100米斜拉桥计算书
斜拉桥计算书
青岛理工大学毕业设计（论文）
图 1.2 预应力混凝土刚构桥（单位：cm）
1.2.3 方案三: 中承式钢管混凝土拱桥 （1） 桥跨布置 桥跨布置为 45m+150m+45m=240m，净矢跨比为 0.27，净矢高为 40m，见图 1.3。 （2） 主梁 采用单箱三室箱形截面，梁高2.0m。 （3） 主拱 采用两片四肢格构形的桁架腹杆拱肋通过 K 字横撑连成整体。 拱肋高为 4m， 宽为 2.5m，弦杆采用 φ1000×22mm 的钢管，内浇筑 C50 微膨胀混凝土，弦平联 为 φ500×10mm 的 钢 管 ， 内 浇 筑 C50 微 膨 胀 混 凝 土 ， 直 腹 杆 和 斜 腹 杆 为 φ500×10mm 的钢管，弦杆、横联管、横撑、直、斜杆均为 Q345 钢。吊杆横梁 为预应力混凝土横梁。 （4） 下部结构 拱座为重力式的台阶式拱座，拱上立柱为钢筋混凝土柱式立柱。简支梁的桥 墩为双柱式，与主拱共用拱座作为基础，桥台为重力式桥台。 （5） 施工方法 主拱圈采用悬索吊装施工，跨中合拢。横梁采用工厂预制，现场吊装，纵梁 现场浇注。拱座采用明挖扩大基础的重力式拱座。引桥简支梁采用现场浇注，桥 台采用明挖扩大基础的重力式桥台。
第2页
青岛理工大学毕业设计（论文）
1.2.1 方案一：双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥 （1） 概况和特点
斜拉桥是由斜拉索、 塔柱和主梁组成，用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱 上， 斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力，这就使得桥梁的 跨越能力大大增强。斜拉桥具有广泛的适应性，一般来说，对于跨度从 200m 至 700m 左右的桥梁，斜拉桥在技术上和经济上都具有相当优越的竞争能力。 斜拉桥的优点是：梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面 标高的限制少；抗风稳定性比悬索桥好；不需悬索桥那样的集中锚碇构造；便于 悬臂施工等。不足之处是，它是多次超静定结构，设计计算复杂；索与梁或塔的 连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且施工控制等技术要求严格。 斜拉桥的方案设计要充分考虑桥梁所处的环境因素， 根据桥梁的使用功能和 通航要求， 选择合理的主跨跨径布孔，使其能够很好的与桥位所处的自然环境相 一致，然后根据桥位处的地形、地貌对边跨进行跨径布置。在桥孔基本确定后， 选择合理的桥梁结构形式以满足受力要求和经济性的要求， 力求达到安全、 经济、 适用、美观、环保。通过预应力混凝土斜拉桥这种结构形式 1) 减小造价； 2) 刚度大挠度小，在汽车荷载作用下，产生的主要难度约为类似钢结构的 60%左右； 3) 由于混凝土结构具有月两倍于钢结构的振动衰减系数，所以抗风稳定性 好； 4) 抗潮湿性能好，后期养护工作比钢桥简单和便宜； 5) 混凝土材料取材广泛，施工较方便。 本桥主跨 130m，因本桥的跨径较小，若采用钢主梁，一般轻型的正交各向异性 钢梁的质量（400kg/m2）约为混凝土上部结构（1600kg/m2）的 1/4，但前者的 造价比后者约大 2~3 倍， 对于跨度较小的桥梁而言， 这个造价差往往难以抵消由 于混凝土自重而导致钢斜拉索和基础费用的额外增值， 所以本桥采用预应力混凝 土斜拉桥。 （2） 桥跨布置 该方案为双塔三跨式预应力混凝土斜拉桥，跨径布置为 60m+130m+60m=250m，边主跨比为0.46，塔高46m，桥面以上高度32m，高跨 比0.246，采用漂浮体系，桥面设双向横坡为1.5%，见图1.1。 （3） 主梁 主梁断面采用双边箱预应力混凝土主梁，梁高2.5m,桥面宽63.75m +3.0m （中央分隔带）+22.5m（右侧路肩宽度）+21.0m（布索区）=32.5m ，顺桥 向每隔6m设置一道横隔梁。
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，为斜索自重集度，q m f 为斜索跨中的径向挠度。
因索不承担弯矩，根据处索弯矩为零的条件，得到：m m 22111cos 88m T f q l ql α⋅==⋅2cos 8m ql f Tα= （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：lf l S m238⋅+= (2-2)223228cos 324m f q l l S l l TαΔ=−=⋅= 2323cos 12d l q l dT TαΔ=− (2-3) 用弹性模量的概念表示上述垂度的影响，则有：()3322321212cos f dT l lT E d l A Aq l L σαγ=⋅==Δ (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。
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。
斜拉桥计算
斜拉桥计算摘要本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面双塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、变截面连续梁桥三个比选桥型。
