《公路斜拉桥设计规范》宣贯-结构分析计算-李会驰
某斜拉桥结构设计及检算
某斜拉桥结构设计及检算马渊【摘要】以某斜拉桥为工程背景,介绍该桥的设计要点,运用有限元软件BSAS,建立有限元模型,对该结构运营阶段承载能力极限状况下承载力和效应标准组合下混凝土最大正应力进行验算,结果表明:运营阶段各主梁各截面均处于受压状态,主梁各截面的内力值小于承载能力极限值,均满足规范要求,效应标准组合下荷载下斜拉桥混凝土最大正应力均小于规范允许值,该斜拉桥各构件的设计和材料参数取值合理.由于该桥截面的特殊性,其箱梁扭转畸变效应将会较大,且桥面宽大会造成箱梁剪力滞效应相应较明显,需要引起足够的重视.【期刊名称】《甘肃科技纵横》【年(卷),期】2018(047)008【总页数】5页(P48-51,96)【关键词】斜拉桥;结构设计;BSAS;检算【作者】马渊【作者单位】中国市政工程华北设计研究总院有限公司,天津 300202【正文语种】中文【中图分类】U446.11 工程概况斜拉桥又称斜张桥,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。
斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成［1-2］。
泉州侧桥台台尾里程为K5+56.48,南安侧桥台台尾里程为K5+453.52,桥梁全长397.04m,其中联台大桥主桥长度为300 m,主桥主跨中心里程为K5+240.0,桥型采用（82+136+82m）双塔单索面部分斜拉桥。
引桥长度泉州侧为33.55m,南安侧为63.55m。
主桥和引桥桥面宽度均为30.5m［3］。
桥梁总体布置图见图1。
图1 桥梁总体布置图（单位：cm）2 主桥设计要点2.1 主桥箱梁结构梁体为单箱三室变高度斜腹板箱型截面,主跨（136m）墩顶处梁高4.5m,跨中处梁高及边跨直线段采用2.6m,中跨及边跨梁底曲线线型采用二次抛物线。
箱梁箱顶宽28.5m,单侧悬臂长5m,主跨根部箱底宽15.428 m,跨中处梁高及边跨直线段箱底宽16.948m。
《公路斜拉桥设计规范JTG_T 3365-01—2020》修订解读
《公路斜拉桥设计规范》修订解读近日，交通运输部发布了《公路斜拉桥设计规范》(JTG 3365-01—2020，以下简称《规范》)，作为公路工程行业标准，自2020年8月1日起施行，原《公路斜拉桥设计细则》(JTG/T D65-01—2007，以下简称原《细则》)同时废止。
为便于理解本次修订的主要内容，切实做好贯彻实施工作，现将有关修订情况解读如下：一、修订背景原《细则》自2007年实施以来，在公路斜拉桥设计、施工、养护等方面发挥了重要的规范和指导作用。
近年来，我国斜拉桥建造技术迅速发展，建设了大量大跨度、特殊结构型式的斜拉桥，积累了大量设计、施工经验。
原《细则》已不能满足我国目前斜拉桥设计的需求了。
为适应斜拉桥建设技术的发展，交通运输部组织完成了《规范》的修订工作。
二、标准的定位《规范》涵盖了公路斜拉桥常用材料、作用、总体设计、构造设计、结构分析计算、设计对施工监控的要求以及养护条件设计，与上游的公路桥涵通用设计规范、钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范、钢结构桥梁设计规范等，共同形成了公路斜拉桥设计体系。
《规范》以规范和指导公路斜拉桥设计为目标，旨在体现全寿命周期设计理念。
《规范》充分考虑了与其他标准的衔接，以国内外工程实践和先进研究成果为依托，根据我国公路斜拉桥建设的现状以及实际特点，以容全面、分类指导、重点突出、简单适用为基本原则，广泛征求意见，具有清晰明确的定位，对进一步提升公路斜拉桥设计工作具有较强的指导作用。
三、《规范》的特点《规范》注重落实新发展理念和交通强国建设纲要，对标国内国际先进水平，充分吸纳我国公路斜拉桥的设计、施工和养护中的先进成果，广泛征求了设计、施工、建设、养护、管理等有关单位和专家的意见，经过反复讨论、修改后定稿。
主要修订内容包括：（一）使用科学的极限状态设计方法，满足大跨径建设需求。
借鉴和吸收国内外先进的设计方法，结构设计根据可靠性设计理论，按照相关设计规范要求，采用了以概率理论为基础、按分项系数表达的极限状态设计方法。
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
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。
(完整版)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 StayedBridge (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。
斜拉桥设计规范
