长江二桥；南京长江三桥；上海长江大桥安庆长江大桥；泰安长江二桥；灌河大桥；五河口大

6、桥；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—锚头构造二、结构设计3、拉索-锚头构造二、结构设计3、拉索-锚头构造二、结构设计3、拉索-锚头构造二、结构设计3、拉索-锚头构造二、结构设计3、拉索-锚头构造二、结构设计3、拉索-锚固形式三、结构计算计算分类三、结构计算计算分类三、结构计算计算软件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、

7、静力计算分析三、结构计算2、静力计算方法三、结构计算2、静力计算流程（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；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

8、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）