综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面双塔斜拉桥作为推荐设计方案。
进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。
经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
独塔斜拉桥方案斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，55米的主塔充分显示其高扬特性，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。
施工技术较成熟。
斜拉桥设计与计算第1部分总体设计第 1节斜拉桥概述斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段：第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力；第三阶段：密索，主梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。
近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。
斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到10m以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。
混凝土斜拉桥已是跨径200m～500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
（一）技术指标1，路线等级：公路一级，双向四车道：2，设计车速：100km/h;3，桥面宽：1.5m（拉索区）+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+ 0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(隔离带) +0.5m(防撞护栏) +0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1.5m（拉索区）。
斜拉桥计算-
(2-15) （2-16）
5
典尚设计-路桥效果图、三维动画
图 2-5 弯矩可行域
在主梁上施加预应力可增大可行域的范围，调索最终的结果不仅应使主梁恒载弯矩全部进入可行域， 而且索力分布应较均匀。
4、恒载弯矩计算的影响矩阵法 为了达到通过调索，使主梁各截面的恒载弯矩进入上述可行域内的目的，可按下述影响矩阵法计算各 拉索的初张力：
图 2-3 Eeq 与 L 的关系（ Ee =205000MPa， γ =98kN/m3）
二、斜拉索两端倾角修正
斜拉索两端的钢导管安装时，必须考虑垂度引起的索两端倾角的变化量β，否则将造成导管轴线偏位。 一般情况下，可按抛物线计算，即：
tan β = 4 f = 4 ⋅ ql2 cosα = q ⋅ L = γ L
图 2-2 斜拉索的受力图式
索形应该是悬链线，对于 fm 很小的情形，可近似地按抛物线计算，索的长度为：
S
=l
+
8⋅
f
2 m
(2-2)
3l
Δl
=
S
−l
=
8⋅ 3
fm2 l
=
q 2l 3 24T 2
cos2 α
d Δl = − q2l3 cos2 α dT 12T 3
用弹性模量的概念表示上述垂度的影响，则有：
σ tm 、σ bm —其它荷载（除恒载）引起的主梁截面上、下缘最大应力（应力以拉为正，压为负，下同）;
σ tn 、σ bn —其它荷载（除恒载）引起的主梁截面上、下缘最小应力。
3、主梁恒载弯矩的可行域
在以上应力控制条件的关系式中， M d 是通过调索预期达到的恒载弯矩，系待求值，由式（2-11）～
（1）按前面所述的恒载平衡法初拟索力{T’i} 。
斜拉桥计算理论
本章主要内容
1概述 2 斜拉桥恒载受力状态的优化 3 斜拉桥的有限位移理论分析 4 斜拉桥的稳定计算 5 考虑二阶效应的近似计算 6小结
1. 概述
斜拉桥是塔、梁、拉索三种基本构件组成的 缆索承重结构体系，结构表现为柔性的受力特 性 斜拉桥的设计计算要根据其结构形式、设计 阶段和计算要求来选用相应的力学模式和计算 理论
计算模式是设计计算的关键
若要计算空间荷载(风载、地震荷载、局部温差等)作用下的静 力响应时，一般选用空间杆系模式，注意实际结构与计算模式间 的刚度等效性 若要计算全桥构件的应力分布特性，可选用空间板壳、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
2.1 索力优化的基本概念(续)
N
5ql
8
(13-4)
这一状况相当于优化后的
斜拉桥恒载状态。这时的
内力状态是通过索的张拉
来实现的，相应的索力不
能使结构满足变形协调，
正是这一张拉力，改善了
梁的受力状况。
图13-4 优化前后梁弯矩图
2.2 斜拉桥索力优化方法评述
1) 指定受力状态的索力优化法 这类方法的代表是刚性支承连续梁法和零位移法
(13-7)
式中：{LM}，{ RM}分别是左、右端弯矩向量，B为系
数矩阵。
2.3 索力优化的影响矩阵法(续)
[B] =
b11
.