路桥隧道管理养护专业网www.rbt mm.co m中华人民共和国行业标准公路斜拉桥设计规范(试行）Design Specifications of Highway Cable StayedBridge(on trial)JTJ 027—96主编部门：交通部重庆公路科学研究所批准部门：中华人民共和国交通部试行日期：1996年12月1日l 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 斜拉桥总体方案，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》 (JTJ 01 —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² ．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减小收缩徐变影响。
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：主梁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。
2.0.8 初拉力：安装拉索时，给拉索施加的张拉力。
公路斜拉桥设计规范JTGT 3365-01—2020
目 次目次1 总则............................................................................................................................. - 1 -2 术语和符号 ................................................................................................................ - 3 -2.1术语 . (3)2.2符号 (6)3 材料............................................................................................................................. - 8 -3.1混凝土 (8)3.2钢材 (8)3.3斜拉索 (9)4 作用........................................................................................................................... - 10 -4.1一般规定 (10)4.2各类作用 (10)4.3作用组合 (12)5 总体设计 .................................................................................................................. - 13 -5.1一般规定 (13)5.2基本结构体系与形式 (14)5.3其他结构体系与形式 (18)6 构造设计 .................................................................................................................. - 22 -6.1一般规定 (22)6.2主梁 (22)6.3索塔 (31)6.4斜拉索 (32)6.5气动稳定构造措施 (35)6.6锚固系统 (35)6.7附属工程构造 (49)7 结构分析计算 .......................................................................................................... - 51 -7.1一般规定 (51)公路斜拉桥设计规范（JTG/T 3365-01—2020）7.2成桥状态静力分析 (53)7.3施工阶段静力分析 (60)7.4静力稳定分析 (63)7.5动力分析 (66)8 设计对施工监控的要求 .......................................................................................... - 74 -8.1一般规定 (74)8.2基本要求 (75)8.3控制精度 (76)9 养护条件设计 .......................................................................................................... - 77 -9.1一般规定 (77)9.2养护及更换条件设计 (77)本规范用词用语说明 .................................................................................................. - 79 -总则1 总则1.0.1为规范和指导公路斜拉桥的设计，按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则，制定本规范。
