三塔斜拉桥结构计算书
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。
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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
斜拉桥的施工方法和结构计算
混凝土斜拉桥 —施工方法和结构计算
施工方法和结构计算
总体施工进程（知识点6）
斜拉桥是伴随主梁悬臂分段施工技术进步而发展起来的 桥梁，在其适用的跨径范围内比其它桥梁有较大的优势
斜拉桥施工方法选择需考虑如下一些因素：施工现场自 然条件、桥梁规模、结构形式、主梁截面形式、桥塔的 形状和斜索的构造和布置形状等
基于索支承结构的受力要求，斜拉桥总体施工进程为：
塔柱——是首先施工的主要受力构件 主梁——塔柱施工完毕后或塔柱拉索锚固区施工约一半时
开始施工（部分塔柱旁的梁段可能更早施工） 斜拉索——主梁施工至锚索段后随主梁延伸逐步安装
《桥梁工程》（下）
施工方法和结构计算
塔柱施工 主梁施工 斜拉索施工 斜拉桥结构计算_概述
《桥梁工程》（下）
谢谢各位
《桥梁工程》（下）
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基于正装迭代法的三塔结合梁斜拉桥计算分析
２ 工 程 背景
２ １ 二 七桥 简介 ．
桁架 单元 ２４个 ， 限元模 型 见 图 １ ６ 有 。
在 建 的武汉 二七 长 江 大 桥 除 ９ 边 跨 采 用 ０ｍ 预应 力 混凝 土外 ， 余 主梁 采用 钢结 构 ， 面板 为 其 桥
般取 ［ ］ ０ ０５ Ｐ 为 ．０ 。 正装 计算 过程 中 ， 节点 坐标 不 随位移 改变 ， 所 以 ， 取 成 桥 设 计 标 高 作 为 主 梁 节 点 的竖 坐 标 。 常
分组 成 。两 个边 塔 尺 寸 完 全 相 同 ， 了增 强 全 桥 为
结构的整体刚度 ， 中塔较边塔加大 了尺寸 以增加
１ ０ ｍ ＋９ 。 ６ ０ｍ
显 然 ，Ｆ ｝ ｛ 。将小 于 ｛ 。 。按此 方 法循 环 迭 代 Ｆ｝ 计算 ， 直到 满足精 度 要求 Ｐ ：３ －
一
— ～ ＜ Ｕ ］ （ ｐ Ｌ ） Ｐ Ｊ ３ ｊ
桥塔 主 塔 高度 为 ２ ６ ｍ， 花 瓶 型钻 石 构 造 ， ０ 为 钢 筋混 凝 土 结 构 ， 由下 、 、 中 上塔 柱 及 下 横梁 四部
其各施工阶段及成桥 阶段 的内力 、 位移和索力 ， 经过与合 理成桥状态 进行对 比分 析 ， 最终 确定各施 工阶段 的节
段标高 、 索力及 主梁 内力 。计算结果表明 ： 合理施 工索力 与合理成桥 索力相 比 ， 误差 均在 ±５ ％范 围内 ， 梁最 主 大抛高 ４ ． ｍ， ０ ３ｃ 混凝 土桥 面板未 出现拉应力 ， 且最大压应力 为 ８ ８ＭＰ ， ． ａ钢主梁下翼缘最大压应力为 １９Ｍ ａ ５ Ｐ ，
表 ２ 部分斜拉索各状态计算结果
三塔斜拉—自锚式悬索组合体系桥工程实例分析
三塔斜拉—自锚式悬索组合体系桥工程实例分析摘要：在建的汉中市西二环大桥为三塔斜拉—自锚式悬索组合桥，在亚洲尚属首次采用。
桥梁造型美观，结构新颖，施工难度大。
本文结合该桥工程实例介绍了该新型结构特点，施工中的一些重点、难点技术问题和解决方法。
关键词：自锚式悬索斜拉组合体系分析Abstract: the west road bridge under construction paper for three tower anchor cable stayed-from suspension cable type combination bridge, which is first used in Asia. Bridge modelling beautiful, novel structure, construction difficulty. This paper introduces the bridge engineering examples, the new structure characteristics, some key points and difficulties in the construction of technical problems and solving methods.Key words: the type of suspension cable anchor cable stayed combination system analysis三塔斜拉—自锚式悬索组合体系桥梁作为一种新型组合体系桥梁，兼有斜拉桥和自锚式悬索桥的特点，结构新颖，造型独特、线形流畅优美，充分利用了自锚式悬索桥与斜拉桥的美学特征。
但作为一种新型结构体系桥梁，结构复杂，受力不很明晰，对于此类桥梁的施工存在很大难度。
1、工程概况汉中市西二环大桥主桥为三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥梁，分别为斜拉与两个自锚式悬索体系段。
斜拉桥与悬索桥的结构与计算
2、斜缆的水平分力相当于混凝土梁的预压力，可 提高抗裂性能
3、建筑高度小，可增大桥下净空 4、结构轻巧美观 5、高次超静定结构，设计计算复杂 6、拉索两端的连接构造复杂 7、施工控制要求严格（张拉程度要求相同）
第五章 其它体系桥梁
第五章 其它体系桥梁
7
三、三塔四跨和多塔多跨式