.
0 . . 0
b22 . .
0
. . . .
bii
Li 4Ei Ii
(13-8)
.
. . . . （i=1，2，...m）
斜拉桥设计计算书
┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面独塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、中承式拱桥三个比选桥型。
综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面独塔斜拉桥作为推荐设计方案。
进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。
经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
关键词：预应力混凝独塔斜拉桥成桥合理状态结构分析AbstractAccording to the design assignment and the present Highway Bridge Specifications, after preliminary analysis, three types of bridge are presented, they are single-pylon Prestressed concrete cable-stayed bridge, prestressed concrete continuous rigid frame and through type steel tube with concrete arch. After comparing their characters comprehensively, the prestressed Prestressed concrete cable-stayed bridge are selected as the main design scheme for further analysis. Through create model and run structural analysis, get the effect in the action of dead load, live load,and then calculate the effect in the beam for designing prestressed steel and the checking computation of key section intension, stress, living load distortion, The conclusion can be drawn that the design is up to the assignment.Key word:prestressed concrete；single-pylon cable-stayed bridge；rational dead load state ; structure analysis .┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一部分方案比选第一章方案构思与比选第1节桥位处地形，地质等资料桥位处的地形，地质条件见图1。
斜拉桥计算书
主跨钢梁为全焊钢箱梁结构，钢梁桥面板采用正交异性板构造。箱梁顶宽 40000mm，中线处梁高 3500mm，中室宽 15200mm；边室宽 8950mm，悬臂板长 3450mm。 钢箱梁标准节段长为 12300mm，每 3075mm 设一道横隔梁，钢箱梁顶板板厚采用 14mm， 底板板厚 12mm，中腹板厚度 14mm，边腹板厚度 32mm。钢材采用 Q345qD
福州淮安大桥
体系静力计算报告
计算： 复核：
2010 年 06 月
福州市淮安大桥
目录
1.设计概况 .................................................................................................... 1
1.1 总体布置 ........................................................ 1 1.2 结构体系 ........................................................ 1 1.3 加劲梁 .......................................................... 1 1.4 主塔、辅助墩及基础 .............................................. 2 1.5 斜拉索 .......................................................... 3 1.6 边跨混凝土梁预应力布置 .......................................... 3