斜拉桥结构整体分析
第4章结构整体分析4.1计算原则斜拉桥的结构分析计算，根据跨度的大小采用两种不同的理论。
对于特大跨径的斜拉桥，为消除斜拉索及大变位引起的非线性因素的影响，必须采用有限变形理论；对于中小跨径的斜拉桥，采用小变形理论即可获得满意的结果。
平面杆系有限元法是计算斜拉桥内力的基础，其基础理论是小变形理论。
在计算斜拉桥的内力及变形时，一般把空间结构简化成平面结构，但应计算荷载横向分布对结构的影响，以考虑结构的空间效应。
而斜拉桥结构较柔，拉索的布置形式，主梁抗扭刚度都有影响，故在计算荷载横向分布系数时应综合考虑。
本设计在计算斜拉索和索塔的内力时，采用刚性横梁法来考虑荷载的横向分布系数。
斜拉桥的内力及变形分析主要是斜拉索和索塔，所承受的荷载如 2.3.1所述。
因主梁的内力计算涉及施工阶段、横向扭转弯矩和剪力滞效应等问题，计算比较复杂，故未进行设计。
本斜拉桥内力计算的基本原则是：（1）采用小变形理论按一般的平面杆系有限元法计算内力，不考虑非线性影响；（2）为方便施工，拉索一次张拉至设计值；（3）索塔在承台处固结，不考虑桩基础的影响；（4）根据结构的对称性，可取一半结构进行计算；（5）斜拉索的安全系数按不小于2.5考虑。
本设计采用MIDAS Civil Ver6.7.0软件进行结构分析。
4.2 基本参数4.2.1 截面特性毛截面几何特性计算是结构内力和挠度计算的前提。
毛截面计算常用的方法有节线法、分块面积法和AutoCAD的Region/Mass Properties功能等。
以下是通过AutoCAD求得的各截面变化处的截面特性，如表4-1所示：表4-1 截面几何特性- 14 -- 15 -注：混凝土结构计算弹性模量按JTG D62-2004规范取用； 其结构容重C50混凝土为25.0KN/3m , C60混凝土为26.0KN/3m 。
表4-1中，主梁的截面几何特性是毛截面特性，构件的截面性质应根据不同的计算阶段决定采用换算截面特性还是采用净截面特性；拉索的面积为单根斜拉索的面积。
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 %。
(2018混凝土桥涵规范官方宣贯高清版)5 箱梁桥抗倾覆设计方法
五土及、应用示例
凝 混 筋 钢 路 公 《
2
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一、规范条文
验算+构造两类要求
4.1.8条规定了箱梁桥的抗协倾会覆验算要求 计
设 中国中公交路公勘路察规划设计院有凝限土公桥司涵设计规范》宣贯会资料
力
平曲线半径R
预应
及
约90%的箱梁桥平曲线半凝径土R ≥ 90m
墩梁连接形式 筋混
钢
墩梁固结和支公座路连接两类《 Nhomakorabea15
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二、适用对象
2结构形式调研
会
计协结构体系
墩底附近 偏压破坏
及
土
凝
混
双支座的独柱墩 单支座钢的独筋柱墩
• 连续梁体系
• 支座支承的箱梁桥
路
公
《
16
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二、适用对象
2结构形式调研
支座支承的箱梁桥
协会
计
典 型 支上部结构采用中整国体中公箱交路梁公勘或路察板规设梁划、设下计部院结有凝构第 整 作参限土全4体用照公.桥部1式效《司.涵或8截应工条设部面应程第计分简满结2规采款支足构范用梁抗可》单和倾靠宣支连覆性贯座续要设会的梁求计资梁的统料桥
结构分类
设
墩梁固结的独柱中墩国中公交路公勘路察规主边••受划支梁刚 刚剪座设构 构破、附体 -坏连计近桥系续院墩组等有合凝体构中限土弯跨系件公破跨桥的坏中司受涵承设载合并计力中或规弯墩受•范破附联坏近压》中受稳固宣结定贯的性会箱边控弯跨梁资破跨制桥坏中料受
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。
公路斜拉桥设计规范
公路斜拉桥设计规范第一章总则第一条为了保证公路斜拉桥的安全、稳定和经济性，根据国家相关法律法规，制定本规范。
第二条本规范适用于公路斜拉桥的设计、施工、验收和运营管理等各个阶段。
第三条公路斜拉桥的设计应遵循"安全、经济、美观、舒适"的原则，保证桥梁具有良好的功能性和可持续发展性。
第四条公路斜拉桥设计应根据当地的地质地形情况、交通需求、环境因素等进行综合考虑。
第二章设计要求第五条公路斜拉桥的荷载计算应按照国家标准和相关规范执行，确保桥梁能承受预定的荷载。
第六条公路斜拉桥的主梁和拉索应具备足够的刚度和强度，以充分抵抗荷载引起的变形和产生的应力。