斜拉桥和悬索桥一样，很少采用三塔四跨和多塔 多跨式。原因就是多塔多跨式斜拉桥中间塔塔 顶没有端锚索来有效限制它的位移，已经是柔 性结构的斜拉桥或悬索桥采用多塔多跨式使结 构柔性进一步增大，变形过大。如必须采用多 塔多跨式斜拉桥时，可将中间塔做成刚性索塔。
第五章 其它体系桥梁
26
七、矮塔部分斜拉桥
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。
5
§4.1.2 孔跨布局
一、双塔三跨式 可跨越较大河流，为了在视觉上清楚地表现主跨，
边跨L1与主跨L2与比例应小于0.5。
3
1.3
3
1
2
1
第五章 其它体系桥梁
6
二、独塔双跨式 一般采用不对称形式，主跨和边跨之比为0.5～
0.6，但多数接近于0.66倍。跨度较小时，也 可采用单跨。
153
22.5 锚碇 地下梁
第五章 其它体系桥梁
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三、塔梁固结体系
塔梁固结并支撑在墩上。
三塔钢箱梁斜拉桥制造线形计算分析
三塔钢箱梁斜拉桥制造线形计算分析冼尚钧【摘要】Based on Jianghai direct shiP channel bridge of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge,finite element software Midas was used to calculate the fabrication geometry and rib alignment base on zero-initial-disPlacement method,and comPare with the design linetyPe,manufacturing error also analyzed the imPact of the manufacturing line,come to a conclusion that use the rib alignment to control the alignment when cantilevered as-sembling.%以港珠澳大桥之江海直达船航道桥为工程背景，采用 Midas 有限元软件，基于零初始位移法，计算了钢箱梁制造线形和安装线形，并和设计线形进行了比较，分析了制造误差对制造线形的影响，指出悬拼施工时应以安装线形进行线形控制。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)012【总页数】2页(P162-163)【关键词】三塔斜拉桥;钢箱梁;制造线形;安装线形;线形控制【作者】冼尚钧【作者单位】广州地铁集团有限公司，广东广州 510330【正文语种】中文【中图分类】U448.27随着中国经济的发展,大跨度钢箱梁斜拉桥正在不断修建,而钢箱梁的施工多采用悬臂拼装方式进行，施工过程中桥梁结构体系不断发生变化，导致每个梁段的状态也随之变化[1]。
施工过程中涉及到三种线形，分别为制造线形、安装线形和设计线形。
这三种线形各不相同却有着内在的联系，施工人员极为容易混淆。
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
抚顺永安大桥设计计算书受抚顺市城市道路交通治理项目办公室委托，我院进行永安桥初步设计，桥型为单索面三塔低塔混凝土斜拉桥。
一、设计依据：《永安桥重建工程设计委托书》，抚顺市城市道路交通治理项目办公室，2001年7月二、工程概况：永安桥位于抚顺市繁华中心地带，横跨浑河，两端道路均为城市主干道，是抚顺市城市交通的咽喉，是连接抚顺市顺城区和新抚区的重要通道之一。
1、气温：年平均气温7.6℃，最高月平均气温28.7℃，最低为-20.5℃。
2、风速：多年平均最大风速15.3m/s，多年最大风速21m/s，常年主导风向为东北偏北。
3、降水：年平均降水量为826.8mm，日最大降水量为185.4mm；年降雪日数历年平均为24天，一次最大积雪深度为260mm。
4、地震烈度：7度。
5、河道土岩情况：河道内有河道覆盖层和基岩。
河道覆盖层由亚砂土、亚黏土、砂卵石等层组成；基岩为花岗片麻岩，表面风化，呈灰白色、黄色，冲击后呈碎块状。
最低岩面高程68.88m，最高岩面高程73.84m。
三、技术标准：1、荷载：行车道：城-A级人行道：3.5KN/m2非机动车道：4.0KN/m22、桥长：360m，跨径组合为63m+112m+112m+63m+10m=360m3、桥面宽度：桥全宽38m，中间双向六车道,两侧设非机动车道和人行道桥面横向布置（半幅）：2.5m人行道+4.5m非机动车道+11m机动车道+1m中央分隔带=19m3、桥面横坡：双向1%4、基本风压：700Pa5、设计地震烈度：7度，按8度设防6、水位:设计洪水位：79.15m (频率300年)丰水期水位:74.50m四、设计规范：1、《城市桥梁设计准则》CJJ 11-932、《公路桥涵设计通用规范》JTJ 021-893、《城市桥梁设计荷载标准》CJJ 77-984、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ 024-855、《公路桥涵设计规范》合定本，19896、《公路工程抗震设计规范》JTJ 004-897、《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-978、《公路路基设计规范》JTJ 013-959、《路灯设计规范》等相应设计规范五、结构简介：单索面三塔低塔混凝土斜拉桥，桥梁全长63+112+112+63+10=360m，桥面宽度38m，拉索锚固区2m。