斜拉桥设计与计算
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
斜拉桥计算流程
斜拉桥计算流程斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，其特点是悬臂梁和斜拉索的组合结构。
计算斜拉桥的流程主要包括以下几个步骤：1.确定桥梁的几何形状：包括桥梁的跨度、跨中高度、支座类型等。
这些参数将直接影响桥梁的结构布置和斜拉索的设置。
2.确定斜拉索的布置形式：根据桥梁的跨度和几何形状，选择合适的斜拉索布置形式。
常见的斜拉索布置形式有一塔一平、两塔一平、两塔两平等。
3.确定斜拉索的参数：斜拉索的参数包括索的数量、索的长度、索的倾角等。
这些参数需要根据桥梁的设计要求和结构特点进行确定。
4.进行桥梁静力分析：根据斜拉桥的结构形式和斜拉索的约束条件，进行静力分析。
静力分析的目的是确定桥梁各部分的受力情况，包括桥墩、主梁、斜拉索等。
常用的静力分析方法有平衡法、变位法、刚度法等。
5.进行结构优化设计：根据静力分析的结果，对桥梁的结构进行优化设计。
优化设计的目的是使得桥梁在满足强度要求的前提下，尽可能减小材料消耗、提高整体结构效益。
6.进行斜拉索的预应力设计：斜拉索是斜拉桥的关键组成部分，其预应力设计至关重要。
预应力设计的目的是使斜拉索在正常使用条件下保持足够的预应力，使得桥梁的受力分布合理、稳定。
7.进行斜拉桥的动力分析：斜拉桥在受到外部荷载作用时，会产生动力响应。
动力分析的目的是确定桥梁在不同工况下的振动特性，包括自振频率、模态形态等。
动力分析结果可以用于优化桥梁的设计和确定桥梁的减振措施。
8.编制施工图纸和技术规范：根据设计计算结果，编制施工图纸和技术规范。
施工图纸是斜拉桥施工的依据，其中包括桥梁的布置、构造、尺寸等详细信息。
技术规范是对施工过程和质量要求的规定，以确保施工的安全和质量。
以上是计算斜拉桥的主要流程，其中涉及到的具体计算方法和设计细节会根据具体情况而有所不同。
设计斜拉桥是一项复杂的任务，需要结构工程师和桥梁专家的深入研究和经验积累。
斜拉桥计算
活载内力计算：
活载内力一般通过影响线加载计算。
斜拉桥内力计算中的非线性因素：
中小跨度斜拉桥可以不考虑非线性的影响，大跨度斜拉桥计算必须考虑以下几种非线性因素：
１、几何非线性：因为结构的变形较大，变形不能被忽略。
２、斜拉索垂度影响：一般折算为弹性模量的损失，即采用EANST公式修正弹性模量。
３、材料非线性影响：钢筋混凝土等材料在应力较高的情况下不符合虎克定理。
横梁计算：
横梁是空间受力，很复杂。要做空间分析才能说明清楚，简化计算时双索面斜拉桥按简支梁计算，单索面按悬臂梁计算。
关键部位局部应力验算：
斜拉索索力比一般预应力大很多，塔柱锚固区、索梁交叉点、梁体的锚固区均需特别作应力分析。
静力稳定性验算，
风荷载稳定性验算，
地震荷载作用下内力验算，
主梁挠度计算。
斜拉桥计算方法
成桥状态合理索力的确定：
刚性支承连续梁法。
施工阶段斜拉索初张力确定：
倒拆法，无应力状态法。
自重内力计算：
一般需采用有限元程序按施工过程进行模拟跟踪计算，简化方法只是用于早期的斜拉桥。
主梁静力稳定性验算：
斜拉桥主梁是受压构件，必须验算其稳定性，验算分两类；
一类是稳定验算假定材料在失稳时仍处于弹性状态；
一类是稳定验算(弹塑性稳定验算)假定某局部应力达到材料屈服强度时该局部发生屈服，全结构产生应力重，结构失稳。
斜拉桥计算
需要计算的部位：
主塔、主梁、斜拉索、局部构件；
主要荷载：
恒载、预应力、活载、日照温差、常年温差、基础不均匀沉降、风荷载、地震荷载；
计算项目：
自重总体内力计算，
斜拉桥承台模板计算
果子沟斜拉桥承台模板计算书一、荷载确定F=0.22γc×200/(T+15)β1β2VF-----砼的侧压力（kN/ m2)γc -----砼的重力密度，取24kN/ m3T-----砼的入模温度，取15℃β1-----外加剂修正系数，取1.2β2-----塌落度按120mm考虑，修正系数取1.15 V-----砼的浇灌速度，取0.16m/h砼的振捣水平荷载取4kN/ m2该计算未计入组合钢模板自身刚度，综合考虑按照P＝50kN/ m2进行验算。