第七条公路斜拉桥的塔柱和锚固设施应有足够的稳定性和抗震性能，以保证桥梁在各种自然和人为因素的作用下保持稳定和完好。
第八条公路斜拉桥的桥面铺装应满足道路交通安全的要求，路面平整、耐磨、防滑，并考虑特殊气候条件下的排水和防冻措施。
第九条公路斜拉桥的交通标志、标线和照明设施应符合国家相关标准和规定，以确保夜间和恶劣天气条件下的交通安全。
第三章施工要求第十条公路斜拉桥的施工应按照设计图纸和相关规范进行，确保施工质量和安全。
第十一条公路斜拉桥的施工过程中，施工单位应采取相应的措施，确保桥梁结构、临时工程和施工场地的安全。
第十二条公路斜拉桥的施工现场应设置警示标识和安全设施，确保施工人员和过往车辆的安全。
第十三条公路斜拉桥的桥梁部分的施工需要严格执行相关工序和工艺要求，以确保施工质量。
第十四条公路斜拉桥的施工人员应具备相关的专业技术和安全意识，施工作业时应佩戴必要的安全装备。
第四章验收与运营第十五条公路斜拉桥的验收应由专业验收机构进行，并遵循相关的验收规范和程序。
第十六条公路斜拉桥的运营管理应符合国家相关法律法规和标准，确保桥梁的安全使用。
第十七条公路斜拉桥的定期检修和维护应按照相关规定进行，确保桥梁的安全性和功能性。
第十八条公路斜拉桥的运营单位应建立健全桥梁管理制度和应急预案，及时处置突发事件和灾害。
10月斜拉桥与悬索桥的构造设计及结构计算课件
主要尺寸拟定 主梁高度h：h=1/50～1/200， 主梁宽度B:主梁宽与主跨的比值宜大于1/30，与
主梁高的比宜大于8， 主梁各细部尺寸：主要根据轴力来确定， 截面调试。 钢筋布置 普通钢筋的配置 纵向预应力筋：分段布置，一般在主跨跨中和边
跨端部 横向预应力筋
32
一、实体梁式和板式主梁
实体梁式和板式截面的主梁一般仅适用于双索面斜拉桥， 因为这种截面具有构造简单和施工方便的优点，特别 是斜索在实体的边主梁中锚固时，锚固构造非常简单， 而且在索面内具有一定的抗弯刚度，在锚固点处可以 避免产生大的横向力流。
由力学知识可知：在截面相同的情况下，塔的抗水平位移 刚度与塔高的三次方成反比，因而塔高降低则塔身刚度迅 速提高，但塔高降低后拉索的水平倾角也将减小，拉索对 主梁的支撑作用减弱，而水平压力增大，这相当于拉索对 主梁施加了一个较大的体外预应力。矮塔部分斜拉桥由于 拉索不能提供足够的支撑刚度，故要求主梁的刚度较大。
V形凸纹或圆形凹点的非光滑表面。 2、阻尼减振法 作用机理就是通过安装阻尼装置，提高拉索的阻尼比从
而抑制拉索的振动。 3、改变拉索动力特性法 采用联结器（索夹）或辅助索将若干根索相互联结起来，
辅助索可以采用直径比主要索小的多的索，作用机理： 通过联结将长索转换成为相对较短的短索，使拉索的 振动基频提高，从而抑制索的振动。
具有以下特点（1）塔较矮，（2）梁的无索区较长，没有端 锚索，（3）边跨与主跨的比值较大，一般大于0.5，（4） 梁高较大，高跨比为1/30～1/40，甚至做成高度梁，（5） 拉索对竖向恒活载的分担率小于30%，受力以梁为主，索 为辅，（6）由于梁的刚度大，活载作用下斜拉索的应力 变幅较小，可按体外预应力索设计。
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五、T构体系 T构体系斜拉桥与刚构体系的区别主要是主梁跨
斜拉桥计算书讲解
摘要主梁是斜拉桥的重要基本承载构件之一，主梁的强度、刚度和稳定性直接影响到全桥的刚度和稳定性。
该桥是双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主梁采用等截面肋板梁，主梁采用悬臂现浇施工。
本文运用平面杆系有限元法，计算斜拉桥的初始索力，并通过计算来确定恒载作用下的主梁的内力和变形以及索塔内力，应用能量法来调整斜拉索恒载张力，使主梁和索塔的内力都达到较优的状态；同时对主梁进行了运营阶段的强度和稳定性的计算，计算成桥状态下的索力和主梁在各种荷载作用下的内力和变形。
对斜拉索锚固区，配置U型预应力钢束来平衡斜拉索的强大的水平分力，其预留孔道采用预埋波纹管，以减小钢束的摩阻损失。
但该计算仅仅是斜拉桥设计的一部分，通过本设计为将来设计大跨度桥梁打下一定的基础。
关键词：预应力混凝土主梁斜拉桥；斜拉索；悬臂施工法；刚性支承连续梁；应力ABSTRACTGirder is an important elementary load supportive part of cable stayed bridge. The intensity and rigidity and stability of girder influence the rigidity and stability of the whole bridge directly. JiuJiang Bridge is a prestressing concrete cable-stayed bridge. which has two towers and two planes of cable. The beam is