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
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
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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。
第2章 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，q 为斜索自重集度，m f 为斜索跨中m 的径向挠度。
因索不承担弯矩，根据m 处索弯矩为零的条件，得到：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 m 238⋅+= (2-2) 223228cos 324m f q l l S l l Tα∆=-=⋅= 2323cos 12d l q l dT Tα∆=- (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=⋅==∆ (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。
第三章斜拉桥的计算
( )
( )
( )
桥 塔 斜 拉 索 锚 固 区 大 样 图
G
) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
H
C C大样 D大样 E大样 F大样
D
E
( )
F
( )
( )
( ) ( )
( )
G大样
H大样
( )
加载顺序表(株洲建宁大桥—3.5m分段计算）
施 工 顺 序 序号
计算阶段 ห้องสมุดไป่ตู้应单元
安装 时刻 （天）
整目标
计算斜拉索恒载弯矩影响系数 建立索力增量影响矩阵，可求索力调整量 反复迭代计算，直至所有控制截面的恒载弯矩落入可行域为止
斜拉桥合理施工状态的确定
斜拉桥的施工方法 支架现浇：用的较少 支架拼装：用的较少 顶推法：用的较少 转体施工法：用的较少 悬浇法：混凝土斜拉桥最常用 悬拼法：钢斜拉桥最常用
356
371
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。
（上缘压应力控制条件）
令：
M 1 1d dl), (, 2 Min M (M M2 , M dl ) 2 M d 1 da Ma da
故将闭区间[ M d 2 M
d1
]定义为主梁恒载弯矩可行域
如果设计者给出一个值 M d ，使得 M d M d d 1 M 2 则满足上式的最小预加力数量
拆除 时刻 （天）
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附件二新蕉门大桥工程B线主桥方案计算书
一、概述
1.结构型式
新蕉门大桥是一座公铁两用的特大桥，B线推荐方案为三塔双索面钢桁斜拉桥，钢梁分上、下两层，下层为人行道和轻轨交通，上层为六车道公路交通。
斜拉桥跨径布置为（180+530+530+180）m，两边跨各布置一个辅助墩。
主梁在边墩和主塔处均设有支座。
2.设计基本参数
公路：按汽-超20设计。
人群：按2
m
/
k3N设计。
轻轨：单线每节竖向静活载为6轴车，轴重11t，影响线加
载时按四节编组和作用在双线来确定。
荷载组合：1.2倍恒载+1.4倍（汽-超20+人群）+1.4倍轻轨荷载。
其中，公铁组合时，公路活载折减0.75（参考芜湖长江大桥计算荷载组合）。
二、计算模型
该桥采用大型有限元软件A N S Y S进行空间分析，建立计算模型时，对结构简化作如下处理：
1.主梁为空间钢桁架，上弦杆、下弦杆、横梁和腹杆均简化为空
间梁单元。
2.主塔、主塔横梁和桩基础也简化为空间梁单元。
3.拉索简化为杆单元。
4.位移边界简化时，桩底完全固结，主梁在边墩、辅助墩和主塔
根部处均采用竖向支撑。
整个计算模型共3748个节点，7977个单元，计算模型如图1。
图1计算模型
三、静力分析
1、内力计算
通过恒载计算、活载最不利加载分析，得各主要构件的最大内力如表1。
表1主要构件最大计算内力一览表
可见，各主要构件的强度均满足设计要求。
2、活载挠度计算
通过各种工况分析，得主梁和主塔的最大活载挠度如表2。
表2主要构件活载位移一览表
可见，各主要构件的刚度均满足设计要求。
四、模态分析
利用已经建立的空间模型，计算前8阶振型和相应的模态，如图2～图9。
图2一阶振型（频率：0.180H Z）图3二阶振型（频率：0.215H Z）图4三阶振型（频率：0.225H Z）
图5四阶振型（频率：0.248H Z）
图6五阶振型（频率：0.27557H Z）
图7六阶振型（频率：0.27562H Z）
图8七阶振型（频率：0.475H Z）
图9八阶振型（频率：0.564H Z）
附件二新蕉门大桥工程B线主桥方案计算书
五、稳定分析
利用A N S Y S对该桥进行弹性稳定分析，其稳定安全系数为12.9，失
稳模态如图10所示。
图10失稳模态
六、结论
通过对该桥进行空间结构分析，可以得到如下结论：
该桥主要构件的强度满足相应规范要求，详见表1所示；
1.该桥主要构件的刚度满足相应规范要求，详见表2所示；
2.模态分析进一步证明了该结构的可行性和合理性，同时为该桥的抗
风、抗震分析提供了必要的动力参数；
3.该桥运营阶段的稳定安全系数为12.9，满足规范要求。