二、模板计算1 材料（1）面板选用组合钢模板，用U形卡连接；（2）竖肋采用双拼φ48×3.5钢管，间距60cm；（3）横肋采用双拼φ48×3.5钢管，间距75cm；（4）选用M16螺栓，φ14圆钢做拉杆；（5）钢管连接用蝴蝶卡。
2 竖肋计算双拼钢管w=10.16×103 mm3 I=24.38×104 mm4按四跨连续梁计算，查表得到K M =0.121 K w =0.967 （1）强度验算计算跨度取75cmM=0.121×50×0.6×0.752 =2.0419 kN.mσ=M/W=201 Mpa<215Mpa,满足要求。
（2）挠度验算W= K w ql4/ (100EI)=0.967×50×103×0.6×0.754 /(100× 2.1×1011×24.38×10-8 )=1.6mm<l/400=1.9mm ,满足要求。
3 横肋计算双拼钢管w=10.16×103 mm3 I=24.38×104 mm4(1) 强度验算假设拉杆间距为x mσ=M/W=0.121×50×103×0.75×x2/(10.16×10-6 )≤215×106得到 x≤69.3 cm>60cm（计算跨度），满足要求。
斜拉桥的稳定计算PPT课件
7.837EI (qh)cr h2
(13-32)
4.3 斜拉桥稳定计算的有限元方法
前面分别讨论了斜拉桥梁、塔稳定计算的实用方法。 在实际工程中，斜拉桥的失稳原因是十分复杂的。梁、 塔在面内外的失稳可能是耦合的。要精确计算斜拉桥的 稳定性，一般应采用有限元方法。
讨论结构的稳定性，必须将它与结构现有的应力水平 以及拟施加的荷载联系起来。下面以斜拉桥成桥后施加 桥面均布荷载的稳定问题为例来说明其曲屈稳定计算的 有限元方法。首先将斜拉桥结构简化成杆系模式，确定 布载前斜拉桥的成桥内力状态，这个状态应根据实际设 计恒载状态通过施工仿真计算得到，此时结构的切线刚 度矩阵可表达为：
Na
[Ck ( j1 )]2
k
(k X ,Y, Z)
(13-40)
4.4 静风作用下的横向稳定分析(续)
上式中k是给定允许值，Na是承受位移决定的风荷载 的节点数。对于小于临界风速的任意给定风速，上述过 程都会收敛。在每个迭代循环中，分析结构的切刚度矩 阵可得出结构是稳定的、不稳定的或随遇平衡的。
(13-30)
式中：
1
1 cos2
为索与梁的夹角； h
3lc
1 ,2 分别为单位力在A点引起索伸长 和塔弯曲所产生的竖向位移分量；
l为c 斜拉索长度；AC,Ec 为斜拉索轴向拉
伸刚度； EEc为At Icht 索2 、塔刚度比；EtIt 为塔弯曲刚度 。
图13-11 拉索 变
4.2 主塔的稳定估算
主塔在施工阶段和运营阶段都有可能出现失稳现象 ，因此，有必要验算塔在这两个阶段的稳定性。
在施工阶段，主要考虑塔柱上附有施工设备等荷重 ，斜拉桥尚未合拢时的情形。此时主塔可简化为一 端固结的变截面受压柱，常常将塔换算成等截面受 压柱来计算。设面内、外较小的等效抗弯刚度为EI ，塔高为h，于是，塔的临界荷载可近似地写成：
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
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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计算书一.设计依据：（一）设计、施工及验收规范：1．《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）3．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）4．《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89）5．《塑料护套半平行钢丝拉索》（CJ 3058-1996）6．《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-89）7．《公路工程质量检验评定标准》（JTJ 071-94）（二）甲方提供的文件1.桥梁方案效果图2.桥位地形图3.桥位平面位置规划图4.桥位地形纵断图二.设计标准1．设计荷载：桥面人群荷载：3.5kN/m22．桥面宽度：人行道宽度：6m3．桥面标高：40.8m4．基本风压：700Pa5．地震烈度：7度6．计算温度：季节温差50℃；索梁温差±15℃三.结构设计概述本桥为一独塔混凝土斜拉桥，主跨76米，桥梁全长98.5米。
主跨一侧为双索面，共有拉索9对；锚固跨一侧为单索面，共9根拉索。
拉索采用彩色双层PE护套半平行镀锌低松弛高强钢丝制作，钢丝强度为1670Mpa。
拉索两端配用冷铸锚具。