slab girder which section is all the same. The method of construction of midspan is hang arm pouring. In this paper I use plane bar system finite elements method, to calculate the original force of each cable, to calculate the force and deflection of both girder and girder, using energy method to regulate the force of cables under dead load, and to analyse the rigidity and stability of cable stayed bridge girder in service phase, including the force of each cable and the force and flexibility of girder under several different loads. I use PT-PLUS plastic corrugated pipes to reduce frictional loss. This is only one part of computation in the design of cable stayed bridge, yet this design pave the way for my future work and study.KEYWORDS：prestressed concrete cable-stayed bridge；stay cable；cantilever construction；the rigid accepts continuous beam ；stress目录摘要 (i)第一章概述 (1)1.1 工程背景 (1)1.2 桥位地形、地质、气象、水文概述 (1)1.2.1 地形、地质 (1)1.2.2 水文 (1)1.2.3 气象 (2)1.2.4 区域地质构造 (2)第二章桥梁概况及方案比选 (3)2.1 桥梁概况 (3)2.2 设计资料 (3)2.2.1 技术指标 (3)2.2.2 材料参数 (3)2.3 方案比选 (4)2.4 桥梁总体布置 (5)第三章计算模型及结构计算参数 (7)3.1 顺桥向计算模型 (7)3.1.1 模型说明 (7)3.2 结构计算参数 (8)3.2.1 材料参数 (8)3.2.2 结构几何尺寸的确定 (9)第四章索力优化 (10)4.1 概述 (10)4.1.1 静力方面 (10)4.1.2 动力方面 (10)4.2 拉索优化理论 (10)4.2.1 斜拉桥索力调整理论 (10)4.2.2 刚性支承连续梁法 (11)4.2.3 影响矩阵法 (14)第五章结构计算 (19)5.1 各种参数的计算及取值 (19)5.1.1 恒载计算参数 (19)5.1.2 斜拉索的设计弹性模量 (19)5.1.3 活载计算参数 (20)5.2 恒载内力计算 (21)5.3 内力影响线计算 (24)5.4 活载内力计算 (29)5.5 徐变应力和收缩荷载 (32)5.6 荷载内力组合 (32)5.6.1 承载能力极限状态 (33)5.6.2 正常使用极限状态 (34)第六章配筋计算 (38)6.1 控制截面钢束面积估算 (38)6.1.1 按强度要求估算 (38)7.1.2 按施工和使用阶段的应力要求估算 (38)6.2 钢束布置 (40)6.2.1 钢束布置原则 (40)第七章预应力损失及有效预应力计算 (42)7.1 控制截面几何特性 (42)7.2 预应力损失方式 (43)7.2.1 预应力钢筋与管壁间摩擦引起的应力损失()1sσ (43)7.2.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失()2sσ (44)7.2.3 混凝土弹性压缩所引起的预应力损失()4sσ (44)7.2.4 钢筋松弛引起的应力损失（5sσ） (45)7.2.5 混凝土收缩和徐变引起的应力损失（6sσ） (46)7.3 钢束预应力损失估算 (47)第八章配束后主梁内力计算及强度验算 (50)8.1 内力计算及内力组合 (50)8.2 强度验算 (53)8.2.1 求受压区高度（中性轴位置） (53)8.2.2 强度计算 (53)第九章施工方案设计 (56)9.1 斜拉桥施工的理论计算 (56)9.1.1 施工计算的一般原则 (56)9.1.2 施工计算的方法 (57)9.2 斜拉桥施工的控制与调整 (58)9.2.1 施工管理 (58)9.2.2 施工测试 (58)9.3 斜拉桥施工方案设计 (59)结论 (60)参考文献 (61)致谢 (62)第一章概述1.1工程背景早在悬索桥出现的同时,工程师就提出了斜拉桥的概念。