桥梁总宽7.2米，人行道宽6.0米，主梁为板式结构，梁高0.5米。
索塔为钻石形混凝土塔，桥面以上塔高32.5米，索塔总高41.5米。
主跨拉索梁上间距7.0米，锚固跨梁上索距0.9米，塔上索距分别为1.7米（主跨拉索）和1.9米（锚固跨拉索）。
锚固跨拉索索力由锚固块的自重平衡。
索塔和主梁为C40混凝土，其余混凝土为C30。
索塔按部分预应力A类构件设计，主梁按钢筋混凝土压弯构件设计。
所有基础均为坐落在微风化岩石上的扩大基础。
四.纵向受力分析及配筋计算1．计算模型纵向整体受力计算按平面杆系结构来分析。
单元和节点的具体编号见附图一。
2．荷载及其组合计算荷载如下：1）自重2）人群（3.5kN/m2）3）整体温差：降温40℃；升温10℃4）索梁温差±15℃5）索塔日照温差±5℃6）桥面日照温差 +5℃荷载组合如下：组合Ⅰ：自重+人群 [1.2×自重+1.4×人群]组合Ⅱ：自重+人群+砼收缩+砼徐变+温度影响力[1.1×自重+1.3×(人群+砼收缩+砼徐变+温度影响力)]3．索塔应力计算索塔应力如表一及表二所示，由表中数据可见，索塔应力满足规范要求。
4．拉索应力计算拉索应力如表三及表四所示，由表中数据可见，拉索应力满足规范要求。
5．主梁配筋计算主梁配筋计算如表五所示计算人：2000年4月10日表一：索塔应力表（荷载组合Ⅰ）单元截面截面上缘应力截面上缘应力号位置 Smin Smax Smin Smax41 .00 .00 .00 .00 .0041 .50 .01 .01 .01 .0142 .00 -1.12 -.97 1.98 2.2842 1.50 .50 .57 .58 .6643 .00 1.33 1.40 .10 .1843 .40 1.26 1.39 .19 .2144 .00 .25 .28 2.16 2.4844 1.30 1.31 1.67 1.12 1.2045 .00 2.00 2.47 .67 .7945 .60 1.93 2.48 .68 .8946 .00 1.01 1.40 2.74 2.8446 1.10 1.90 2.62 1.60 1.9847 .00 2.62 3.53 1.11 1.5247 .80 2.55 3.50 1.11 1.7148 .00 1.69 2.49 3.03 3.5248 .90 2.39 3.40 2.12 2.9149 .00 3.10 4.26 1.65 2.4749 1.00 3.01 4.29 1.59 2.6950 .00 2.23 3.41 3.30 4.3250 .70 2.71 4.10 2.62 3.8851 .00 3.44 4.97 2.14 3.4451 1.20 3.33 5.03 2.06 3.6852 .00 2.67 4.32 3.46 5.0452 .50 2.97 4.74 3.04 4.7853 .00 3.67 5.60 2.56 4.3653 1.40 3.56 5.60 2.55 4.6154 .00 3.02 5.01 3.69 5.7454 .30 3.17 5.21 3.50 5.6155 .00 3.91 6.13 2.97 5.1855 1.60 3.73 5.95 3.15 5.5056 .00 3.30 5.49 4.05 6.4056 .10 3.34 5.53 4.01 6.3757 .00 3.88 6.27 3.58 6.0557 1.70 3.88 6.13 3.74 6.1958 .00 4.93 7.39 3.00 5.5958 .10 4.87 7.32 3.08 5.6559 .00 4.38 6.81 4.08 6.6759 2.45 4.51 6.53 4.42 6.7160 .00 4.51 6.53 4.42 6.7160 2.45 4.63 6.26 4.75 6.7761 .00 4.63 6.26 4.75 6.7761 2.45 4.75 6.00 5.06 6.8662 .00 4.75 6.00 5.06 6.8662 2.45 4.87 5.74 5.30 7.0063 .00 4.87 5.74 5.30 7.0063 2.45 4.97 5.49 5.36 7.3464 .00 4.97 5.49 5.36 7.3464 2.45 4.89 5.42 5.42 7.6765 .00 4.89 5.42 5.42 7.6765 2.45 4.68 5.48 5.48 8.0066 .00 5.01 5.77 5.75 8.3566 2.89 4.78 5.85 5.82 8.7267 .00 4.78 5.85 5.82 8.7267 2.89 4.55 5.93 5.89 9.0968 .00 