《公路斜拉桥设计规范》JTGT 3365-01—2020解读
养护管理：规范提出了公路斜拉桥养护管理的建议和要求， 包括定期检查、维修加固、监测预警等内容。这些建议和要求有 助于保持桥梁的良好状态， 延长其使用寿命。
—3—
施工图设计阶段是对技术设计方案的进一步细化和具体化， 包括绘制施工图、编制工程量清单和施工组织设计等。这一阶段 需要严格遵守相关规范和标准，确保施工图的质量和准确性。
六、智能化与数字化趋势 随着信息技术和数字化技术的快速发展，公路斜拉桥设计也 呈现出智能化和数字化的趋势。规范中鼓励设计师利用计算机辅 助设计（CAD）、结构分析软件、 BIM 技术等现代工具和手段进行 设计工作，提高设计效率和准确性。 智能化设计可以实现对桥梁结构性能的实时监测和预警，及 时发现和解决潜在的安全隐患。数字化技术则可以实现对桥梁施 工过程的数字化管理和监控，提高施工质量和效率。 七、挑战与展望 尽管公路斜拉桥设计已经取得了显著的进展和成就，但仍然 面临着一些挑战和问题。例如，复杂地形地质条件下的桥梁设计、 高性能材料的研发与应用、桥梁抗震性能的提升等都需要进一步 的研究和探索。 展望未来，公路斜拉桥设计将继续朝着安全性更高、耐久性 更好、经济性更优的方向发展。设计师需要不断学习和掌握新技 术和新材料的应用，提高自身的创新能力和综合素质，为公路斜 拉桥的发展做出更大的贡献。同时，政府和社会各界也需要加大 对公路斜拉桥科研和教育的投入和支持，推动公随着新材料、新技术和新工艺的不断涌现，设计师需要不断 学习和掌握这些新知识，将其应用到实际工程中， 推动公路斜拉 桥设计的技术创新和产业升级。另一方面，随着社会对环境保护 和可持续发展的日益关注， 设计师需要在设计中充分考虑环保和 可持续发展的要求，推动公路斜拉桥设计与自然环境的和谐共生。 同时，还需要加强与国内外同行的交流与合作，共同推动公路斜 拉桥事业的持续健康发展。通过共同努力和创新实践，我们相信 公路斜拉桥设计将不断取得新的突破和成就，为经济社会发展做 出更大的贡献。
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）。
斜拉桥设计说明
说明一、桥梁概述本桥属新江省新安（省界）至蓝带高速公路第二合同段，净宽7m上跨车行天桥。
桥梁起讫桩号K0+207~K0+317，全长110m，中心桩号K0+362.17，与高速公路交叉桩号K18+225。
上部结构采用（20+32+32+20）m预应力钢筋混凝土斜拉桥-连续梁组合体系，塔墩梁固结。
下部结构采用圆端形桥墩、肋式台、钻孔灌注桩基础。
二、设计采用的标准及规范1、采用规范⑴《公路工程技术标准》（JTJ001-97）⑵《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）⑶《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）⑷《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）⑸《公路斜拉桥设计规范（试行）》（JTJ027-96）⑹《公路桥涵地基与基础技术规范》（JTJ024-85）⑺《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）⑻《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）⑼《高速公路交通安全设施设计与施工技术规范》（JTJ074-94）⑽《公路桥位勘测设计规范》（JTJ062-91）2、参考规范⑴《British Standard BS5400》⑵《Standard Specifications for Highway Bridges》U.S.A，1996.⑶《日本高等级公路设计规范》第二册，1990.⑷《公路桥梁抗风设计指南》三、主要技术标准桥梁宽度： 1.0（护索区）+0.5m（护栏）+净—7.0m（行车道）+0.5m（护栏）+1.0（护索区）=10.0m桥面横坡： 2 %桥梁纵坡： 2.6%设计荷载：汽车—20级，挂车—100地震烈度：基本烈度Ⅶ度，按Ⅷ度设防桥面铺装：6~13cm厚40号混凝土调平层+6cm沥青混凝土铺装四、主要材料1、混凝土箱梁、桥塔：50号混凝土桥面调平层：40号混凝土墩柱、盖梁、主塔承台：30号混凝土桥面防撞护栏：30号混凝土耳背墙、牛腿、搭板：30号混凝土台身、系梁、承台：25号混凝土钻孔灌注桩：25号水下混凝土拌制混凝土用的砂石和水的质量要求应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的有关规定。
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一、规范条文概况
1 斜拉桥的安全性
各类斜拉桥的安全事故，警示质量安全在工程建设上的重要性
• 1999年9月，台湾集集地震（里式7.6级）中处于施工的集鹿大桥产生地震损伤
• 事故分析（地震）：桥塔在墩梁固结处400cm范围出现混凝土剥落（横桥向塑 性铰），斜拉索脱落，主梁在过渡墩的相对位移过大
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
1 斜拉桥的安全性
各类斜拉桥的安全事故，警示质量安全在工程建设上的重要性
• 2018年1月，哥伦比亚Chirajara桥在 施工时垮塌
• 事故分析（施工）：塔柱斜率变化、 使得塔柱节点处产生横向拉力；当横 梁内的抗拉钢筋配置不足或锚固无效 时，横梁与塔柱的联结点的破坏，从 而引发大桥的倒塌
6.2.8
对风荷载等横向荷载，索塔分析可采用平面框架模型
6.2.5
主梁为箱形结构时，应考虑扭转翘曲影响。
6.2.1-6
主梁为组合结构时，应考虑主梁的两种材料不一致而引起的结 6.2.1-7
构内力重分配
按施工过程，根据现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 6.2.10
设计规范》（JTG 3362）的规定计算混凝土收缩徐变效应
6.1.3
6.2.1-3 6.2.1-4 新增
征
进行局部静力分析时，计算区域应满足圣维南原理
6.1.2、6.1.3
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
3 《规范》结构分析计算
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
1 斜拉桥的安全性
安全是工程结构的基本要求，人类对结构安全的追求由来已久
《汉谟拉比法典》对建筑安全的要求：“同态复仇法”
汉莫拉比 约公元前1792~前
1750年在位
工匠建造的房屋倒塌，若压死了屋主，把工匠处死，若压死的是房主的妻子 或儿子，就把工匠的妻子或儿子处死。
《建筑十书》要求建筑的三要素：实用、坚固、美观
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一、规范条文概况
3 《规范》结构分析计算
项目
分析内容
检算内容
基于设计成桥状态，分析在永久作用和可变作 用下主要构件的最不利内力、应力和变形 成桥状态 静力分析 在永久作用和可变作用下，斜拉桥典型应力扰 动区的受力情况
检验基础、索塔、桥墩、主梁、斜拉索和支承 连接装置的承载力
检验主梁的挠度、支承连接装置的位移
斜拉索的承载力应满足《公路钢结构桥梁设计规范》的规定，
部分斜拉桥用斜拉索的强度设计值提高50%；短暂状况斜拉索的
抗拉强度设计值宜提高25%
6.2.7
3.4 4.3.4-7
斜拉索的疲劳计算，应符合现行《公路钢结构桥梁设计规范》 新增 （JTG D64）的规定。其中部分斜拉桥斜拉索的疲劳应力幅应控 制在80MPa
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一、规范条文概况
3 《规范》结构分析计算
2020版《公路斜拉桥设计规范》
2007版《公路 斜拉桥设计细则》
斜拉桥结构分析宜计入几何非线性的影响，考虑斜拉索垂度效 6.2.1-2
应、P-∆效应、大位移效应
6.2.1-5
斜拉桥结构分析，宜考虑基础变位对结构的影响：
6.2.1-7
成桥 状态 静力 分析
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
2 斜拉桥设计的标准体系
桥梁工程是跨越沟谷河流的人工构筑物，勘察设计需重点关 注四类因素
自然和社会环境 的作用规律
桥梁的 静动力特性
桥梁构件的 承载性能
地基与基础的 承载性能
荷载作用的 模型和取值
分析方法及 控制措施
马可·维特鲁威（公元前1世纪）
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
欧洲古桥
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一、规范条文概况
1 斜拉桥的安全性
各类斜拉桥的安全事故，警示质量安全在工程建设上的重要性
• 2018年8月，意大利北部城市热那亚发生严 重塌桥事故，事故造成43人死亡
• 事故分析（斜拉索失效）：斜拉索采用外 部混凝土防护，耐久性不足，斜拉索断裂、 引起稀索体系斜拉桥垮塌
在船舶撞击作用下结构的内力、变形
检验基础、索塔和桥墩的承载力
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
3 《规范》结构分析计算
一般 规定
2020版《公路斜拉桥设计规范》
2007版《公路 斜拉桥设计细则》
7.1.1 斜拉桥应进行结构的静力分析、稳定分析和动力分析，施工阶段和 6.1.1
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
1 斜拉桥的安全性