4.55 5.93 5.89 9.0968 2.89 4.31 6.01 5.96 9.47表二：索塔应力表（荷载组合Ⅱ）单元截面截面上缘应力截面上缘应力号位置 Smin Smax Smin Smax41 .00 .00 .00 .00 .0041 .50 .01 .01 .01 .0142 .00 -1.15 -.92 1.87 2.3442 1.50 .48 .59 .55 .6843 .00 1.18 1.48 .08 .2243 .40 1.16 1.44 .18 .2244 .00 .22 .28 2.05 2.5444 1.30 1.25 1.76 .89 1.3345 .00 1.95 2.53 .46 .9045 .60 1.82 2.65 .37 1.0746 .00 .91 1.57 2.37 3.0446 1.10 1.68 2.97 1.04 2.3147 .00 2.40 3.88 .55 1.8547 .80 2.25 3.97 .43 2.1248 .00 1.37 3.00 2.29 3.9748 .90 1.97 4.02 1.28 3.4449 .00 2.68 4.88 .80 3.0049 1.00 2.51 5.01 .66 3.2950 .00 1.71 4.16 2.29 4.9750 .70 2.16 4.88 1.58 4.5651 .00 2.87 5.77 1.09 4.1351 1.20 2.72 5.87 .98 4.4152 .00 2.04 5.17 2.33 5.8152 .50 2.34 5.60 1.92 5.5553 .00 3.03 6.47 1.42 5.1453 1.40 2.90 6.46 1.43 5.4054 .00 2.34 5.90 2.52 6.5754 .30 2.50 6.09 2.33 6.4355 .00 3.23 7.01 1.80 6.0155 1.60 3.08 6.78 2.04 6.3156 .00 2.63 6.33 2.90 7.2556 .10 2.67 6.37 2.86 7.2157 .00 3.20 7.11 2.43 6.9057 1.70 3.28 6.87 2.70 6.9858 .00 4.34 8.10 1.97 6.3658 .10 4.28 8.02 2.05 6.4259 .00 3.77 7.53 3.01 7.4859 2.45 4.04 7.09 3.53 7.3960 .00 4.04 7.09 3.53 7.3960 2.45 4.06 6.89 4.17 7.1661 .00 4.06 6.89 4.17 7.1661 2.45 3.89 6.89 4.38 7.3762 .00 3.89 6.89 4.38 7.3762 2.45 3.74 6.87 4.39 7.7863 .00 3.74 6.87 4.39 7.7863 2.45 3.57 6.86 4.27 8.3264 .00 3.57 6.86 4.27 8.3264 2.45 3.22 7.03 4.02 8.9865 .00 3.22 7.03 4.02 8.9865 2.45 2.74 7.34 3.83 9.5966 .00 3.09 7.62 4.11 9.9466 2.89 2.55 8.00 3.88 10.6167 .00 2.55 8.00 3.88 10.6167 2.89 2.02 8.38 3.64 11.2968 .00 2.02 8.38 3.64 11.29 68 2.89 1.49 8.76 3.40 11.96表三、四：索力表索号Smax Smin ∆S 索号Smax Smin ∆S201 496.93 462.83 34.10 201 540.24 382.34 157.90 202 447.92 378.83 69.09 202 464.96 352.03 112.93 203 483.32 379.94 103.38 203 489.41 377.46 111.96 204 649.79 525.84 123.95 204 663.13 518.08 145.05 205 623.74 494.73 129.00 205 635.06 486.76 148.30 206 569.59 448.03 121.56 206 576.14 442.63 133.51 207 543.05 432.06 110.99 207 546.30 429.42 116.87 208 387.43 281.29 106.14 208 388.73 280.65 108.08 209 579.88 468.43 