各类斜拉桥的安全事故，警示质量安全在工程建设上的重要性
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
• 2018年3月，美国FIU人行天桥 在施工过程中发生垮塌
• 事故分析（施工）：12号节点 的承载力不足，引起垮塌
•《公路桥涵地基与基础设计规范 》JTG 3363-2020
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一、规范条文概况
2007版《公路斜拉桥设 计细则》—计算
• 一般规定 • 静力计算 • 动力特性计算 • 空气动力稳定计算 • 抗震计算 • 施工阶段计算
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
3 《规范》结构分析计算 2020版《公路斜拉桥设 计规范》结构分析计算
2007版《公路 斜拉桥设计细则》
7.2.3 斜 拉 桥 结 预应力混凝土梁斜拉桥应计入预应力效应和汽车荷载效应；组 构 的 设 计 合梁斜拉桥应计入桥面板预应力效应和汽车荷载效应；钢箱梁 成 桥 状 态 斜拉桥应计入汽车荷载效应。 分析
6.2.2
基础计算应符合现行《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363）的规定 重力式地锚计算应包括抗倾覆、抗滑移，其安全系数应不小于 2.0
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
•《公路桥涵通用设计规范》 •《公路桥梁抗震设计规范》 •《公路桥梁抗风设计规范》 •《公路桥梁抗撞设计规范》 •《公路斜拉桥设计规范》 •《公路悬索桥设计规范》
•《公路混凝土桥涵设计规范》 •《公路钢结构桥梁设计规范》 •《公路组合桥梁设计施工规范》
1）有限元模型将基础与其他结构按施工形成过程一并考虑时， 应计入桥墩、索塔施工偏心对基础的影响和桥梁横向荷载对基 础的影响
7.2.1 斜 拉 桥 结 2) 当基础单独分析时，除应计入桥墩、索塔施工偏心和桥梁横 构 的 总 体 向荷载的影响外，还应计入上部结构产生效应后对基础产生的 静力分析 二次效应
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
1 斜拉桥的安全性
各类斜拉桥的安全事故，警示质量安全在工程建设上的重要性
• 2007年6月，广东九江大桥发生船撞桥事故， 桥面坍塌200m，事故造成8人死亡
• 事故分析（船撞）：船舶因偏离航道，致 使船头与九江大桥23号桥墩发生触碰，导 致九江大桥23号、24号、25号三个桥墩倒 塌，并引发所承载桥面坍塌
• 一般规定 • 成桥状态静力分析 • 施工阶段静力分析 • 静力稳定分析 • 动力分析
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一、规范条文概况
3 《规范》结构分析计算
章节划分 分析目的 设计状况 作用 刚度特性 材料弹塑性 阻尼特性 质量特性
验算成桥
永久作
成桥状态
状态的承 持久状况 用和可 √
静力分析
载性能
变作用
弹性
验算施工
永久作
施工阶段
阶段的承 短暂状况 用和可 √
静力分析
载性能
变作用
弹性
验算成桥、
施工阶段
永久作
静力稳
持久状况
结构的整
用和可 √
定分析
短暂状况
体和局部
变作用
稳定性
弹塑性
验算抗风、
永久作
动力
偶然状况
弹性
抗震和抗
用和偶 √
√
√
分析
地震状况
弹塑性
撞性能
然作用
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
交通运输部公路工程行业标准宣贯 《公路斜拉桥设计规范》JTG/T 3365-01—2020
重点修订内容详解（四）：斜拉桥结构分析计算
李会驰
高级工程师 中交公路规划设计院有限公司标规室副主任
2020年8月
宣贯内容
一、规范条文概况 二、规范条文解读 三、讨论和展望
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
《公路斜拉桥设计规范》（JTG/T 3365-01—2020）宣贯
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一、规范条文概况
3 《规范》结构分析计算
成桥 状态 静力 分析
2020版《公路斜拉桥设计规范》
2007版《公路 斜拉桥设计细则》
塔梁连接区、斜拉索锚固部位及钢混结合部等受力复杂部位应 进行局部分析
7.2.2 局部分析和应力计算宜采用空间有限元方法，其计算模型边界 斜 拉 桥 结 条件应能真实反映实际结构的受力状况 构 的 局 部 索塔锚固部位配置预应力钢筋时，可按现行《公路钢筋混凝土 静力分析 及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362）的规定，采用拉