111.45 209 589.01 452.12 136.89 211 604.88 525.28 79.60 211 621.07 496.06 125.01 212 609.14 528.44 80.71 212 624.36 501.10 123.26 213 581.19 499.31 81.88 213 595.53 474.14 121.40 214 548.12 465.06 83.06 214 561.77 442.14 119.63 215 497.83 413.74 84.09 215 511.05 393.05 118.00 216 622.67 537.69 84.98 216 636.52 518.38 118.14 217 524.53 438.92 85.61 217 540.35 419.91 120.44 218 428.10 342.15 85.95 218 446.37 323.36 123.02 219 482.75 396.66 86.09 219 504.08 378.06 126.02表五：主梁配筋表单截面梁顶钢筋(cm*) 梁底钢筋(cm*)元位置计算实际比计算实际比号 (m) 配筋配筋值配筋配筋值 1 .00 53 188 .28 53 294 .181 3.50 53 188 .28 108 294 .372 .00 53 188 .28 108 294 .372 3.50 53 188 .28 178 294 .613 .00 53 188 .28 120 294 .413 3.50 53 188 .28 222 294 .754 .00 53 188 .28 222 294 .754 3.50 53 188 .28 197 294 .675 .00 53 188 .28 129 294 .445 3.50 53 188 .28 169 294 .576 .00 53 188 .28 169 294 .576 3.50 53 188 .28 88 294 .307 .00 53 188 .28 64 294 .227 3.50 53 188 .28 118 294 .408 .00 53 188 .28 118 294 .408 3.50 53 188 .28 60 294 .209 .00 53 188 .28 53 294 .189 3.50 53 188 .28 53 188 .2810 .00 53 188 .28 53 188 .2810 3.50 53 188 .28 53 188 .2811 .00 53 188 .28 53 188 .2811 3.50 53 188 .28 53 188 .2812 .00 53 188 .28 53 188 .2812 3.50 53 188 .28 53 188 .2813 .00 53 188 .28 53 188 .2813 3.50 53 188 .28 53 188 .2814 .00 53 188 .28 53 188 .2814 3.50 53 188 .28 53 188 .2815 .00 53 188 .28 53 188 .2815 3.50 53 188 .28 53 188 .2816 .00 53 188 .28 53 188 .2816 3.50 53 188 .28 53 188 .2817 .00 53 188 .28 53 188 .2817 3.50 53 294 .18 53 294 .1818 .00 53 294 .18 53 294 .1818 3.50 53 294 .18 53 294 .1819 .00 53 294 .18 53 294 .1819 3.25 53 294 .18 53 294 .1820 .00 53 294 .18 53 294 .18 20 3.25 53 294 .18 53 294 .1821 .00 53 294 .18 53 294 .1821 3.25 53 294 .18 53 294 .1822 .00 53 294 .18 53 294 .1822 3.25 149 294 .51 53 294 .1823 .00 148 294 .51 53 294 .1823 3.00 53 294 .18 53 294 .1824 .00 53 294 .18 53 294 .1824 3.00 53 294 .18 53 294 .1825 .00 53 294 .18 53 294 .1825 3.00 53 294 .18 53 294 .1826 .00 53 294 .18 53 294 .18 26 3.00 53 294 .18 53 294 .18。